Un tema crucial en cualquier curso de fisicoquímica, con el se conocerán los fundamentos de las fórmulas de las sustancias.
Los alumnos comprenderán que en realidad moléculas sólo existen en las sustancias covalentes. Y en las iónicas las partículas (iones) se agrupan en conglomerados-cristales-en donde existen millones de átomos de los iones respectivos. Por lo que en realidad, por ejemplo NaCl no es la fórmula molecular del cloruro de sodio, moléculas de esta sustancia no existen. Es su fórmula mínima, en su estructura por cada átomo de sodio (catión en realidad) existe uno de cloro (anión).
El fundamento teórico es la Regla de Lewis: “Los elementos al unirse completan una última órbita estable de ocho electrones, similar a la de un gas noble”.
En el caso de uniones covalentes se deducirá que el hidrógeno al unirse a no metales completa una última órbita estable de dos electrones similar a la del gas noble helio. Aunque también el hidrógeno forma hidruros con ciertos metales ganando un electrón de ellos y quedando con una carga negativa.
En el caso de la unión iónica es importante remarcar que al perder electrones un átomo pierde su neutralidad en carga eléctrica, recordar que todo átomo está formado por un número similar de protones positivos y electrones negativos, y en su conjunto el átomo es neutro. Al perder electrones prevalecerán una o más cargas positivas (igual al número de electrones perdidos).Y al ganar un átomo neutro electrones, pasará a tener tantas cargas negativas como electrones ganó.
Y para introducir el subtema unión covalente buena es una analogía: dos átomos de cloro con siete electrones en el último nivel se unen y forman una molécula de cloro (Cl2). En ella los dos átomos de cloro llegan a tener ocho electrones ¿Cómo lo hacen?
Buena es una analogía: dos personas tienen siete libros propios ¿cómo puede ser que se unan y tengan ocho libros cada uno?
El alumno llegará con la guía del docente que la propiedad de un libro o de un electrón no tiene porque ser exclusiva. Así al compartir un par de libros (cada persona aporta uno de esos dos libros compartidos) sumados a los restantes seis propios, cada persona tiene ocho libros. Y de manera análoga al compartir un par de electrones los dos átomos de cloro completan ocho electrones en su último nivel.
También bueno es el ejemplo del monóxido de carbono para analizar que uno de sus elementos constituyentes no completa ocho electrones (el carbono).Sin embargo el compuesto es estable. Y con este ejemplo se remarca la diferencia entre una Regla, y sus consecuentes excepciones, con una Ley que se cumple siempre (aunque algunos epistemólogos no les guste, pero este no es el caso de ahondar en ese tema).
Y también remarcar luego de estudiar el tema que la clase de unión no está estrictamente relacionada a las clases de elementos que se unen (metal con no metal iónica, no metal con no metal: covalente, molécula de hidrógeno covalente).En realidad la clase de unión estará dad por la diferencia de electronegatividades entre los elementos que se unen.
Y sí bien lo señalado en primer lugar es lo más común, en algunos casos la unión puede ser entre un metal y un no metal y el enlace es covalente como en el cloruro de aluminio, ya que la diferencia de electronegatividades entre el cloro y el aluminio es menor que el valor generalmente establecido como mínimo entre esa diferencia para una unión iónica (1,7).
En fin, uniones químicas un tema fundamental y con muchas cosas para enseñar y aprender.
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