Lección 46 Enlaces Químicos

 La naturaleza está formada por miles de compuestos químicos, desde el agua que contiene solo 3 átomos hasta aquellos que contienen miles de átomos en su estructura. La amplia variedad de compuestos se debe principalmente a las asociaciones que hacen los diferentes átomos, las cuales son llamadas enlaces químicos. Estos enlaces se dan por la interacción de unas partículas negativas que poseen todos los átomos, las cuales son llamadas electrones. De acuerdo a cómo sea el comportamiento de esos electrones, los enlaces se pueden clasificar en iónicos y covalentes.

Los enlaces iónicos son aquellos donde un átomo entrega o cede a otro átomo uno o varios de sus electrones. Los compuestos iónicos formados son por lo general sales haloideas, conformados por elementos metálicos del grupo IA o IIA de la tabla periódica como el sodio o el potasio, y por no metálicos del grupo VIIA como el cloro o el flúor.

Por otro lado, tenemos a los enlaces covalentes, los cuales están presentes en la gran mayoría de los compuestos que existen. En estos enlaces, los átomos involucrados son no metálicos y comparten los electrones, y como ejemplos de sustancias tenemos al agua, los gases de la atmósfera, los nutrientes, etc.

Para una buena enseñanza de estos temas, es necesario el uso de estrategias didácticas por parte de los docentes, para que los estudiantes tengan un buen entendimiento y comprensión de las características y la importancia de estos tipos de enlaces en la naturaleza química de las sustancias. En este módulo se abordarán situaciones de aula relacionadas con las temáticas ya mencionadas, con el objetivo de que los docentes tengan una mejor idea sobre cómo afrontar las dudas, inquietudes y otros requerimientos por parte de los estudiantes, para una buena enseñanza y adquisición de conocimientos.

VIDEO: TIPOS DE ENLACES QUÍMICOS

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Documento: Propiedades de los compuestos iónicos y covalentes ver pagina 1 a 2 

Simulacro Temático

1. Un estudiante se acerca a su profesor con un libro y le comenta que estudiando los diferentes enlaces que pueden presentarse entre sustancias, encontró el siguiente ejemplo:

El estudiante le dice a su profesor que desconoce por completo lo que significan esos símbolos. La mejor estrategia que puede usar el docente para explicar el ejemplo es

Seleccione una:

A. usar un esquema de la distribución electrónica del cloro y del hidrógeno para mostrar que el electrón que le sobra al hidrógeno pasa al cloro, por lo que este tiene signo negativo, por lo que se trata de un enlace polar. 

B. fijar la atención en los signos delta que están como superíndices en el hidrógeno y el cloro y así explicar que esto denota que hay una carga eléctrica parcial entre estos dos átomos por lo tanto es un enlace coordinado.

C. usar una molécula con características similares como el amoniaco y explicar desde el inicio del ejercicio que los símbolos dicen que los electrones son compartidos únicamente por uno de los átomos, aquel con símbolo negativo.

D. mostrar mediante el dibujo de la molécula de ácido clorhídrico que este esquema lo que traduce es que hay cargas parciales y que aunque se comparte un electrón éste se inclina más hacia el cloro.

Retroalimentación

Es correcta porque mediante un dibujo de la molécula se tendrá la posibilidad de explicar de manera gráfica lo que está representando en el esquema, lo cual es un enlace covalente polar, es decir que a pesar de que se comparten un electrón, éste tiende a estar más atraído por el cloro debido a que tiene más electronegatividad. En otras palabras, en el esquema se indican las cargas parciales (positiva y negativa) más no se representa la carga de cada ion. Es importante recordar que el desplazamiento de cargas hará la diferencia entre un enlace covalente polar y no polar. Es así que en este caso el átomo de cloro es mucho más electronegativo (3,1) que el hidrógeno (2,2); por lo tanto, se presenta un desplazamiento de cargas desde el átomo menos electronegativo (H) hasta el más electronegativo (Cl), aún cuando el electrón sigue estando compartido. Además, mientras mayor sea la diferencia de electronegatividades entre los átomos comprometidos en el enlace, mayor será el carácter polar del mismo.

