Clasificación del enlace químico
La clasificación del enlace químico depende del hecho de que se unan átomos, o bien, moléculas. A la unión de átomos se le llama: enlace entre átomos y a la de moléculas se le conoce como: enlace intermolecular.
Ahora bien, la clasificación del enlace químico entre átomos va a depender del tipo de elemento que participe en el enlace, ya sean metales o no metales.
El siguiente esquema muestra los distintos tipos de enlace.
Da clic en cada apartado para conocer la información.
Este tipo de enlace consiste en la atracción de átomos con cargas eléctricas de signos diferentes, es decir, el enlace se establece cuando átomos de elementos poco electronegativos se enlazan con átomos de elementos muy electronegativos, lo cual sucede con elementos de los extremos izquierdos de la tabla periódica que son metales con el lado derecho que pertenecen a los no metales.
El elemento menos electronegativo que corresponde a los metales cede sus electrones a los elementos más electronegativos que son los no metales.
El enlace iónico se efectúa por transferencia de electrones del metal que tiene menos electrones al no metal que tiene más electrones.
Entre sus características se hallan las siguientes:
Observa los ejemplos que a continuación se muestran:
En los anteriores ejemplos, del lado izquierdo, se muestra la representación del símbolo de Lewis para cada elemento que interviene en el enlace y, del lado derecho, la estructura resultante de Lewis cuando los metales han transferido o cedido sus electrones de valencia, convirtiéndose en catión para que los no metales completen 8 electrones en su último nivel, es decir, su octeto, transformándose en anión.
La electronegatividad, de acuerdo a Linus Pauling, es una propiedad periódica que indica la tendencia de un átomo para atraer hacia sí a los electrones. La escala de Pauling asigna valores a cada elemento que representa el poder de atracción de los electrones en un enlace químico y por medio de esos valores puede ser establecido el carácter iónico o covalente de un enlace.
El elemento menos electronegativo es el francio (Fr) con un valor de 0.7 y el más electronegativo es el flúor (F) con un valor de 4.0
La siguiente tabla periódica muestra los valores de la escala de Pauling.
De acuerdo a la diferencia de electronegatividad se tiene la siguiente distinción en el tipo de enlace:
En la gráfica anterior, a manera de resumen, se muestra el cuadro referente a los valores, entre los cuales oscila la diferencia de electronegatividad propia de cada enlace.
La fórmula desarrollada es aquélla que muestra todos los átomos participantes y sus enlaces:
La fórmula condensada solamente presenta la cantidad total de átomos que participan en el compuesto, sin dejar ver los enlaces existentes. Se anota dicha cantidad de átomos por medio de un subíndice colocado al lado derecho del símbolo del elemento:
Las sustancias formadas por enlaces iónicos poseen las siguientes propiedades:
Observa las siguientes imágenes, en ellas se muestran algunas propiedades como son el estado de agregación sólido, la propiedad de conducir la corriente eléctrica cuando se encuentra en solución acuosa, la fusión de un sólido, la ebullición de un líquido, o bien, la formación de soluciones acuosas a partir de un solvente polar como es el agua.
Cloruro de sodio (sólido) |
En solución acuosa conducen calor y electricidad |
UNAM (s.f.). Cloruro de sodio [Imagen] Tomada de https://goo.gl/XFMISw
Punto de fusión: 801 °C Punto de ebullición: 1413 °C |
DFIE – IPN (2015). Conducción de electricidad [Imagen de elaboración propia]
|
El enlace covalente es aquel que se efectúa por compartición de electrones entre elementos no metálicos, donde cada elemento que participa en el enlace completa su octeto; dependiendo del valor de su diferencia de electronegatividad se clasifica en covalente polar, en covalente no polar o puro y covalente coordinado o dativo. Algunas características y los tipos de enlace se muestran a continuación:
Sus características son las siguientes:
La imagen muestra el enlace covalente polar. De acuerdo a sus características, tanto el hidrógeno como el cloro son no metales que comparten electrones para completar su octeto.
En la siguiente imagen se representa el enlace entre los no metales (hidrógeno y oxígeno) y la característica de su diferencia de electronegatividad con un resultado de 1.4, menor a 1.7 y mayor a 0.4.
Se efectúa entre no metales cuando se enlazan dos átomos iguales con el mismo valor de electronegatividad, la diferencia es cero. O bien, no metales distintos, pero con una diferencia de electronegatividad de 0.4. El enlace formado se llama covalente no polar o puro ya que los electrones son atraídos de la misma forma por ambos átomos. Los átomos que participan completan su octeto.
El enlace se efectúa entre no metales en donde uno de los átomos del elemento no metálico aporta un par de electrones a otro no metal y ambos completan su octeto.
Se representa con una flecha dirigida del átomo que aporta hacia el que recibe.
Por ejemplo, para el ácido sulfúrico (H2SO4):
En el caso del ácido sulfúrico el azufre forma dos covalentes coordinados con dos átomos de oxígeno, y con los otros dos oxígenos que están unidos a su vez a los hidrógenos forma covalentes polares.
