tarea 6 de química

Durante esta parte de la materia, muchas de las actividades que llevamos a cabo son básicamente automáticas. Si a esto le resto tal cosa obtengo tal otra, este número coincide con este otro de la tabla periódica y así. Hoy vamos a cambiar un poquito esa dinámica y además de la tarea vamos a tener una breve explicación de las situaciones que venimos automatizando.

La ionización es un proceso en el que un átomo, inicialmente neutro gana o pierde electrones por causa de algún factor. Generalmente este otro factor es otro átomo del mismo o de diferente elemento. La proximidad de dos átomos hace que ambos se modifiquen. Esto se debe a que cada elemento químico tiene un poder sobre el otro, ese poder lo llamamos electronegatividad. Definimos como electronegatividad al poder de un elemento químico para robar electrones de otros átomos. En la tarea pasada vimos como aumentan o disminuyen las cantidades de electrones de los elementos cuando se ionizan, vimos que a z había que sumarle o restarle electrones para ver cuántos de ellos llegaban a 18, o a 10. ¿Por qué 10 o 18, 36 o 54? Porque todo elemento químico desearía desde el fondo de su corazón tener la c.e.e. de un gas noble. Esto significa que todos los elementos de la tabla tienden a parecerse a un gas noble, porque para ellos, eso es alcanzar la estabilidad, el nirvana de los elementos químicos. Veamos un ejemplo : el bromo tiene un z de 35, haciendo su configuración electrónica tendríamos 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5, los electrones de su último nivel de energía son 7, adquiriendo uno más su z cambiaría a 36 y se parecería al Kriptón y tendría entonces 8 electrones en su último nivel de energía. En ese estado estaría apaciguado y feliz. Por eso también se la llamó la regla del octeto aunque no siempre se cumple como octeto por eso mucho no se usa ese concepto. Es decir que un bromo feliz es un bromo con una carga negativa. ¿Por qué suceden estas cosas? No lo sé ni me lo supieron explicar, pero la química tiene mucho de eso. Sabemos que esto es así aunque no sepamos por qué. Cuestión que este simple hecho explica toda la química que se conoce. En resumen un átomo cargado que se parezca a un gas noble es un átomo estabilizado, a menos que sea un gas noble. Veamos el ejemplo del magnesio, cuyo z es 12: 1s2 2s2 2p6 3s2, esta es su c.e.e. Para llegar al Argón y tener 8 electrones en su último nivel debería tomar 6 electrones ajenos y eso no es fácil porque su poder para robar electrones depende de las cargas positivas de su núcleo (son ellas quienes atraen electrones ajenos) y de la distancia entre el núcleo y el último nivel de energía (como todo campo de fuerza depende de la distancia y de las cargas, igual que la gravedad). Por eso al magnesio le es más sencillo liberar dos electrones y tener 10 electrones en total, pareciéndose al argón, que capturar 6 electrones ajenos. Es por eso que cede electrones.

A los que ceden electrones se los suele llamar electropositivos, pero yo los llamo de electronegatividad baja. El científico que estudió esto era Pauling que yo sé que vas a salir corriendo a buscar sus explicaciones acerca de esto y tampoco le gustaba esta idea de electropositividad!! Entonces para ser prácticos tenemos que entender que hay elementos que tienden a ganar electrones a causa de su elevada electronegatividad y hay elementos que tienden a perder electrones a causa de su baja electronegatividad. Los que ganan suelen ser no metales y los que pierden suelen ser metales. ¿Cuántos electrones gana un no metal? Tantos cuanto necesita para completar su último nivel de energía (regla del octeto) ¿Cuántos electrones pierde un metal? Tantos como los que tiene en su último nivel de energía. ¿Y cómo saber cuántos son en cada caso? Fácil, me lo dice la valencia: la valencia me indica cuántos electrones toma o cede un elemento en diferentes circunstancias. Veamos un ejemplo: el  magnesio que ya vimos arriba. Si miro su valencia me dirá que es dos, por lo tanto su ión más estable será Mg++. Pero ¿qué pasa cuando hay más valencias? Por ejemplo el cobre, el cobre tiene valencia 1 y 2, por lo tanto sus iones más estables serán Cu+ y Cu++. Sin embargo si hago su c.e.e. encontraré que en su último nivel tiene 2 electrones ¿por qué no cede los dos? Porque no siempre la cantidad total coincide con la valencia, especialmente en los metales de transición. Tal parece que el orbital d hace que la teoría del octeto no se cumpla (por eso dije antes que no se usa como concepto), en realidad la explicación de por qué el d afecta a la teoría del octeto no es tema de nuestro curso y lo dejaremos para alguien que esté interesado en las ciencias químicas cuando volvamos al curso normal. Ahora veamos ejemplos de los no metales que como son todos representativos están bajo la regla del octeto, si les gusta más. Un cloro tiene valencias -1.+1,+3,+5,+7 ¿cómo interpreto esto? Estos signos no se ven en los metales, sólo en no metales. Veamos,  por norma los no metales solo extraen electrones. Esa extracción de electrones en el cloro está representado como -1, el cloro extrae 1 electrón ajeno y se transforma el Cl- que es su ión estable. Pero ¿qué son todos esos números detrás? Esos números son los comportamientos del cloro cuando se cruza con un elemento más electronegativo que él, como por ejemplo el oxígeno (peor que el oxígeno es el flúor, que es el más electronegativo de toda la tabla periódica, pero es muchísimo menos abundante que el oxígeno por eso no le damos mucha importancia). Cuando un cloro se topa con un oxígeno el oxígeno que siempre, pase lo que pase, tiene valencia -2 (salvo cuando enfrenta al flúor) el cloro “le dice”” yo, cloro, soy electronegativo y no te voy a dar electrones como esos tontos de los metales, yo, cloro, te los negocio”. Y así se quedan negociando durante millones de años quizá, hasta que pase alguien fácil, alguien que tenga electrones para dar, como por ejemplo un metal. Si eso no ocurre, ellos seguirán negociando dos electrones. A esto se lo llama covalencia (co de compartir o coordinar y valencia de los electrones de valencia que venimos estudiando). Si pasa un metal cerca de ellos dos inmediatamente se disuelve la discusión y ambos perseguirán a la nueva “víctima” para sacarle los electrones. ¿Quién lo logrará? Obviamente el oxígeno porque es más electronegativo que el cloro, y eso dejará al cloro esperando por algún otro elemento que pase por allí.

Por último ¿se acuerdan de los iones? Esos tipos que estaban estabilizados y tranquilos pues tienen un problema: las cargas opuestas se atraen, entonces si bien esos iones están en el nirvana de los átomos, la naturaleza los castiga haciendo que se muevan involuntariamente hacia iones de carga opuesta y los deja unidos a esta carga opuesta hasta que pase alguno con una carga opuesta mayor. Esto es la unión iónica. Para saber qué tipo de unión puede tener un par de elementos químicos tenemos que saber entonces si son metales o no metales porque si son dos metales negociarán electrones y su unión será covalente, si son dos metales, esta unión no la expliqué pero se llama metálica y si son un metal y un no metal, la unión será iónica.

Con esta explicación ya pueden hacer la siguiente tarea:

NOTA: ESTADO DE OXIDACIÓN ES CASI LO MISMO QUE VALENCIA, MÁS ADELANTE VEREMOS LA DIFERENCIA

Como siempre hay que entregar la tarea antes del sábado a la medianoche