Por otro lado, la opción que usa un esquema de la distribución electrónica del cloro e hidrógeno no es correcta, porque la configuración electrónica muestra los electrones que tienen en su último nivel de energía y cuántos de ellos están en posibilidad de ser compartidos o trasladados. Sin embargo, esto no arroja ninguna información que ayude a interpretar el esquema que está presentando el estudiante, porque una configuración electrónica no especifica cuál elemento es más o menos electronegativo. En esta representación se está hablando de un enlace covalente polar (que la carga se inclina más hacia el cloro aunque el electrón sea compartido) y los símbolos de los superíndices significan que las cargas son parciales, ya que el electrón es compartido, por lo tanto no se puede decir que los átomos se convierten en iones “por momentos”. Es así que se aclara con el símbolo delta δ.

Así mismo, la opción que fija la atención en los signos delta δ que están en el cloro y en el hidrógeno no es correcta, porque aunque esta opción podría ser adecuada debido a que al explicar de manera puntual el significado de estos símbolos se podría concluir que esto quiere decir que es un enlace covalente (que comparte electrones) y que éste se inclina más hacia el cloro que tiene una electronegatividad mayor; sin embargo, está diciendo que este símbolo significa una carga parcial, lo cual podría ser verdad en cierta forma, sin embargo el término no es preciso para lo que está expresando, el término correcto sería que se comparte la carga entre los dos átomos; sin embargo está diciendo que el enlace es coordinado, lo cual no es correcto porque en este caso no hay electrones compartidos de parte y parte de los átomos, sino que solo uno de ellos comparte sus electrones y el otro no lo hace. Por ejemplo, un caso así ocurre cuando una molécula de agua reacciona con un H+ para formar el ion hidronio (H3O1-) el oxígeno compartirá un par de electrones con aquel ión de hidrógeno H+ que no tiene electrones para compartir.

Finalmente, la opción que usa una molécula similar como el amoniaco NH3 no es correcta, porque aunque la estrategia puede ser adecuada ya que el amoniaco también pertenece al grupo de moléculas que forman enlaces covalentes polares (que comparten electrones pero éstos se inclinan más hacia el átomo que tiene mayor electronegatividad), y esto podría dar un comparativo para expresar desde el principio lo que significa cada símbolo delta δ (que el electrón no se desplaza completamente hacia el átomo sino que está compartido entre los dos átomos), sin embargo está explicando que los electrones están siendo compartidos sólo por uno de los átomos, lo cual es la definición de un enlace covalente coordinado. Esto no es verdad, ya que para que exista un enlace de este tipo es porque a la molécula se acercó un ión positivo que ya no puede compartir electrones porque ya no tiene electrones para compartir, por lo que existe una relación en la que solo uno de los átomos comparte sus electrones. Así como si al amoniaco NH3 se acercara un ión de hidrógeno H+ lo que ocasionaría este fenómeno con un par de los electrones del nitrógeno creando el ión amonio NH4+

La respuesta correcta es: mostrar mediante el dibujo de la molécula de ácido clorhídrico que este esquema lo que traduce es que hay cargas parciales y que aunque se comparte un electrón éste se inclina más hacia el cloro.

2. Durante la clase de química, la docente les muestra la siguiente tabla a los estudiantes:

Seguidamente dice que esas son las configuraciones electrónicas de algunos elementos químicos y después les explica que durante la formación de enlaces químicos donde los átomos comparten sus partículas negativas, los elementos involucrados deben completar su último nivel de energía, lo que les permite alcanzar una estabilidad en las moléculas formadas. Ante esto, varios estudiantes indican tener dudas acerca de cómo los átomos comparten esas partículas para alcanzar esa estabilidad, por lo que la docente decide ilustrar un ejemplo de una molécula que cumpla con las características mencionadas, donde se muestre la compartición de las partículas negativas de esos elementos.

De acuerdo a lo anterior, el ejemplo más adecuado que la docente debe mostrar a los estudiantes es

Seleccione una:

3. Luego de que el profesor terminara de explicar los conceptos fundamentales del enlace químico a partir de las propiedades presentes en la tabla periódica, decidió evaluar los conocimientos de la clase mediante un quiz. Este consistía en una sola pregunta la cual escribió en el tablero: “Teniendo en cuenta la Tabla 2, ¿Qué tipo de enlace se presenta si se tiene un compuesto de la forma YX ?” (Chang. 2003)

Luego de que finalizó el tiempo de quiz, el profesor recogió las respectivas respuestas de sus estudiantes y procedió a realizar calificación. La respuesta del estudiante A decía lo siguiente: “El tipo de enlace que se espera es iónico ya que el elemento X actúa como catión por su alta energía de ionización y el elemento Y como anión por su baja afinidad electrónica”. Teniendo en cuenta la situación que se planteó anteriormente, es correcto concluir que el proceso de aprendizaje del estudiante A presenta fallas en

Seleccione una:

A. identificar la diferencia presente entre los cationes y aniones de acuerdo con los valores experimentales de propiedades intensivas.

