ENLACE QUÍMICO
Un enlace químico es una unión entre dos átomos de forma que se origina una estructura más estable que cuando están separados, lo cuál significa que tiene menos energía que cuando están libres.
Podemos relacionar esta estabilidad con su configuración electrónica: los átomos que tienen su última capa completa son los más estables. Es la llamada estructura de gas noble, ya que son ellos los que la presentan. Su capa de valencia es ns2 (He) y ns2p6 para los demás.
Los enlaces pueden ser de 3 tipos: iónico, covalente y metálico
Teoría de Lewis
(1923) las propiedades químicas de un átomo y el tipo de enlace que genere, residen en los electrones de su capa de valencia. Lewis afirma que los átomos tratan de alcanzar una configuración idéntica a la de gas noble, adquiriendo, perdiendo o compartiendo los electrones necesarios para conseguir 8 electrones en su capa de valencia (regla del octeto)*.*Aunque esta regla se propuso para uso general, en realidad solo la cumplen los elementos de los períodos 1 y 2.
ENLACE IÓNICO
El enlace iónico se origina entre un metal y un no metal, átomos entre los que hay una gran diferencia de electonegatividad.
Cuanto mayor es la diferencia de EN, más intenso es el enlace (metales de grupos 1 y2 y no-metales de los grupos 16 y 17)
El metal pierde electrones y forma un ion positivo (catión).
El no metal capta electrones y forma un ion negativo (anión).
La atracción entre estos iones de distinta carga es lo que se conoce como enlace iónico.
Propiedades de los compuestos iónicos
Los compuestos iónicos son sólidos formados por una red tridimensional de iones llamada
cristal, en la que están empaquetados formando una compacta estructura de geometría determinada ( cúbica, octaédrica…) . Sus propiedades vienen determinadas por la fortaleza de esta estructura.
Celda unidad NaCL Celda unidad del CaF2:
• No conducen la corriente eléctrica en estado sólido debido a que los iones están
firmemente sujetos en la malla geométrica. Sin embargo, si lo hacen en estado fundido
o disueltos porque de esta forma los iones quedan libres para moverse.
• Tienen altos puntos de fusión y ebullición debido a que se necesita mucha energía
para romper las uniones electrostáticas entre cationes e iones de la red.
• Los sólidos iónicos son duros pero frágiles, ya que un golpe puede hacer que iones
del mismo signo queden enfrentados en la red y esto provoca su rotura.
Ejercicios resueltos de enlace iónico
Dados los elementos A, B y C de números atómicos 19, 17 y 12, respectivamente, indique, razonando la respuesta:
a) Estructura electrónica de sus respectivos estados fundamentales;
b) Tipo de enlace formado cuando se unen A y B y cuando se unen entre sí átomos de C.
RESOLUCIÓN
a) Configuraciones electrónicas :
A: 1s 2 2s 22p 6 3s 2 3p 6 4s 1
Se encuentra en el Grupo 1(configuración externa del tipo ns2)
Periodo 4 ( su último nivel es 4s ). Es el POTASIO
B: 1s22s2 2p 6 3s 2 3p 5
Se encuentra en el Grupo 17 ( configuración externa del tipo ns2p5), Periodo 3. Es el CLORO ( el 2º halógeno)
C: 1s2 2s 2 2p6 3s 2
Se encuentra en el Grupo 2 (conf. Externa del tipo ns2), Periodo 3. Es el MAGNESIO
(el 2º metal alcalino-térreo)
b) El elemento A es un metal y por tanto tiene baja energía de ionización por lo que tiende a ceder su electrones, mientras que el elemento B es un no metal de elevada afinidad electrónica por lo que tiende a ganar electrones para completar su capa electrónica externa. Por tanto, el elemento A cederá su electrón al elemento B, adquiriendo de esta forma configuraciones estables de gas noble ( la del argón) y quedando ambos con las cargas: A 1+
y B1-, formándose entre ambos un ENLACE IÓNICO.
El elemento C es también un metal por lo que no tiene tendencia a ganar electrones para completar su última capa (necesitaría 6 electrones) por lo que cuando se une a otro átomo de ese mismo elemento, entre ambos se formará un enlace metálico.
