Concepto e importancia de los enlaces químicos

Concepto e importancia de los enlaces químicos

La idea del enlace químico es tan vieja como el mismo concepto de átomo, pues ya Demócrito concebía esta idea como dos átomos unidos entre sí por medio de ganchitos. Tiempo después, como dos mil doscientos años más o menos, André Dumas (1843) y Walter Kossel (1916) propusieron los conceptos de enlace covalente y enlace iónico, respectivamente.

Concepto de enlace químico

Los átomos no se encuentran aislados en la naturaleza, sino que están agrupados formando

infinidad de moléculas, y estas infinidades forman las sustancias. Estas agrupaciones de átomos implican uniones y por lo tanto actividad química. La actividad química de los átomos reside en los electrones, específicamente en los electrones de valencia, aquellos que están localizados en la última capa o nivel de energía de un átomo. Esto es que, los átomos se unen entre si por medio de fuerzas de atracción, las cuales los atraen y los mantienen unidos a nivel de los electrones de valencia; así, un enlace químico es la unión entre átomos y entre moléculas por medio de fuerzas de atracción; o sea, las fuerzas que unen a los átomos entre si se llaman enlaces.

Importancia

Los enlaces son muy importantes porque:

- Permiten que los átomos se agrupen en moléculas.

- Permiten que las moléculas se agrupen entre sí, lo que da lugar a que se formen sustancias puras y compuestas.

- Conociendo el mecanismo de los enlaces químicos, el hombre puede formar y separar sustancias.

Para comprender bien los enlaces químicos debemos conocer antes el siguiente concepto.

Valencia

Los átomos se unen entre sí para ganar, perder o compartir electrones, actividad que realizan a través de los electrones de valencia, aquellos que están ubicados en el último nivel de energía de todo átomo. Esta actividad, llamada enlace químico, la realizan con el propósito de cumplir con la ley del octeto (ocho), pues solo así los átomos adquieren su estabilidad química (al igual que una tranquilidad económica en los humanos).Esta ley consiste en que los átomos, con dos o más capas de electrones, procuran tener ocho electrones en su última capa o nivel de energía

La palabra valencia proviene del latín valentía, que significa vigor o capacidad. En los enlaces químicos, esta palabra se refiere a la capacidad que tiene un átomo para establecer combinaciones, uniones o enlaces con otros átomos. Algunos átomos pueden establecer un solo enlace o unión con otros átomos, otros tienen capacidad para establecer dos uniones o enlaces, y existen átomos cuya capacidad les permite establecer hasta cuatro enlaces con otros átomos; la cantidad de enlaces o uniones que puede establecer un átomo con otros es a lo que se denomina valencia, que puede entenderse también como la cantidad de electrones que un átomo gana, pierde o comparte cuando se une o enlaza con otros átomos.

Por ejemplo, un átomo de Cloro tiene siete electrones en su último nivel de energía, por lo tanto solo establecerá un solo enlace o unión con otro átomo para ganar o bien compartir un solo electrón, completando así ocho electrones en su última capa (ley del octeto), adquiriendo así su estabilidad química (ya no se unirá con otros átomos).

En otros casos, existen átomos que presentan uno o dos o bien tres electrones en su capa de valencia, la cual les es más favorable perderla dado que la capa que sigue hacia su interior

presenta muchas veces ocho electrones, situación con la cual el átomo adquiere también su estabilidad química. Por ejemplo, un átomo de Sodio presenta tres niveles de energía en los cuales están distribuidos once electrones, así: dos electrones en el primer nivel, ocho en el segundo y un electrón en el tercer nivel. Para este átomo es mejor perder su único electrón localizado en su último nivel de energía, porque de esa manera quedaría expuesta su segunda capa en donde hay ocho electrones, alcanzando así la ley del octeto que le da la tan buscada estabilidad química (no reaccionara con otros átomos).

Existen fundamentalmente dos tipos de valencia: electrovalencia, que es la cantidad de electrones que un átomo puede ganar o perderlos en los enlaces iónicos, y covalencia, que es la cantidad de electrones que un átomo puede compartir en los enlaces covalentes.

Estudio del electrón

Según algunos autores, el átomo está constituido por más de 200 subpartículas, de las cuales las más importantes son el protón, el neutrón y el electrón. De estas 3, el electrón es la más importante en las actividades o enlaces químicos que realizan los átomos entre sí; por esto último debemos conocer un poco más el electrón.

a. El electrón.