B. confundir la identificación de cationes y aniones de acuerdo con los valores experimentales de algunas propiedades periódicas.

C. reconocer los aniones de acuerdo con la energía de ionización ya que logra identificar correctamente los cationes.

D. determinar los cationes a partir de los valores de afinidad electrónica ya que puede identificar correctamente los aniones.

Retroalimentación

De acuerdo con la situación que se plantea, se hace uso de los valores de afinidad electrónica (AF) y la energía de ionización (EI). Es necesario tener claro que los elementos con bajos valores de afinidades electrónicas (negativos) presentan una mayor tendencia aniones y los elementos con bajas energías de ionización forman cationes, por lo que, según la tabla 2, el elemento X actúa como un anión debido a su baja AF y el elemento Y como catión debido a baja EI. Por lo tanto, el estudiante está confundiendo la identificación de los cationes y aniones con respecto a las propiedades periódicas.

No es posible que la falla del estudiante esté en la identificación de los cationes y aniones a partir de las propiedades intensivas ya que en la situación se mencionan propiedades periódicas.

Generalmente, la energía de ionización no se utiliza para determinar si un compuesto actúa como un anión ya que, de manera más precisa se hace uso de la afinidad electrónica o la electronegatividad ya que estos valores se relacionan con la ganancia de un electrón lo cual es esencial en los aniones.

Por su parte, para determinar los cationes es mejor evidenciar los valores de energía de ionización o la posición de los grupos en la tabla periódica, ya que, estos valores están relacionados con la pérdida de un electrón lo cual es característico de los cationes.

Referencias:

a) Brown, T. L. (2004). Química : la ciencia central (Novena edición.). Pearson Educación.

b) Chang, R., & Goldsby, K. A. (2013). Química (Undécima edición.). McGraw-Hill Education.

La respuesta correcta es: confundir la identificación de cationes y aniones de acuerdo con los valores experimentales de algunas propiedades periódicas.

4. Un estudiante le comenta a su profesor que está estudiando aquel tipo de enlace en el que los electrones se trasladan de un elemento a otro y que por medio de un gráfico entendió completamente el proceso. Seguidamente enseña el gráfico en cuestión:

Fuente: https://www.academia.edu/35686158/Quimica_general_organica_y_biologica_Timberlake página 166

Además le dice a su profesor que lo que no entiende es cómo debería expresar la estructura final de la molécula en fórmula química.

El docente ve una oportunidad para explicar este tema mediante una estrategia pedagógica la cual es

Seleccione una:

A. explicar mediante el segundo dibujo presentado por el estudiante que el proceso que se ha efectuado es la formación de iones y por ende enlaces entre ellos, de manera que la fórmula molecular será Na2S. 

B. llamar la atención sobre la explicación que está ubicada bajo el segundo dibujo y así dar a entender que la fórmula está expresada allí, lo único que se debe hacer es escribirla con sus elementos unidos así 2Na+S-2.

C. buscar en la tabla periódica específicamente los números de oxidación de los elementos involucrados para comprobar que aunque el azufre tiene varios el sodio solo tiene +1, por lo tanto la fórmula molecular es 2NaS.

D. efectuar la ecuación de la reacción química correspondiente al proceso evidenciado en el gráfico y con esto explicar que es completamente indispensable dejar evidenciado las cargas en la fórmula, por tanto quedará Na2+1S-2.

Retroalimentación

La respuesta correcta es: explicar mediante el segundo dibujo presentado por el estudiante que el proceso que se ha efectuado es la formación de iones y por ende enlaces entre ellos, de manera que la fórmula molecular será Na2S.

