Pedro Y Juan

Concepto de enlace químico

Los enlaces químicos (determinados por la manera en la cual se comportan los electrones), dentro de la física, son fuerzas que permiten la unión de los átomos, para constituir moléculas, que poseen mayor estabilidad; dos átomos ligados a través de alguno de estos enlaces, conforman una molécula. La mayoría de los átomos logra ser considerado estable, cuando posee ocho electrones en su último nivel energético (regla del octeto).

En los enlacen químicos tienen gran influencia el estado de oxidación y la electronegatividad de los elementos que van a unirse. El estado de oxidación indica la carga eléctrica del ión (átomo cargado eléctricamente), que puede ser positiva (catión) o negativa (anión); y expresa el comportamiento de los electrones en las uniones químicas. La electronegatividad es la fuerza que posee cada átomo, para atraer los electrones del mismo, y de otros átomos; esto define en gran medida el tipo de enlace que se formará entre dos átomos determinados.

Existen diferentes tipos de enlaces químicos; entre ellos encontramos a: los enlaces covalentes y los enlaces iónicos (enlaces fuertes), y los puentes de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals (enlaces débiles).

En los enlaces covalentes, que son fuertes y estables, se comparten uno o más pares de electrones (hallados en el último orbital del átomo) entre dos o más átomos, de elementos no metales.

Los enlaces iónicos se caracterizan por la transferencia de electrones entre elementos metales y no metales; el metal tiende a ceder electrones, mientras que el no metal tiende a ganar electrones.

Los enlaces mediante puentes de hidrógeno son débiles, no obstante, cuando se forman muchos de estos enlaces, adquieren una fuerza mayor, y logran tener una influencia notoria en las sustancias, respecto de su estructura y propiedades. Los enlaces por puentes de hidrógeno se forman por la unión entre un átomo electronegativo y un hidrógeno, unido de manera covalente a otro átomo electronegativo distinto.

Las fuerzas de Van der Waals son un tipo de enlace químico débil y breve (pero aditivo), que surge entre átomos (de moléculas no polares) que se encuentran cerca unos de otros, y son útiles para el mantenimiento de las estructuras de diversas sustancias valiosas.

CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

De acuerdo con la Tabla del Sistema Periódico los elementos químicos se clasifican de la siguiente forma según sus propiedades físicas:

 Gases nobles

 Metales

 No metales

 Metaloides

Gases nobles. Son elementos químicos inertes, es decir, no reaccionan frente a otros elementos, pues en su última órbita contienen el máximo de electrones posibles para ese nivel de energía (ocho en total). El argón (Ar), por ejemplo, es un gas noble ampliamente utilizado en el interior de las lámparas incandescentes y fluorescentes. El neón es también otro gas noble o inerte, muy utilizado en textos y ornamentos lumínicos de anuncios y vallas publicitarias.

Metales. Son elementos químicos que generalmente contienen entre uno y tres electrones en la última órbita, que pueden ceder con facilidad, lo que los convierte en conductores del calor y la electricidad. Los metales, en líneas generales, son maleables y dúctiles, con un brillo característico, cuya mayor o menor intensidad depende del movimiento de los electrones que componen sus moléculas. El oro y la plata, por ejemplo, poseen mucho brillo y debido a sus características físicas constituyen magníficos conductores de la electricidad, aunque por su alto precio en el mercado se prefiere emplear, como sustitutos, el cobre y el aluminio, metales más baratos e igualmente buenos conductores.

No metales. Poseen, generalmente, entre cinco y siete electrones en su última órbita. Debido a esa propiedad, en lugar de ceder electrones su tendencia es ganarlos para poder completar ocho en su última órbita. Los no metales son malos conductores del calor y la electricidad, no poseen brillo, no son maleables ni dúctiles y, en estado sólido, son frágiles.

Metaloides. Son elementos que poseen, generalmente, cuatro electrones en su última órbita, por lo que poseen propiedades intermedias entre los metales y los no metales. Esos elementos conducen la electricidad solamente en un sentido, no permitiendo hacerlo en sentido contrario como ocurre en los metales. El silicio (Si), por ejemplo, es un metaloide ampliamente utilizado en la fabricación de elementos semiconductores para la industria electrónica, como rectificadores diodos, transistores, circuitos integrados, microprocesadores, etc.

