7 36 E S Q U E M A . Completa al teu quadern l’esquema següent: 37 TA U L A . Elabora al teu quadern una taula de tres columnes, una per a cada tipus d’enllaç. Col·loca a la columna apropiada cadascuna de les propietats següents: a) És un enllaç entre àtoms iguals. b) Forma substàncies difícils de fondre. c) És un enllaç entre àtoms diferents. d) Sempre forma cristalls. e) Es combinen àtoms de metall amb àtoms de no metall. f) El que és característic és el mar d’electrons. g) Forma substàncies volàtils. h) Es combinen només àtoms de no metall. i) Sempre forma compostos. j) El que és característic és compartir electrons. k) Forma substàncies dures i fràgils. l) Forma molècules. m) Condueixen l’electricitat quan estan dissolts. n) Es combinen només àtoms de metall. o) Forma substàncies que es poden ratllar i deformar. p) El que és característic és l’atracció entre anions i cations. q) En estat sòlid no són conductors. o r g a n i t z o e l q u e h e a p rÈs TIPUS D’ENLLAÇ QUÍMIC ENTRE ÀTOMS L’enllaç es deu a… Forces … … … Tipus d’àtoms que s’enllacen Metall + … … … Tipus Enllaç… Enllaç… Enllaç… Exemples … … … 38 D I B U I X . Observa els dibuixos que representen les molècules següents i respon: A B c a) Quina o quines representen una molècula polar? Per què ho saps? b) Quina o quines representen una molècula apolar? Per què ho saps? c) Completa la representació de Lewis i posa el rètol adequat a cada molècula: HF SCℓ2 CO2 d) Posa el símbol adequat a cada àtom en cada molècula. 39 R E S U M . Completa al teu quadern les frases següents emplenant els buits: a) Una substància covalent formada per àtoms ...... sempre és apolar. Si està formada per ...... diferents, podrà ser ...... o apolar depenent de l’enllaç. b) Si només hi ha un enllaç sempre serà ...... . c) Si hi ha dos enllaços serà polar si estan formant ...... i serà apolar si estan formant ...... . 40 V O C A B U L A R I . Sabent que la molècula d’aigua és polar, observa les imatges següents i raona si la molècula de les altres substàncies és polar o apolar: es barregen no es barregen aigua + alcohol oli + benzina aigua + oli 76 Tipus d’enllaç entre àtoms 41 Indica raonadament quin tipus d’enllaç existeix a les substàncies següents: a) BeI2 b) LiCℓ c) CCℓ4 d) CO2 e) Hg f ) He 42 La fórmula dels següents compostos iònics està equivocada. Troba i corregeix l’error: a) MgCℓ b) RbBr4 c) NaI2 d) Ba2S3 43 Per què el símbol de l’element oxigen és O i la fórmula del gas oxigen és O2? 44 Completa la taula següent al teu quadern: Substància Tipus d’enllaç entre àtoms Substància simple/compost Ferro Iodur de sodi Nitrogen Diòxid de sofre Clor 45 Completa la taula al teu quadern indicant a cada casella la fórmula del compost i el tipus d’enllaç. Cℓ S O K I Mg H • Anota la representació de Lewis de cada fórmula. 46 Uneix amb fletxes al teu quadern de manera que puguis completar cinc frases amb els fragments següents: • SF2 a) Forma dobles enllaços covalents. • BaI2 b) El catió té càrrega 3 +. • AℓF3 c) És un metall. • CO2 d) Forma dos enllaços covalents. • Na e) És una substància iònica. E X E M P L E R E S O LT 3 Fes la representació de Lewis dels compostos següents i explica el tipus d’enllaç: AℓF3, NF3. Per fer les representacions de Lewis cal conèixer el nombre d’electrons de valència de cada àtom. AℓF3: • Aℓ: grup 13. Té 3 electrons de valència. Els perdrà per quedar-se amb 8 a la capa anterior. • F: grup 17. Té 7 electrons de valència. Necessita guanyar 1 electró per completar la capa. Perquè el compost sigui neutre calen tres àtoms de F per captar els 3 electrons que cedeix l’àtom de Aℓ. •• • •F • •• • • Aℓ • $ b •• • •F • • •• l -bFl 3+b •• • •F • • •• l - •• •F • • •• •• •F • • •• Compost iònic b •• • •F • • •• l - NF3: • N: grup 15. Té 