Enlaces Químicos: Tipos, Propiedades y Reacciones

Enlaces Químicos

Sólidos formados por iones

Los elementos de los grupos 1 y 2 de la tabla periódica forman compuestos iónicos cuando se combinan con elementos de los grupos 16 y 17.

Formación de la estructura gigante de las estructuras iónicas

La unión entre los iones de carga opuesta en un sólido iónico recibe el nombre de enlace iónico, de carácter electrostático y con desprendimiento de energía.

Hay tres etapas:

1. Formación de los iones: los elementos que van a formar parte del enlace pierden o ganan electrones, formándose:

• Cationes: aquel átomo que ha perdido electrones, quedándose cargado positivamente y disminuyendo su tamaño.
• Aniones: aquel átomo que ha ganado electrones, quedándose cargado negativamente y aumentando su tamaño.

Atracción electrostática: una vez formados los iones, se atraen entre los de diferente carga. Formación de redes tridimensionales cristalinas: se crea una estructura tridimensional formando una estructura compacta entre los iones de diferente carga.

Propiedades de los compuestos iónicos

Hay 4 propiedades principales:

1. Alta temperatura de fusión: la gran intensidad de las fuerzas electrostáticas entre los iones hace que su temperatura de fusión sea muy alta para poder romper su estructura.
2. Fragilidad: si se aplica una fuerza sobre el cristal, las capas de iones resbalan unas sobre otras, enfrentándose iones del mismo signo, lo que conlleva que se repelan y se rompa el cristal.
3. Solubilidad en agua: las moléculas polares del agua atraen los iones sodio y cloruro de la superficie del cristal. Una vez separados, se sitúan a su alrededor.
4. Conductividad eléctrica en estado líquido y en disolución: los iones tienen libertad de movimiento, por lo que pueden conducir la electricidad.

Enlaces Metálicos

Un enlace metálico es un enlace entre muchos átomos (carga positiva). Los electrones de la capa “d” van a una nube (carga negativa) que genera una estructura compacta.

Interpretación de las propiedades de los metales

Hay 6 propiedades principales:

1. Alta temperatura de fusión (menos los alcalinos): elevada intensidad de la fuerza de atracción entre cationes y los electrones de valencia deslocalizados.
2. Alta densidad (menos los alcalinos): el tipo de enlace permite una gran compactación de los iones positivos.
3. Dúctiles y maleables: el desplazamiento de una capa de átomos del metal sobre otra no impide que se mantenga el enlace entre los iones y los electrones deslocalizados.
4. Insolubles en agua: la gran intensidad del enlace impide la separación de los átomos en contacto con las moléculas de disolvente.
5. Alta dureza: elevada intensidad de la fuerza de atracción entre cationes y electrones.
6. Conductividad eléctrica.

Energía de las Reacciones

La energía liberada (exotérmica) o absorbida (endotérmica) en una reacción química se denomina energía de la reacción.

Reacción exotérmica y reacción endotérmica

De acuerdo con el principio de conservación de la energía, la energía de una reacción es igual a la diferencia entre la energía de los productos y la energía de los reactivos.

Hay dos tipos de reacciones:

1. Reacción exotérmica: aquella que libera más energía al formar nuevos enlaces de la que consumen al romper los enlaces existentes.
2. Reacción endotérmica: aquella que libera menos energía al formar nuevos enlaces de la que consumen al romper los enlaces existentes.

Energía de Enlaces

La energía de enlaces es la necesaria que hay que comunicar a los reactivos para romper sus enlaces y que se formen enlaces nuevos. Es idéntica a la energía que se libera. Cuanto más energéticos sean los reactivos, mayor es la energía que se libera, a no ser que los productos se queden con ella.

Velocidad de la Reacción

La velocidad de la reacción es la velocidad con la que se transforman los reactivos en productos, dependiendo de:

1. Concentración: si se aumenta la concentración, aumenta el número de iones por unidad de volumen en la disolución y, por lo tanto, aumenta el número de choques por unidad de tiempo y, en consecuencia, la velocidad de la reacción.
2. Grado de división: cuanto más dividido está el átomo, mayor es su área superficial y mayor es el número de átomos expuestos a los choques con los iones en disolución. Por ello, al aumentar el grado de división del reactivo sólido, aumenta la velocidad de reacción.
3. Temperatura: estos choques son solo eficaces cuando tienen lugar con una energía igual o superior a la energía cinética mínima para que se produzca la rotura de los enlaces implicados en la reacción. Esta energía se denomina energía de activación. Por ello, si aumenta la temperatura, aumenta la velocidad media de los iones, por lo que será mayor la proporción de átomos que chocarán con una energía cinética superior a la energía de activación, es decir, será mayor el número de choques eficaces. Al aumentar la temperatura, aumenta también la velocidad de todas las moléculas de los reactivos y se incrementan así los choques eficaces. La bajada de la energía de activación hace que la temperatura aumente, al igual que la velocidad de la reacción.
4. Catalizadores: son sustancias que disminuyen la energía de activación de la reacción y facilitan a los reactivos otra vía para transformarse en productos. Al disminuir esta energía de activación, el número de choques eficaces entre las moléculas de los reactivos aumenta, aumentando así la velocidad de la reacción.