Enlace covalente y compuesto | Ejemplos, formación y propiedades

Compuestos covalentes

Antes de comenzar, respire un par de veces. Piense en lo que está inhalando y exhalando: ¿qué es lo que inhalamos y exhalamos? Si está pensando en oxígeno, dióxido de carbono, vapor de agua o gas nitrógeno, entonces está pensando en el tema de esta lección: compuestos covalentes.

Los compuestos covalentes son bastante comunes, están en el aire que respiramos, el gas que usamos para alimentar nuestros autos, el agua que bebemos e incluso los alimentos que comemos. Un compuesto covalente se forma cuando dos o más átomos no metálicos se unen compartiendo electrones de valencia. Echemos un vistazo más de cerca a lo que significa esa definición.

Los no metales son tipos de elementos que carecen de características metálicas; generalmente son gases a temperatura ambiente, son malos conductores de calor y electricidad y ganan electrones para formar iones negativos. Los no metales se encuentran en el extremo derecho de la tabla periódica, en el lado derecho de la ‘escalera’. El hidrógeno también es un no metal, aunque “vive” en la parte superior izquierda de la tabla periódica.

Los electrones de valencia son los electrones más externos de un átomo. Estos electrones están involucrados en la vinculación. Los elementos quieren tener una capa de valencia completa de ocho electrones de valencia. Según la regla del octeto , los átomos perderán, ganarán o compartirán electrones para lograr una capa de valencia completa. El hidrógeno es una excepción a esta regla en el sentido de que el hidrógeno solo necesita dos electrones para tener una capa de valencia completa.

No hace falta decir que los electrones de valencia desempeñan un papel fundamental en la formación de compuestos covalentes. Los electrones de valencia compartidos entre dos átomos no metálicos se denominan enlace covalente . Piense en el término covalente. ‘Co’ significa compartir y ‘valente’ se refiere a electrones de valencia.

Dos electrones compartidos se conocen como enlace covalente simple. Cuatro electrones compartidos se conocen como doble enlace y seis electrones compartidos se conocen como triple enlace. El oxígeno que respiramos consta de dos átomos de oxígeno que comparten cuatro electrones en un doble enlace. El metano, o gas natural, es un compuesto covalente formado por un carbono unido a cuatro hidrógenos mediante enlaces simples.

Formación de compuestos covalentes

¿Has jugado alguna vez con dos imanes? El extremo positivo de uno es atraído por el extremo negativo del otro, ejerciendo un tirón. Algo similar ocurre durante la formación de un enlace covalente.

Un átomo está formado por un núcleo positivo y los electrones cargados negativamente que lo rodean. Imagínese dos átomos de cloro, cada uno con siete electrones de valencia. Cada uno de estos átomos de cloro solo necesita un electrón de valencia más para completar su capa exterior. Los átomos se unen compartiendo dos electrones, formando un enlace sencillo. Estos electrones se concentran entre los dos átomos de cloro, bloqueados en su posición por atracción magnética. Los electrones negativos son atraídos por el núcleo cargado positivamente de cada átomo, lo que evita que los átomos se separen.

Los electrones enlazados entre dos átomos de cloro se comparten de manera uniforme: cada átomo ejerce el mismo tirón sobre los electrones compartidos. Sin embargo, este no es siempre el caso, ya que algunos átomos son más electronegativos que otros. La electronegatividad es la capacidad de un átomo de atraer electrones hacia sí mismo. Si se forma un enlace covalente entre un átomo que es realmente electronegativo y otro que no lo es, los electrones no se compartirán uniformemente en el enlace. La distribución desigual da como resultado la formación de lo que se llama un dipolo , o la separación de cargas entre dos átomos unidos covalentemente.

