Principios de los Enlaces Químicos y Fuerzas Intermoleculares

Enlaces Iónicos

En los enlaces iónicos, los átomos se unen para adquirir ocho electrones en su capa de valencia. Por ejemplo, el cloro (17) actúa como anión y el sodio (11) como catión. Estos se mantienen unidos mediante fuerzas de atracción electrostática. En realidad, este proceso involucra a una gran cantidad de átomos que forman una estructura de iones altamente ordenada, conocida como red iónica o cristal.

En este contexto, hablamos de agregados y no de moléculas, debido a que el enlace define proporciones y no fórmulas moleculares discretas. Sus propiedades principales son:

• Son sólidos cristalinos.
• Poseen puntos de fusión y ebullición elevados, ya que para convertirlos en líquido o gas es necesario romper los enlaces.
• Son duros por la misma necesidad de romper enlaces para deformarlos.
• Son solubles en agua.
• En estado sólido no conducen la electricidad, pero en estado líquido o disueltos, sí lo hacen.

Enlaces Covalentes

En los enlaces covalentes, se enfrentan elementos electronegativos (no metales) que se unen para compartir electrones y así conseguir una configuración electrónica estable. Al unirse de esta manera, se forman átomos enlazados denominados moléculas, que son las unidades básicas de los compuestos covalentes.

Para representarlas, se utiliza el diagrama de Lewis, que permite visualizar fácilmente cómo los átomos quedan con ocho electrones, cumpliendo la regla del octeto.

Polaridad en el Enlace Covalente

En un enlace covalente, los electrones deberían compartirse por igual, pero esto solo ocurre con ciertos elementos. Si un átomo tiene más electronegatividad que el otro, este atraerá con más fuerza los electrones, quedándose con una mayor densidad de carga. En los extremos de la unión aparecen cargas de signo opuesto, denominadas dipolos.

• El enlace covalente puro se da en moléculas homonucleares como el O₂, N₂ o H₂.
• Las moléculas heteronucleares estarán más o menos polarizadas.

Propiedades de los Compuestos Covalentes

Están formados por moléculas y suelen presentarse como gases o líquidos. Tienen puntos de fusión y ebullición bajos, son poco solubles y actúan como malos conductores de la electricidad.

Enlace Metálico

El enlace metálico se basa en la baja electronegatividad de los metales. Consiste en una disposición ordenada y compacta de iones positivos del metal, en los cuales se distribuye una nube electrónica. Los electrones circulan libres y no están vinculados a un átomo específico; por lo tanto, tampoco se forman moléculas individuales.

Sus propiedades incluyen:

• Son sólidos a temperatura ambiente (a excepción del mercurio).
• Poseen puntos de fusión y ebullición altos.
• Son buenos conductores de calor y electricidad.
• Presentan ductilidad y maleabilidad.
• El brillo metálico característico se debe a que los electrones libres absorben y emiten luz.

Interacciones de No Enlace (Fuerzas Intermoleculares)

Existen otras interacciones débiles pero intensas denominadas interacciones moleculares, ya que se dan entre moléculas. Estas se dividen en fuerzas de Van der Waals y enlaces de hidrógeno.

• Las fuerzas de Van der Waals son de corto alcance y cobran importancia cuando los átomos son grandes y fácilmente polarizables.
• El enlace de hidrógeno no llega a ser un enlace covalente, pero es una interacción fundamental en química y biología. Se trata de una interacción entre moléculas debida a la polaridad de los enlaces covalentes y ocurre entre un átomo de hidrógeno (cargado positivamente) y un átomo electronegativo pequeño como el oxígeno (O), nitrógeno (N) o flúor (F).

En el caso del agua, el oxígeno tiene carga negativa y el hidrógeno positiva, produciéndose una atracción electrostática. Los enlaces de hidrógeno son responsables del alto punto de ebullición del agua, ya que es necesario romper muchas de estas interacciones para el cambio de estado.

Enlace y Estado de Agregación

El estado de agregación de una sustancia depende de la fortaleza de la interacción entre sus unidades estructurales básicas (iones, átomos o moléculas). Si existen grandes interacciones, los componentes están bien unidos (sólidos); si las interacciones son flojas o débiles, se presentan en estado gaseoso; y si la unión se encuentra en un punto intermedio, la sustancia será líquida.