Diferenciando Átomos, Elementos y Enlaces Químicos: Una Mirada Profunda

Diferencia entre Átomo y Elemento

La diferencia entre átomo y elemento es que con la idea de átomo nos referimos a las partículas constituyentes de la materia, mientras que con el término elemento nos referimos a todas aquellas clases de átomos que se caracterizan por tener el mismo número atómico.

Partículas Subatómicas

- Los protones tienen carga eléctrica positiva.
- Los electrones tienen carga eléctrica negativa.
- Los neutrones tienen tanta cantidad de carga positiva como negativa, por eso se dice que son neutros o que no tienen carga total.

Átomo: Partículas indivisibles.

Tipos de Elementos

Metales

Tienen pocos electrones (e-) en su último nivel, y tienden a desprenderse de ellos con facilidad. Esto les convierte en átomos electropostivos, ya que al perder e- se cargan positivamente. Es decir, se transforman fácilmente en cationes.
Todos tienen, en mayor o menor medida, las propiedades que confiere el carácter metálico: son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio, que es líquido), son opacos, tienen brillo metálico y son conductores del calor y la electricidad. Son dúctiles y maleables.

No Metales

Tienen más e- en su último nivel, y tienden a ganar e-, con lo que quedan cargados negativamente. Se transforman fácilmente en aniones. Por esto se denominan electronegativos.
Pueden ser sólidos, líquidos o gases. No son conductores de la electricidad.

Semimetales

Son elementos que pueden presentar carácter metálico o no metálico, según con qué elemento se combinen. Son sólidos a temperatura ambiente.
Generalmente se transforman con dificultad en cationes.

Gases Nobles

Son, evidentemente, gases. Son elementos inertes, es decir, no reactivos. Como veremos más adelante, no se combinan con otros elementos ni forman compuestos. No se transforman ni en aniones ni en cationes.

Enlace Químico

Los átomos están situados próximos y existen fuerzas que los mantienen unidos. Esto ocurre mediante enlaces químicos. Un enlace químico es la interacción entre dos o más átomos, si como resultado de ésta se forma un compuesto estable, es decir, si la molécula formada es menos energética que los átomos aislados.
De las partículas que tiene un átomo, las únicas que intervienen cuando éstos se enlazan son los e-, pero sólo los del orbital externo, es decir, los e- de valencia.
La existencia de la vida y del mundo que nos rodea es posible gracias a que los átomos pueden unirse. A partir de los elementos básicos, los procesos naturales han formado miles de compuestos, y los científicos en los laboratorios han sintetizado muchos más. Estos compuestos pueden constar desde un mínimo de dos átomos hasta cientos de ellos unidos entre sí.
Vamos a estudiar las tres formas en que pueden unirse los átomos, consideradas enlaces químicos puros. Todos los enlaces tienen en común que se producen mediante la intervención de los e- de valencia, por esto es tan determinante el nivel de valencia de los átomos. También debemos recordar que la finalidad de cualquier enlace es conseguir que la molécula formada cumpla la regla del octeto.

Enlace Iónico

Es fundamental recordar la formación de iones para entender el enlace iónico, porque es un enlace producido entre dos átomos de muy diferente electronegatividad, uno electropositivo y otro electronegativo, que forman respectivamente un catión y un anión.
Anteriormente vimos que los metales tienen pocos e- de valencia, con lo que les resulta más fácil perderlos, puesto que en el anterior orbital tienen 8 e-, con lo cual se estabilizan formando cationes.
Los no metales tienen más e- de valencia, por tanto es más factible que ganen e- para adquirir los 8 e- de valencia. Los e- captados se sitúan, lógicamente en el orbital más externo. Se estabilizan formando aniones.

Enlace Covalente

¿Cómo podrían unirse dos átomos electronegativos? Evidentemente mediante un enlace iónico no, ya que ninguno presenta facilidad para ceder e-. Este es el caso de la unión entre dos no metales.
Ambos necesitan captar e- para completar su último nivel y estabilizarse. En estos casos, no hay transferencia electrónica, pero existe otro recurso para que los átomos completen su octeto: compartir electrones.
Los e- compartidos pasan a pertenecer a los dos átomos, quedando así estos unidos. Por tanto, un enlace covalente entre dos átomos es un par de e- común a ambos. En este caso hablamos de enlace covalente simple.
A veces es necesario compartir más de un par de e- para adquirir configuración electrónica de gas noble. Nos podemos encontrar con enlaces covalentes dobles, cuando se comparten dos pares de e-, o triples, cuando se comparten tres pares de e-.
Los compuestos formados mediante enlaces covalentes son verdaderas moléculas.

Enlace Metálico

Es el enlace que utilizan los átomos de un metal para unirse entre sí. Estos átomos se caracterizan por tener muy pocos e- de valencia.
No es posible la formación de moléculas, ya que con un enlace covalente entre átomos de un metal no habría suficientes e- para que se cumpla la regla del octeto. Tampoco es posible un enlace iónico, porque recordemos que los metales son electropositivos, y en ningún caso un átomo de un metal captaría e- de otro átomo igual que él.
El enlace metálico es un nuevo modelo que explica la estabilidad en la unión entre los átomos metálicos.
Los metales forman muy fácilmente cationes estables con el octeto completo. Estos cationes constituyen una red compacta donde ellos ocupan posiciones fijas. Cada catión cede al conjunto sus e- de valencia, de forma que estos son comunes a todos, y se comportan como una nube o gas electrónico, con gran movilidad que envuelve a todos los átomos que forman la red.
La estructura metálica mantiene su estabilidad debido a la interacción entre los cationes y la nube de e- que se desplaza entre ellos. Esto es el enlace metálico.

Propiedades de los Compuestos

Propiedades de los Compuestos Iónicos

En los compuestos iónicos la atracción entre cargas de distinto signo hace que los iones ocupen posiciones fijas, disponiéndose de manera ordenada: cada catión se rodea de aniones y al revés, formando una red tridimensional muy estable, denominada cristal.
Los sólidos iónicos cristalizan en distintas redes geométricas. A continuación vemos la forma cúbica, donde se indica la posición alterna de los iones en una de las caras del cubo.

Propiedades de los Compuestos Covalentes

• A temperatura ambiente son generalmente líquidos o gaseosos, y en el caso de ser sólidos, sus puntos de fusión son muy bajos, debido a que las moléculas son independientes unas de otras.
• Como no existen cargas eléctricas ni iones, ya que las moléculas son neutras, no son conductores de la electricidad.
• En general, no son solubles en agua, aunque sí en otras sustancias covalentes.

Propiedades de los Metales

Debido a la gran estabilidad que tiene la red metálica, los metales son sólidos con un elevado punto de fusión. Como los e- que se desplazan por la red tienen gran movilidad, los metales son muy buenos conductores de la electricidad y el calor.