ENLACES
CRONOGRAMA
OBJETIVO GENERAL:
- Comprender el concepto de enlace y los tipos de enlace entre átomos iónico, covalente y metálico
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
- Definir y Analizar cada uno de los tipos de enlace entre átomos iónico, covalente y metálico.
- Demostrar su uso e importancia en la medicina e industria.
¿Qué es un enlace químico?
Un enlace químico es la fuerza que une a los átomos para formar compuestos químicos. Esta unión le confiere estabilidad al compuesto resultante. La energía necesaria para romper un enlace químico se denomina energía de enlace.
En este proceso los átomos ceden o comparten electrones de la capa de valencia (la capa externa de un átomo donde se determina su reactividad o su tendencia a formar enlaces), y se unen constituyendo nuevas sustancias homogéneas (no mezclas), inseparables a través de mecanismos físicos como el filtrado o el tamizado.
Es un hecho que los átomos que forman la materia tienden a unirse a través de diversos métodos que equilibran o comparten sus cargas eléctricas naturales para alcanzar condiciones más estables que cuando están separados. Los enlaces químicos constituyen la formación de moléculas orgánicas e inorgánicas y, por tanto, son parte de la base de la existencia de los organismos vivos. De manera semejante, los enlaces químicos pueden romperse bajo ciertas y determinadas condiciones.
Esto puede ocurrir sometiendo los compuestos químicos a altas temperaturas, aplicando electricidad o propiciando reacciones químicas con otros compuestos. Por ejemplo, si aplicamos electricidad al agua es posible separar las uniones químicas entre el hidrógeno y el oxígeno que la conforman, este proceso se denomina electrólisis. Otro ejemplo consiste en añadir grandes cantidades de energía calórica a una proteína, lo cual llevaría a desnaturalizarla (perder la estructura secundaria de una proteína) o romper sus enlaces.
TIPOS DE ENLACE
foto tomada de: https://www.monografias.com/trabajos7/enqui/enqui.shtml
La formación de un enlace iónico
ENLACES COVALENTES
Crédito de la imagen: OpenStax Biología
Los electrones compartidos dividen su tiempo entre las capas de valencia de los átomos de hidrógeno y oxígeno, y le dan a cada átomo algo que se parece a una capa de valencia completa (dos electrones para el H, y ocho para el O). Esto hace que una molécula de agua sea mucho más estable de lo que serían los átomos que la componen por sí solos.
Enlaces covalentes polares
Hay dos tipos principales de enlaces covalentes: polar y no polar. En un enlace covalente polar, los electrones se comparten de forma no equitativa entre los átomos y pasan más tiempo cerca de un átomo que del otro. Debido a la distribución desigual de electrones entre los átomos de diferentes elementos, aparecen cargas ligeramente positivas (δ+) y ligeramente negativas (δ-) en distintas partes de la molécula.En una molécula de agua (arriba), el enlace que une al oxígeno con cada hidrógeno es un enlace polar. El oxígeno es un átomo mucho más electronegativo que el hidrógeno, por lo que el oxígeno del agua tiene una carga parcialmente negativa (tiene una densidad de electrones alta), mientras que los hidrógenos llevan cargas parcialmente positivas (tienen una densidad electrónica baja).En general, la electronegatividad relativa de los dos átomos en un enlace, es decir su tendencia a acaparar los electrones compartidos, determinará si el enlace es polar o no polar. Siempre que un elemento sea significativamente más electronegativo que otro, el enlace entre ellos será polar; esto significa que uno de sus extremos tendrá una carga ligeramente positiva y el otro una carga ligeramente negativa.
Enlaces covalentes no polares
Los enlaces covalentes no polares se forman entre dos átomos del mismo elemento o entre átomos de diferentes elementos que comparten electrones de manera más o menos equitativa. Por ejemplo, el oxígeno molecular O2 no es polar porque los electrones se comparten equitativamente entre los dos átomos de oxígeno.Otro ejemplo de enlace covalente no polar puede encontrarse en el metano CH4. El carbono tiene cuatro electrones en su capa exterior y requiere cuatro más para volverse un octeto estable. Los consigue al compartir electrones con cuatro átomos de hidrógeno, cada uno de los cuales le provee de un electrón. Del mismo modo, los átomos de hidrógeno necesitan un electrón adicional cada uno para llenar su capa más externa, los cuales reciben en forma de electrones compartidos del carbono. Aunque el carbono y el hidrógeno no tienen exactamente la misma electronegatividad, son bastante similares, así que los enlaces carbono-hidrógeno se consideran no polares.
