Clasificación y Propiedades de los Enlaces Químicos

Este documento detalla las características fundamentales de los principales tipos de enlaces químicos y las propiedades periódicas que rigen el comportamiento de los elementos.

Características del Enlace Iónico

El criterio para considerar que un enlace es iónico es que la diferencia de electronegatividad entre el no metal y el metal sea mayor o igual a 1,7.

• Estado físico: En condiciones ambientales son sólidos de puntos de fusión y ebullición muy altos.
• Solubilidad: Son muy solubles en agua y otros disolventes polares, e insolubles en disolventes apolares.
• Conductividad eléctrica: No son conductores de la corriente eléctrica en estado sólido, pero sí lo son disueltos o fundidos (son conductores de segunda especie, ya que se descomponen por electrólisis).
• Dureza: Su dureza es variable; muchos son duros y frágiles.

Características del Enlace Covalente Molecular

Se forman al unir átomos muy electronegativos (generalmente entre no metales).

• Estado físico: En condiciones ambientales suelen ser gases con puntos de fusión y ebullición bajos. Estos puntos aumentan si el compuesto es polar.
• Solubilidad: Son poco solubles en agua. Los compuestos polares son muy solubles en agua, y son solubles en disolventes apolares.
• Conductividad eléctrica: Son malos conductores de la corriente eléctrica. Las sustancias polares son algo conductoras, y las disoluciones de las sustancias polares en agua sí son conductoras (como los compuestos iónicos disueltos en agua).
• Dureza: Las sustancias en estado sólido suelen ser blandas y maleables.

Características del Enlace Covalente Macromolecular

• Estado físico: En condiciones ambientales son sólidos con puntos de fusión y ebullición altísimos.
• Solubilidad: No son solubles en ningún tipo de disolvente.
• Dureza: Son muy duros y frágiles (excepto el grafito).
• Conductividad eléctrica: No son conductores de la corriente eléctrica (excepto el grafito).

Características de los Metales (Enlace Metálico)

• Estado físico: En condiciones ambientales suelen ser sólidos con puntos de fusión y ebullición muy variables.
• Solubilidad: No son solubles en ningún tipo de disolvente, aunque algunos (alcalinos y alcalinotérreos) reaccionan con el agua.
• Conductividad: Son buenos conductores del calor y de la corriente eléctrica.
• Propiedades mecánicas: Tienen dureza variable y algunos son maleables y dúctiles.

Estructura Atómica del Hidrógeno

El átomo de hidrógeno (H) tiene:

• Núcleo: Z=1 (1 protón). Neutrones: A-Z = 1-1 = 0.
• Corteza: 1 electrón.

Configuración Electrónica de Grupos Representativos

La configuración electrónica de la última capa ($n$ es el número del periodo donde se encuentra el elemento) define las propiedades de los grupos:

• Todos los alcalinos y el H tienen configuración electrónica $ns^1$.
• Todos los alcalinotérreos tienen $ns^2 np^2$.
• Todos los férreos tienen $ns^2 np^1$.
• Los carbonoideos tienen $ns^2 np^2$.
• Los nitrogenados tienen $ns^2 np^3$.
• Los anfígenos tienen $ns^2 np^4$.
• Los halógenos tienen $ns^2 np^5$.
• Los gases nobles (no metales) tienen $ns^2 np^6$.
• Los metales de transición tienen $ns^2(n-1)d^{1-10}$, ocasionalmente $ns^1(n-1)d^{1-10}$, y en excepciones, hasta $ns^6(n-1)d^{1-10}$.
• Los elementos de transición interna tienen $ns^2(n-2)f^{1-14}$ o $ns^1(n-1)d^1(n-2)f^{1-14}$.

Propiedades Periódicas Fundamentales

Potencial de Ionización (PI)

Es la energía que hay que comunicar a un átomo en estado gaseoso para que pierda un electrón y se transforme en un catión monovalente en estado gaseoso.

$$\text{E}(g) \rightarrow \text{E}^+(g) + e^-$$

El $\Delta H$ (entalpía) de esta reacción es el potencial de ionización. En un periodo, el PI aumenta casi regularmente desde el metal alcalino hasta el gas noble. Dentro de un grupo, el potencial de ionización disminuye al aumentar el número atómico.

Afinidad Electrónica o Electroafinidad (AE)

Es la energía absoluta (absorbida o desprendida) en el proceso de captación de un electrón por un átomo en estado gaseoso para transformarse en un anión en estado gaseoso.

$$\text{E}(g) + e^- \rightarrow \text{E}^-(g)$$

El $\Delta U$ (energía interna) de esta reacción es la afinidad electrónica.

Electronegatividad (EN)

No es una magnitud que se pueda medir directamente. Indica la tendencia de un átomo para atraer hacia sí a los electrones de un enlace que forma con otro átomo distinto.

Radio Atómico

Es la medida del tamaño de un átomo, suponiendo que tiene forma esférica. El radio atómico disminuye en un periodo desde el alcalino hasta los gases nobles, con un pico de crecimiento para los elementos del grupo IIIA (térreos). Dentro de un grupo, el radio atómico aumenta al aumentar el número atómico.

Radio Iónico

Es la medida del tamaño de un ion, suponiendo que su forma es esférica:

• Para un determinado elemento, el radio de sus cationes es menor que el radio atómico, y tanto menor cuanto mayor sea la carga del catión.
• Para cualquier anión, el radio iónico es mayor que el radio atómico del elemento correspondiente, y tanto mayor cuanto mayor sea la carga del anión.