jueves, 6 de mayo de 2010

¿COMO SE UNEN LOS ATOMOS?

Esta es una tarea enviada por una compañera de ustedes,,,,,felicidades Dianahi.


Dentro de este ensayo conoceremos las diferentes formas que existen para poder realizar la unión de dos o más átomos y realizar un enlace como por ejemplo, la unión de dos o más elementos como lo es H2SO4 y determinar cuántos son sus electrones de valencia, sus electrones enlazantes y no enlazantes, así como si tiene dos o triples enlaces.

Entre los temas que abordamos son la unión de átomos mediante un enlace metalice por causa de las fuerzas intermoleculares y las intramoleculares, y la clasificación de los tipos de enlace como son el iónico, el metálico y el covalente.

Y de manera muy sencilla explicamos las teorías que se formularon en el pasado para explicar el cómo los electrones se pueden acomodar en las orbitales y que gracias a sus electrones de valencia estos pueden unirse, así como las diferentes representaciones graficas del como podernos apreciar la unión de estos.

De manera muy simple, hacemos la interpretación de algunos materiales y que dentro de la ingeniería al hacer las aleaciones tenemos materiales con propiedades muy importantes en el campo, y el cómo esta conductividad se puede explicar con la ayuda de las características de los enlaces.


¿COMO SE UNEN LOS ATOMO?
INTRODUCCION.
Para poder describir los procesos que causan la unión de los átomos es de gran de gran importancia tener una base de conocimiento en química, para poder comprender los conceptos que se utilizan.

En el siguiente ensayo hablaremos de temas relacionados con las uniones atómicas, es decir, como de un material puro como es el oro podemos obtener oro blanco, rojo y amarillo; alguna vez te has hecho la pregunta del porque puedes hacer aleaciones entre elementos como los metales y a que se debe que algunas aleaciones sean buenos materiales en la construcción de instrumentos electrónicos y algunos otros no, o simple y sencillamente el cómo al fundir el cobre puedes hacer que este material se una con otro para hacer esculturas, puertas o objetos de uso cotidiano.

Pues las respuestas a cuestionamientos como estos, se resuelven sabiendo cómo puedes realizar la unión de materiales y analizando las estructuras que la química marca para estos compuestos.

Estas dudas se resolverán cuando comprendamos que son los enlaces, las fuerzas intermoleculares e intramoleculares, así como la regla del octeto y la teoría de Lewis entre otras.
Todo esto con la finalidad de dar un punto de vista objetivo acerca del tema que nos interesa “Como se unen los átomo”.


DESARROLLO.
Al hablar de la unión de los átomos gran partes de los autores de libros que química básica o química aplicada marcan como inicio la introducción a conceptos nuevos como lo son: electronegatividad, enlaces, fuerzas, propiedades químicas, aleaciones, compuestos entre otros.

Tenemos que la electronegatividad no es otra cosa que la capacidad que tiene un átomo de cierto elemento para atraer electrones dando origen a un compuesto, y que un compuestos no es más que la unión de varios elementos de diferentes especies es diversas proporciones y que con ello podemos terminar mencionando que al unir estos dos conceptos tenemos una definición mas que es muy importante que se domine para comprender la unión de los átomos, como lo es un enlace, vagamente podemos deducir que un enlace de manera coloquial es la unión de dos cosas que si bien pueden tener algo en común también puede que no lo tengan, es algo así de cuando realizamos una salsa ya que aunque el tomate y el chile son verduras no tienen las mismas propiedades, pero al unirlas forman un compuesto que da origen a una salsa muy rica; te preguntaras a que viene todo esto y qué relación tiene con un enlace, pues en realidad mucha relación por que al igual que la salsa, un enlace es la unión de dos elementos que al aceptar, ceder o compartir electrones forman un vinculo entre si gracias a una fuerza que denominamos enlace metálico; pero cabe destacar que quienes les dan a estos enlaces sus características y la forma en que estos se enlazaran son los electrones de valencia, que son los electrones que encontramos en la última capa y quienes le dan la electronegatividad al elemento.

