ENLACES QUMICOS

Prcticamente todas las sustancias que encontramos en la naturaleza estn formadas por tomos unidos. Las intensas fuerzas que mantienen unidos los tomos en las distintas sustancias se denominan enlaces qumicos. Pero una pregunta que siempre se han hecho los seres humanos es la siguiente: Qu mantiene unidos a los tomos y a las molculas?

Un concepto bsico en qumicas es el estudio de cmo los tomos forman compuestos. La mayora de los elementos que conocemos existen en la naturaleza formando agrupaciones de tomos iguales o de distintos tipos, enlazados entre s. Todos los compuestos estn constituidos por dos o ms tomos de un o ms elementos diferentes, unidos entre s por enlaces ya sean estos inicos o covalentes. Mientras que slo hay alrededor de 118 elementos catalogados en la tabla peridica, obviamente hay ms substancias en la naturaleza que los 118 elementos puros. Esto es porque los tomos pueden reaccionar unos con otros para formar nuevas substancias denominadas compuestos. Un compuesto se forma cuando dos o ms tomos se enlazan qumicamente. El compuesto que resulta de este enlace es qumicamente y fsicamente nico y diferente de sus tomos originarios

Definicin de enlace qumico.

Un enlace qumico, se define como la fuerza de unin que existe entre dos tomos, cualquiera que sea su naturaleza, debido a la transferencia total o parcial de electrones para adquirir ambos la configuracin electrnica estable correspondiente a los gases nobles; es decir, el enlace es el proceso por el cual se unen tomos iguales o diferentes para adquirir la configuracin electrnica estable de los gases nobles y formar molculas estables sin carga.

Electrones de valencia

La unin entre los tomos se realiza mediante los electrones de la ltima capa exterior, que reciben el nombre de electrones de valencia. La unin consiste en que uno o ms electrones de valencia de algunos de los tomos se introducen en la esfera electrnica del otro.

Valencia electroqumica

Se llama valencia electroqumica al nmero de electrones que ha perdido o ganado un tomo para transformarse en ion. Si dicho nmero de electrones perdidos o ganados es 1, 2, 3, etc., se dice que el ion es monovalente, bivalente, trivalente, etc.Regla del Octeto

Walther Kossel y Gilbert Newton Lewis en 1920, notaron que los tomos al unirse lo hacen aceptando, cediendo o compartiendo electrones; tambin, llegaron a la conclusin de que los tomos que participan en las reacciones qumicas tienden a adoptar la configuracin electrnica propia de un gas noble o inerte.

Los gases nobles, poseen ocho electrones en su ltima capa, salvo el helio que tiene dos. Esta configuracin electrnica les proporciona una inactividad qumica y una gran estabilidad. Todos los tomos tienen tendencia a transformar su sistema electrnico y adquirir el que poseen los gases nobles, porque sta es la estructura ms estable. A este concepto se le da el nombre de Regla del Octeto.

Modelo de Lewis

Un modelo que permite estudiar con facilidad los enlaces qumicos es el propuesto por Lewis, al representar el tomo rodeado por puntos, aspas o crculos que corresponden al nmero de electrones del ltimo nivel. Los smbolos de puntos de Lewis muestran los electrones de valencia que tiene un tomo de un elemento dado al formarse el enlace qumico. Un ejemplo de esto es el siguiente: HF,

TIPOS DE ENLACESEn el proceso de transferencia o comparticin de electrones para formar un enlace, siempre intervienen cambios de energa, los cuales se manifiestan en forma de calor y son susceptibles de medirse. A la cantidad de energa que se requiere para formar o romper un enlace se le conoce como energa de enlace. Los tipos de enlace de los que se tienen nocin son los siguientes:

Enlace Interatmicos: Es la combinacin entre tomos de los diferentes elementos.

Enlace Intermolecular: Es la combinacin entre molculas de los diferentes compuestos.

ENLACES ATMICOS

Los tomos se pueden mantener unidos mediante enlaces denominados atmicos, entre estos tenemos los enlaces inicos, los covalentes (polar, no polar y coordinado) y el metlico.

ENLACE INICO

Este enlace se produce cuando tomos de elementos metlicos (poco electronegativos) reaccionan o se encuentran con tomos no metlicos (muy electronegativos). En este caso los tomos del metal ceden electrones a los tomos del no metal, transformndose en iones positivos y negativos, respectivamente. Al formarse iones de carga opuesta stos se atraen por fuerzas elctricas intensas, quedando fuertemente unidos y dando lugar a un compuesto inico. A estas fuerzas elctricas las llamamos enlaces inicos.

Los enlaces inicos presentan las siguientes caractersticas:

Alto punto de fusin.

La mayora de los compuestos inicos son muy solubles en agua.

Son electrolitos fuertes, es decir, cuando se disuelven en agua o se funden, son muy buenos conductores de la corriente elctrica.

ENLACE COVALENTE

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos a los tomos no metlicos (muy electronegativos) que reaccionan entre si, para formar una molcula. Estos tomos tienen muchos electrones en su nivel ms externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones ms que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrnica del gas noble. Por lo tanto, los tomos no metlicos no pueden cederse electrones entre s para formar iones de signo opuesto. En este caso el enlace se forma al compartir uno o ms pares de electrones entre los tomos que intervienen en la reaccin. Los electrones compartidos son comunes a los tomos y los mantiene unidos, de tal forma que adquieren la estructura electrnica de un gas noble. Se forman as habitualmente molculas: pequeos grupos de tomos unidos entre s por enlaces covalentes.

