Dmitri Mendeléyev






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5. Tipos de enlace


Sabemos que la manera en que los átomos se enlazan ejercen un efecto profundo sobre las propiedades físicas y químicas de las sustancias. ¿Qué es un enlace químico? Aunque esta pregunta se puede responder de diversas formas, el enlace se define como la fuerza que mantiene juntos a grupos de dos o más átomos y hace que funcionen como unidad. Por ejemplo en el agua la unidad fundamental es la molécula H-O-H cuyos átomos se mantienen juntos por dos enlaces O-H. Se obtiene información acerca de la fuerza del enlace midiendo la energía necesaria para romperlo, o sea la energía de enlace.

Veremos cómo los átomos interaccionan entre sí de diversas formas para formar agregados y se considerarán ejemplos específicos para ilustrar los diversos tipos de enlace. Existen tres tipos importantes de enlaces que se forman entre los átomos de un compuesto: iónico (o electrovalente), covalente (polar, no polar y el coordinado) y el enlace metálico.

5.1. Formación de iones y del compuesto iónico


A.17. Explique cuáles familias del sistema periódico formarán más fácilmente iones positivos, indicando su carga respectiva. Haga lo mismo para los iones negativos.

C.17. Los elementos químicos situados a la izquierda del sistema periódico son los que menos electrones han de perder para adquirir estructura electrónica de gas noble. Recordemos que el número de la columna donde se encuentran coincide con el número de electrones de valencia. De esta forma los elementos de la primera columna, sólo han de perder un electrón para pasar a tener 8 en el último nivel (excepto el litio que pasaría a tener 2, como el gas noble helio). Análogamente sucedería con los de las columnas II y III que tendrían que perder 2 y 3 electrones respectivamente.





El héroe, el Sr. Cloro arrebata a la Srta. Electrón de manos del villano, Sr. Sodio.

Un átomo de Sodio dona un electrón a un átomo de Cloro para formar los iones sodio y cloro.

En experiencias sencillas hemos podido ver que al disolver en agua cloruro de sodio sólido, la disolución resultante conduce la electricidad; esto indica que el cloruro de sodio está compuesto por iones Na+ y Cl-. Así cuando el sodio y el cloro reaccionan para formar cloruro de sodio, los átomos de sodio transfieren electrones a los átomos de cloro para formar los iones Na+ y Cl- que se agregan a continuación para formar cloruro de sodio sólido. Esta sustancia sólida resultante es dura; tiene punto de fusión de aproximadamente 800°C. La gran fuerza de enlace en el cloruro de sodio se debe a las atracciones entre iones de carga opuesta que se encuentran muy cercanos entre sí. Este es un ejemplo de enlace iónico.

Cuando un átomo que pierde electrones con relativa facilidad reacciona con otro que tiene alta afinidad electrónica se forman sustancias iónicas; en otras palabras la formación de un compuesto iónico se debe a la reacción entre un metal y un no metal.



El enlace iónico se forma cuando un átomo que pierde electrones relativamente fácil (metal) reacciona con otro que tiene una gran tendencia a ganar electrones (no metal).

A.18. Presenta el diagrama, utilizando las estructuras de Lewis, para la formación del NaCl (cloruro de sodio) a partir del ión cloruro, Cl- , y el ión sodio, Na+.

A. 19. El agua pura y la sal no conducen la electricidad, sin embargo cuando disolvemos sal en agua obtenemos una sustancia que resulta ser buena conductora de la electricidad;¿Cuál supones que sea la causa de esto?

C.18. y C. 19. Resulta conveniente mantener la práctica de diseños de estructuras de Lewis y la emisión de hipótesis, que cada vez deberán ser más coherentes con los modelos establecidos, nos permitirá diagnosticar a cada paso la asimilación correcta y, de igual forma, percibir errores conceptuales en los que estén incurriendo.

Los compuestos unidos por enlaces iónicos forman redes cristalinas de iones, que denominamos cristal. La red cristalina es una estructura gigante que contiene un número indefinido de iones (las cargas positivas son iguales, en cantidad, a las negativas), de manera que el conjunto sea eléctricamente neutro.



En la figura anterior se puede ver la estructura del cloruro de sodio. En la forma (A) se indican las posiciones (centros) de los iones. En la forma (B) se representan los iones como esferas empacadas. Los iones esféricos están empacados de manera que las atracciones iónicas se maximicen.

A.21. Los átomos de sodio son de mayor tamaño que los de cloro. Explique por qué esto no es así en la figura

C.21. Para mantener una conexión entre los temas (enlace, formación de iones, tamaño atómico), es recomendable aclarar el hecho de que el radio atómico aumenta cuando se forma un anión y disminuye cuando se forma un catión, lo que explica la diferencia de tamaños en el modelo. Valdría enfatizar en la diferencia entre radio atómico y radio iónico.
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