Representación grafica de un enlace químico
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Toda la materia viva esta constituida por la
composición de elementos. Existen 92 elementos
diferentes en la naturaleza, los cuales difieren en la
estructura de sus átomos.
Los átomos están formados por un núcleo que
contiene protones, que son partículas con carga
eléctrica positiva (+), por neutrones, partículas que
no tienen carga, y por una capa externa en la cual
se encuentran los electrones, que tienen carga
eléctrica negativa (-).
Los compuestos son sustancias que pueden
descomponerse en dos o mas sustancias puras por
medio de métodos químicos.
Por lo que podemos decir que los compuestos están
formados por mas de un tipo de átomos unidos entre
si por medios de enlaces químicos, los cuales
pueden ser iónicos o covalentes y originan
compuestos iónicos o moleculares.
Los compuestos iónicos son el resultado de la uníón
de dos o más átomos por medio de un enlace iónico
o electro Valente, formado cuando un átomo cede
y el otro absorbe los electrones formándose dos
partículas con cargas opuestas las cuales se atraen.
Cuando dos o mas átomos se unen con enlaces
covalentes, el compuesto resultante se conoce
como molécula. En este caso, los átomos se unen
compartiendo sus electrones de Valencia.
El termino molécula se usa principalmente para los
compuestos que presentan enlaces covalentes y
formula mínima, para los que presentan enlaces
iónicos.
Las moléculas pueden estar formadas por átomos
distintos, como por ejemplo (H2O) el agua, el (CO2)
dióxido de carbono, etc. O por dos o mas átomos
iguales, como las moléculas de oxigeno (O2),
hidrógeno (H2), etc.
El 97.9 % de la materia que forma parte de los seres
vivos están compuesta por combinaciones de seis
de estos elementos químicos. Estos elementos son:
carbono (C), hidrógeno (H), oxigeno (O), nitrógeno
(N), fósforo (P) y azufre (S).
Un 2% lo constituyen calcio (Ca), sodio (Na), potasio
(K), magnesio (Mg) y cloro (Cl); y un 0.1% cantidades
muy pequeñas de manganeso, hierro, cobalto,
cobre, zinc, boro, aluminio, vanadio, molibdeno,
yodo y silicio, entre otros.
De la tabla periódica los gases nobles son los únicos
electrónicamente estables, es decir, presentan un octeto
en su nivel externo, a excepción del helio que presenta
sólo dos electrones en el primer nivel (dueto).
Debido a esta situación, los gases nobles son inertes y muy
rara vez reaccionan.
La mayoría de los otros átomos son sistemas inestables
electrónicamente y en búsqueda de esa estabilidad se
pueden presentar fundamentalmente tres situaciones:
Ganar electrones, con lo que se transformaría en un anión
estable electrónicamente.
Perder electrones, con lo que se transformaría en un catión
estable en relación a la cantidad de electrones.
Unirse a otro átomo, con el propósito de estabilizarse (ambos).
Ambos interaccionan formando lo que se llama un enlace
químico.
La finalidad del enlace químico es lograr la
estabilidad energética de los átomos involucrados.
Por lo tanto, la interacción ocurre principalmente,
por las diferencias en las electronegatividades que
poseen.
Se infiere por tanto que la fuerza del enlace es muy
variable y dependerá fundamentalmente de la
naturaleza de los elementos.
El enlace ocurre solo con los electrones del nivel de
Valencia, puesto que son los de mayor energía y
menor atracción respecto al núcleo.
Regla del octeto:
Parte de la teoría de los enlaces químicos puede
explicarse gracias a la regla del octeto, enunciada
en 1916 por Gilbert Newton Lewis.
Según esta regla,
los átomos tienden a rodearse de ocho electrones
en su última capa, también llamada capa de
Valencia.
De esta manera adquieren la estructura electrónica
del gas noble más próximo a ellos en la tabla
periódica de los elementos. Por ejemplo el Cloro
[Z=17] tiende a adquirir la configuración electrónica
del Argón [Z=18], el gas noble que se encuentra más
cerca de él en la tabla periódica, ganando así un
electrón.
Esta es aproximada y tiene varias excepciones:
Los cuatro primeros elementos suelen adquirir la
estructura del Helio, con sólo dos electrones.
Ej: H2
El Boro y el Aluminio forman compuestos quedando en su
capa de Valencia con sólo seis electrones.