5 electrons de valència. Necessita 3 electrons més per completar la capa. • F: grup 17. Té 7 electrons de valència. Necessita 1 electró més per completar la capa. Tots dos elements completen la capa compartint electrons. El N comparteix tres parells d’electrons formant tres enllaços covalents amb el mateix nombre d’àtoms de F. •• • •F• •• • • N• •• •• •F• • •• $ •• • •F •• — N •• — •• F• • •• •• • • F • • •• • •F• • • — Compost covalent Enllaços amb molècules 47 Raona si els fets següents són conseqüència dels enllaços entre àtoms o dels enllaços entre molècules: a) El diamant és el material més dur. b) Es pot escriure en un bloc de gel amb un punxó. c) A 800 °C, el NaCℓ es fon. d) A temperatura ambient, la sal es dissol en l’aigua. e) L’alcohol és líquid a temperatura ambient i s’evapora fàcilment. f) El mercuri és un líquid a temperatura ambient i cal escalfar-lo fins a 357 °C perquè es converteixi en gas. g) El iode és un sòlid que no es dissol en l’aigua. c o m p r ovo e l q u e h e a p rÈs 3 77 Organitza la informació i aplica els sabers bàsics a diferents contextos i situacions en les activitats que trobaràs a ORGANITZO I COMPRENC EL QUE HE APRÈS. Pensa críticament. Analitza una notícia i respon les preguntes que potenciaran la reflexió i visibilitzaran el teu pensament. Estableix connexions entre la física i la química i altres branques del saber. Contribuiran al fet que comprenguis la diversitat del món on vius. No et paris. Conclou el repte i comunica el que has aconseguit a les persones que t’envolten, compartint els resultats amb el teu entorn pròxim. Així estaràs contribuint a la construcció d ’un món millor per a totes les persones. Propietats de les substàncies i tipus d’enllaç 48 Completa a la llibreta la taula que relaciona l’enllaç amb les propietats de les substàncies. En cada cas, explica si la substància es presenta com a àtoms aïllats, molècules o cristalls: Substància Tipus d’enllaç Estat físic (20 °C) Conductivitat elèctrica Solubilitat en aigua Coure Clorur d’hidrogen Òxid de liti Bromur de sodi Cesi Òxid de plom Hidrogen Hidrur de calci Aigua Amoníac 49 Raona si les propietats següents són pròpies de substàncies amb àtoms units mitjançant enllaç iònic, covalent o metàl·lic: a) Condueixen l’electricitat en estat sòlid. b) Generalment, tenen temperatura de fusió baixa. c) Moltes són solubles en l’aigua. d) Tenen temperatures de fusió força altes i condueixen la calor. e) Condueixen l’electricitat, però només quan estan foses o dissoltes. f) Són dures i trencadisses. 50 Tenint en compte el tipus d’enllaç, associa al teu quadern la temperatura de fusió corresponent per a cada substància. Substància Aigua Clorur de sodi Estany Oxigen Diòxid de silici T. de fusió (°C) 1.713 -223 0 505 803 51 Q U Í M I C A I T E C N O L O G I A Primer va ser la fibra de carboni, finíssims filaments d’àtoms de carboni. Desenvolupat a partir del 1958, és un material lleuger i elàstic com el plàstic i resistent com l’acer. És un bon aïllant tèrmic i conserva la forma davant les variacions de temperatura. S’hi fabriquen objectes tan diversos com elements per a automòbils, vaixells, raquetes de tennis o ulleres. El 2004, va arribar el grafè. Està compost només per àtoms de C que s’uneixen formant anells hexagonals. És 200 vegades més resistent que l’acer, alhora que flexible, elàstic i transparent. Té una elevada conductivitat elèctrica i tèrmica. Per això s’usa en electrònica, com ara pantalles tàctils o superbateries elèctriques. Actualment s’està desenvolupant l’estanè. Està compost per àtoms d’estany que s’uneixen formant estructures planes d’anells de sis àtoms. Les seves propietats són similars a les del grafè, encara que és molt millor conductor d’electricitat sense generar calor en el