Para el dióxido de azufre (SO2):
En este compuesto (dióxido de azufre -SO2-) el azufre forma un enlace covalente polar doble con uno de los átomos de oxígeno y con el otro átomo de oxígeno el azufre aporta un par de electrones para que el oxígeno también complete su octeto al igual que el azufre.
La condición para que exista este tipo de enlace es que los átomos que participan sean no metales.
Los enlaces covalentes pueden ser de simple, doble o triple covalencia entre átomos, esto sucede cuando comparten un electrón, dos electrones o hasta tres para así completar cada átomo que participa en la covalencia de su respectivo octeto.
Por ejemplo, en la molécula de hidrógeno (H2) basta con que cada átomo comparta su electrón y forme una covalencia simple; tener dos electrones para el hidrógeno lo hace estable.
Para que cada uno de los dos átomos de oxígeno (O2) en una molécula complete un octeto de electrones es necesario que compartan entre ellos dos pares electrónicos. A esta situación se le conoce como doble enlace.
De manera análoga, la formación de la molécula diatómica de nitrógeno (N2) mediante el modelo de Lewis lleva a plantear un triple enlace entre los átomos de nitrógeno (N) para que ambos completen el octeto.
Las propiedades de las sustancias con enlace covalente, polar y no polar, son:
Arcos, S. (2014) Laboratorio de Química Enlace químico.
Recuperado de https://youtu.be/0yTMd9xfzDc
Los átomos de los metales (en estado sólido) se encuentran unidos por medio del enlace metálico. Todos y cada uno de los átomos del metal comparten los electrones del último nivel de energía, forman así una red tridimensional y compacta de cationes ordenados llamada cristal metálico que está inmersa en una nube de electrones compartidos; esta estructura tiene gran estabilidad.
Ya que los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo general 1, 2 ó 3, éstos pierden fácilmente esos electrones (electrones de valencia) y se convierten en iones positivos, por ejemplo: Na+, Cu2+, Mg2+. Los iones positivos resultantes se ordenan en el espacio y forman la red metálica.
Los electrones de valencia desprendidos de los átomos forman una nube de electrones que puede desplazarse a través de toda la red. De este modo, todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve.
Da clic en cada botón para ver la información.
Se presenta entre átomos metálicos.
Los iones más los cationes forman una estructura cristalina y los electrones ocupan los espacios que quedan libres entre ellos, sin que permanezcan fijos en ningún catión concreto (mar de electrones).
Los electrones se encuentran en movimiento y libres, pero estabilizan su estructura al tener carga contraria a los cationes.
Suelen ser sólidos a temperatura ambiente.
Tienen puntos de fusión y ebullición muy variados, aunque suelen ser más bien altos.
Las conductividades térmicas y eléctricas son muy elevadas.
Presentan brillo metálico.
Son muy solubles, en estado fundido, en otros metales y forman aleaciones.
Son dúctiles, forman hilos y alambres.
Son maleables (no frágiles): laminado, estiraje y doblado.
Socratica Español (2014). Química: Metales y Enlaces Metálicos.
Recuperado de https://youtu.be/Z6iOt-qRR2o
Las aplicaciones de sustancias derivadas del enlace metálico son variadas, por ejemplo, se encuentran en las aleaciones que se emplean en materiales para la industria automotriz (equipo, material del que se fabrican los autos), en la medicina (equipo, instrumental, dispositivos, curaciones) y en la industria metal mecánica (maquinaria, aeronáutica, herramientas, etc.).
En general, los metales no se utilizan en estado puro sino que se realizan aleaciones con el objeto de mejorar o variar sus propiedades originales.
La aleación se define como la mezcla de dos o más metales o de metales con no metales, de tal forma que la mezcla resultante presenta características metálicas diferentes a las propiedades del metal que le dan origen; comúnmente estas propiedades son mejoradas o potenciadas.
La mayor parte de las aleaciones metálicas se forman en estado líquido.
ElCanalDocumental (2013). Documental - “Los metales” (P1/4) History Channel. Recuperado de https://youtu.be/w8fLl6hQZpE
La comprensión del enlace químico, la forma en que se efectúa, su clasificación y características te permite entender el cambio químico que se lleva a cabo cuando se unen los átomos de los elementos al transferir, compartir o aportar electrones entre ellos.
A partir de la representación del enlace mediante la estructura o fórmula de Lewis puedes visualizar, lo mismo que estructurar, fórmulas desarrolladas y condensadas. En la siguiente unidad de aprendizaje llamada Nomenclatura química inorgánica aprenderás las reglas de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, por sus siglas en inglés) que te permitirán dar su nombre a los compuestos químicos. De igual forma, al observar la fórmula condensada encontrada mediante el análisis de los elementos que la conforman, así como de su diferencia de electronegatividad puedes discriminar el tipo de enlace químico presente y las propiedades físicas que presentan las sustancias derivadas del tipo de enlace.