ENLACE COVALENTE
Es el que se da entre átomos de no-metales. Estos elementos tienen gran resistencia a perder electrones por lo que resulta más factible compartirlos. El resultado es una situación más estable desde el punto de vista energético que cuando se hallan aislados.
POLARIDAD DEL ENLACE COVALENTE
El enlace covalente apolar es un enlace covalente en el que los electrones de enlace pertenecen por igual a los núcleos enlazados. El par de electrones compartidos es atraído por igual por ambos núcleos porque los dos átomos tienen electronegatividades iguales. Sucede en H2, Cl2 F 2 I2 Br2, O2 N 2 (moléculas homonucleares)
El enlace covalente polar es aquél en el que los electrones de enlace están más atraídos por uno de los núcleos debido a su mayor EN. La polaridad se mide a través de una magnitud vectorial llamada momento dipolar μ del enlace. Ejemplo : HF (molécula heteronuclear)
TEORÍA DE LEWIS
Los átomos se enlazan compartiendo los electrones necesarios para conseguir 8 electrones en su capa de valencia (regla del octeto)
Los átomos enlazados estarán rodeados de ocho electrones ( o dos en el caso de elementos de bajo Z)
Cada pareja de electrones compartidos forma un enlace.
Se pueden formar enlaces sencillos, dobles y triples.
Ejemplos:
H-C≡C-H
· Excepciones:
· Moléculas en las cuales el átomo central no llega a estar rodeado de 8 electrones.
· Moléculas en las que el átomo central está rodeado de más de 8 electrones.
ENLACE COVALENTE COORDINADO O DATIVO
Uno de los átomos proporciona el par de enlace al completo. Esto sucede en la formación de los iones amonio e hidronio:
Algunas estructuras de Lewis
:
.
PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS COVALENTES
Hay que distinguir entre aquellos en los que se forman moléculas y otros en los que se forman redes tridimensionales.
Sustancias moleculares: Están constituidas de moléculas; es decir, agrupaciones de un número concreto de átomos que se encuentran unidos dos a dos mediante enlace covalente. Son las únicas sustancias que podemos considerar que tienen moléculas como tales las cuales se pueden aislar.son ejemplos: agua, amoniaco, H2, , F 2 , HCl ….
Propiedades:
Temperaturas de fusión bajas. A temperatura ambiente se encuentran en estado gaseoso, líquido (volátil) o sólido de bajo punto de fusión.
La temperaturas de ebullición son igualmente bajas.
No conducen la electricidad en ningún estado físico dado que los electrones del enlace están fuertemente localizados y atraídos por los dos núcleos de los átomos que los comparten.
Son muy malos conductores del calor.
La mayoría son poco solubles en agua. Cuando se disuelven, lo hacen a través de algún tipo de fuerza intermolecular
Cristales moleculares: los átomos unidos covalentemente se empaquetan en una estructura tridimensional y geométrica llamada red covalente. Al i gual que los iónicos, se representan con una fórmula empírica y no molecular.
La red covalente es extremadamente fuerte. Por tanto:
Tienen elevadísimos puntos de fusión y ebullición. Son muy duros (resistencia a ser rayado).
No conducen la electricidad ni son solubles
ENLACE METÁLICO
Es el enlace propio de los metales, en los que las electronegatividades son bajas y muy parecidas. Los átomos forman redes tridimensionales con los electrones de valencia circulando con libertad por toda ella.
estas capas se deslizan unas sobre otras, sin que se rompa la estructura
Propiedades de los metales
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 debido a la facilidad de movimiento de electrones.
Son dúctiles (facilidad de formar hilos) y maleables (facilidad de formar láminas) al aplicar presión. Se debe a que en la red cristalina los iones se disponen en capas las
cuales pueden se deslizarse unas sobre otras, sin que se rompa. Esto no ocurre
en los sólidos iónicos ni en los sólidos covalentes dado que al aplicar presión en estos ellos, la estructura cristalina se rompe.
Son en general duros (resistentes al rayado). La mayoría se oxida con facilidad.