Imagen modificada de OpenStax, Biología
ENLACE METÁLICO
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
Aplicaciones de la Química en la Medicina e Industria
Hoy en día la química se aplica en diversos aspectos que podemos observar en la rutina diaria. Por lo general, las aplicaciones de la química en la vida cotidiana se encuentran en las tecnologías, cosméticos, cocina, medicina, etcétera. Un ejemplo de ello, es el uso de la química para obtener productos de calidad, mediante el análisis químico.
Aplicaciones de la química en diversas áreas
1- La química y la medicina
La mayoría de los medicamentos están hechos de materias orgánicas, es por esto que la medicina, comprendida como área estudio, está íntimamente relacionada con la química orgánica.
Los antibióticos, la medicación para el cáncer, los analgésicos y la anestesia son algunos de los medicamentos hechos a base de materia orgánica.
2- La química y los alimentos
Los alimentos están hechos de carbono, objeto de estudio de la química orgánica. Los carbohidratos constituyen el ejemplo más evidente de la composición química de los alimentos.
El término en sí mismo lleva a pensar en carbono e hidrógeno (en efecto, los carbohidratos están compuestos de una molécula de carbono, una de hidrógeno, más una de oxígeno - CHO); las proteínas (NH2-CH-COOH) y las grasas (CH-COO-CH) también contienen carbono, incluso las vitaminas son de materia orgánica.
A través de la química, se pueden estudiar la cantidad de carbohidratos, proteínas, grasas y vitaminas que el cuerpo humano necesita en distintas condiciones. Por ejemplo, durante el embarazo, es recomendado el consumo de vitaminas (como el ácido fólico); mientras que, si se desea tonificar el cuerpo, se recomienda una dieta rica en proteínas.
3- La química y los agentes esterilizantes
La mayoría de los agentes esterilizantes, como el fenol y los formaldehídos están compuestos de carbono, elemento estudiado por la química orgánica (como ya se dijo anteriormente). Estos esterilizantes a base de carbono son efectivos al momento de eliminar bacterias y otros microbios.
4- La química y la economía
Muchos de los compuestos carbonados, tales como el diamante, el grafito y el petróleo son considerados de gran valor. El diamante y el grafito son carbono puro sin ningún otro elemento en su interior y ambos tienen una gran variedad de usos y también son altamente costosos.
Por su parte, el petróleo es uno de los recursos más valiosos del mundo y, económicamente, es uno de los más influyentes. Este puede ser transformado a través de diversos procesos químicos para dar origen a otros recursos que los seres humanos podrían necesitar, tales como la gasolina, los neumáticos, entre otros.
En este sentido, la química resulta de gran utilidad en la industria petrolera, puesto que a través de esta ciencia se pueden desarrollar procesos que permitan transformar el petróleo y aprovechar este recurso al máximo.
5- La química y la agricultura
Los fertilizantes son sustancias químicas orgánicas o inorgánicas que se añaden a los suelos para proporcionarles los nutrientes necesarios para que estos sean productivos.
Algunos estudios realizados en el campo de la agricultura demuestran que el uso de fertilizantes comerciales puede incrementar la producción agrícola hasta un 60%. Es por esto que actualmente, la agricultura depende de los avances científicos, principalmente en el área de la química, puesto que permiten optimizar la producción.
Los fertilizantes, tanto los orgánicos cuanto los inorgánicos, maximizan la producción agrícola si se emplean en las cantidades correctas. Sin embargo, los orgánicos presentan mayor concentración de químicos necesarios para el crecimiento de las plantas.
6- La química y la biología
La biología coincide con la química en el estudio de las estructuras a nivel molecular. Del mismo modo, los principios de la química resultan útiles en la biología celular porque las células se componen de sustancias químicas.
Al mismo tiempo, dentro de un organismo tienen lugar múltiples procesos químicos, como la digestión, la respiración, la fotosíntesis en las plantas, entre otros.
