TIPOS DE ENLACE QUÍMICO
Existen tres tipos importantes de enlaces que se forman entre los átomos de un compuesto: iónico, covalente (polar, no polar y el coordinado) y el enlace metálico.
ENLACE IÓNICO.
Cuando un átomo que pierde electrones con relativa facilidad reacciona con otro que tiene alta afinidad electrónica se forman sustancias iónicas; en otras palabras la formación de un compuesto iónico se debe a la reacción entre un metal y un no metal.
El enlace iónico se forma cuando un átomo que pierde electrón relativamente fácil (metal) reacciona con otro que tiene una gran tendencia a ganar electrones (no metal).
Los compuestos unidos por enlaces iónicos forman redes cristalinas de iones, que denominamos cristal. La red cristalina es una estructura gigante que contiene un número indefinido de iones (las cargas positivas son iguales, en cantidad, a las negativas), de manera que el conjunto sea eléctricamente neutro.
En la figura anterior se puede ver la estructura del cloruro de sodio. En la forma (A) se indican las posiciones (centros) de los iones. En la forma (B) se representan los iones como esferas empacadas. Los iones esféricos están empacados de manera que las atracciones iónicas se maximicen.
IONES.
Un ion es una partícula que se forma cuando un átomo neutro o un grupo de átomos ganan o pierden uno o más electrones. Un átomo que pierde un electrón forma un ion de carga positiva, llamado catión; La mayoría de los cationes son metales excepto el Hidrógeno un átomo que gana un electrón forma un ion de carga negativa, llamado anión. La mayoría de los aniones son no metales excepto el Hidrogeno (valencia 1 y
Los átomos pueden transformarse en iones por radiación de ondas electromagnéticas con la suficiente energía. Este tipo de radiación recibe el nombre de radiación de ionización.
La mayor parte de la materia bariónica del universo está ionizada, es decir sus átomos han perdido cuando menos un electrón. Se dice que la mayor parte del universo está en estado de plasma.
El proceso con el que se forman los iones, como consecuencia, por ejemplo, de colisiones a alta velocidad entre átomos o entre átomos y partículas elementales, se llama ionización.
EL ENLACE COVALENTE
. Cuando los átomos que forman un enlace comparten sus electrones con la finalidad de cumplir con la regla de los ocho, se forma un enlace. El tipo de enlace que se observa en la molécula de hidrógeno y en otras moléculas en que los electrones son compartidos por los dos núcleos se llama enlace covalente. En la molécula de H2 los electrones residen principalmente en el espacio entre los núcleos en donde son atraídos de manera simultánea por ambos protones. El aumento de fuerzas de atracción en esta zona provoca la formación de la molécula de H2 a partir de dos átomos de hidrógeno separados. La formación de un enlace entre los átomos de hidrógeno implica que la molécula H2 es más estable por determinada cantidad de energía, que dos átomos separados (energía de enlace).
C.25. Este caso se aclarará considerando también lo que ocurre al acercarse dos átomos de cloro:
Cuando dos átomos idénticos se acercan los dos electrones son atraídos de manera simultánea por ambos núcleos. Así se forma el enlace.
CLASES DE ENLACES COVALENTES
La molécula de Hidrógeno presenta una energía menor a la de los átomos separados (que es una condición indispensable para que exista enlace). En este caso los dos átomos de Hidrógeno adquieren configuración electrónica de gas noble. Otro ejemplo de este tipo de enlace sería la molécula de cloro: Los dos átomos de cloro tienen 8 electrones a su alrededor y por lo tanto configuración electrónica de gas noble.
