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Prof. ERNESTO G. SCIARINI
egsciarini@gmail.com
Estructura atómica
El número de protones del núcleo es característico de cada elemento y es llamado número atómico, Ej: Hidrógeno: 1, Carbono: 6, Fósforo : 15. Sin embargo, diferentes átomos de un mismo elemento pueden tener distinto número de neutrones en el núcleo, llamándose isótopos.
 | un átomo es estable (no reaccionará con otros) cuando su capa externa de electrones esté completamente ocupada o completamente vacía. |
| un átomo es reactivo cuando su capa externa de electrones externa solo está parcialmente llena, y puede lograr estabilidad al perder electrones, al ganarlos o compartirlos con otro átomo, esto da como resultado fuerzas llamadas enlaces químicos que mantiene juntos los átomos en la molécula. Los enlaces pueden ser iónicos o covalente |
Son fuerzas que permiten la unión entre átomos (interatómicos) o entre moléculas (intermoleculares).Los átomos se unen entre sí para formar moléculas mediante fuerzas de enlace. Los tipos fundamentales de enlace son el iónico, el covalente y el metálico. A continuación se describen cada uno de los tipos de enlace y sus características principales.
Enlaces iónicos:
Este enlace se produce entre un metal y un no metal, y se caracteriza por la transferencia de electrones, donde el metal tiende a ceder electrones y el no metal tiende a recibirlos hasta completar 8 electrones en la última capa, por la regla del octeto.Es necesario que uno de los elementos pueda ganar electrones y el otro perderlo, y como se ha dicho anteriormente este tipo de enlace se suele producir entre un no metal (electronegativo) y un metal (electropositivo).Un ejemplo de sustancia con enlace iónico es el cloruro sódico. En su formación tiene lugar la transferencia de un electrón del átomo de sodio al átomo de cloro. Las configuraciones electrónicas de estos elementos después del proceso de ionización son muy importantes, ya que lo dos han conseguido la configuración externa correspondiente a los gases nobles, ganando los átomos en estabilidad.
Por ejemplo, durante la reacción del sodio con el cloro:
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Características:
- Son solubles en agua.
- Se ioizan al ponerse en contacto con el agua y conducen la corriente eléctrica.
- Cuando están fundidos a elevadas temperaturas también conducen la corriente eléctrica.
- Son los enlaces más fuertes que existen.
Electronegatividad:
- Es la capacidad que tiene un elemento para ganar electrones. Esta electronegatividad aumenta en la Tabla periódica en los periodos de abajo hacia arriba y en los grupos de izquierda a derecha.
- Cuando la diferencia de electronegatividad es mayor a 1.7 es un enlace iónico y si es menor o igual que 1.7, entonces es un enlace covalente.
- Si el carácter iónico porcentual es mayor que el 50% será enlace iónico, y si el carácter iónico porcentual es menor que el 50% será enlace covalente.
Enlace Covalente
Lewis expuso la teoría de que todos los elementos tienen tendencia a conseguir configuración electrónica de gas noble (8 electrones en la última capa). Elementos situados a la derecha de la tabla periódica ( no metales ) consiguen dicha configuración por captura de electrones; elementos situados a la izquierda y en el centro de la tabla ( metales ), la consiguen por pérdida de electrones. De esta forma la combinación de un metal con un no metal se hace por enlace iónico; pero la combinación de no metales entre sí no puede tener lugar mediante este proceso de transferencia de electrones; por lo que Lewis supuso que debían compartirlos.
Es posible también la formación de enlaces múltiples, o sea, la compartición de más de un par de electrones por una pareja de átomos. En otros casos, el par compartido es aportado por sólo uno de los átomos, formándose entonces un enlace que se llama coordinado o dativo.Este enlace se produce entre dos no metales y la característica principal es la compartición de pares electrónicos.
Enlace Covalente Polar
Se produce por la unión de dos no metales idénticos y por lo tanto la diferencia de electronegatividades debe ser igual a cero.
Enlace Covalente Coordinado o Dativo
Se produce entre dos no metales y solamente uno de ellos aporta con el par de electrones, pero los dos lo comparten.
Enlace Múltiple
Es propio de compuestos que tienen enlace simple, doble y triple
Fuerzas intermoleculares
A diferencia que sucede con los compuestos iónicos, en las sustancias covalentes existen moléculas individualizadas. Entre estas moléculas se dan fuerzas de cohesión o de Van der Waals, que debido a su debilidad, no pueden considerarse ya como fuerzas de enlace. Hay varios tipos de interacciones: Fuerzas de orientación (aparecen entre moléculas con momento dipolar diferente), fuerzas de inducción (ion o dipolo permanente producen en una molécula no polar una separación de cargas por el fenómeno de inducción electrostática) y fuerzas de dispersión (aparecen en tres moléculas no polares).
Propiedades de los compuestos covalentes
Las fuerzas de Van der Waals pueden llegar a mantener ordenaciones cristalinas, pero los puntos de fusión de las sustancias covalentes son siempre bajos, ya que la agitación térmica domina, ya a temperaturas bajas, sobre las débiles fuerzas de cohesión. La mayor parte de las sustancias covalentes, a temperatura ambiente, son gases o líquidos de punto de ebullición bajo (por ejemplo el agua). En cuanto a la solubilidad, puede decirse que, en general, las sustancias covalentes son solubles en disolventes no polares y no lo son en disolventes polares. Se conocen algunos sólidos covalentes prácticamente infusibles e insolubles, que son excepción al comportamiento general descrito. Un ejemplo de ellos es el diamante. La gran estabilidad de estas redes cristalinas se debe a que los átomos que las forman están unidos entre sí mediante enlaces covalentes. Para deshacer la red es necesario romper estos enlaces, los cual consume enormes cantidades de energía
Electrovalencia y covalencia
Teniendo presenta las teorías de los enlaces iónicos y covalentes, es posible deducir la valencia de un elemento cualquiera a partir de su configuración electrónica.
- La electrovalencia, valencia en la formación de compuestos iónicos, es el número de electrones que el átomo tiene que ganar o perder para conseguir la configuración de los gases nobles.
- La covalencia, número de enlaces covalentes que puede formar un átomo, es el número de electrones desapareados que tiene dicho átomo. Hay que tener presente que un átomo puede desaparecer sus electrones al máximo siempre que para ello no haya de pasar ningún electrón a un nivel energético superior.
Enlace Metálico
Es propio de los metales y de sus aleaciones, y se caracteriza por la presencia de un enrejado cristalino que tiene nodos cargados positivamente y una nube electrónica permite la conducción de la corriente eléctrica y del calor.
Los elementos metálicos sin combinar forman redes cristalinas con elevado índice de coordinación. Hay tres tipos de red cristalina metálica: cúbica centrada en las caras, con coordinación doce; cúbica centrada en el cuerpo, con coordinación ocho, y hexagonal compacta, con coordinación doce. Sin embargo, el número de electrones de valencia de cualquier átomo metálico es pequeño, en todo caso inferior al número de átomos que rodean a un dado, por lo cual no es posible suponer el establecimiento de tantos enlaces covalentes.
