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EL ENLACE QUÍMICO
Electrones de valencia
La unión entre los átomos se realiza mediante los electrones de la última capa
exterior, que reciben el nombre de electrones de valencia.
La unión consiste en que uno o más electrones de valencia de algunos de los
átomos se introduce en la esfera electrónica del otro.
Los gases nobles, poseen ocho electrones en su última capa, salvo el helio que
tiene dos. Esta configuración electrónica les comunica inactividad química y
una gran estabilidad.
Todos los átomos tienen tendencia a transformar su sistema electrónico y
adquirir el que poseen los gases nobles, porque ésta es la estructura más
estable.
Elementos electropositivos y electronegativos
Se llaman elementos electropositivos aquellos que tienen tendencia a perder
electrones transformándose en cationes; a ese grupo pertenecen los metales.
Elementos electronegativos son los que toman con facilidad electrones
transformándose en aniones; a este grupo pertenecen los metaloides.
Los elementos más electropositivos están situados en la parte izquierda del
sistema periódico; son los llamados elementos alcalinos. A medida que se
avanza en cada período hacia la derecha va disminuyendo el carácter
electropositivo, llegándose, finalmente, a los alógenos de fuerte carácter
electronegativo.
Tipos de enlace
En la unión o enlace de los átomos pueden presentarse los siguientes casos:
- Enlace iónico, si hay atracción electrostática.
- Enlace covalente, si comparten los electrones.
- Enlace metálico
Solo los gases nobles se presentan como átomos separados, en los materiales de
nuestra vida diaria en su mayoría los elementos están unidos por enlaces
químicos. Un enlace químico es representado por líneas entre átomos ó palos
conectando esferas, pero en términos químicos es el efecto que causan dos
átomos lo suficientemente cerca para estar a más baja energía que cuando ellos
están a otra distancia. Las fuerzas atractivas que mantienen juntos los elementos
que conforman un compuesto, se explican por la interacción de los electrones
que ocupan los orbitales más exteriores de ellos. Las propiedades físicas y
químicas para la gran mayoría de los compuestos se explican por las diferencias
que presentan los tipos de enlace entre los elementos. El resultado de estas
atracciones permite definir las moléculas como agregados de átomos con
propiedades distintas y distinguibles; de hecho las moléculas pueden ser muy
estables o altamente reactivas
El enlace iónico
Cuando se transfieren electrones de un elemento metálico a uno no metálico,
existe una atracción electrovalente entre el catión y el anión lo cual produce un
compuesto de tipo iónico y cuya estructura generalmente es cristalina, como es
el caso del sodio y la del cloro que por sus distribuciones electrónicas buscan una
mayor estabilidad formando una sal donde cada ión de cloro esta rodeado por
seis cationes de sodio y cada sodio rodeado por seis aniones de cloro.
→
Observe la simulación de la reacción de NaCl en:
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=55&l=s
Características de los compuestos iónicos
- Poseen puntos de fusión relativamente altos.
- Poseen un ordenamiento regular de iones positivos y negativos dispuestos en
forma de red cristalina iónica.
- Generalmente involucran a metales y no metales representativos.
- Son solubles en solventes polares como el agua.
- Fundidos o en solución conducen la corriente eléctrica.
El enlace covalente
Cuando no existe suficiente diferencia de electronegatividad para que exista
transferencia electrónica, resultan dos átomos compartiendo uno o más pares de
electrones y forman una molécula con energía de atracción débil en resultado
poseen bajos puntos de fusión y ebullición en comparación con los iónicos. Los
enlaces pueden ser simple, doble y triple, según la forma de compartir uno, dos o
tres electrones.
→
Se define de la siguiente manera: "Es el fenómeno químico mediante el cual dos
átomos se unen compartiendo una o varias parejas de electrones; por lo tanto, no
pierden
ni
ganan
electrones,
sino
que
los
comparten".
Un átomo puede completar su capa externa compartiendo electrones con otro
átomo.
Esta clase de enlace se encuentra en todas las moléculas constituidas por
elementos no metálicos, combinaciones binarias que estos elementos forman
entre sí, tales como hidruros gaseosos y en la mayoría de compuestos de
carbono.
Consulte la simulación del enlace covalente entre átomos de hidrógeno en la
página web anterior
Enlace metálico
Antes de proponer un modelo de enlace en los metales, conviene tener en mente
las propiedades observables de éstos . Los metales presentan, además de
conductividad eléctrica, conductividad térmica.
En la mayoría de los casos los átomos se ordenan en red cúbica, retenido por
fuerzas provenientes de los electrones de valencia; pero los electrones de
valencia no están muy sujetos, sino que forman una nube electrónica que se
mueve con facilidad cuando es impulsada por la acción de un campo eléctrico.
Otra propiedad importante es la maleabilidad, que es la facilidad con la que se
pueden moldear y laminar, ya que a diferencia de otros materiales, no son
quebradizos. El modelo más simple que explica estas propiedades es el del “mar
de electrones”. En este modelo se supone al material metálico compuesto por
una red tridimensional de cationes, dentro de un mar formado por los electrones
de valencia. Estos electrones se mantienen unidos a la red de cationes mediante
atracciones electrostáticas, pero están distribuidos uniformemente en toda la
estructura, de modo que ningún electrón está asignado a algún catión
específico.
Esta movilidad de los electrones explica la conductividad eléctrica al aplicar una
diferencia de potencial ya que éstos fluyen, de la terminal negativa hacia la
positiva. La conductividad térmica, también puede explicarse gracias a esa alta
movilidad de los electrones, que transfieren fácilmente energía cinética por todo
el sólido.
La capacidad de deformación se explica ya que los átomos metálicos pueden
moverse sin que se rompan enlaces específicos, ni que se creen repulsiones entre
átomos vecinos, ya que éstos al desplazarse, ocupan posiciones equivalentes en
la red. En la Figura se muestra la red cristalina del hierro.