Es conveniente señalar que a medida que se compartan más pares de electrones, la distancia entre los átomos unidos será menor y el enlace será más fuerte (hará falta más energía para romperlo). Esto se puede comprobar con los datos de la siguiente tabla:
atendiendo a cómo están compartidos los electrones: a) ENLACE COVALENTE PURO O APOLAR: Cuando el enlace lo forman dos átomos del mismo elemento, la diferencia de electronegatividad es cero, entonces se forma un enlace covalente no polar. El enlace covalente no polar se presenta entre átomos del mismo elemento o entre átomos con muy poca diferencia de electronegatividad. Un ejemplo es la molécula de hidrógeno, la cual está formada por dos átomos del mismo elemento, por lo que su diferencia es cero. Otro ejemplo, pero con átomos diferentes, es el metano. La electronegatividad del carbono es 2.5 y la del hidrógeno es 2.1; la diferencia entre ellos es de 0.4 (menor de 0.5), por lo que el enlace se considera no polar. Además el metano es una molécula muy simétrica, por lo que las pequeñas diferencias de electronegatividad en sus cuatro enlaces se anulan entre sí. b) ENLACE COVALENTE POLAR En la mayoría de los enlaces covalentes, los átomos tienen diferentes electronegatividades, y como resultado, un átomo tiene mayor fuerza de atracción por el par de electrones compartido que el otro átomo. En general, cuando se unen dos átomos no metálicos diferentes, los electrones se comparten en forma desigual. Un enlace covalente en el que los electrones se comparten desigualmente se denomina enlace covalente polar. El término polar significa que hay separación de cargas. Un lado del enlace covalente es más negativo que el otro. Para ilustrar una molécula que tiene un enlace covalente polar, consideremos la molécula de ácido clorhídrico. Enlace Covalente en el Cloruro de Hidrógeno, HClCuando un átomo de H se una a un átomo de Cl, se produce un enlace covalente polar simple: En el cloruro de hidrógeno se comparten un electrón del átomo de H y un electrón del átomo de Cl, lo cual da al H y al Cl la configuración estable de gas noble. Sin embargo, puesto que la electronegatividad del Cl (3.0) es mayor que la electronegatividad del H (2.2), el átomo de Cl atrae con mayor fuerza el par de electrones compartidos que el átomo de H. Esta atracción desigual produce un dipolo en la molécula. Existe un dipolo cuando hay una separación cargas. Para mostrar que hay un dipolo, se escribe la letra griega delta, , seguida por los signos más (+) o menos (-) para indicar cuál átomo es más positivo y cuál es más negativo. La delta se lee como parcial. Es decir, significa que un átomo tiene una carga parcial negativa y significa que un átomo tiene una carga parcial positiva. Las moléculas polares se atraen entre sí con mayor fuerza que las moléculas no polares similares. Las fuerzas de atracción entre las moléculas polares covalentes juegan un papel importante en los seres vivos. La polaridad del enlace también se indica por medio de una flecha con cruz dirigida hacia el centro de carga más negativo. la molécula de fluoruro de hidrógeno (HF) contiene este tipo de enlace en el cual existe la siguiente distribución de carga:
ENLACE COVALENTE COORDINADO O DATIVOEste enlace tiene lugar entre átomos distintos. Enlace covalente coordinado o dativo entre dos átomos es el enlace en el que cada par de electrones compartido por dos átomos es aportado por uno de los átomos. El átomo que aporta el par de electrones se denomina dador, y el que lo recibe, receptor. El enlace coordinado se representa por medio de una flecha (→) que parte del átomo que aporta los dos electrones y se dirige hacia el que no aporta ninguno. Un ejemplo de enlace coordinado lo tenemos cuando se forma el catión amonio, N H 4 +, a partir del amoniaco, NH3, y del ion de hidrógeno, H+. En la reacción anterior, el amoniaco se une con un protón H+ para formar el ion amonio, N H 4 +. El amoniaco aporta un par de electrones que son compartidos por el ion H+, el cual adquiere de esta forma la configuración estable del gas noble He |
ENLACE METÁLICO
Por último estudiaremos el enlace metálico, su importancia la podemos ver en el hecho de que las 3/4 partes de elementos del sistema periódico son metales. El papel que estas sustancias han tenido en el desarrollo de la humanidad es tan importante que incluso se distingue entre la edad de piedra, la edad del bronce y la del hierro. De los 90 elementos que se presentan en la naturaleza algunos metales como el sodio y el magnesio, pueden extraerse de los océanos donde se encuentran disueltos. Los demás metales se suelen obtener a partir de depósitos minerales que se hallan encima o debajo de la superficie terrestre. Algunos metales son tan poco reactivos que es posible encontrarlos directamente en forma elemental, este es el caso del oro, la plata y el platino. Otros se encuentran formando parte de distintos compuestos químicos. En general presentan propiedades muy peculiares que los han diferenciado desde hace siglos de las restantes sustancias, tales como: ser excelentes conductores del calor y la electricidad en estado sólido, ser fácilmente deformables (lo que permite trabajarlos y fabricar con ellos objetos de distintas formas). Por otra parte suelen presentarse como sólidos de dureza variable, con muy diversos puntos de fusión y ebullición (el galio, por ejemplo, funde a 2978° mientras que otro metal, el tantalio, lo hace a casi 3000°
POLARIDAD DE LAS MOLÉCULAS
La polaridad es la propiedad que tienen las moléculas de formar polos de carga debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos que forman el enlace; uno de los átomos tiende a atraer más los electrones del enlace, y por tanto se carga negativamente, el otro por el contrario, tiende a ceder los electrones del enlace y por eso se carga positivamente.