5. En su clase, el docente les dice a sus estudiantes que hay unos enlaces donde se da la compartición de electrones, y un ejemplo de estas sustancias corresponde a aquellas que son diatómicas, es decir, aquellas formadas solamente por dos átomos. También les explica que esos dos átomos pueden compartir desde un par hasta tres pares de electrones, con el objetivo de que ambos puedan completar sus ocho electrones de valencia necesarios para alcanzar estabilidad. Luego les mostró la siguiente imagen:

Mostrando la imagen, el docente explica que un ejemplo es el hidrógeno molecular o H2 que no necesita 8 electrones como sucede en las demás moléculas diatómicas, sino solamente dos. Finalmente les explica que esas sustancias diatómicas son por lo general gases, cuya estructura molecular está organizada de tal forma que no pueden ser solubles en agua, a pesar de que esos gases y el agua son compuestos con carácter covalente. Sin embargo, unos estudiantes preguntaron por otros ejemplos de moléculas con esas características, y porqué no eran capaces de ser solubles en agua, por lo que el docente decide hacer el mismo esquema, pero usando otro ejemplo de molécula diatómica, y agregando a ese esquema otros elementos que complementarán la explicación y resolverán las inquietudes de los estudiantes.

Para cumplir con su objetivo, el esquema que debe mostrar el docente a sus estudiantes es

Seleccione una:

Es la respuesta correcta porque es el esquema que contiene la explicación más adecuada para resolver las dudas de los estudiantes. Uno de los ejemplos de moléculas diatómicas formada por un enlace covalente es el oxígeno molecular u O2. Además, todos los átomos cuando no forman enlaces químicos están en forma neutra, es decir, contienen la misma cantidad de protones y electrones, de tal forma que la sumatoria de estas partículas positivas y negativas de como resultado cero, lo cual es la razón por la que estos átomos tienen una carga neta cero. Cuando ellos se unen, ambos átomos comparten electrones para alcanzar los 8 necesarios para completar sus niveles de energía, a excepción del hidrógeno como ya lo mencionó el docente. Dado que ambos átomos poseen la misma electronegatividad, ambos atraen con la misma fuerza a los electrones en direcciones contrarias, por lo cual, ambas fuerzas se anulan haciendo que los electrones que se comparten estén a la misma distancia de los núcleos de los dos átomos. A lo anterior, hay que agregar que ambos átomos poseen la misma cantidad de electrones, de tal forma que este hecho, sumado a la anulación de las fuerzas, hagan que esta molécula no posea una carga eléctrica definida, por lo que se considera a este tipo de enlace covalente como apolar o sin una carga específica. Como el agua es polar y estas sustancias apolares, estos gases no son solubles en agua. Finalmente, el uso de explicaciones dentro de los esquemas, ayudan a comprender de mejor forma como se llevan a cabo ciertos enlaces químicos y las propiedades que ellos poseen, permitiendo de esta forma complementar la información, resolver dudas y adquirir nuevos conocimientos por parte de los estudiantes.

La opción del esquema 1 es incorrecta ya que los átomos cuando están libres no presentan una carga, y en el esquema aparece que ambos poseen una carga positiva. Además de eso, cuando los átomos se unen no forman regiones positivas ni negativas porque ambos átomos poseen y comparten la misma cantidad de electrones, lo que ocasiona que la molécula sea apolar y no polar como se indica en el esquema. Por lo anterior, no es el esquema más adecuado para ser mostrado a los estudiantes.

La opción del esquema 3 es incorrecta debido a que los átomos en estado libre son neutros y no con carga negativa, dado a que esos átomos presentan la misma cantidad de protones y electrones, de tal forma que dicho esquema no responde de manera adecuada a la petición de los estudiantes. También, cuando dichos átomo se unen no forman regiones más positivas que otras, sino que la molécula es apolar, dado a que ambos átomos atraen con la misma fuerza a los electrones que son compartidos, pero como ambos atraen los electrones en direcciones contrarias, ello ocasiona que las fuerzas se anulen y que la carga neta sea cero, es decir, que la molécula sea apolar.

La opción del esquema 4 es incorrecta porque cuando los átomos de N se unen, no se crean regiones neutras y positivas, sino que toda la molécula en su conjunto queda sin una carga neta. Lo anterior, ocasiona que el nitrógeno molecular o N2 sea una molécula apolar y no polar, lo cual no sería el esquema más adecuado para ayudar a los estudiantes a resolver sus peticiones.