ENLACE COVALENTE POLAR

El trmino polar significa que hay separacin de cargas. Se forma cuando un lado del enlace covalente es ms negativo que el otro y se unen dos tomos no metlicos de diferente electronegatividad, que comparten electrones pero la nube electrnica se deforma y se ve desplazada hacia el tomo de mayor electronegatividad, originando polos en la molcula positivo y negativo con carga parcial. Para ilustrar una molcula que tiene un enlace covalente polar, consideremos la molcula de cido clorhdrico. Las molculas con este tipo de enlace presentan las siguientes caractersticas:

Molculas que existen en los tres estados fsicos de agregacin.

Gran actividad qumica.

Solubles en solventes polares.

En solucin acuosa, son conductores de electricidad.

Sus puntos de fusin y ebullicin son bajos, pero ms altos que los de las sustancias no polares.ENLACE COVALENTE NO POLAR

Cuando el enlace lo forman dos tomos del mismo elemento, la diferencia de electronegatividad es cero, entonces se forma una molcula sin carga y simtrica. El enlace covalente no polar se presenta entre tomos del mismo elemento o entre tomos con muy poca diferencia de electronegatividad. Un ejemplo es la molcula de hidrgeno, la cual est formada por dos tomos del mismo elemento, por lo que su diferencia es cero.

Las caractersticas de las sustancias con este tipo de enlace son:

Son molculas verdaderas y diatmicas.

Tienen actividad qumica media.

No son conductores de calor o electricidad.

Estado fsico gaseoso, aunque pueden estar en estado slido o lquido.

ENLACE COVALENTE COORDINADO

Se forma cuando un tomo no metlico comparte un par de electrones con otro tomo. En este caso, el par de electrones procede de un solo tomo y se acomoda en un orbital vaco del otro tomo. Para que se presente este tipo de enlace, se requiere que el tomo electropositivo tenga un par de electrones libres en un orbital exterior y el tomo electronegativo tenga capacidad para recibir ese par de electrones en su ltima capa de valencia.Este enlace es comn en los xidos no metlicos y en los iones complejos de los metales ligeros, as como el H2SO4, NH3, SO2. Es tambin el responsable de ciertos iones como el ion amonio (NH4+), donde el nitrgeno cede los dos electrones para que el cuarto hidrgeno (que previamente se habra ionizado) se una a l, de tal manera que los enlaces de los cuatro hidrgenos son iguales.

Las caractersticas de este tipo de enlace son las mismas que las de los otros dos enlaces covalentes, la nica diferencia reside en como se forma uno y el otro.

ENLACE METLICO

Este enlace se presenta en loas metales y aleaciones. Es el enlace que se da entre elementos de electronegatividades bajas y muy parecidas, en estos casos ninguno de los tomos tiene ms posibilidades que el otro de perder o ganar los electrones.

La forma de cumplir la regla de octeto es mediante la comparticin de electrones entre muchos tomos. Se crea una nube de electrones que es compartida por todos los ncleos de los tomos que ceden electrones al conjunto. Este tipo de enlace se produce entre elementos poco electronegativos (metales) y es una red cristalina de iones metlicos, en donde los electrones de valencia se intercambian muy rpidamente. Los electrones que se comparten se encuentran deslocalizados entre los tomos que los comparten. La fuerza de atraccin entre las cargas positivas de los ncleos y las cargas negativas de la nube de electrones son las encargadas de mantener la unin de estos tomos en este tipo de enlace.

Las Propiedades que presentan este tipo de enlaces son:

Temperaturas de fusin y ebullicin muy elevadas. Son slidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio que es lquido). Buenos conductores de la electricidad (nube de electrones deslocalizada) y del calor (facilidad de movimiento de electrones y de vibracin de los restos atmicos positivos). Son dctiles (facilidad de formar hilos) y maleables (facilidad de formar lminas) al aplicar presin. Esto no ocurre en los slidos inicos ni en los slidos covalentes dado que al aplicar presin en estos casos, la estructura cristalina se rompe. Son en general duros (resistentes al rayado). La mayora se oxida con facilidad.

Forman Aleaciones: que son la combinacin de un metal con otro metal. La aleacin de dos metales es de gran importancia ya que es una de las principales formas de modificar las propiedades de los elementos metlicos puros.

ENLACES MOLECULARES

Las molculas pueden mantenerse unidas mediante enlaces denominados moleculares, entre estos tenemos fuerzas de Vander Waals y puente de hidrgeno.

FUERZAS DE VANDER WAALS

Estas se presentan tanto en molculas polares como no polares o bien mezclas de stas y pueden ser de tres tipos:

Interaccin dipolo permanente, dipolo permanente: Este tipo de fuerza se presenta entre molculas polares, en las cuales, el centro de carga positivo (+) de una, atrae al centro de la carga negativa (-) de la otra.

Interaccin dipolo inducido, dipolo inducido: Esta fuerza se presenta entre molculas no polares y se da cuando los electrones de dos molculas vecinas son atrados por los ncleos positivos de stas. Provocando que las nubes de las molculas se deformen y se formen dos centros de carga diferente que se atraen.

Interaccin dipolo permanente, dipolo inducido: Se presenta entre molculas polares y no polares y se da cuando el polo positivo de una molcula atrae hacia ella los electrones de la no polar provocando que la molcula no polar se convierta en polar de manera momentnea.

ENLACE POR PUENTE DE HIDROGENO

Este enlace es una interaccin dipolo permanente: Dipolo permanente y se presenta entre molculas polares que contienen tomos de hidrgeno enlazados a tomos altamente electronegativos como son F, O, N, C, de tal manera que el hidrgeno (polo positivo) de una molcula atrae hacia l, el tomo electronegativo (polo negativo) de otra, algunas molculas que presentan son H2O, HF, HCl, CH3 OH, DNA, etc.

Las sustancias que presentan enlaces por puentes de hidrgeno generalmente presentan alto punto de fusin y ebullicin.