Estructura de Lewis

Para representar de manera correcta los compuestos o las moléculas de algunos elementos mediante sus fórmulas correspondientes, es necesario considerar la capacidad de combinación de los átomos o valencia.

Por ejemplo, el hidrogeno tiene valencia 1 y el cloro también, es decir, cada uno de sus átomos puede formar solo un enlace. Cuando reaccionan estos elementos se forma el cloruro de hidrogeno formado por un átomo de cloro unido a un átomo de hidrógeno. La fórmula del compuesto es HCl.

Veamos otro caso: la valencia del nitrógeno es 3 y la del hidrogeno 1. El nitrógeno puede formar 3 enlaces y el hidrógeno uno. El amoniaco es un compuesto formado por un átomo de nitrógeno y tres de hidrogeno. Su fórmula es NH₃.

Ver más información en: https://www.youtube.com/watch?v=F5Tpg18278U  donde se describen las reglas básicas para seleccionar la mejor Estructura de Lewis para cada compuesto.

Actividad:

El nombre de esta actividad es Formando nuevos enlaces.

Con la siguiente experiencia los alumnos identifican que durante las reacciones químicas se rompen los enlaces entre los átomos que forman los reactivos y que en los productos los mismos átomos se unen de manera diferente y forman nuevos enlaces. Promuevan que externen sus comentarios acerca de si sobran o faltan átomos en los reactivos o productos. 

Para esta actividad se va a necesitar:

a)      Tabla periódica

b)      Media barrita de plastilina roja y media amarilla

c)      Seis palillos

d)      Colores rojo y amarillo para pintar los palillos

Realizar lo siguiente:

a)      Identifiquen los reactivos y los productos de la siguiente reacción química: El hidrogeno reacciona con el cloro para formar el cloruro de hidrógeno. 

b)      Elaboren modelos tridimensionales para representar los reactivos y los productos de la reacción de formación del cloruro de hidrogeno. Para ello:

·         A partir de las estructuras de Lewis de los átomos que se muestran completen la información de la tabla.

·         Recuerden que la mayoría de los átomos completan su capa de valencia con ocho electrones, pero hay otros, como el hidrogeno, que la completan con dos.

·         Consulten la tabla periódica para consultar lo que necesiten.

Elemento	Estructura de Lewis del átomo	Numero de valencia	Estructura de Lewis de la molécula de Hidrógeno
Hidrógeno		1
Hidrógeno		1

Elemento	Estructura de Lewis del átomo	Numero de valencia	Estructura de Lewis de la molécula de Cloro
Cloro		7
Cloro		7

El propósito es que los alumnos dibujen los modelos de Lewis de las moléculas de hidrogeno y de cloro. Les servirán como base para elaborar sus modelos tridimensionales correspondientes. Pidan identificar el tipo de enlace que se forma entre los átomos de cada molécula. Recuérdenles que en un enlace covalente se comparte un par de electrones. 

c)      Construyan modelos tridimensionales de las moléculas del hidrogeno y del cloro con base en las estructuras de Lewis correspondientes. Para ello:

·         Representen cada átomo con una bolita de plastilina de distinto color para cada elemento: el cloro con rojo y el hidrogeno con amarillo.

·         Pinten los palillos con los mismos colores que usaron para cada átomo.

·         Utilicen los palillos para unir los átomos.

Pidan identificar la cantidad de enlaces que se representan para cada compuesto en los modelos de Lewis correspondientes. La intención es que los alumnos relacionen los palillos con los enlaces entre los átomos: en la molécula de hidrogeno, un enlace entre los atamos de hidrogeno, en la molécula de cloro, un enlace entre los átomos de cloro.

d)      Utilicen sus modelos de plastilina de los reactivos para representar la formación del cloruro de hidrogeno, cuya fórmula es HCL. Para ello:

·         Separen los palillos y liberen los átomos de los reactivos.

·         Utilicen palillos nuevos sin pintar para unir los átomos que forman el cloruro de hidrógeno.

Se modela la ruptura de enlaces entre los átomos de los reactivos y la formación de nuevos enlaces entre los átomos de los productos. Promuevan la reflexión acerca de si sobran o faltan átomos de los reactivos al representar el producto o la cantidad de productos formados, ya que pueden retomar esta información para cuando se vea balanceo de ecuaciones químicas.

Al final de la experiencia pueden hacer el siguiente cuestionamiento:

1.      ¿Qué representan los palillos en sus modelos?

2.      ¿Qué representa separar los palillos en los modelos de los reactivos?

3.      ¿Qué significado tiene utilizar palillos sin pintar para unir los átomos del producto?

4.      Con base a sus modelos tridimensionales de reactivos y productos escriban la fórmula de cada sustancia.

Para finalizar pueden pedirles a sus alumnos que realicen un resumen donde expliquen la utilidad de los modelos tridimensionales en la formación de compuestos a partir de otros.