El fluoruro de hidrógeno es un ejemplo de un compuesto covalente simple que tiene un dipolo. El átomo de flúor es extremadamente electronegativo en comparación con el hidrógeno. Los electrones compartidos pasan la mayor parte de su tiempo rodeando el átomo de flúor, lo que resulta en una distribución desigual de la carga. En esta imagen, puede ver que el flúor tiene una carga negativa parcial y el hidrógeno tiene una carga positiva parcial.

Un ejemplo de un enlace covalente simple con un dipolo

Propiedades de los compuestos covalentes

La próxima vez que esté en la cocina y tenga un momento libre, espolvoree un poco de azúcar sobre una superficie oscura y haga algunas observaciones sobre este compuesto covalente común y sabroso. El azúcar está hecho de enlaces covalentes entre no metales: carbono, hidrógeno y oxígeno. Exhibe algunas propiedades clásicas de compuestos covalentes; es un sólido quebradizo, tiene un punto de fusión relativamente bajo y es un mal conductor del calor y la electricidad.

Otras propiedades de los compuestos covalentes que no presenta el azúcar incluyen puntos de ebullición bajos, compuestos de varios colores y alta presión de vapor en fase líquida. Algunos compuestos covalentes tienen puntos de ebullición increíblemente bajos: el nitrógeno (N 2 ) hierve a -320 grados Fahrenheit; dióxido de carbono (CO 2 ) a -70,5 grados Fahrenheit. Muchos compuestos covalentes tienen una alta presión de vapor, lo que los hace volátiles y excelentes como combustibles. El metano, el propano y la gasolina son todos compuestos covalentes que se combinan fácilmente y producen energía como un subproducto.

Nombrar compuestos covalentes simples

Nombrar compuestos covalentes simples es fácil y te hace parecer realmente inteligente. Los compuestos covalentes simples consisten en solo dos tipos de no metales unidos entre sí. CO 2 , H 2 O y CCl 4 son todos tipos de compuestos covalentes simples. Antes de comenzar a nombrar, veamos algunos nombres de compuestos covalentes simples y sus fórmulas al mismo tiempo. Mira el nombre y luego mira la fórmula. ¿El nombre del compuesto te da alguna pista sobre la fórmula?

Probablemente haya notado que el nombre de cada elemento aparece en el nombre del compuesto, pero que el nombre puede estar ligeramente modificado. Además, probablemente haya notado que hay prefijos adjuntos a algunos de los nombres de los elementos. Si su griego es realmente agudo, probablemente notó que estos son prefijos griegos y que indican el número de cada elemento presente en el compuesto. Por ejemplo, sabemos que el dióxido de carbono tiene dos oxígenos porque el prefijo ‘di’ modifica el elemento oxígeno. Aquí hay una lista de prefijos para los números del uno al diez:

¡Es posible que reconozca muchos de estos prefijos de cosas comunes! Por ejemplo, un triángulo es una forma con tres lados; un pulpo tiene ocho patas. Estas son las reglas específicas para nombrar compuestos binarios:

• Orden de elementos: el elemento con el número de grupo más pequeño se escribe primero. Recuerde que el número de grupo es el número de la columna del elemento en la tabla periódica. Si ambos átomos están en el mismo grupo, entonces el que está en el período más grande, o fila, va primero.
• Nombrar el primer elemento: simplemente escriba el elemento y agregue un prefijo si hay más de un elemento.
• Nombrar el segundo elemento: el segundo elemento siempre comenzará con un prefijo y terminará con ‘ide’. Suelta la última sílaba del nombre del elemento y agrega ‘ide’.

Una nota sobre los prefijos: cuando se usan prefijos, la ‘o’ o la ‘a’ al final de un prefijo generalmente se eliminan cuando la palabra que sigue al prefijo comienza con otra vocal. Entonces, ‘mono-óxido’ se convertiría en monóxido.

