Enlace Covalente

EL ENLACE COVALENTE

La teoría del enlace covalente fue propuesta en 1916 por el químico americano Gilbert Newton Lewis, al introducir la noción de un enlace covalente en el que la combinación química entre dos átomos se produce al compartir un par de electrones, con un electrón donado por cada átomo.

Un enlace covalente se forma por la compartición de electrones. El modelo más simple lo constituye la idea de que un átomo formará tantos enlaces covalentes como electrones desapareados posea. Cada electrón desapareado lo emplearía en un enlace con otro átomo que a su vez pondría el suyo propio, quedando así un enlace a través de estos electrones, que pertenecerían simultáneamente a ambos átomos. Al número de electrones desapareados que posee un átomo se le denomina covalencia, y corresponde al número de enlaces covalentes que puede formar.

Cuando no existe suficiente diferencia de electronegatividad entre los átomos como para que exista una transferencia electrónica, se tendrá como resultado la compartición de uno o más pares de electrones entre los átomos, es decir que se forma un enlace covalente, dando lugar a una molécula con energía de atracción débil, constituyendo sustancias con bajos puntos de fusión y ebullición en comparación con las que presentan enlaces iónicos.

El enlace covalente puede ser: simple, doble o triple, según la forma de compartir uno, dos o tres pares de electrones respectivamente. En esta categoría se puede encontrar sustancias como el oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, dióxido de carbono, naftaleno, agua, amoníaco, etc, muchas de las cuales se encuentran a temperatura y presión ordinarias en forma de gases constituidos por moléculas de una gran estabilidad.

Como ejemplo de una molécula con enlace covalente puede considerarse al cloro gaseoso, esta sustancia existe en la naturaleza como molécula diatómica (Cl2 ). Cada átomo de cloro posee en su configuración electrónica externa un electrón libre, por consiguiente al acercarse dos átomos en las mismas condiciones, los electrones son atraídos de manera simultánea por ambos núcleos, lográndose la formación de un enlace por compartición de electrones, es decir un enlace covalente.

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS COVALENTES

1. Los compuestos con enlaces covalentes existen como gases, líquidos o sólidos con puntos de fusión, por lo general menores que 300 0C.

2. La mayoría son insolubles en disolventes polares, pero solubles en disolventes no polares (compuestos orgánicos) como el hexano (C6H14) o benceno ( C6H6).

3. Los compuestos covalentes líquidos o fundidos no conducen la electricidad.

4. En solución acuosa (disueltos en agua) suelen ser malos conductores de la electricidad porque no contienen partículas con carga.

ENLACES COVALENTES POLARES Y APOLARES

Los enlaces covalentes pueden ser polares o no polares (apolares). Los átomos similares que comparten electrones poseen una distribución de carga simétrica permitiendo definir propiedades isotrópicas en las moléculas, es decir que no poseen regiones preferenciales de electronegatividad, como es el caso del cloro gaseoso, Cl2 y el hidrógeno gaseoso, H2. Este tipo de enlace se denomina no polar o apolar en función de la diferencia de electronegatividades, por consiguiente el cambio de energía es aproximadamente igual a cero.

En un enlace no polar, como el de la molécula de hidrógeno gaseoso ( H2 ), el par de electrones se comparte por igual entre los dos núcleos de hidrógeno, esto debido a que ambos átomos de hidrógeno poseen el mismo valor de electronegatividad, lo que implica que los electrones que comparten experimenten igual atracción por ambos núcleos y por lo tanto, pasan el “mismo tiempo” cerca de cada núcleo.

En un enlace covalente no polar la densidad electrónica es simétrica en torno a un plano perpendicular a la línea que une a los dos núcleos. Este tipo de enlace se lleva a cabo entre elementos de la misma clase, formando moléculas diatómicas (H2, N2, F2 y Cl2). Los enlaces covalentes en todas las moléculas diatómicas homonucleares son de tipo no polar.

Por otra parte, las moléculas diatómicas heteronuclerares, tienden a presentar enlace covalente polar. Por ejemplo, la molécula de fluoruro de hidrógeno, HF, que a temperatura ambiente se presenta como una sustancia gaseosa presenta entre sus átomos enlace covalente, este enlace tiene cierto grado de polaridad debido a que los átomos de H y F no tienen igual electronegatividad, y por lo mismo no atraen a los electrones de igual manera.

La electronegatividad del hidrógeno es 2.1 y la del flúor 4.0, es evidente que el átomo de flúor por tener mayor electronegatividad, atrae el par de electrones compartidos con mayor fuerza que el hidrógeno, dando lugar a una distribución asimétrica de densidad electrónica; la densidad electrónica se distorsiona en dirección del átomo de flúor por ser el más electronegativo, haciendo que el átomo de hidrógeno sea ligeramente positivo (adquiere una carga parcial positiva), mientras que el átomo de flúor adquiere una carga parcial negativa, siendo estas cargas las que permiten definir a la molécula de HF como una molécula polar (posee un polo positivo y uno negativo). Generalmente las cargas parciales se representa con la letra griega “delta” (δ), para el HF, la representación es:

Los enlaces covalentes polares pueden considerarse intermedios entre los enlaces covalentes puros ( no polares ), en los que el par de electrones se comparten de manera igual, y los enlaces iónicos puros (en los que hay transferencia total de electrones de uno a otro átomo. Otro par de moléculas que presentan enlace covalente polar son las moléculas de agua y las del cloruro de hidrógeno (HCl). La polaridad del enlace que une los átomos de estas moléculas resulta por la diferencia de electronegatividades entre sus átomos constituyentes, dando como resultado una desigual compartición de electrones. El átomo de cloro tiene una atracción más fuerte que al átomo de hidrógeno hacia los electrones que comparten.

ELECTRONEGATIVIDAD Y CRITERIO PARA DETERMINAR EL TIPO DE ENLACE EN UNA MOLÉCULA

Cuando se desea determinar el tipo de enlace que presenta una molécula, resulta de importancia el siguiente esquema, el cual de acuerdo a las diferencias de electronegatividad entre los átomos de un enlace permite establecer si el enlace se cataloga como iónico, covalente, covalente polar o apolar.

DIFERENCIAS DE ELECTRONEGATIVIDAD

0.1 0.7 1.7 3.2

apolar polar

enlace covalente

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