El enlace químico. Introducción.



Introducción.

Requisitos exigibles a una teoría sobre el enlace químico.

Clasificación.

Idea cualitativa sobre el enlace químico. Estructuras de Lewis.

Créditos.




Introducción:

La existencia de especies químicas poliatómicas y estables, bien sean sustancias simples o compuestos, implica una mayor estabilidad que la de los átomos aislados; ésta es la causa de que los átomos interaccionen entre sí para formar colectividades de átomos.

El estudio de los enlaces químicos también es importante para interpretar y conocer las propiedades de las sustancias. En este sentido, hay que considerar que sólo la fórmula molecular no sirve para explicar las propiedades. Así, es conocida la existencia de isómeros estructurales que teniendo la misma fórmula molecular presentan propiedades físicas y químicas diferentes, al tener estructuras distintas.

Esto es lo que ocurre, por ejemplo, en el caso del etanol y el dimetil éter. Aunque ambos tienen la misma fórmula molecular, C2H6O, sus fórmulas estructurales son diferentes y eso hace que tengan propiedades distintas.

Dimetiléter y etanol

Requisitos exigibles a una teoría sobre el enlace químico:

  1. Lo primero que se le puede pedir a un modelo sobre el enlace químico es que dé cuenta de porqué los compuestos tienen proporciones determinadas de átomos, es decir, de su fórmula empírica.

  2. Otra exigencia importante es que nos explique cómo y porqué se forman los enlaces químicos, lo que es un problema fundamentalmente físico; en efecto, hoy día se admite que las agrupaciones de átomos son consecuencias de interacciones electromagnéticas entre dos o más partículas (átomos, iones, moléculas) de manera que el nuevo sistema formado tenga un menor contenido energético.

    Una teoría sobre el enlace químico debería suministrar una explicación sobre el hecho de que disminuya la energía del sistema, incluso debe permitir que se pueda calcular la energía implicada en la interacción o, al menos, permitir la interpretación cualitativa de las energías de enlace medidas experimentalmente.

  3. Un nuevo requisito es que la teoría debe permitir interpretar detalles geométricos sobre la estructura de las sustancias químicas. Estos detalles, o parámetros estructurales, tales como longitud y ángulos de enlace, pueden determinarse experimentalemnte mediante técnicas físicas muy complejas.

  4. Finalmente, también se le debe exigir a la teoría que dé cuenta de las propiedades físico-químicas macroscópicas de las sustancias, tales como punto de fusión, de ebullición, conductividad eléctrica, solubilidad en ciertos disolventes, etc.



Clasificación:

Los enlaces químicos se han venido clasificando dentro de tres categorías extremas: covalente, iónico y metálico. Sin embargo, es conveniente indicar que la realidad física resulta más compleja y lo que suele ocurrir es que las sustancias se adaptan preferentemente a alguno de estos tipos extremos de enlace.
Enlace covalente: Se da preferentemente entre no metales, especialmente si sus electronegatividades son altas. En estos casos, los átomos comparten los electrones de enlace en mayor o menor medida. H2, CH4, etc.
Enlace iónico: Se da preferentemente entre un metal (electronegatividad baja) y un no metal (electronegatividad alta). en estos casos hay una transferencia de electrones del metal al no metal, para producirse a continuación la atracción electromagnética entre los iones formados. NaCl, KBr, etc.
Enlace metálico: Se da entre átomos metálicos (baja electronegatividad), en la unión participan electrones deslocalizados por la red metálica. Na, Cu, etc.


Idea cualitativa sobre el enlace químico. Estructuras de Lewis:

En 1916, Kössel y Lewis, independientemente y basándose en la conocida escasez de reactividad de los gases nobles, sugirieron la idea de que la formación de un enlace químico podría establecerse por dos mecanismos distintos según los casos; si bien, en ambos tipos de mecanismo lo que se pretendía es que los átomos alcancen, al enlazar, la estructura de gas noble.

Mecanismo A, enlace por compatición de electrones, conlleva al enlace covalente. Los átomos comparten electrones para adquirir una configuración estable; en general, tienden a rodearse de ocho electrones. Los electrones compartidos pertenecen a los dos átomos que los comparten:
  • F2:      Flúor     los electrones de enlace (compartidos) se representan por guiones, así:  Flúor

  • O2:       Oxígeno

  • HCl:     Cloruro de hidrógeno

  • H2O:    Agua

  • CO2:   Dióxido de carbono

En algunos casos, los átomos se rodean de un número menor a ocho electrones. Así, los átomos de los elementos alcalinos, cuando forman enlaces covelentes, tienden a rodearse de 2 electrones, los alcalinotérreos de 4 y los térreos de 6.
  • BeH2:  Hidruro de berirlio
En otros casos, los átomos pueden rodearse de más de ocho electrones, como puede ocurrir con los elementos, a partir del tercer periodo, de los grupos del nitrógeno (10 electrones), del oxígeno (12 electrones) o halógenos (14 electrones).
  • PCl5:    Pentacloruro de fósforo

Mecanismo A', conduce a un enlace covalente subtitulado dativo, en el que los electrones que se comparten los aporta sólo uno de los dos átomos.
ion amonio
En este caso el nitrógeno del amoniaco aporta los dos electrones del enlace con uno de los hidrógenos; ese enlace se denomina covalente dativo y se puede simbolizar mediante una flecha que parte del átomo que aporta los dos electrones.

Mecanismo B, es un mecanismo por transferencia de electrones desde el metal al no metal.
Fluoruro de sodio
Una vez formados los iones, estos se atraen electrostáticamente, originando un enlace de tipo iónico.


Créditos:

Estas páginas han sido elaboradas durante la realización del curso de formación a distancia "Edición HTML - Iniciación" organizado por el Centro de Información y Comunicación Educativa (CNICE) del M.E.C.
Fecha de publicación: 23-2-2006

           Antonio G. Campero Flores
Dpto. Física y Química
IES Dolmen de Soto (Trigueros-Huelva)