6. En medio de una clase, el estudiante A se encontraba discutiendo con el estudiante B acerca de la importancia del cloruro de sodio (NaCl) a nivel industrial y nutritivo debido a la alta solubilidad que este compuesto presenta en un medio acuoso. El estudiante A afirmaba que el NaCl presenta una estructura molecular con distribución electrónica y esta característica permite que este compuesto interaccione de una manera más efectiva con el agua como solvente. Sin embargo, el estudiante B cree que la alta solubilidad de esta sal es debido a que se presenta un enlace iónico y todos los compuestos que tengan este tipo de enlace son solubles en agua. Finalmente, luego de que los estudiantes no llegaron a un acuerdo, decidieron acudir al profesor para esclarecer las dudas. De acuerdo con lo que se planteó en la situación anterior, la mejor metodología que el docente empleó para solucionar las dudas de sus estudiantes consistió en

Seleccione una:

A. dar la razón al estudiante A ya que se forman interacciones de dipolo-dipolo entre el solvente y el soluto que se añade y, al estudiante B pedirle que revise cómo realizar las estructuras de Lewis y la determinación del dipolo mediante la electronegatividad del sustituyente, ya que debido a esto varios compuestos no son solubles.

B. mostrarle al estudiante A las diferencias de electronegatividad presentes en la tabla periódica de tal manera que identifique cómo se forma un compuesto iónico y, al estudiante B mostrarle los valores solubilidad reportados en las bases de datos para que evidencie que no todos los compuestos iónicos son solubles.

C. presentar al estudiante A la ausencia de las cargas en moléculas apolares a partir de las estructuras de Lewis, para que él entienda la baja interacción que existe con un solvente polar y, al estudiante B dar la razón ya que todos los compuestos iónicos se disuelven en agua debido a las interacciones del tipo dipolo-ion.

D. informar al estudiante A los radios iónicos que se encuentran en la tabla periódica para que pueda entender la diferencia entre los compuestos moleculares y cristalinos, por otro lado, al estudiante B mostrarle que, a mayor cantidad de electrones internos, la repulsión es mayor y por lo tanto la solubilidad de varios compuestos iónicos disminuye.

Retroalimentación

La alta solubilidad del cloruro de sodio radica en las interacciones efectivas entre los iones de sodio y cloruro con el dipolo del agua (dipolo-ion). Teniendo en cuenta las respuestas de los dos estudiantes se puede evidenciar que ambos están fallando en algunos conceptos. En primera instancia, el estudiante A clasifica el cloruro de sodio como un compuesto molecular lo cual es falso ya que es un compuesto iónico y la mínima unidad en este tipo de sustancias es una celda cristalina la cual se distribuye tridimensionalmente formando un cristal. Por otro lado, el estudiante B comenta que todos los compuestos iónicos son solubles en agua y de la misma manera es falso ya que esto depende de los electrones de valencia de los átomos que componen el compuesto y, no solamente del enlace. Es por este motivo que, la opción correcta es mostrarle al estudiante A cómo identificar los enlaces iónicos en un compuesto y al estudiante B mediante los valores de solubilidad de compuestos iónicos como AgCl demostrarle que no todos son iónicos.

Presentarle al estudiante A, las ausencias de cargas de una molécula apolar no tendría sentido debido a que el compuesto que se pregunta es el tipo iónico. Por otro lado, el estudiante B no puede tener la razón ya que existen compuestos iónicos que no presentan alta solubilidad con el agua.

No se forman interacciones dipolo-dipolo entre el cloruro de sodio con el agua ya que las interacciones presentes son del tipo ion -dipolo por lo que no se puede dar la razón al estudiante A. Por otro lado, efectivamente el dipolo en una molécula es un factor clave para determinar sus propiedades de solubilidad, sin embargo, el compuesto referente es iónico por lo que no tiene caso hablar de dipolo ya que estos compuestos presentan cargas definidas.

Finalmente, no existe una relación directa entre el radio iónico y el tipo de enlace, por lo que esto no podría ser correcto. Además, los factores de solubilidad dependen en gran medida de los electrones externos (valencia) los electrones internos son importante en otros campos como absorciones de energía radiactiva.

Referencias :

b) Brown, T. L. (2004). Química : la ciencia central (Novena edición.). Pearson Educación.

La respuesta correcta es: mostrarle al estudiante A las diferencias de electronegatividad presentes en la tabla periódica de tal manera que identifique cómo se forma un compuesto iónico y, al estudiante B mostrarle los valores solubilidad reportados en las bases de datos para que evidencie que no todos los compuestos iónicos son solubles.

