ENLACE QUIMICO

HISTORIA DEL ENLACE QUÍMICO Y LA RELACIÓN CON LA QUÍMICA ORGÁNICA

Milena Casallas

Paola Mahecha

Dayana Quinchanegua

Departamento de Química

Universidad Pedagógica Nacional

Resumen

En este trabajo se realiza una breve descripción de la historia del enlace químico: como se construyó, las teorías del enlace de Lewis, Kossel y Pauling, además de otros científicos importantes que aportaron para este. Se muestra, así mismo, la relación que la química orgánica tuvo en este hecho y el desarrollo de teorías anteriores respecto al concepto valencia, conocido como el principal pilar en el que se basaron los científicos para construir la familia de teorías de enlace químico.

Palabras clave: Enlace químico, enlace covalente, enlace iónico, valencia, átomo, molécula, química orgánica, familia de teorías.

Keywords:

Chemical bonding, covalent bonding, ionic bonding, valence, atom, molecule, organic chemistry, family theories.

Abstract:

In this paper a brief description of the history of chemical bond is made: as built, theories link Lewis, Kossel and Pauling, and other leading scientists who contributed to this. It shows, also, the relationship took organic chemistry in this and the previous development of theories regarding the valency concept, known as the main pillar on which were based scientists to construct the family of theories of chemical bonding.

Introducción

Las primeras especulaciones del enlace químico, ocurrieron cuando se creía que los átomos eran esferas rígidas (modelo atómico de Dalton), los científicos pensaban que cada átomo debía tener algo parecido a uno o más ganchitos o corchetes que le permitieran unirse a otros átomos para formar moléculas. Al aceptarse el modelo atómico de Rutherford, se extendió la idea de que los electrones son los intermediarios en el enlace químico.

A mediados del siglo XIX científicos como Justus von Liebig, Dumas, Laurent, Edward Frankland, Friedrich Kekulé, A.S. Couper, Aleksandr Mikhailovich Butlerov, Carl Wilhelm Wichelhaus, aportaron el desarrollo del concepto “valencia” o poder combinatorio de los átomos y en los inicios de la química orgánica actual.

A inicios del siglo XX los científicos empezaron a relacionar la valencia con la configuración electrónica de los átomos, este a su vez estaba vinculado con la organización de los electrones del átomo de tal manera que se pudieran unir a otro para formar una molécula, este sería el inicio del enlace químico que fue desarrollado por científicos como Richard Abegg, Albrecht Kossel, Gilbert Newton Lewis, Irving Lagmuir, Linus Pauling y otros.

Desde el enfoque epistemológico de Giere (1999), se expone que una teoría científica está compuesta por una serie de “mapas cognitivos (entidades hipotéticas postuladas por el cognitivismo) es decir, representaciones del entorno, cuya manipulación permite al ser humano solucionar problemas y externalizarlos mediante diagramas, palabras u otros símbolos. Por lo anterior las teorías científicas, consisten en familias de modelos, siendo cada uno de estos un mapa cognitivo individualizado, que representa un tipo de situación posible. Estos modelos contienen por lo general elementos no-lingüísticos (visuales), aparte de los elementos lingüísticos (conceptuales), estos se relacionan entre sí por un vinculo cognitivo conocido como semejanza. “A su vez, cada modelo o familia de modelos puede llevar asociada una hipótesis de aplicabilidad, que afirmaría que aquel mapa cognitivo es más o menos semejante a algún sistema o tipo de sistemas existente en la realidad”(Zamora,2000). De esta manera se puede afirmar que posiblemente de una teoría existan distintas versiones, dependiendo de los modelos típicos y los criterios de semejanza, además del interés, la enseñanza y el estilo cognoscitivo de cada científico investigador.

Giere explica que cada teoría es una entidad abierta, por lo tanto, está sujeta a modificaciones ya sea de sus modelos o sus hipótesis de aplicabilidad.

Aproximaciones a las teorías de valencia

En el momento que se empezó a considerar que las sustancias estaban constituidas por partículas y que éstas a su vez estaban conformadas por átomos, surgió la inquietud acerca que la manera en que se unían para formar compuestos y la capacidad de estos átomos para enlazarse con otros.

En el año 1823, Justus von Liebig, reporta que dos compuestos con propiedades enteramente diferentes, presentaban la misma composición química: fulminato [ONC-] y cianato [OCN-] de plata; La única manera de explicarse esto tenía que ver con la forma como se combinaban esos elementos dentro de la molécula. En un principio se creyó que el reporte de Liebig era el resultado de errores experimentales, sin embargo, con el paso del tiempo, se fueron encontrando nuevos casos que corroboraron la posibilidad del arreglo de los elementos constituyentes de distintas formas al integrar las moléculas.

A esto se le sumó la publicación de Dumas y Laurent en 1837, donde reportaban que en la materia orgánica se observaba su constitución por no más de tres o cuatro elementos, siendo estos el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. Si ello se daba, quería decir que había que averiguar dentro de la arquitectura de las moléculas, en otras palabras, buscar la forma como se disponían en esas moléculas los átomos en el espacio (Espinoza, 2004).

Frankland (1852) propuso “El poder de combinación de un elemento atractor, es siempre satisfecho por el numero de átomos”, es decir, que cada tipo de átomo tiene una capacidad fija y limitada para combinarse con otros átomos, en comparación con la del hidrógeno que tiene solamente una; a lo anterior le llamó “atomicidad” que equivale a lo que hoy se conoce como valencia. (Gallego,Perez,Uribe,Cuellar,Rodríguez,2004)

Modelos no-lingüísticos para representar el enlace y la estructura del benceno.

En 1858 Archibald Scott Couper fue el primero en escribir una teoría de la estructura química orgánica en la cual expone: la afinidad del carbono consigo mismo y la tetravalencia de este, empleando por primera vez la raya (figura 1.) para establecer la conexión entre dos elementos, también observó que en las moléculas los átomos se enlazan a uno central.

El borrador de la primera página de su manuscrito decía:

“Distingo dos especies de afinidades, la de grado y la electiva. La primera es la que un elemento

...