Representación de los enlaces químicos

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La materia está constituida por átomos que son las unidades más pequeñas de un elemento químico que mantiene sus propiedades.
Los átomos están formados, entre otras partículas, por electrones (partículas con carga negativa), neutrones (partículas sin carga) y protones (partículas con carga positiva). Fíjate en la imagen que aparece en este enlace.
Al número de protones del núcleo (representados con el signo +) se le llama número atómico (Z), y la suma de sus protones y neutrones (representados con un 0) es el número másico.

Si observas la animación anterior sobre el átomo de lítío, verás que presenta un número atómico de 3: 3 protones en el núcleo (3 cargas positivas) y 3 electrones girando a su alrededor (3 cargas negativas).
Para el estudio de los más de cien elementos que se conocen se creó una tabla o sistema periódico, en el que se ordenaron los elementos por orden creciente de sus números atómicos. Así la posición de cada elemento depende del número de protones que tienen sus átomos. IPEP DE CÓRDOBA BIOLOGÍA 2º Bachillerato Profesoras: Carmen Rodríguez del Ágüila Aurora López Quintela
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ENLACES QUÍMICOS DE LA VIDA

Los átomos pueden reaccionar unos con otros para dar lugar a nuevas sustancias llamadas compuestos o moléculas.
Al combinarse forman una sustancia que presenta propiedades fisicoquímicas distintas de los elementos originales.
La uníón entre átomos, moléculas o iones -los iones son átomos o moléculas con carga eléctrica; si esta carga es positiva se les llama catión, mientras que si tienen carga eléctrica negativa se les llama anión-, se realiza por uniones llamadas enlaces químicos, que dan estabilidad a los compuestos químicos.
La mayor estabilidad se consigue cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a ocho (excepto el hidrógeno y otros). Para conseguirla los átomos ganan, pierden o comparten electrones. Este principio recibe el nombre de regla del octeto.

Este vídeo explica, con imágenes, la regla del octeto. Esta regla nos servirá para predecir qué tipos de átomos se combinaran y cómo lo harán. IPEP DE CÓRDOBA BIOLOGÍA 2º Bachillerato Profesoras: Carmen Rodríguez del Ágüila Aurora López Quintela
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Para representar los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones que no están unidos se utiliza la representación de Lewis.
En esta representación se muestran los átomos de una molécula con su símbolo químico y líneas -o pares de puntos- que se trazan entre los átomos que se unen entre sí. Mira esta representación de la molécula de oxígeno:
Los enlaces químicos pueden clasificarse en dos grandes grupos; los enlaces intramoleculares y los enlaces intermoleculares.

ENLACE IÓNICO

Se forma al reaccionar un elemento metálico -
De los grupos I, II y III salvo el boro- con otro elemento, no metálico-
De los grupos V, VI y VII.
Al unirse por un enlace iónico un metal y un no metal, son los metales los que ceden electrones, mientras que los no metales aceptan estos electrones.
Observa esta explicación en el vídeo: El sodio cede un electrón (queda con carga positiva), y el cloro capta este electrón, cargándose negativamente. Al formarse iones de carga opuesta éstos se atraen por fuerzas eléctricas intensas, quedando fuertemente unidos. El compuesto así formado es la sal común. IPEP DE CÓRDOBA BIOLOGÍA 2º Bachillerato Profesoras: Carmen Rodríguez del Ágüila Aurora López Quintela
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En la sal se combinan iones sodio (Na+) con iones cloro (Cl-), perdiendo el primero un electrón que es capturado por el segundo.
En realidad, no se une solo uno, sino que reaccionan muchos átomos de sodio con muchos átomos de cloro, ya que cada uno se rodea del máximo número posible de iones de signo contrario: cada ion Cl- se rodea de seis iones Na+ y cada ion Na+ de seis iones Cl-. Este conjunto ordenado de iones constituye la red cristalina de la sal común. Y a las sustancias que, como NaCl, sólo están unidas por enlaces iónicos no se las denomina moléculas, sino sales.

ENLACE COVALENTE

Hemos visto que los electrones pueden transferirse de un átomo a otro -enlace iónico- pero también pueden compartirse entre átomos vecinos. Este nuevo enlace en el que se comparten electrones entre átomos se llama enlace covalente.

