Tipos de enlaces químicos: iónico, covalente, metálico y orbitales moleculares

Enlace iónico

Enlace iónico. Está constituido por elementos de electronegatividad muy diferente. Se da entre metales y no metales. Los compuestos iónicos suelen ser sólidos cristalinos en condiciones ordinarias de presión y temperatura. El enlace iónico se debe a la atracción electrostática entre cargas de distinto signo, formando una estructura cristalina.

Propiedades de los compuestos iónicos

• Dureza: suelen ser duros.
• Punto de fusión y ebullición: altos.
• Solubilidad: suelen ser solubles en disolventes polares.
• Conductividad eléctrica: son conductores en estado disuelto (disolución acuosa) o fundido.
• Fragilidad: suelen ser frágiles.

Enlace covalente

Enlace covalente. Los enlaces covalentes están formados por pares de electrones compartidos. Un átomo puede completar su nivel de energía exterior compartiendo electrones con otro átomo. Se da entre átomos de electronegatividades parecidas, por lo general entre elementos no metálicos. En los enlaces covalentes, el par de electrones compartido forma un orbital nuevo (llamado orbital molecular) que envuelve a los núcleos de ambos átomos.

Tipos de enlace covalente

• Enlace covalente puro: se da entre dos átomos iguales (ejemplo: H2, Cl2).
• Enlace covalente polar: se da entre dos átomos distintos; presenta una distribución desigual de la densidad electrónica y puede considerarse un híbrido entre el enlace covalente puro y el enlace iónico.

Propiedades generales frente al iónico

Propiedades contrarias al iónico: los compuestos covalentes suelen presentar, en comparación con los iónicos, menor dureza, puntos de fusión y ebullición más bajos (en muchos casos), menor solubilidad en agua y en general no son conductores eléctricos en estado sólido o en disolución cuando son moléculas neutras.

Orbitales atómicos y orbitales moleculares

Orbitales 1s: se forma un orbital molecular (OM) enlazante sigma y un OM antienlazante sigma.

Orbitales p: se forman orbitales moleculares enlazantes y antienlazantes; según la orientación pueden ser sigma o pi.

Un orbital s y un orbital p pueden combinarse para dar lugar a un orbital atómico híbrido sp. Un orbital molecular enlazante tiene menor energía que el orbital antienlazante correspondiente.

Enlace metálico

Enlace metálico. Este tipo de enlace ocurre entre átomos de metales. Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su último nivel y pierden fácilmente esos electrones. Estos electrones forman una nube electrónica que está débilmente unida a los núcleos. La unión de estos átomos adopta la forma de una red cristalina. Esta nube electrónica tiene gran movilidad, lo que lleva a que el enlace metálico sea deslocalizado. El enlace no es tanto entre átomos individuales, sino entre cationes metálicos y la nube de electrones que los rodea.

Propiedades de los compuestos metálicos

• Punto de fusión y ebullición: muy variable, aunque suelen ser relativamente altos en muchos metales.
• Formación de aleaciones: los metales son solubles entre sí en estado fundido formando aleaciones.
• Conductividad eléctrica: elevada, debida a la presencia de un gran número de electrones móviles.
• Transporte de calor: el calor se transporta eficientemente por las colisiones entre electrones móviles y con los iones de la red.
• Brillo: resultado de la interacción de la nube electrónica con la radiación electromagnética.

Para el enlace metálico no hay restricciones sobre la ocupación de orbitales y pares electrónicos como en el enlace covalente, ni sobre la neutralidad de carga como en el enlace iónico. En el enlace metálico, los electrones de valencia más externos de los átomos son compartidos por muchos átomos circundantes y, de este modo, en general el enlace metálico no resulta direccional.

Notas adicionales

Los conceptos de orbitales atómicos, orbitales moleculares, hibridación y electronegatividad ayudan a comprender por qué se forman distintos tipos de enlace y por qué las propiedades macroscópicas (como punto de fusión, conductividad y solubilidad) difieren entre compuestos iónicos, covalentes y metálicos.