Para ello existen tres tipos de enlaces conocidos como lo es el enlace iónico, el covalente y el metálico, cada uno de ellos con sus características particulares que lo hacen diferentes uno de otro; por ejemplo: el enlace iónico se presenta cuando algunos metales reaccionan con los no metales para formar un compuesto y que los metales ceden electrones a los no metales y se unen por la diferencia de cargas generadas; en el enlace covalente se forma cuando todos los átomos que constituyen la molécula comparten sus electrones de tal forma que cada uno presenta ocho electrones en su última orbita como los gases nobles, cumpliendo la regla del octeto y una cosa es que este se divide en polares, no polares y coordinados.
El polar es el que comparte de manera desigual los electrones, el no polar comparten de manera igual los electrones, en el caso del coordinado se forma cuando el par de electrones compartidos pertenece solo a uno de los átomos. Por su parte el enlace metálico se da entre los metales como su nombre lo dice con la característica de que son muy buenos conductores de la energía; este tipo de enlace lo podemos encontrar en el cableado de luz en tu casa o la estructura de tu tarjeta madre.

Para los enlaces también hay que tener presente las fuerzas que los unen, entre las que más se conocen en el mundo de la química son los intermoleculares y los intramoleculares, de lo cual de manera muy simple al como no lo presentan los autores de algunos libros deducimos que la fuerza intramolecular es la fuerza atractiva que mantienen unidos a los átomos o a los iones que forman las sustancias químicas de manera estable (se dan dentro de la molécula) y la intramolecular es la fuerza entre las diferentes moléculas de un compuesto(se dan entre de la molécula).

Siguiendo con ello hace algún tiempo hubo una persona llamada Gilbert Lewis que en un día normal se puso a pensar el cómo podía representar de manera grafica los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir; fue tanta su insistencia que formulo un diagrama de punto o mejor conocido como la estructura de Lewis, este personaje es un ejemplo del como si añoras algo y lo deseas con el corazón podrás lograr lo que te propongas hasta descubrir y formular teorías no conocidas por el hombre.
Dentro de la estructura de Lewis se dieron ciertos pasos para poder realizar el diagrama de punto que se resumen en cuatro pasos muy sencillos que son:
1. Determinar el número de electrones totales de valencia. En caso de tratarse de iones sumar electrones tantos como cargas negativas y si se trata de iones positivos restar electrones tantos como las cargas positivas.
2. Realizar la estructura colocando al centro el elemento menos electronegativo exceptuando el hidrogeno. Los oxígenos se deberán colocar en la periferia (alrededor) no en el centro.
3. Determina el número de electrones enlazantes y no enlazantes. NOTA: cada línea representa un par electrónico.
4. Distribuye los electrones no enlazantes con los elementos más electronegativos. En caso de faltar electrones no enlazantes, trazar dobles o triples enlaces entre los átomos que pueden participar.

Aunque a mi parecer puedo decir que todo esto se resume en tratar de que los atomos alcancen sus valencias completas, es decir, que su ultima capa contenga ocho electrones y que al ser enlazados estos cumplan con la regla del octeto.

Se preguntaran entonces que es la regla del octeto, algunos personajes toman a la regla del octeto de una manera tan extraña que persona con poco conocimiento de la química no llegamos a comprender del todo, pero para ser sinceros no es necesario complicarse la vida; tan fácil es deducir que si dice que es un octeto pues tendrá algo que ver con el número ocho y si es relacionado con la química podemos llegar a la conclusión que se trata de átomos. Esta no es más que el átomo llega a ser estable cuando consiguen ocho electrones en la capa de valencia, sean pares solitarios o compartidos mediante enlace covalente, sin embargo para este tenemos algunas excepciones de elementos que nunca podrás tener ocho electrones en su capa de valencia como por el ejemplo el hidrógeno tiene un sólo orbital en su capa de valencia, la cual puede aceptar como máximo dos electrones; por eso, solo puede compartir su orbital con sólo un átomo formando un sólo enlace.

