ENLACES QUIMICOS

ENLACES QUIMICOS

Solo los gases nobles se presentan como átomos separados, en los materiales de nuestra vida diaria en su mayoría los elementos están unidos por enlaces químicos .Un enlace químico es representado por  líneas entre átomos ó palos conectando esferas, pero en términos químicos es el efecto que causan dos átomos lo suficientemente cerca para estar a  mas baja energía que cuando ellos están a otra distancia y es del orden de 100 kj por mol. Las fuerzas atractivas que mantienen juntos los elementos que conforman un compuesto, se explican por la interacción de los electrones que ocupan los orbitales más exteriores de ellos. Las propiedades periódicas como la energía de ionización y la afinidad electrónica, predicen la transferencia directa de electrones entre elementos y conformar enlaces de tipo iónico ó  compartir los electrones de los niveles mas externos para conformar configuraciones más estables (de  gas noble)y formar enlaces de tipo covalente. Las propiedades físicas y químicas para la gran mayoría de los compuestos se explican por las diferencias que presentan los tipos de enlace entre los elementos. El resultado de estas atracciones permite definir  las moléculas como agregados de átomos con propiedades distintas y distinguibles; de hecho las moléculas pueden ser muy estables o altamente reactivas

 

El enlace iónico

Cuando se transfieren electrones de un elemento metálico a uno no metálico, existe una atracción electrovalente entre el catión y el anión lo cual produce un compuesto de tipo iónico y cuya estructura generalmente es cristalina, como es el caso del sodio y la el cloro que por sus distribuciones electrónicas buscan una mayor estabilidad formando una sal donde cada ión de cloro esta rodeado por seis cationes de sodio y cada sodio rodeado por  seis aniones de cloro.

Mediante una transferencia de un electrón al cloro  de cada sodio adquiere la distribución del neón Na[Ne]3s¹ ®Na⁺ [Ne]+ e^-

Mediante la transferencia de un electrón del sodio, el cloro adquiere la distribución del argón Cl[Ne]3s²3p⁵ + e^- ®Cl^- [Ar]

   

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El enlace covalente

Cuando no existe suficiente diferencia de electronegatividad  para que exista transferencia electrónica, resultan dos átomos compartiendo uno o más pares de electrones y forman una molécula con energía de atracción débil en resultado poseen bajos puntos de fusión y ebullición en comparación con los iónicos. Los enlaces pueden ser simple, doble y triple, según la forma de compartir uno, dos o tres electrones.

La energía de las fuerzas de atracción o repulsión entre  los elementos que conforman un enlace iónico es función  de la distancia internuclear llegando a una distancia mínima donde se compensa  las fuerzas de atracción y de repulsión, la cual se denomina distancia de enlace. 

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La energía potencial de un sistemas de dos átomos, presenta un comportamiento donde a grandes distancias no hay interacción, a distancia de varios diámetros atómicos predomina la atracción y distancias muy cercanas predomina la repulsión, causando que la energía potencial aumente . Las energías de atracción y repulsión se equilibran en el mínimo punto de la curva; a dicha distancia los átomos son estables y se dice que el enlace químico existe entre ellos.     

Las estructuras de Lewis.

 

Son formulas electrónicas propuestas por Gilbert Lewis en 1916 para los enlaces covalentes, se presenta en forma de puntos el números de electrones de los niveles de valencia o sea los electrones químicamente importantes, y en especial para los elementos del grupo A que tratan de tener la configuración de gas noble, como el cloro donde se predice la formación de un enlace covalente, en el oxigeno y azufre dos  enlaces covalente, en el nitrógeno y fósforo se predicen tres en laces covalentes y en el carbono cuatro enlaces covalentes. Debido al gran numero de puntos esta representación no es muy útil en los elementos de transición.  Para las formulas de Lewis  todos los elementos de un mismo grupo tienen la misma configuración electrónica de los niveles más externos.

Como primera aproximación para la estructura de los enlaces las formulas de Lewis y solo muestra los, electrones de valencia y además, no permite mostrar las formas tridimensionales de las moléculas ó de iones poliatómicos   

 

EN LACES COVALENTES POLARES Y  NO POLARES :

Los átomos similares  que comparten electrones poseen una distribución de cargas simétricas permitiendo definir propiedades isotrópicas en las moléculas es decir no tiene regiones preferenciales de electronegatividad como es el caso de los compuestos de cloro y los de hidrógeno gaseoso.    este tipo de en lace se denomina no polar o apolar en función de la diferencia de electronegatividades DE = 0.  

Los enlaces donde el par de electrones nose  comparten por igual dejando una región carga eléctricamente forman moléculas asimétricas , como es el caso del cloruro de hidrógeno, estos modelos de densidad electrónica permiten definir la polaridad de las moléculas     y predicen la distribución de la nube de cargas electrónicas o dipolo   , la mínima densidad esta en el hidrógeno y la máxima en el cloro y las distribuciones se realizan resolviendo la ecuación de Schrödinger.                  

 

Para el agua el modelo presentado a continuación de la densidad electrónica en el agua , el oxigeno tiene gran densidad electrónica, y los hidrógenos baja por lo tanto el oxigeno esta cargado    y los hidrógenos tiene carga parcial . La afinidad electrónica del oxigeno es de 141 jJ/mol y el oxigeno solo 73 kJ/mol. La energía de ionización del O es de 1314 kJ/mol, mas o menos la del hidrógeno qure es de 1312 kJ/mol.