7. El profesor les muestra a sus estudiantes el siguiente cartel en el tablero y seguidamente les dice que basados en lo que se ha estudiado respecto a los enlaces químicos, si se formase una sustancia con los dos elementos que están resaltados en la tabla ¿cuál podría ser la clasificación específica para el enlace que formarían?

Un estudiante levanta la mano y le contesta que por la ubicación en la que están y dada la cercanía deberían tener electronegatividades parecidas, por lo que estos formarían un enlace covalente coordinado.

El docente le contesta que en parte tiene razón, sin embargo procede a explicar mediante una estrategia lo que le hace falta por comprender y para lo cual decide

Seleccione una:

A. tomar la tabla periódica para identificar los elementos en cuestión de tal manera que puedan analizarlos con un esquema de Lewis y así identificar que el enlace que forman estos dos elementos es uno de tipo apolar.

B. llamar la atención en el color del área de las casillas a las que pertenecen estos dos elementos, para dar a entender que son elementos no metálicos, por lo tanto el enlace formado por estos es covalente no metálico.

C. analizar los datos aportados por la gráfica para así confirmar que se trata de un enlace covalente, sin embargo por el aumento de la electronegatividad y debido a que hay una separación de dos grupos es enlace de tipo polar.

D. hacer ver que la electronegatividad no solo crece de izquierda a derecha en la tabla periódica, sino también de abajo hacia arriba, por lo tanto por la ubicación de los dos elementos se trata de un enlace covalente neutro.

Retroalimentación

Es correcta porque el tema que busca explicar el docente es la clasificación específica de un enlace covalente, en este caso si se trata de un enlace polar o no polar. Los primeros se tratan de aquellos enlaces que a pesar de que se comparten los electrones, existe una pequeña diferencia de electronegatividad que hará que los electrones compartidos quieran quedarse más tiempo con el elemento más electronegativo. Contrario a lo que sucede con un enlace no polar, que significa que no hay polaridad, en otras palabras los electrones compartidos están en igualdad de condiciones tanto para un átomo como para otro. Esto sucede en aquellas moléculas de elementos, es decir que forman enlaces consigo mismos como el oxígeno O2. Por lo tanto con lo aportado en la gráfica es suficiente para deducir lo que ya había confirmado el estudiante, que es el hecho de que los dos elementos implicados, por estar ubicados cerca uno de otro (dado el orden estratégico que tienen los elementos en la tabla periódica) su electronegatividad (capacidad para atraer electrones) será suficiente para formar enlaces covalentes. Sumado a esto están ubicados en el grupo de los no metales lo que confirma aún más que se trata de un enlace covalente. Ahora bien, el hecho de que estén separados por dos columnas (grupos) y además que el segundo elemento no esté tan abajo, quiere decir que su electronegatividad es superior a la del elemento que está más a la izquierda, por lo tanto aunque es covalente este enlace también es considerado polar porque los electrones que se compartirán entre ellos tenderán a irse hacia el elemento con mayor electronegatividad.

Por otro lado, la opción en la que llama la atención sobre el color del grupo en el que están ubicados los dos elementos no es correcta, porque aunque es verdad lo que está afirmando el docente ya que el color naranja pálido de la tabla periódica significa que todos estos son elementos no metálicos, de hecho los enlaces covalentes están conformados por átomos no metálicos, o en su defecto por metales con el hidrógeno (y no es el caso porque no está participando en este ejemplo). Por tanto, afirmar que se trata de un enlace covalente no metálico sería redundar sobre el mismo tema. La verdadera razón por la que se clasifica este enlace sería por la ubicación y el aumento de la electronegatividad, al evidenciar que la electronegatividad del átomo que está más a la derecha será mayor que el que está a la izquierda, de manera que se trata de un enlace covalente polar ya que los electrones compartidos se inclinarán más hacia el elemento de la derecha.

Así mismo, la opción que denota que la electronegatividad no solo crece de izquierda a derecha, sino también de abajo hacia arriba no es correcta, porque aun cuando esta característica efectivamente es verdadera, lo que asegura a continuación no es verdad, debido a que cuando se habla de un enlace covalente que su diferencia de electronegatividad es igual a cero, se refiere a los formados por átomos de un mismo elemento como los siguientes Cl- Cl, O=O, N≡N. Estos a pesar de formar enlaces sencillos dobles y triples, la diferencia de electronegatividad es cero por lo que se considera un enlace covalente no polar, el hecho de denominarlo neutro es un error de terminología. Adicional a esto, el caso de los dos elementos seleccionados no tienen igual número de electronegatividad, por lo tanto se considera un enlace covalente polar (que el electrón o electrones tienden a irse hacia el elemento más electronegativo).

