Enlace químico

Enlace químico

Un enlace químico es el proceso físico responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos. La explicación de tales fuerzas atractivas es un área compleja que está descrita por las leyes de la electrodinámica cuántica. Sin embargo, en la práctica, los químicos suelen apoyarse en la mecánica cuántica o en descripciones cualitativas que son menos rigurosas, pero más sencillas en su descripción del enlace químico. En general, el enlace químico fuerte está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos -o sea la mayor parte del ambiente físico que nos rodea- está unido por enlaces químicos, que determinan la estructura de la materia.

Los enlaces varían ampliamente en su fuerza. Generalmente, el enlace covalente y el enlace iónico suelen ser descritos como "fuertes", mientras que el enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals son consideradas como "débiles".

Ejemplo de enlaces químicos entre carbono C, hidrógeno H, y oxígeno O, representados según la estructura de Lewis. Los diagramas de punto representaron un intento temprano de describir los enlaces químicos, y aún son ampliamente usados hoy en día.

Teniendo en cuenta que las cargas opuestas se atraen, y que los electrones que orbitan el núcleo están cargados negativamente, y que los protones en el núcleo lo están positivamente, la configuración más estable del núcleo y los electrones es una en la que los electrones pasan la mayor parte del tiempo entre los núcleos, que en otro lugar del espacio. Estos electrones hacen que los núcleos se atraigan mutuamente.

Enlace iónico

Este enlace se produce cuando átomos de elementos metálicos (especialmente los situados más a la izquierda en la tabla periódica -períodos 1, 2 y 3) se encuentran con átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -especialmente los períodos 16 y 17).

En este caso los átomos del metal ceden electrones a los átomos del no metal, transformándose en iones positivos y negativos, respectivamente. Al formarse iones de carga opuesta éstos se atraen por fuerzas eléctricas intensas, quedando fuertemente unidos y dando lugar a un compuesto iónico. Estas fuerzas eléctricas las llamamos enlaces iónicos

En una unión de dos átomos por enlace iónico, un electrón abandona el átomo menos electronegativo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo. El cloruro de sodio (la sal común) es un ejemplo de enlace iónico: en él se combinan sodio y cloro, perdiendo el primero un electrón que es capturado por el segundo:

NaCl → Na+Cl-

De esta manera se forman dos iones de carga contraria: un catión (de carga positiva) y un anión (de carga negativa). La diferencia entre las cargas de los iones provoca entonces una fuerza de interacción electromagnética entre los átomos que los mantiene unidos. El enlace iónico es la unión en la que los elementos involucrados aceptarán o perderán electrones.

En una solución, los enlaces iónicos pueden romperse y se considera entonces que los iones están disociados. Es por eso que una solución fisiológica de cloruro de sodio y agua se marca como: Na+ + Cl-, mientras que los cristales de cloruro de sodio se marcan: Na+Cl- o simplemente NaCl.

Algunas características de este tipo de enlace son:

• Son piedras de estructura cristalina en el sistema cúbico.

• Altos puntos de fusión (entre 300 °C o 1000 °C)2 y ebullición.

• Son enlaces resultantes de la interacción entre los metales de los grupos I y II y los no metales de los grupos VI y VII.

• Son solubles, como en agua y otras disoluciones acuosas.

• Una vez fundidos o en solución acuosa, sí conducen la electricidad.

• En estado sólido no conducen la electricidad. Si utilizamos un bloque de sal como parte de un circuito en lugar del cable, el circuito no funcionará. Así tampoco funcionará una bombilla si utilizamos como parte de un circuito un cubo de agua, pero si disolvemos sal en abundancia en dicho cubo, la bombilla del circuito se encenderá. Esto se debe a que los iones disueltos de la sal son capaces de acudir al polo opuesto (a su signo) de la pila del circuito y por ello éste funciona.

Clasificación

Los iones se clasifican en dos tipos:

a) Anión: Es un ión con carga negativa, lo que significa que los átomos que lo conforman tienen un exceso de electrones. Comúnmente los aniones están formados por no metales, aunque hay ciertos aniones formados por metales y no metales. Los aniones más conocidos son (el número entre paréntesis indica la carga):

• F(-) fluoruro.

• Cl(-) cloruro.

• Br(-) bromuro.

• I(-) yoduro.

• S(2-) sulfuro.

• SO4(2-) sulfato.

• NO3(-) nitrato.

• PO4(3-) fosfato.

• ClO(-) hipoclorito.

• ClO2(-) clorito.

• ClO3(-) clorato.

• ClO4(-) perclorato.

• CO3(2-) carbonato.

• BO3(3-) borato.

• MnO4(-) permanganato.

• CrO4(2-) cromato.

• Cr2O7(2-) dicromato.

b) Catión: Al contrario que los aniones, los cationes son especies químicas con déficit de electrones, lo que les otorga una carga eléctrica positiva. Los más comunes se forman a partir de metales, pero hay ciertos cationes formados con no metales.

• Na(+) sodio.

• K(+) potasio.

• Ca(2+) calcio.

• Ba(2+) bario.

• Mg(2+) magnesio.

• Al(3+) aluminio.

• Pb(2+) plomo(II) o plumboso.

• Zn(2+) zinc (ó cinc).

• Fe(2+) hierro(II) o ferroso.

• Fe(3+) hierro(III) o férrico.

• Cu(+) cobre(I) o cuproso (aunque en verdad, este ión es Cu2(2+).

• Cu(2+) cobre(II) o cúprico.

• Hg(+) mercurio(I) o mercurioso (aunque en verdad, este ión es Hg2(2+).

• Hg(2+) mercurio(II) o mercúrico.

• Ag(+) plata.

• Cr(3+) cromo(III).

• Mn(2+) manganeso(II).

• Co(2+) cobalto(II) o cobaltoso.

• Co(3+) cobalto(III) o cobáltico.

• Ni(2+) níquel(II) o niqueloso.

• Ni(3+) níquel(III) o niquélico.

• NH4(+) amonio.

• NO2(+) nitronio.

• H3O(+) hidronio.

Los enlaces químicos pueden ser covalentes, iónicos o metálicos.

Enlaces Covalentes: Pueden ser simples, dobles o triples. En las moléculas, los átomos están ligados por enlaces covalentes y cuando dos átomos de hidrógeno

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