El enlace covalente es un tipo de enlace muy fuerte que ocurre entre dos átomos no metales. Estos átomos comparten uno o más pares electrónicos completando sus orbitales externos, de modo que las órbitas de los electrones se solapan, no pudiéndose distinguir a que átomo pertenece cada electrón.
Un ejemplo de un enlace covalente es el que se da entre átomos de carbono: la uníón de estos átomos dan sustancias tan diferentes como el diamante o el grafito.
Se pueden formar enlaces covalentes sencillos (Ej. En el agua), dobles (O2) o triples.
El enlace covalente puede clasificarse en dos grupos, dependiendo de los elementos que participen.
? Si los átomos que participan en el enlace covalente se encuentran muy próximos en la tabla periódica, se forman moléculas apolares.
?
Si están muy alejados, se forman moléculas polares.
Las moléculas polares tienen zonas con cargas diferentes, mientras que en las apolares estas no se aprecian. IPEP DE CÓRDOBA BIOLOGÍA 2º Bachillerato Profesoras: Carmen Rodríguez del Ágüila Aurora López Quintela
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FUERZAS DE VAN DER WAALS

Son enlaces que unen unas moléculas con otras (intermoleculares), aunque también se pueden dar entre partes de moléculas muy grandes cuando éstas se pliegan sobre sí mismas (intramoleculares).
Las fuerzas de Van der Waals son uniones débiles entre átomos y moléculas. De forma sencilla, se producen porque las cargas eléctricas en las moléculas se desplazan continuamente. Esto produce que, instantáneamente, una molécula presente una zona con carga negativa que atrae a la zona positiva de otra molécula. Aunque estas zonas varían con mucha rapidez, el efecto total es dar a la sustancia una mayor cohesión que si no existiesen.
Aunque pueda parecerte que estas fuerzas tienen poca importancia, recientemente se ha descubierto que pueden ser las responsables de la adhesión a las paredes y rocas de animales como en algún tipo de salamanquesa.

ENLACES DE HIDRÓGENO

También se conocen como puentes de hidrógeno
. Son enlaces más fuertes que las fuerzas de Van der Waals, pero menos que los enlaces covalentes o iónicos.
Cuando el átomo de hidrógeno está unido a átomos muy electronegativos, como el oxígeno, el nitrógeno, … queda prácticamente convertido en un protón. Al ser muy pequeño, ese átomo de hidrógeno "desnudo" atrae fuertemente a la zona de carga negativa de otras moléculas (en la imagen están representados los puentes de hidrógeno con una línea discontinua). IPEP DE CÓRDOBA BIOLOGÍA 2º Bachillerato Profesoras: Carmen Rodríguez del Ágüila Aurora López Quintela
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Estos puentes de hidrógeno son los máximos responsables de que tengamos el pelo lacio o rizado.

BIOELEMENTOS

No todos los elementos de la tabla periódica forman parte de la materia de los seres vivos.
Los elementos químicos que forman parte de la materia viva reciben el nombre de Bioelementos.
Para estudiarlos, los podemos clasificar en función de su abundancia en bioelementos primarios, secundarios y oligoelementos.
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Los bioelementos primarios:
Carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Representan el 96,2% del total. Con ellos se construyen las moléculas de los seres vivos.
Carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno son elementos de pequeña masa atómica y tienen variabilidad de valencias, por lo que pueden formar entre sí enlaces covalentes fuertes y estables, permitiendo crear una gran variedad de moléculas.


Los bioelementos secundarios aparecen en menor proporción en los seres vivos y suelen aparecer en forma iónica. Entre ellos están:
? El calcio, que puede encontrarse formando parte de los huesos, conchas, caparazones, o como elemento indispensable para la contracción muscular.
? El sodio y el potasio son imprescindibles para la transmisión del impulso nervioso. Junto con el cloro y el iodo, contribuyen al mantenimiento de la cantidad de agua en los seres vivos.
? El magnesio forma parte de la estructura de la molécula de la clorofila y el hierro forma parte de la hemoglobina de los góbulos rojos.

Los oligoelementos también se denominan elementos traza, puesto que aparecen en muy baja proporción en la materia viva; sin embargo, son imprescindibles para que ésta se desarrolle.
En este enlace encontrarás por qué el C es el más importante.

BIOMOLÉCULAS

Los bioelementos se unen, mediante enlaces químicos, para crear moléculas que formarán la vida, las llamadas biomoléculas.
Se clasifican en dos grandes grupos: Inorgánicas y Orgánicas. Una de las diferencias entre ambas es que las primeras son sustancias pobres en energía química mientras que las segundas contienen gran cantidad de energía en sus enlaces químicos. IPEP DE CÓRDOBA BIOLOGÍA 2º Bachillerato Profesoras: Carmen Rodríguez del Ágüila Aurora López Quintela
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Ejercicios:

Hacer la configuración electrónica del: H, C, O, N.
Representar gráficamente las moléculas de agua, metano y amoniaco.
Completar la tabla: Sustancia Fórmulas Elementos Nº

Átomos


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