procés. De moment, però, hi ha dificultats per generar estanè en una quantitat que permeti assajar les seves propietats. a) Escriu la configuració de Lewis dels àtoms de C i Sn. A continuació, representa els enllaços que forma un àtom de C amb els seus veïns al grafè. Després fes el mateix amb els àtoms de Sn a l’estanè. Quins tipus d’enllaços es formen? Utilitzen tots els electrons per formar enllaços? b) Tenint-ne en compte la configuració, explica per què el grafè i l’estanè són resistents i bons conductors de l’electricitat. c) Imagina alguna aplicació per a cadascun d’aquests materials, diferent de les que s’indiquen al text. 52 Considera tots els compostos que es poden formar amb els elements Cℓ, Na i H. Per a cadascun indica: a) Tipus d’enllaç. b) Estat físic a temperatura ambient. c) Possibi l itat que condueixi el corrent elèctric en algun estat. 53 El CO2 és un gas a temperatura ambient, mentre que el SiO2 és un sòlid molt dur. Estudia el tipus d’enllaç que es dona entre els àtoms a cadascuna d’aquestes substàncies i justifica l’estat en què es troben. c o m p r ovo e l q u e h e a p rÈs 78 54 Analitza la notícia i respon al teu quadern. El secret dels bolquers superabsorbents El bolquer d’un sol ús va ser inventat per la nord-americana Marion Donovan a mitjans del segle xx. En aquell moment els bolquers eren de roba i cada vegada que el nen es feia pipí mullava tot el que hi hagués al seu voltant. El 1946, va patentar una funda impermeable per al bolquer. Així evitava que el nadó ho mullés tot. Però la humitat retinguda provocava danys a la pell i això s’ havia d’evitar. Després de molts intents, va trobar una combinació de capes de cotó i cel·lulosa que retenien l’orina i mantenien la pell seca. Dècades més tard, als vuitanta, la NASA va inventar els bolquers superabsorbents per a adults. El seu secret està en un polímer anomenat poliacrilat de sodi , que és capaç d’absorbir fins a 800 vegades el seu pes en aigua . www.rtve.es 3 Crear un web sobre materials És el moment de crear un web per donar a conèixer totes les propietats interessants que aporten els materials. Tria un material que t’hagi cridat l’atenció i prepara el web. Cal que facis referència a: La seva composició química. Elements que el formen, el tipus d’enllaç entre aquests i com s’organitzen en un cos sòlid. Propietats del material. Exemples d’aplicació. Per què es fa servir? Intenta imaginar alguna aplicació nova per a aquest material. Si realitzes alguna activitat i trobes a faltar algun material amb una propietat que et resulti útil, fes una entrada sobre això. Amb totes les entrades, elabora un web i publica’l al lloc web del centre. Mentre feies aquest repte, has aprofundit en l’enllaç químic entre els àtoms i altres espècies com molècules o cristalls. També has establert la relació entre les propietats d’un material i el tipus d’enllaç que es dona entre els seus àtoms. Et pots imaginar en quins camps professionals es pot aplicar tot això? R E P T E AC O N S E G U I T ! Observa l’estructura del poliacrilat de sodi. A l’esquerra es mostra el fragment que es repeteix al polímer i, a la dreta, la interacció amb les molècules d’aigua. En sec, la seva molècula té una estructura enrotllada. A mesura que capta aigua, es va desenrotllant. a) A la molècula de polímer assenyala on es forma: • Un enllaç covalent senzill. • Un enllaç covalent doble. • Un enllaç iònic. b) Explica com s’orienten les molècules d’aigua per unir-se a fragments específics del polímer. Na Na+ H2O O C H O-Na+ C C O H H - - - - = C - - H En sec En aigua 79 En cada etapa d ’aquest itinerari comptes amb el suport de… Un ANNEX DE FORMULACIÓ que t’ajudarà a comprendre i a utilitzar la nomenclatura química. Un QUADERN D’AVENÇOS CIENTÍFICS que t’ajudarà a comprendre la importància de la ciència en la nostra societat. DIFON EL REPTE 6 ACTIVITATS FINALS 5 2. Els compostos binaris Els compostos binaris resulten de la combinació d’àtoms de dos elements químics. Un dels dos tindrà nombre d’oxidació positiu (element electropositiu) i l’altre, nombre d’oxidació negatiu (element electronegatiu). 