Esta es una partícula sub-atómica que está localizada fuera del núcleo, girando alrededor de este a una velocidad de siete mil billones de revoluciones por segundo, y su función es la de portar o contener la energía o carga negativa del átomo, así como también de servir de unión o enlace con los electrones de otros átomos; su peso y volumen son despreciables en comparación con la de los protones y neutrones; sin embargo, todos los electrones de un átomo ocupan un espacio (volumen) mucho más grande que el del núcleo, siendo esto comparable con el sistema solar nuestro, en donde el sol es el núcleo y los planetas los electrones.

En síntesis, los átomos logran unirse entre sí solo por medio de sus electrones, formandose de esta manera las sustancias químicas.

b. Distribución de los electrones en el átomo.

Ya es conocido que el átomo está dividido en dos regiones: una de menor tamaño llamada núcleo, o región central del átomo, y otra mayor denominada corteza, la que está localizada fuera del núcleo o rodeando a este, en la que habitan los electrones.

La corteza está conformada por todos los electrones que están presentes en un átomo y, a su vez, estos están dispuestos, organizados o distribuidos en capas, mejor conocidas como niveles de energía, pu

diendo haber desde una hasta siete de ellas en los átomos, según sea la clase o tipo de este.

Las capas difieren en su capacidad para albergar electrones, esto es que, en la primera capa pueden encontrarse uno y hasta dos electrones a lo máximo, en la segunda capa habrán desde uno hasta o-

cho electrones a lo sumo, etc. (ver cuadro contiguo).

c. Nivel y electrones de valencia.

La última capa de electrones, llamada nivel de valencia, es la más importante en los enlaces químicos, dado que aquí residen los electrones de un átomo que se ponen en contacto con los electrones de otros átomos, es decir, son los electrones que se ganan, pierden o comparten en las uniones o enlaces químicos, y por ello reciben el nombre de electrones de valencia.

Átomo de Oxigeno

Un átomo de Hidrogeno tiene tan solo 1 capa de electrones, por lo que esta representa su nivel de valencia, habiendo aquí un solo electrón denominado electrón de valencia; un átomo de Cloro posee 3 niveles de energía, enumerados desde el interior hacia el exterior, siendo el tercero su nivel de valencia, en el cual habitan siete electrones que son sus electrones de valencia. En resumen, la última capa de electrones de todo átomo representa su nivel de valencia, y los electrones que aquí se encuentran son sus electrones de valencia.

La tabla periódica es muy útil en este punto, pues los periodos indican la cantidad de niveles de energía que tienen los átomos de los elementos químicos, y los grupos A indican la cantidad de electrones de valencia de tales átomos.

Por ejemplo, el Oxigeno está localizado en el segundo periodo por lo que sus átomos presentan

dos capas o nivele s de energía; este mismo elemento está ubicado en el grupo VIA, por lo que sus átomos tienen seis electrones de valencia, o sea, seis electrones en su segunda o última capa de electrones (nivel de valencia).

d. Átomo, ion, catión y anión.

Un átomo es la partícula más pequeña de la materia, y que contiene igual cantidad de electrones y protones. Cuando el átomo gana o pierde uno o más electrones entonces recibe el nombre de ion. Si este átomo ha ganado electrones luego su carga negativa se ha incrementado (ahora tiene más electrones que protones), por lo que ahora se le denomina anión; y si ha perdido electrones entonces se convierte en catión, porque se ha incrementado su carga positiva (ahora tiene más protones). Estas actividades arriba descritas son realizadas específicamente por los electrones, y por ello se han descrito aquí.

Así se habla de elementos electropositivos, que son aquellos cuyos átomos tienden a perder electrones en los enlaces químicos, y de elementos electronegativos, que son aquellos cuyos átomos tienden a ganar electrones en tales enlaces. El primer tipo de elementos se conoce como elementos metales y el segundo tipo como elementos no-metales.

e. Fuerzas de atracción. Los protones y electrones se mantienen dentro del átomo gracias a un tipo de fuerzas conocidas como fuerzas de atracción, y los átomos se mantienen unidos en las moléculas gracias también a este tipo de fuerzas, que son de origen eléctricas.

Fuerzas dentro del átomo.

Dentro del núcleo los protones ejercen fuerzas de repulsión entre sí, pues presentan carga eléctrica de la misma clase, o sea positiva; fuera del núcleo, los electrones presentan carga eléctrica negativa, condición que favorece para que sean atraídos por los protones que están en el núcleo, es decir que, el núcleo ejerce fuerzas de atracción

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