Enlaces entre átomos

Contenido: Introducción. Enlace iónico. Enlace covalente. Enlace metálico. Propiedades de algunos elementos metálicos. Fuerzas intermoleculares. Fuerzas de Van der Waals. Las fuerzas entre dipolos instantáneos o inducidos .

Objetivo: Al finalizar la competencia describirá los fundamentos teóricos de los enlaces entre átomos, sin error.

Introducción

Una unión determinada entre los átomos, consecuencia de las fuerzas de atracción entre ellos, se denomina comúnmente enlace químico. Los tipos de enlace más importantes son: iónico, covalente y metálico, existiendo otros menos importantes que son el enlace de hidrógeno y el enlace de Van der Waals.

Enlace iónico

Enlace iónico

El enlace iónico es aquel que tiene lugar entre un metal y un no metal, debido a que:

Los electrones de los metales están muy poco ligados al núcleo y tienden a escapar de él, formando iones positivos (átomos con carga eléctrica positiva):
Na ® Na+ + 1 e-

Los átomos de los no metales tienden a captar electrones, formando iones negativos (átomos con carga eléctrica negativa).
Cl + 1 e- ® Cl-

Como las cargas de distinto signo se atraen, el ion sodio y el ion cloruro se unirán mediante un enlace iónico hasta la distancia que sus radios permitan, creándose el cristal de cloruro sódico.
Los compuestos iónicos poseen punto de fusión elevado, no conducen la electricidad y, por regla general, son solubles en agua y en disolventes polares.

Enlace covalente

Enlace covalente

El enlace covalente tiene lugar entre átomos de no metales. El enlace se forma por compartición de electrones (uno aportado por cada átomo), los cuales, tras el enlace, pertenecen a los dos átomos que se unen.

El cloro posee 7 electrones de valencia (su capa de valencia es 3s23p5), por lo que tiende a ganar un electrón para completar el octeto. Para formar la molécula de cloro, los dos átomos se unen entre sí mediante la compartición de dos electrones, uno aportado por cada átomo.

La formación de enlaces covalentes puede dar lugar a dos tipos de sustancias con estructuras y propiedades diferentes:
Sólidos con redes covalentes (con átomos unidos formando un entramado tridimendional). Algunos ejemplos de este tipo de compuestos son:

- El dióxido de silicio
- El diamante
- El grafito

Enlace metálico

El enlace metálico tiene lugar entre los metales. En este enlace no existe una auténtica unión entre los átomos, sino una red de iones positivos, y entre los espacios vacíos circulan electrones libres.

Según la teoría del mar de electrones, la estructura metálica está formada por cationes del metal rodeados de un mar de electrones. La fuerza de unión es la atracción entre los iones positivos del metal y los electrones circundantes que se mueven libremente.

Los metales son sólidos a temperatura ambiente, densos, dúctiles y maleables. Sus puntos de ebullición varían mucho, siendo bajos en los alcalinos y elevados en los metales centrales de transición. Son buenos conductores del calor y de la electricidad.

Propiedades de algunos elementos metálicos

Fuerzas intermoleculares

Fuerzas intermoleculares

Fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas. El comportamiento molecular depende en gran medida del equilibrio (o falta de él) de las fuerzas que unen o separan las moléculas, y el estudio de esos fenómenos fue parte importante del desarrollo de la química física en el siglo XX.

Las fuerzas de atracción explican la cohesión de las moléculas en los estados líquido y sólido de la materia, y se llaman fuerzas de largo alcance o fuerzas de Van der Waals en honor al físico holandés Johannes Diderik van der Waals. Estas fuerzas son las responsables de muchos fenómenos físicos y químicos como la adhesión, el rozamiento, la difusión, la tensión superficial y la viscosidad.

Fuerzas de van der waals

Este término se aplica a todas las interacciones entre las moléculas, ya sean polares o no polares: fuerzas de London, si las interacciones son entre moléculas no polares, y fuerzas dipolo-dipolo, si las interacciones son entre moléculas polares.

Las fuerzas entre dipolos instantáneos o inducidos

Unión entre dipolos instantáneos

Se producen entre moléculas no polares como es el caso del oxígeno, el nitrógeno o el cloro, y también entre átomos como el helio o el neón, y reciben el nombre de fuerzas de dispersión. Este tipo de fuerzas es el responsable de que estas sustancias puedan ser licuadas e incluso solidificadas.

Las nubes electrónicas de las moléculas o de los átomos sufren vibraciones y producen dipolos con una orientación determinada, pero de vida muy breve ya que un instante después el dipolo tiene la orientación contraria. Estos dipolos inducen otra deformación en las moléculas contiguas y originan fuerzas de atracción entre ellas.

Las fuerzas entre dipolos permanentes se producen cuando las moléculas son polares, como el dióxido de azufre (SO2) o el monóxido de carbono (CO), y existe atracción entre el polo de una molécula y el polo opuesto de otra molécula contigua. Estas fuerzas siguen siendo débiles pero son más intensas que las fuerzas de dispersión y, aunque éstas siguen existiendo, predominan las de atracción dipolo-dipolo.

Fuentes: Enciclopedia encarta y hiru.com