También al unir los átomos podemos hablar de Linus Pauling quien formulo la teoría de hibridación de los orbitales que explica cuando en un átomo se mezclan el orden de los electrones entre orbitales creando una configuración electrónica nueva, un orbital híbrido que describa la forma en que en la realidad se disponen los electrones para producir las propiedades que se observan en los enlaces atómicos; entre los que podemos encontrar a la hibridación sp3, hibridación sp2, hibridación sp3d y la hibridación sp3d2 que representan las orbitales que se pueden unir para ser una nueva orbital.

En cuanto a la geometría molecular trata de demostrar que cuando hay dos electrones que no están apareados nos dan la forma o la geometría de la molécula, algo así como la estructura de Lewis; para realizarla es necesario seguir ciertos pasos.
1. Se escribe la estructura de Lewis y se consideran sólo los pares de electrones alrededor del átomo central
2. Se cuenta el número de pares de electrones que rodean al átomo central
3. Se predice la distribución global de los pares de electrones y luego se predice la geometría de la molécula
4. Se predicen los ángulos de enlace teniendo en cuenta que: repulsión par libre-par libre > repulsión par libre-par enlazante > repulsión par enlazante-par enlazante.
Aunque a mi parecer la estructura de Lewis y la geometría molecular es algo similar pues en cada una de ellas te da la forma de tu compuesto con la diferencia de que una es rustica y la otra dimensional.

Pero hablando de formas de representación también tenemos a las formas cristalinas que según Donald Askeland en el libro de “Ciencia e ingeniería de los materiales” son estructuras amorfas, cuyas formas les dan sus propiedades, cada celda amorfa presenta propiedades diferentes; pero la red cristalina en si se refiere al tamaño, la forma y la organización atómica dentro de una red.
Cada red o celda unitaria tiene características particulares como son: parámetros de la red, que describe la forma y el tamaño de la celda unitaria; el numero de átomo por celda unitaria, es decir, el número de puntos que se encuentran en la red y el radio atómico comparado con el parámetro de la red, es decir, la dirección que tiene la celda unitaria.

Aunque podría pasarme mucho tiempo explicando cada teoría que surgió para saber cómo unimos los átomos, el objetivo de cada personaje que las creo es el mismo, tratar de darle una razón por la cual ciertos compuestos se unen formando grandes aleaciones que se ocupan en la industria como las mezclas entre silicio, germanio, oro, plata, cobre, titanio por mencionar algunos; que hacen que ciertos aparatos tengan mejor conductividad eléctrica o como nosotros lo mencionamos para tener mayor velocidad en nuestro RAM y mejor capacidad en el disco duro.

Suena algo fascinante el poder comprender como los desarrolladores de hardware llegan a conclusiones de que materiales les serian útiles para poder crear un nuevo procesador o una nueva DDM, cuántos de nosotros quisiéramos llegar a comprender todo esto, aunque no es imposible, si hay que aplicarle mucha dedicación.
Lo más preocupante es que como estudiantes no nos ponemos a pensar que parte de nuestra educación se formara a los alrededores en la química y que si no la aprovechamos al máximo, el día de mañana que queramos trabajos en una industria de fabricación de hardware si no sabemos lo principios y las teorías como la de Pauling o Lewis no sabremos las características de los materiales para la ingeniería.


CONCLUSION.
Para comprender la unión de los átomos es necesario conocer los modelos y las teorías que se han formulado para comprender que es de lo que se habla.
Imaginemos que si fuéramos un poco observadores llegaríamos a hacer grandes cosas y cabe la posibilidad de formular nuevas teorías, ya que cada persona antes mencionado eran personas comunes como nosotros, sin embargo, ellos pusieron un poco mas de empeño y se decidieron a sobresalir y a marcar la pauta entre la realidad y la imaginación, tanto así que ahora son famosos y están en el salón de la fama química.

A decir verdad cada uno de ellos formulo sus teorías llegando al mismo punto y a la misma conclusión, los átomos pueden unirse mediante fuerzas por diversos métodos químico.
Aunque al momento de realizar este ensayo encontré diversas opiniones acerca de cada tema, cada uno de ellos se da a explicar de una manera muy diferente con diversos puntos de vista y es de cada uno de nosotros indagar y sacar nuestras propias conclusiones.

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