Hay octetos ampliados, que pueden tener 10, 12 o más
electrones, porque a partir del tercer nivel, los elementos
disponen de orbitales 'd' vacíos.
Ej: H2SO4
Moléculas con número impar de electrones de Valencia,
en las que alguno de los átomos no conseguirá
completar el octeto.
Ej: NO
Naturaleza del enlace químico en compuestos orgánicos:
Muchos compuestos inorgánicos están formados
por elementos unidos entre si por enlaces iónicos
debido a la ganancia o pérdida de electrones, y
se mantienen unidos, fundamentalmente, por la
atracción electroestática entre dos partículas de
carga opuesta, como lo muestra la figura para el
cloruro de Sodio.
En los compuestos orgánicos forma enlaces entre si y
con otros elementos, compartiendo electrones. Este
tipo de enlaces se denomina enlace covalente.
La cantidad de enlaces covalentes que puede formar
un átomo depende de los enlaces de Valencia que
posea.
Como el carbono tiene cuatro electrones de
Valencia, puede formar cuatro enlaces covalentes.
Una molécula orgánica es un conjunto de átomos
unidos por enlaces covalentes.
debido a la ganancia o pérdida de electrones, y
se mantienen unidos, fundamentalmente, por la
atracción electroestática entre dos partículas de
carga opuesta, como lo muestra la figura para el
cloruro de Sodio.
La electronegatividad y el enlace atómico:
La propiedades magnéticas se relacionan
estrechamente con la configuración electrónica de
los átomos. Una de estas propiedades es la
electronegatividad que define el tipo de enlace que
se formará entre los átomos.
Aquellos átomos con una gran electronegatividad
forman enlaces del tipo iónico, así el átomo más
electronegativo es capaz de arrancar el o los
electrones de Valencia al menos electronegativo,
quedando como un anión estable (ión).
En la tabla periódica los elementos metálicos poseen
valores bajos de electronegatividad mientras que
para los no metales, los valores de
electronegatividad son altos.
Así por regla general un enlace entre un metal y un
No metal será iónico, mientras que el enlace
Formado entre no metales será covalente
Un enlace covalente se formará entre átomos
con electronegatividades similares o iguales.
En esta interacción los átomos compartirán los
electrones enlazados.
Dependiendo de la diferencia de
electronegatividad entre los átomos, el enlace
covalente se puede clasificar como polar,
ápolar o coordinado (enlace dativo).
Enlace iónico
El enlace iónico es el resultado de la transferencia de
uno o más electrones de un átomo o grupo de
átomos a otro.
Para que lo anterior ocurra necesariamente uno de
los átomos involucrados debe tener una
electronegatividad alta. Este será el “atractor de
electrones”.
Cuando el enlace ocurre se observa una simetría en
la distribución de la densidad electrónica, es decir, el
átomo más electronegativo se encuentra rodeado
por muchos electrones y logra su estabilidad
adoptando la configuración electrónica de gas
noble (el más cercano a él).
Formulas
Al formar compuestos iónicos, se dice que los
átomos intercambian sus valencias, con ello se
pueden obtener fácilmente sus fórmulas.
Propiedades físicas de los compuestos iónicos
Son sólidos con puntos de fusión altos (por lo general
mayores de 400ºC).
Muchos son solubles en disolventes polares, como el
agua.
La mayoría es insoluble en disolventes no polares, como el
hexano C6H14.
Los compuestos fundidos conducen bien la electricidad
porque contienen partículas móviles con carga (iones).
Las soluciones acuosas conducen bien la electricidad ya
que no solo se disuelven sino que además se disocian
dejando iones en libertad de movimiento.
Enlace covalente
Como ya se menciónó el enlace covalente se
genera cuando dos no metales con una pequeña o
nula diferencia de electronegatividad comparten
electrones.
El enlace iónico no puede producirse entre dos no
metales, porque su diferencia de electronegatividad
no es suficientemente grande para que se efectúe
transferencia de electrones.
Cuando esta diferencia de electronegatividades es
insuficiente para producir la transferencia
electrónica podemos inferir que ambos átomos
involucrados tendrán que compartir sus electrones
para lograr su estabilidad electrónica. Hablamos
entonces de enlace covalente.
Enlace químico en compuestos orgánicos
Polaridad molecular
Si los átomos son iguales, los electrones de un enlace
se comparten por igual entre los elementos que lo
forman.