2.1. Nomenclatura d’un compost binari Ara veurem com es construeix el nom d’un compost químic de dues maneres diferents, mitjançant la nomenclatura de composició. E X E M P L E R E S O LT 1 Fórmula Prefixos Nombre d’oxidació AℓBr3 Tribromur d’alumini Bromur d’alumini CuCℓ2 Diclorur de coure Clorur de cour(II) A C T I V I T A T S 1 Anomena a la llibreta: a) PbCℓ2 d) Cr2S3 b) AℓF3 e) Na3N c) BaI2 f ) K2S Consulta a la taula el nombre d’oxidació de l’element electropositiu. Escriu-lo entre parèntesis i en números romans a continuació del nom, sense deixar espai. És incorrecte afegir-lo si l’element només té un nombre d’oxidació. trisulfur de dialumini tetraclorur de sofre sulfur d’alumini clorur de sofre (IV) El nom de cada element va precedit d’un prefix que indica el nombre d’àtoms d’aquest element que hi ha a la fórmula: mono, per a un. Si no hi pot haver dubte, el prefix mono es pot ometre. di, per a dos. tri, per a tres. tetra, per a quatre. penta, per a cinc. hexa, per a sis... Nom de l’element a la dreta + -ur + de + nom de l’element a l’esquerra Amb prefixos Amb nombres d’oxidació Fixa’t en aquests exemples: Fixa’t que per anomenar el S fem servir el seu nom de procedència del llatí, sulphur. El Aℓ només té un nombre d’oxidació, no s’hi afegeix. element que actua com a electropositiu element que actua com a electronegatiu El nombre d’oxidació del Cℓ negatiu és -1. Perquè el compost sigui neutre, el S ha d’actuar amb el nombre d’oxidació +4: +4 + (-1) ? 4 = 0 Element a la dreta sulfur Element a la dreta clorur Element a l’esquerra d’alumini Element a l’esquerra de sofre Aℓ2S3 SCℓ4 Els elements es combinen en la proporció adequada perquè el compost sigui neutre. És a dir, la suma dels nombres d’oxidació de tots els àtoms de la fórmula ha de ser zero. 238 Annex 1 2.2. Formulació d’un compost binari Ara veurem com es formula un compost químic a partir de la nomenclatura de composició: Prefixos Trisulfur de dialumini AℓS Escriu el símbol de cada element en l’ordre correcte. 1 AℓS Escriu el símbol de cada element. El que acaba en –ur ha d’anar a la dreta a la fórmula. 1 Aℓ2S3 Afegeix com a subíndex el nombre corresponent al prefix de cada element. En aquest cas, di, 2, per al Aℓ i tri, 3, per al S. 2 Aℓ S Localitza a la taula el nombre d’oxidació dels elements: Aℓ, element electropositiu. Nombre d’oxidació: +3 S, element electronegatiu. Nombre d’oxidació: -2 2 Aℓ m Sn m ? (+3) + n ? (-2) = 0 m = 2 n = 3 Aℓ2S3 La suma dels nombres d’oxidació de tots els àtoms ha de ser zero perquè el compost sigui neutre. Troba els subíndexs més petits possibles per simplificar la fórmula al màxim. Per exemple, Aℓ4S6 també és vàlid, però s’ha de simplificar. 3 Nombre d’oxidació Sulfur d’alumini A C T I V I T A T S 2 Formula a la llibreta: a) Clorur de bari. b) Tetraiodur d’estany. c) Trifluorur de nitrogen. d) Diclorur de mercuri. e) Pentaclorur de fòsfor. f ) Sulfur de ferro(III). g) Bromur de cobalt(II). h) Nitrur d’alumini. E X E M P L E R E S O LT 2 Formula els compostos següents. a) Diclorur de bari b) Iodur de ferro(III) a) Escriu a la dreta el símbol de l’element acabat en -ur: el clor. Afegeix-hi el subíndex 2 corresponent al prefix numèric del clor, di: BaCℓ2 b) Escriu a la dreta el símbol de l’element acabat en -ur: el iode. Afegeix al iode el subíndex que indica el nombre d’oxidació del ferro que indica la xifra romana: FeI3 +3 -2 +3 -2 239
RkJQdWJsaXNoZXIy