Tarea - E-ducativa catedu

FÍSICA Y QUÍMICA
Unidad 5: El átomo y sus enlaces.
Tema 3: Enlace químico.
Tarea
Cada sustancia tiene unas propiedades que dependen de la forma de unirse entre sí las
partículas que la forman, originando propiedades tan diferentes como las que tienen el
oxígeno, el agua, la sal común, el hierro o el diamante.
Las sustancias se utilizan para obtener materiales con los que fabricar objetos útiles para la
vida cotidiana. Quizá sepas para qué se usan el goretex, la fibra de carbono, el titanio, ...
Muchos de estos nuevos materiales no existen en la naturaleza, y se han diseñado para que
tengan unas propiedades concretas, necesarias para cumplir la función que se pretende que
tengan.
En esta tarea vas a tener que clasificar e identificar una serie de sustancias basándote en sus
propiedades experimentales. También explicarás cómo se forman, cómo están unidas las
partículas que las forman, el significado de su fórmula y cuál es el origen de algunas de sus
propiedades.
Las propiedades de las sustancias
Imagina que dispones en un laboratorio de seis sustancias puras desconocidas que tienes que
identificar. Con ese fin, realizas una serie de pruebas con ellas. No creas que porque una de las
pruebas te sugiera que pueda ser una sustancia concreta ya puedes tomar la decisión, sino
que tendrás que apoyarte en varios datos para alcanzar una conclusión válida. Por ejemplo,
hay muchas sustancias cristalinas incoloras, varios metales tienen una densidad de alrededor
de 8 g/cm3, muchos sólidos tienen puntos de fusión de alrededor de 450 ºC, etc.
Fíjate en las imágenes de las seis sustancias. Tienes que clasificar el tipo de sustancia a que
pertenecen e identificar razonadamente cada una de ellas, basándote en los resultados
experimentales que se indican y en los datos de la tabla adjunta.
A
B
C
D
E
F
FÍSICA Y QUÍMICA
Unidad 5: El átomo y sus enlaces.
Tema 3: Enlace químico.
Datos experimentales
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Todas las sustancias excepto la C son sólidas a temperatura ambiente.
A tiene una dureza de 8 en la escala de Mohs.
A tiene un punto de fusión de unos 1600 ºC, mucho mayor que el de las demás
sustancias.
A y D son frágiles, estallando al golpearlas con fuerza.
B se quema produciendo un gas muy tóxico, responsable de la lluvia ácida.
B no se disuelve en agua ni conduce la corriente eléctrica.
B tiene una densidad de aproximadamente 2 g/cm3.
B y E tienen colores característicos.
C reacciona con oxígeno y se quema, produciendo dióxido de carbono.
C tiene un olor característico.
C tiene un punto de ebullición de alrededor de 80ºC.
D se disuelve bien en agua.
D conduce la corriente eléctrica cuando está disuelta en agua.
D tiene una densidad experimental de 2.18 g/cm3.
E y F se moldean con facilidad y conducen la corriente eléctrica.
E tiene una densidad aproximada de 9 g/cm3.
F es muy blando y presenta aspecto metálico cuando se corta.
F reacciona violentamente con el agua (¡recuerda la historia inicial!).
Identificando sustancias
a) Utiliza los datos anteriores para clasificar desde A hasta F en uno de los cuatro tipos de
sustancia. Justifica tu respuesta.
b) ¿Qué diferencia hay entre una molécula y un cristal? Clasifica las sustancias anteriores en
moleculares o cristalinas.
c) Identifica las sustancias utilizando los resultados experimentales y los datos siguientes, en
los que se indican los tipos y posibles sustancias en cada caso:
Sustancias covalentes (cuarzo, diamante)
Dureza. Cuarzo: 8-9; diamante: 10.
Sustancias iónicas (cloruro de sodio, sulfato de sobre, nitrato de potasio)
El sulfato de cobre es azul.
Densidades. Cloruro de sodio: 2.2 g/cm3; nitrato de potasio: 2.1 g/cm3; sulfato de cobre: 2.3
g/cm3.
Sustancias moleculares (agua, etanol, benceno, azufre, naftalina, yodo)
Líquidos a temperatura ambiente: agua, etanol y benceno.
Sólidos a temperatura ambiente: azufre, naftalina y yodo.
El agua es inodora, mientras que el benceno y el etanol (un alcohol) tienen olor.
Densidades. Agua: 1 g/mL; etanol: 0.79 g/mL; benceno: 0.88 g/mL; azufre: 1.96 g/cm 3;
naftalina: 1.14 g/cm3; yodo: 4.94 g/cm3.
El azufre es un sólido amarillo, el yodo es violeta y la naftalina blanca.
La naftalina tiene un olor intenso y muy característico.
Sustancias metálicas (aluminio, cobre, hierro, sodio)
Densidades: aluminio: 2.7 g/cm3; cobre: 8.96 g/cm3; hierro: 7.87 g/cm3; sodio: 0.97 g/cm3.
Dureza. Aluminio: 2; cobre: 3; hierro: 4; sodio: 1.
FÍSICA Y QUÍMICA
Unidad 5: El átomo y sus enlaces.
Tema 3: Enlace químico.
Modelos de enlace químico
d) La sustancia C se mezcla fácilmente con el agua en cualquier proporción. ¿Cuál es la razón?
e) ¿Cómo se explica que la sustancia D se disuelve en agua mientras que la B no lo hace?
f) ¿Cómo están unidas entre sí las partículas de la sustancia C?
g) ¿Cómo se forma la sustancia D?
h) ¿Qué significa la fórmula de la sustancia D?
i) Explica brevemente qué mecanismo se propone para explicar que la sustancia E conduzca la
corriente eléctrica.
j) La sustancia F se conserva dentro de un recipiente hermético sumergida en un líquido inerte
para evitar que esté en contacto con el aire. ¿A qué crees que se debe esa forma de
conservarla?
El agua
k) Aunque solamente sea por aliñar ensaladas, sabes que el agua y el aceite no se mezclan.
Pero ¿qué crees que sucederá con el alcohol, CH3-CH2OH, y el aceite? Haz la experiencia y
explica si el resultado observado coincide con tus previsiones.
l) Escribe la estructura electrónica de Lewis del CH3-CH2OH.
m) El ácido clorhídrico es un gas muy soluble en agua, mientras que la solubilidad del oxígeno
es muy pequeña. Justifica esa diferencia.
n) Da una explicación al hecho de que la fórmula del agua sea H 2O y no H3O.
Nuevos materiales
o) Busca en la red información sobre alguna de las aplicaciones más conocidas de los
materiales indicados al principio: goretex, fibra de carbono y titanio. En cada caso, indica para
qué se usan y señala en qué propiedad se basa su aplicación.