Enlaces Químicos

Enlace Iónico

Se produce al unirse un elemento metálico muy electropositivo con un elemento no metálico muy electronegativo. El metal cede un electrón al no metal, transformándose en un catión (+) y el no metal capta un electrón, transformándose en un anión (-). Entonces, surge una atracción electrostática, produciéndose un enlace iónico. Se define la electrovalencia o valencia iónica como el número de electrones que un elemento suele ganar o perder para formar sus iones. En la naturaleza, los compuestos iónicos son sólidos en estado normal, porque ya que el enlace iónico es muy fuerte, todos los compuestos iónicos son cristales. Los iones tienen una estructura en forma de red, empaquetados de tal forma que los iones de un signo se encuentran rodeados por iones del signo contrario y la atracción es en todas las direcciones del espacio, ya que está rodeado de iones y cationes del signo contrario.

Índice de Coordinación

Número de iones que rodea a los iones del signo contrario:

• AB: Iguales
• AB2: n coordinación de A es el doble que el de B

El número de iones existentes en una red cristalina es indefinido, de modo que su fórmula solo nos indica la proporción que hay entre ellos para que el cristal sea neutro.

Enlace Covalente

Se da en elementos no metálicos o entre un metal y un no metal sin gran diferencia de electronegatividad. Se basa en la compartición de electrones, de tal manera que los elementos tienen menos energía enlazados que sin enlazar y también pueden conseguir la estructura de gas noble.

Enlace Covalente Coordinado o Dativo

En este enlace, se cede un par de electrones para que se forme el enlace. A la teoría de Lewis se le presentan las siguientes pegas:

• No se puede explicar la regla del octeto.
• No puede explicar sustancias como PCl5.
• Otros elementos se estabilizan con menos electrones (BH3).
• No da información sobre la geometría de las moléculas.

Teoría del Enlace de Valencia

(Heitler y London, 1927)

Se basa en que el átomo conserva sus orbitales, excepto el que interviene en la formación del enlace. Para que se pueda producir el enlace, debe tener un electrón desapareado. Cuando dos átomos de hidrógeno se aproximan, el núcleo de uno atrae al electrón del otro átomo, de tal manera que la densidad electrónica va creciendo en la zona intermolecular. De tal manera que los orbitales acaban solapándose, la atracción entre los núcleos y esa zona con elevada densidad electrónica es lo que origina el enlace covalente.

Enlace Metálico

Se produce entre los átomos de metales, forman redes tridimensionales muy compactas. Por ejemplo, los alcalinos son cúbicos centrados en el cuerpo (IC=8), otros metales como la plata, el oro y el cobre son cúbicos centrados en la cara (IC=12) y el Be, Zn y Cd forman redes hexagonales compactas (IC=12).

Sustancias Iónicas

• Son duras: Se rayan con dificultad, ya que los enlaces iónicos son muy fuertes y se rompen con dificultad.
• Existen altos puntos de fusión y ebullición: Como el enlace iónico es fuerte, se necesita más energía para romperlas.
• Son frágiles: Algo que no puede deformarse apreciablemente sin romperse.
• No son buenos conductores de la electricidad, ya que sus iones están quietos y los electrones bien sujetos (excepto fundidos).
• Son solubles en agua porque en agua los iones se solvatan, es decir, cada ion se rodea de moléculas de agua, por eso van a ser buenos conductores eléctricos.

Sustancias Covalentes

Hay dos grandes tipos en la naturaleza:

a) Sustancias Moleculares

Los átomos se encuentran formando moléculas; a presión y temperatura ambiente pueden ser:

• Gases (O2, N2, F2)
• Líquidos (Br2, H2O)
• Sólidos (I2, glucosa)

Bajos puntos de fusión y ebullición. Son poco solubles en H2O y disolventes polares, excepto agua, alcohol, glucosa. Malos conductores de la corriente eléctrica. Para cambiar de estado no se rompen los enlaces covalentes, se rompen las fuerzas intermoleculares que son débiles.

b) Redes Covalentes

Se unen en redes formadas con enlaces covalentes. Estas redes son atómicas tridimensionales, tienen una elevada dureza y también elevados puntos de fusión y ebullición. Son insolubles en agua y no conducen la electricidad. Suelen estar formados por carbono y silicio.

Caso del Carbono

• El grafito: Presenta hibridación sp2. Forman capas de anillos hexagonales unidos por fuerzas intermoleculares. Es frágil.
• El diamante: Presenta hibridación sp3, unido a las tres dimensiones por enlaces covalentes (tetraedro), muy fuerte en las 3D, muy duro.

Ejemplos del Silicio

• El cuarzo (SiO2)
• Silicio: Hay distintos tipos de cuarzos y tienen una dureza 8, similar al diamante.

Sustancias Metálicas

Muy diferentes al resto.

1. Son todos sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio.
2. Son buenos conductores del calor y de la electricidad, lo que sugiere electrones muy libres.
3. Los metales tienen brillo metálico y con sus superficies pulidas reflejan la luz, pero no todos, otros la absorben.
4. Son dúctiles (se pueden hacer hilos) y maleables (se pueden hacer láminas).
5. Emiten electrones cuando reciben radiaciones con frecuencias adecuadas, efecto fotoeléctrico.

Explicación de este Enlace: 2 Teorías

1. Modelo de la nube electrónica o gas electrónico: Este modelo considera que los electrones de valencia no pertenecen a ningún átomo individual, sino que se mueven libres como si fueran moléculas de gas. Se mueven por los huecos existentes entre los iones positivos que se forman cuando los átomos se desprenden de sus electrones de valencia. Los iones (+) se mantienen unidos por la fuerza de atracción que se produce entre ellos y el gas electrónico. Este modelo se justifica por la baja energía de ionización y los orbitales de valencia vacíos que tienen los metales. Este modelo explica las características.
2. Modelo de bandas.