Según nuestras reglas, un compuesto covalente formado por dos átomos no metálicos iguales unidos entre sí debería recibir el prefijo ‘di’. Esta regla a menudo se ignora porque los compuestos covalentes diatómicos hechos de un tipo de elemento son tan comunes: el dihidrógeno (H 2 ) se llama simplemente hidrógeno; El dicloro (Cl 2 ) se llama simplemente cloro. Estas excepciones diatómicas se pueden recordar usando el dispositivo mnemónico HOFBrINCl (pronunciado hofbrinkle). Cada letra de este dispositivo representa un elemento que se desvía de nuestra regla de nomenclatura estándar porque ocurre naturalmente unido a un átomo del mismo elemento.

Sigamos las reglas de nomenclatura y nombremos algunos compuestos:

N 2 O:
N, nitrógeno, está en el grupo 15 y O, oxígeno, está en el grupo 16, por lo que el nitrógeno aparece en primer lugar. Hay dos nitrógenos, por lo que reciben el prefijo ‘di-‘ y juntos se denominan dinitrógeno. El O, oxígeno, aparece en segundo lugar. Solo hay uno, por lo que recibe un prefijo ‘mono-‘: se elimina la terminación ‘-gen’ y se agrega ‘-ide’. Debido a que el nombre de la raíz comienza con una vocal, la ‘o’ final en ‘mono-‘ se elimina para convertirse en monóxido. Ponlo todo junto y obtendrás monóxido de dinitrógeno.

Pruebe SO 3 :
S, azufre y oxígeno, O, están en el mismo grupo, grupo 16. Sin embargo, el azufre está en un período más alto, así que va primero. Solo hay un azufre, por lo que no tiene prefijo. El oxígeno aparece en segundo lugar. Hay tres, por lo que obtienen el prefijo ‘tri-‘ y la terminación ‘-ide’ para convertirse en trióxido. SO 3 es trióxido de azufre.

¿Cómo se llama N 2 H 4 ? ¡Pausa el video, descúbrelo y luego presiona reproducir para encontrar la respuesta! N 2 H 4 es tetrahidruro de dinitrógeno.

Resumen de la lección

Un compuesto covalente se forma cuando dos o más átomos no metálicos se unen compartiendo electrones de valencia . Los electrones de valencia compartidos entre dos átomos no metálicos se denominan enlace covalente . Los enlaces covalentes se forman cuando dos átomos comienzan a compartir electrones. Los electrones son atraídos por los núcleos cargados positivamente de los átomos. Un dipolo se produce cuando los electrones en un enlace covalente no se comparten de manera uniforme entre los dos átomos. El intercambio desigual ocurre cuando un átomo es más electronegativo que el otro. Las propiedades de los compuestos covalentes incluyen:

• Puntos de ebullición y puntos de fusión bajos
• Varios colores
• Malos conductores de calor y electricidad.
• Sólidos quebradizos

Los nombres de compuestos covalentes simples se basan en el número de cada elemento en el compuesto y la ubicación del elemento en la tabla periódica. Al nombrar un compuesto covalente simple, tenga en cuenta lo siguiente:

• El elemento que tiene el número de grupo más bajo aparece en primer lugar. Si ambos elementos están en el mismo grupo, enumere primero el elemento con el período más grande.
• Para nombrar el primer elemento, simplemente agregue un prefijo al nombre para indicar el número de ese elemento presente. Si solo hay uno de los elementos, no es necesario ningún prefijo.
• Para nombrar el segundo elemento, agregue un prefijo al elemento para indicar el número de ese elemento presente. Elimine la última sílaba del nombre del elemento y agregue ‘-ide’.
• Los compuestos diatómicos hechos de elementos de la serie HOFBrINCl son excepciones a nuestras reglas de denominación.

Los resultados del aprendizaje

Para cuando haya terminado con esta lección, debería poder:

• Explicar la composición de un compuesto covalente.
• Recuerde el papel de los electrones de valencia en el enlace covalente
• Discutir cómo los enlaces covalentes se ven afectados por la electronegatividad.
• Enumere algunas de las propiedades de los compuestos covalentes.
• Nombra un compuesto covalente simple