En este sentido, para comprender la biología, es necesario entender las bases de la química, al igual que para entender la química es necesario saber sobre biología.
De la interacción entre la biología y la química, surgen diversas interdisciplinas, entre las cuales destacan la ecología química, la bioquímica y ya biotecnología.
7- La ecología química
La ecología química es un área interdisciplinaria de investigación entre la química y la biología que estudia los mecanismos químicos que controlan las interacciones entre los seres vivos.
Todos los organismos emplean "señales" químicas para transmitir información, lo que es conocido como "lenguaje químico", el sistema de comunicación más antiguo. En este sentido, la ecología química se encarga de identificar y sintetizar las sustancias que se emplean para transmitir esta información.
La colaboración entre la biología y la química inició después de que el profesor Jean-Henri Fabre descubriera que las polillas hembras de la especie Saturnia pyri o pavón nocturno, atraían a los machos sin importar la distancia.
A partir 1930, los químicos y los biólogos del Departamento de Agricultura de Estados Unidos intentaron identificar las sustancias que intervenían en el proceso de atracción de diversas polillas.
Años después, en 1959, Karlson y Lüscher crearon el término "feromonas" (del griego "pherein", transportar, y el árabe "horman", excitar) para denominar a las sustancias expulsadas por un organismo y que generan cierto comportamiento o reacción en otro individuo de la misma especie.
8- La bioquímica
La bioquímica es una rama de la ciencia que se encarga de estudiar los procesos químicos que ocurren dentro de un ser vivo o que se relacionan con este. Esta ciencia se enfoca en el nivel celular, estudiando los procesos que ocurren dentro de las células y las moléculas que las conforman, tales como lípidos, glúcidos y proteínas.
9- La química y biotecnología
En palabras simples, la biotecnología es tecnología basada en biología. La biotecnología constituye una disciplina amplia en la que interactúan otras ciencias como la química, la microbiología, la genética, entre otras.
El objeto de la biotecnología es el desarrollo de nuevas tecnologías a través del estudio de los procesos biológicos y químicos, de los organismos y de las células y sus componentes. Los productos biotecnológicos son útiles en diversos campos, entre los cuales destacan la agricultura, la industria y la medicina. La biotecnología se divide en tres áreas:
• La biotecnología roja
• La biotecnología verde
• La biotecnología blanca
La biotecnología roja comprende los usos de esta ciencia en relación con la medicina, tales como el desarrollo de vacunas y de antibióticos.
La biotecnología verde se refiere a la aplicación de técnicas biológicas en plantas, para mejorar ciertos aspectos de estas; los cultivos genéticamente modificados (GM) constituyen un ejemplo de biotecnología verde.
Por último, la biotecnología blanca es la biotecnología que se emplea en los procesos industriales; esta rama propone el uso de células y de sustancias orgánicas para sintetizar y degradar ciertos materiales, en lugar de emplear petroquímicos.
10- Ingeniería química
La ingeniería química es una rama de la ingeniería que se encarga de estudiar las formas en las cuales se transforma la materia prima para crear productos útiles y comercializables.
Esta rama de la ingeniería involucra el estudio de las propiedades de estas materias para poder comprender qué procesos se deben emplear en la transformación de cada uno de estos materiales y cuál sería la mejor manera de aprovecharlos.
La ingeniería química también comprende el control de los niveles de contaminación, la protección del medio ambiente y la conservación de la energía, y juega un rol importante en el desarrollo de energías renovables.
Constituye una interdisciplina, puesto que se basa en la física, en la matemática, en las ciencias biológicas, en la economía y, evidentemente, en la química.
todas las imágenes fueron tomadas de : https://www.lifeder.com/importancia-quimica/
EVALUACIÓN DE APRENDIZAJE
BIBLIOGRAFÍA
- Fuente: https://concepto.de/enlace-quimico/
- https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/chemistry-of-life/introduction-to-biological-macromolecules/a/chemical-bonds-article
- Martín, M., & Sánchez, P. J. (1998). Una propuesta didáctica para la enseñanza del concepto de enlace químico en secundaria.
- https://www.lifeder.com/importancia-quimica/