Finalmente, la opción que revisa la tabla periódica para hallar los dos elementos involucrados (Nitrógeno y Cloro) no es correcta, porque aunque tomando la tabla periódica puede lograr identificar esto, la información proporcionada en la gráfica es suficiente como para analizar el ejercicio y deducir la respuesta sin la necesidad de la tabla periódica, ya que en ningún momento el docente pregunta qué elementos son. Adicional a esto, está efectuando un esquema de Lewis lo cual es útil para conocer qué es un enlace covalente, (lo cual ya había identificado el estudiante solo por la posición de los elementos). Por último, está diciendo que se trata de un enlace apolar, lo cual no es verdad ya que el término correcto es no polar, y esto sucedería si la diferencia de sus electronegatividades fuese igual a cero. Por la ubicación de los dos elementos se conoce que el de la derecha es más electronegativo que el de la izquierda, lo cual ocasionará un enlace covalente polar porque los electrones compartidos tenderán a irse hacia el átomo de la derecha.

La respuesta correcta es: analizar los datos aportados por la gráfica para así confirmar que se trata de un enlace covalente, sin embargo por el aumento de la electronegatividad y debido a que hay una separación de dos grupos es enlace de tipo polar.

8. Antes de iniciar una actividad en el laboratorio sobre las sustancias iónicas, la docente da a los estudiantes una breve explicación acerca de las propiedades que presentan los compuestos iónicos, como la capacidad de formar electrolitos cuando están en una solución, y que presentan enlaces muy fuertes entre ellos, por lo que se necesita suministrar mucha energía para poder romperlos y para que cambien de un estado físico a otro. Luego, algunos estudiantes preguntaron por ejemplos de sustancias con esas características, por lo que el docente decide emplear en el laboratorio una o varias de las sustancias que hay disponibles para preparar disoluciones con ellas con disolventes como el peróxido de hidrógeno, amoníaco, etanol o gasolina, las cuales se describen a continuación:

De acuerdo con la explicación y las características que aparecen en la tabla, la actividad experimental que debe realizar la docente es

Seleccione una:

A. usar solo la sustancia O y mezclarla con una sustancia como el peróxido de hidrógeno, ya que esto permitirá la formación de una solución o mezcla homogénea.

B. emplear las sustancias P y X, y mezclarlas por separado con una sustancia como el etanol, para así formar dos tipos de soluciones o mezclas heterogéneas.

C. usar las sustancias M y X mezclarlas por separado con una sustancia como el amoniaco, para así formar dos tipos de soluciones o mezclas homogéneas. 

D. emplear solo la sustancia N, y mezclarla con una sustancia como la gasolina, ya que esto permitirá la formación de una solución o mezcla heterogénea.

Retroalimentación

Es la respuesta correcta porque es la sustancia que se ajusta a las características que describe el docente cuando les explica a los estudiantes las cualidades de los compuestos iónicos. Por esa razón, es la única sustancia que debe ser utilizada por la docente para realizar la actividad en el laboratorio, la cual consiste en formar una disolución o mezcla homogénea; recordemos que en este tipo de mezclas se forma una sola fase porque las sustancias son solubles entre ellas. De acuerdo con la explicación, los compuestos iónicos son capaces de formar electrolitos, es decir, tiene la capacidad de formar iones con carga positiva y negativa, por lo que es una facultad que les permite ser polares y poder disolverse o ser altamente solubles en compuestos polares como el agua oxigenada o peróxido de hidrógeno. Otra característica que poseen los enlaces iónicos son que son altamente fuertes, los que les permite estar en estado sólido cristalino en condiciones normales de temperatura y presión, por lo que tienen puntos de fusión y de ebullición muy altos, porque se requiere suministrar mucha energía calórica para poder romper los enlaces que se forman en las redes cristalinas que ellos forman, tal y como se puede ver con la temperatura de fusión de la sustancia O. La realización de laboratorios para presentar sustancias a los estudiantes y describir sus estructuras y propiedades es una buena estrategia usada por los docentes, porque de esa forma los estudiantes interactúan directamente con las sustancias, y así, adquieren conocimientos de una forma que sea llamativa para ellos.