Un 75% de los elementos químicos existentes en la naturaleza son metales y el resto no metales y metaloides.

APLICACIONES DE LA REGLA DEL OCTETO

Enlace iónico es común entre pares de átomos, donde uno del par es un metal (tal como sodio) y el segundo un no metal (como el cloro).

Un átomo de cloro tiene siete electrones en su capa de electrones exterior, las conchas primero y segundo

se llena con dos y ocho electrones respectivamente. La primera afinidad electrónica del cloro (la liberación

de energía cuando el cloro gana un electrón) es 328,8 kJ por mol de átomos de cloro. Adición de un segundo electrón

al cloro requiere energía, la energía que no se puede recuperar mediante la formación de un enlace químico.

El resultado es que el cloro se forman muy a menudo un compuesto en el que tiene ocho electrones en su capa externa (un octeto completo).

Un átomo de sodio tiene un solo electrón en su capa electrónica más externa, las conchas primera y segunda vez,

lleno con dos y ocho electrones, respectivamente. Para eliminar este electrón externo requiere sólo la primera

energía de ionización ), que es 495,8 kJ por mol de átomos de sodio, una pequeña cantidad de energía. Por el contrario,

el segundo electrón reside en la capa de electrones más profundo segunda, y la segunda energía de ionización requerida

para su eliminación es mucho mayor: 4562,4 kJ por mol. Así sodio, en la mayoría de los casos, formar un compuesto en el

que se ha perdido un solo electrón y tienen una cáscara externa completa de ocho electrones, o de octeto.

La energía necesaria para transferir un electrón de un átomo de sodio a un átomo de cloro (la diferencia de la primera

energía de ionización de sodio y la afinidad electrónica del cloro) es pequeña: 495,8 a 328,8 = 167 kJ mol −1 .

Esta energía es fácilmente compensado por la energía reticular del cloruro de sodio :−787.3kJ mol −1 . Esto completa la

explicación de la regla del octeto en este caso.

LIMITACIONES DE LA REGLA DEL OCETATO

Existen excepciones a esta regla. Los átomos que no cumplen la regla del octeto en algunos compuestos son: carbono,

nitrógeno, oxígeno y azufre. En algunos casos estos elementos forman dobles enlaces y hasta triples el carbono y el nitrógeno.

Algunas moléculas o iones sumamente reactivos tienen átomos con menos de ocho electrones en su capa externa. Un ejemplo es el

trifluoruro de boro (BF3). En la molécula de BF3 el átomo de boro central sólo tiene seis electrones a su alrededor.

La forma más clara para ver gráficamente el funcionamiento de la “regla del octeto” es la representación de Lewis de las moléculas.

Antes de que se puedan escribir algunas estructuras de Lewis, se debe conocer la forma en que los átomos están unidos entre sí.

Considérese por ejemplo el ácido nítrico. Aunque la fórmula del ácido nítrico con frecuencia se representa como HNO3,

en realidad el hidrógeno está unido a un oxígeno, no al nitrógeno. La estructura es HONO2 y no HNO3.

También se puede dar cuando existen moléculas impares, moléculas hipovalentes y moléculas hipervalentes. Es cuando los átomos forman compuestos al

Perder, ganar o compartir electrones para adquirir 8 electrones de valencia. El hidrógeno logra la estabilidad del helio, con 2 electrones de

valencia. los átomos de los gases nobles se caracteriza por tener todos sus niveles y subniveles energéticos completamente llenos. La estabilidad de

los gases nobles se asocia con la estructura electrónica de su última capa que queda llena con ocho electrones.

Enlace covalente

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -C, O, F, Cl, ...).

Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto.

En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno procedente de cada átomo. El par de electrones compartido es común a los dos átomos y los mantiene unidos, de manera que ambos adquieren la estructura electrónica de gas noble. Se forman así habitualmente moléculas: pequeños grupos de átomos unidos entre sí por enlaces covalentes.

Ejemplo: El gas cloro está formado por moléculas, Cl2, en las que dos átomos de cloro se hallan unidos por un enlace covalente. En la siguiente

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