Uniones Químicas: Comprendiendo la Estructura y Estabilidad de los Átomos

APUNTE TEÓRICO: UNIONES QUÍMICAS

Una vez analizada la estructura de los átomos, nos formulamos la siguiente pregunta: ¿Cómo se presentan los átomos en el mundo que nos rodea? Ya sabemos que habitualmente se encuentran unidos, formando infinidad de sustancias que pueden presentarse en estado sólido, líquido o gaseoso. Por ejemplo, el agua está formada por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno, y es estable en un amplio rango de temperaturas. Decimos que existe unión química entre los átomos que forman estas especies, y definimos unión química como una fuerza que actúa entre dos átomos o grupos de átomos, con intensidad suficiente como para mantenerlos juntos en una especie diferente.

¿Por qué se unen los átomos?

Una respuesta muy general es la siguiente: lo hacen porque siguen la tendencia de llegar al estado de mínima energía (más estable). En otras palabras, cuando dos átomos se unen para formar un enlace estable, se libera una cierta cantidad de energía (energía de enlace). Esto significa que se obtiene un sistema energéticamente favorable, con menor energía que la correspondiente a los átomos separados. Esta misma cantidad de energía deberá ser suministrada al sistema si queremos separarlos en sus constituyentes, es decir, si queremos romper la unión química. Otra respuesta más sencilla es la tendencia de los elementos a alcanzar la estabilidad que presentan los gases nobles, los cuales no se unen ni entre ellos ni con otros elementos. Esta estabilidad se puede entender como que los gases nobles se encuentran en un mínimo de energía estable.

La teoría de Lewis de la unión química

Al ser ordenados los elementos de acuerdo a su número atómico creciente, resaltó inmediatamente la estabilidad de los elementos cuyos átomos tenían 8 electrones en el último nivel de energía. A estos elementos se los llamó gases nobles o inertes, denominados así por su reactividad química considerada nula en esa época. De acuerdo a este hecho experimental, la teoría de Lewis de la unión química postula que, cuando los átomos se unen para formar una unión, toman, ceden o comparten electrones de manera tal que adquieran la configuración electrónica del gas noble más cercano, es decir, que tengan 8 electrones en su último nivel de energía. Por eso se la conoce también como regla del octeto. Esto es bastante riguroso para los elementos representativos, no así para los demás. Los electrones correspondientes a la configuración electrónica externa tienen incidencia directa en la capacidad de combinación de ese elemento. Los electrones del último nivel de energía se llaman electrones de valencia y son los que se ponen en juego en una unión química. En el caso de los elementos representativos, la cantidad de electrones de valencia coincide con el grupo al cual pertenece el elemento, que se escribe con números romanos.

Diagrama de Lewis

Lewis desarrolló una manera práctica de representar las uniones químicas. Esta consiste en escribir el símbolo del elemento rodeado de los electrones químicamente más importantes, es decir, los más externos, llamados electrones de valencia. Los electrones se pueden representar por puntos, rayas, cruces, etc.

Criterio para la clasificación de las uniones químicas

Si aceptamos que las uniones químicas se producen por transferencia o compartición de electrones, necesitamos una propiedad que nos permita predecir cuándo se produce cada una de las situaciones mencionadas. La información que buscamos nos la da una propiedad periódica, que es la electronegatividad. Denominamos electronegatividad a la capacidad relativa que tiene un átomo para atraer los electrones de una unión química. Teniendo en cuenta el concepto de electronegatividad, podemos entender la existencia de diferentes tipos de uniones químicas, de acuerdo a la fuerza con que los átomos atraen los electrones del enlace.