Polaridad y tipos de enlace: covalente, metálico y fuerzas intermoleculares

Polaridad del enlace covalente

Enlace covalente polar

Si en un enlace uno de los átomos es más electronegativo que el otro, el par de e⁻ compartido es atraído por el átomo más electronegativo, generándose así un dipolo. En el ejemplo, el cloro desplaza hacia sí los e⁻ compartidos y adquiere un exceso de carga negativa, δ⁻, mientras que el hidrógeno adquiere un exceso de carga positiva, δ⁺.

Enlace covalente apolar

Al formarse un enlace entre átomos iguales, como en Cl–Cl, el par de e⁻ es compartido de forma equivalente, ya que ambos átomos presentan la misma electronegatividad. En este caso, la distribución de e⁻ es simétrica y no hay polaridad.

Electronegatividad

Electronegatividad: tendencia que tiene un átomo para atraer los electrones del enlace que está formando con otro átomo.

Propiedades de las sustancias moleculares

En las sustancias moleculares, los enlaces intramoleculares son fuertes (covalentes), mientras que las interacciones entre moléculas (fuerzas intermoleculares) son menos intensas. Ejemplos: O₂, H₂O.

Sólidos covalentes reticulares

Grafito

En el grafito, cada carbono establece tres enlaces covalentes, formando capas bidimensionales. El cuarto electrón de valencia forma un sistema de electrones deslocalizados que permite la conductividad eléctrica principalmente en el plano de las capas. Cada una de estas capas individuales forma el grafeno. Las capas están unidas entre sí por fuerzas de Van der Waals débiles, por lo que el grafito es relativamente blando, se puede laminar y actúa como lubricante; puede rayarse y separarse en hojas finas. Debido a la deslocalización electrónica dentro de las capas, el grafito conduce la electricidad en el plano de las láminas.

Diamante

En el diamante, cada carbono se une a otros cuatro mediante enlaces covalentes con geometría tetraédrica, formando una estructura tridimensional. Al no tener electrones libres deslocalizados, no conduce la electricidad. El diamante es muy duro y tiene un punto de fusión alto porque hay que romper una extensa red de enlaces covalentes.

Tipos de fuerzas intermoleculares

Existen tres tipos principales de fuerzas intermoleculares:

• Fuerzas dipolo-dipolo: se establecen entre la parte positiva de un dipolo molecular y la parte negativa de otro dipolo.
• Fuerzas de dispersión (de London): se deben al desplazamiento instantáneo de la nube electrónica que genera dipolos temporales; su intensidad aumenta con el tamaño de la nube electrónica.
• Enlaces de hidrógeno: se forman cuando un átomo de H está unido a un átomo muy electronegativo y de pequeño tamaño, como F, O o N, y existe una interacción fuerte entre ese H parcialmente positivo y un par de electrones no enlazantes en otra molécula.

Enlace metálico

El modelo de la nube electrónica del enlace metálico describe el metal sólido como una red cristalina de iones positivos inmersos en un “mar” o nube de electrones de valencia deslocalizados. Los átomos del metal ceden los electrones de su capa de valencia; esos electrones se deslocalizan por todo el cristal formando una nube. La intensa atracción electrostática entre los iones positivos y los electrones genera un enlace fuerte. Además, la movilidad de los electrones de valencia hace de los metales excelentes conductores del calor y de la electricidad.

Observaciones finales

Las propiedades macroscópicas de las sustancias (dureza, conductividad, punto de fusión, solubilidad, maleabilidad) dependen directamente del tipo de enlace y de las fuerzas intermoleculares presentes. Comprender la polaridad, la electronegatividad y la naturaleza de los enlaces permite predecir el comportamiento físico y químico de materiales y compuestos.