La opción de escoger a las sustancias X y P es incorrecta ya que la sustancia X está en estado líquido, algo que no es característico de las sustancias iónicas por la alta fuerza que presentan sus enlaces, por lo que ellos están en forma cristalina; además de que presenta un punto de fusión muy bajo en comparación con otras sustancias presentes en la tabla. También es incorrecta esta opción porque a pesar de que la sustancia P está en estado sólido, presenta una baja conductividad eléctrica, lo cual no permite la creación de electrolitos de acuerdo a la descripción que da el docente.

La opción de escoger a las sustancias M y X es incorrecta porque la sustancia M está en estado líquido, presenta una baja polaridad, es decir, no forma iones o presenta cargas parciales positivas o negativas en sus moléculas. Las sustancias iónicas son todo lo contrario a lo que se describe el comportamiento de la sustancia M.

La opción de escoger a la sustancia N es incorrecta porque sus características no se ajustan a las descritas para los compuestos iónicos. La sustancia N es apolar y tiene un punto de fusión relativamente bajo en comparación con sustancias como la O. A pesar de lo anterior, como la sustancia N es un sólido ceroso y es apolar, esta sustancia es soluble en solventes apolares como la gasolina, por lo que sí formará una mezcla heterogénea al mezclar estas dos sustancias.

La respuesta correcta es: usar solo la sustancia O y mezclarla con una sustancia como el peróxido de hidrógeno, ya que esto permitirá la formación de una solución o mezcla homogénea.

9. Durante la realización de un laboratorio sobre compuestos de carácter iónico, la docente les pidió a los estudiantes agregar una sustancia llamada cloruro de sodio en agua. Luego de observar lo que sucedía, los estudiantes preguntaron a la docente por qué esa sustancia era capaz de interactuar con el agua, a lo que la profesora respondió diciendo que cuando esa sal se agrega al agua, la primera se divide y se forman dos tipos de iones, unos positivos llamados cationes como el Na+, y otros aniones que son de carga negativa como el Cl-. También les dijo que dichos iones se organizaban en el agua de tal forma que formaban una mezcla homogénea porque ambas sustancias, tanto el agua como el cloruro de sodio, son polares. Después, unos estudiantes manifestaron no tener claridad acerca de dicha explicación, por lo que la docente decide usar un esquema para que comprendieran mejor la formación de ese tipo de mezclas con ese compuesto iónico.

De acuerdo a lo anterior, el esquema más adecuado que debe usar la docente es

Seleccione una:

10. Un estudiante le muestra a su profesora de laboratorio que el cloruro de sodio (NaCl) tiene un punto de fusión de 801°C, pero que no comprende por qué se requiere tanto calor para fundirlo, si se trata de sal simple.

Para aclarar a su estudiante sobre su confusión, la docente decide abordar la duda con una estrategia ilustrativa. De las siguientes figuras, la más adecuada para plasmar su explicación es el presentado en la figura

Seleccione una:

A. 1: y con esto explicar que la formación de la sal mantiene una estructura muy ordenada al momento de generarse que es improbable que algún enlace formado entre sus átomos sea fácil de romper de tal manera que se necesita una temperatura muy elevada para su rompimiento.

B. 2: para a hacer notar que esta es una estructura de Lewis donde muestra perfectamente el proceso de la cesión de un electrón por parte del sodio y la recepción del mismo por parte del cloro esto representa un enlace iónico y es tan fuerte que su punto de fusión es muy elevado.

C. 1: y con ella dar a entender que el sodio y el cloro, a pesar de que forman un enlace sencillo entre sí, sus moléculas conforman una red cristalina que se fortalece porque la estructura se completa con un gran número de moléculas entrelazadas perfectamente entre sí. 

D. 2: para así mostrar que el electrón azul que el sodio le cedió al cloro hace que la molécula forme una relación tan fuerte ya que ese electrón se rehúsa a volver al sodio lo que da como resultado que se vuelva casi imposible romper ese enlace, y se requiera una temperatura tan alta.

Retroalimentación

La respuesta correcta es: 1: y con ella dar a entender que el sodio y el cloro, a pesar de que forman un enlace sencillo entre sí, sus moléculas conforman una red cristalina que se fortalece porque la estructura se completa con un gran número de moléculas entrelazadas perfectamente entre sí.