ENLACE QUIMICO

EL ENLACE QUÍMICO

Cuando dos o más átomos se unen forman una molécula, la cual, puede estar constituida por átomos de un mismo elemento o por átomos de elementos diferentes. De aquí surge la pregunta ¿Cómo se mantienen unidos los átomos? Entonces en este espacio estudiaremos el modo en que se unen los átomos y la incidencia de esta unión en las propiedades que adquieran las sustancias químicas que originan.

 GENERALIDADES SOBRE ÉL ENLACE QUÍMICO

¿Qué mantiene unidos a los átomos?

La mayoría de los elementos forman compuestos. Por ejemplo el sodio y el cloro reaccionan entre si formando la sal común. Este con mucho más estable que sus elementos por separado ente echo demuestra la abundancia de sal en la naturaleza y la escasez de sodio y de cloro en el estado libre.

Cuando los átomos se enlazan entre sí, ceden, aceptan o comparten electrones. Son los electrones de valencia quienes determinan de qué forma se unirá un átomo con otro y las características del enlace.

LONGITUD DE ENLACE Y ENERGIA DE ENLACE

La longitud de enlace se relaciona inversamente con el orden de enlace, y crece con los radios de los átomos que se enlazan. Cuanto mayor es el orden de enlace entre dos átomos determinados, menores serán las longitudes de enlaces que ellos forman.

Enlaces: C-C (simple)   C=C (doble)     C≡C (triple)

Orden de enlace: 1 -  2 -  3

Distancia de enlace (pm): 154 -  134 -  130

La longitud de enlace es la distancia que existe entre los núcleos de dos átomos que están enlazados de manera covalente, compartiendo uno o más pares de electrones. La longitud de enlace está muy relacionado con la energía de enlace, debido a que dos átomos se unirán covalentemente sólo si estando unidos su estado de  energía es menor que estando separados.

Por ejemplo dos átomos de hidrógeno, inicialmente separados por una cierta distancia.  A medida que acercamos dichos átomos entre sí, aparecerán fuerzas de repulsión y de atracción entre ellos, siendo éstas últimas las que predominarán, dado que el estado de energía de estos átomos enlazados covalentemente es menor que si están separados, como se puede observar en la figura:

ENERGÍA DE ENLACE

La energía de enlace es la energía total promedio que se desprende por la formación de un mol de enlaces químicos, a partir de sus fragmentos constituyentes (todos en estado gaseoso). Alternativamente, se dice también que es la energía total promedio que se necesita para romper un mol de enlaces dado (en estado gaseoso). Los enlaces más fuertes, o sea los más estables, tienen energías de enlace grandes. Los enlaces químicos principales son el enlaces covalentes, el metálicos y el iónicos. Aunque típicamente se le llama enlace de hidrógeno al puente de hidrógeno, éste no es un enlace real sino una atracción intermolecular de más baja energía que un enlace químico. Las atracciones intermoleculares Van der Waals, comprenden las ión-dipolo, las dipolo-dipolo, y las fuerzas de dispersión de London que son atracciones típicamente más débiles que las atracciones en un enlace químico. El puente de hidrógeno es un caso especial de la fuerza intermolecular dipolo-dipolo, que resulta ser de mayor energía relativa debido a que el hidrógeno tiene tan sólo un electrón que apantalla su núcleo positivo. Esta situación hace que la atracción entre ese hidrógeno, enlazado a un átomo electronegativo, y un átomo con carga parcial negativa sea relativamente grande.

REGLA DEL OCTETO

EL ENLACE IONICO

La atracción electrostática entre átomos de diferente carga eléctrica genera un tipo de enlace conocido como enlace iónico. Es necesario que para que pueda darse dicho enlace uno se los átomos pueda ceder electrones y por el contrario el otro pueda ganar electrones, es decir, se produce la unión entre átomos que pasan a ser cationes y aniones. Este tipo de enlace generalmente se produce entre un elemento metálico (electropositivo) y elemento no metálico (electronegativo).  Un ejemplo típico de este tipo de enlace lo  es  el cristal iónico cloruro de sodio ( NaCl )  sal común



PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS

·         Son sólidos a temperatura ambiente

·         En estado sólido no conducen la corriente eléctrica, pero si lo hacen cuando se hallan disueltos o fundidos.

·         Tienen altos puntos de fusión.

·         Son duros pero frágiles.

·         Ofrecen mucha resistencia a la dilatación, propiedad que indica expansión

·         Son muy solubles en agua y en otros disolventes polares.

·         Presentan gran diferencia de electronegatividad.



ENLACE COVALENTE

Un enlace covalente se produce por compartimiento de electrones entre dos o más átomos. Este tipo de enlace se produce cuando existe electronegatividad polar pero la diferencia de electronegatividades entre los átomos no es suficientemente grande como para que se efectúe transferencia de electrones. De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se suelen producir entre elementos gaseosos no metales.

A diferencia de lo que pasa en un enlace iónico, en donde se produce la transferencia de electrones de un átomo a otro, en el enlace químico covalente, los electrones de enlace son compartidos por ambos átomos. En el enlace covalente, los dos átomos no metálicos comparten uno o más electrones, es decir se unen a través de sus electrones en el último orbital, el cual depende del número atómico en cuestión. Entre los dos átomos puede compartirse uno, dos o tres electrones, lo cual dará lugar a la formación de un enlace simple, doble o triple. En representación de Lewis estos enlaces pueden representarse por una pequeña línea entre los átomos.

CLASES DE ENLACES COVALENTES

·         Enlaces covalentes múltiples

·         Enlace covalente polar y apolar

·         Enlace covalente coordinado

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS COVALENTES

·         Tienen bajos puntos de fusión y de ebullición

·         Cuando se tratan de cuerpos sólidos, son relativamente blandos y malos conductores del calor y de la electricidad.

·         Son bastantes estables y de baja reactividad.

·         Algunos solidos covalentes carecen de unidades moleculares.

 

ENLACE METÁLICO

Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades bajas y muy parecidas, en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro de perder o ganar los electrones. La forma de cumplir la regla de octeto es mediante la compartición de electrones entre muchos átomos. Se crea una nube de electrones que es compartida por todos los núcleos de los átomos que ceden electrones al conjunto.

Este tipo de enlace se produce entre elementos poco electronegativos (metales).

Los electrones que se comparten se encuentran deslocalizados entre los átomos que los comparten.

¿Qué mantiene la unión?

La fuerza de atracción entre las cargas positivas de los núcleos y las cargas negativas de la nube de electrones.

PROPIEDADES DE LOS ENLACES METÁLICOS

·         Temperaturas de fusión y ebullición muy elevadas. Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio que es líquido).

·         Buenos conductores de la electricidad y del calor (facilidad de movimiento de electrones y de vibración de los restos atómicos positivos).

·         Son dúctiles  y maleables  al aplicar presión. Esto no ocurre en los sólidos iónicos ni en los sólidos covalentes dado que al aplicar presión en estos casos, la estructura cristalina se rompe.

·         Son en general duros

·         La mayoría se oxida con facilidad.

   ALEACIONES

Las aleaciones se forman de la combinación de un metal más otro metal. La aleación de dos metales es de gran importancia ya que es una de las principales formas de modificar las propiedades de los elementos metálicos puros.

¿COMO CREES TU QUE SE MANTIENEN UNIDOS LOS ATOMOS?