El enlace iónico o electrovalente es un enlace que se forma por la transferencia de uno o más electrones de un átomo o grupo de átomos a otro.
¿Cómo se le llama a la unión de dos o más átomos?
Tema 4.1.
| 4.1.Modelo de enlace covalente localizado. Bibliografía: Petrucci. Tema 11 |
ul> Los átomos no se encuentran generalmente aislados en la naturaleza. Los átomos se combinan entre sí formando sistemas más estables. Unión de átomos iguales da los elementos Unión de átomos diferentes da los compuestos, Las uniones entre átomos se denominan enlaces químicos, Existen diferentes tipos de enlaces químicos que dan lugar a compuestos con propiedades diferentes. En todos los enlaces químicos participan los electrones más externos de los átomos (electrones de valencia). La estructura, tipo de enlace y distribución de los electrones determina las propiedades de los compuestos. Los tres tipos fundamentales de enlace químico son : covalente, iónico y metálico. Muchas situaciones reales de enlace son intermedias entre estas tres situaciones ideales o límite.
– Los electrones de valencia participan en el enlace. – Dos átomos comparten uno o mas pares electrónicos formando enlaces covalentes, – Un átomo transfiere electrones a otro formando enlaces iónicos, – El número de electrones que rodea a un átomo en un compuesto se denomina número atómico efectivo (NAE). – Los átomos con n=2 tienden a adquirir NAE =8 (octeto). – Los átomos con n>2 amplían a veces el octeto. – Las estructuras de Lewis se utilizan fundamentalmente para compuestos covalentes.
Enlaces covalentes. Enlace covalente: compartición de un par electrónico. Compartiendo pares electrónicos los átomos tienden a NAE =8. Dos átomos comparten un par electrónico, enlace covalente sencillo Cada átomo aporta un electrón : enlace covalente “normal” Un átomo aporta los dos electrones : enlace covalente “dativo” o “coordinado”. Dos átomos comparten dos pares electrónicos, enlace covalente doble, Dos átomos comparten tres pares electrónicos, enlace covalente triple, Los pares compartidos entre átomos se denominan pares de enlace, Los que sólo pertenecen a un átomo se denominan pares solitarios, Polaridad de los enlaces. Los enlaces entre átomos iguales o de igual electronegatividad son enlaces no polares, El par electrónico está compartido por igual por los dos átomos. Los enlaces entre átomos de diferentes electronegatividad son enlaces polares. El par electrónico no se encuentran compartido de igual modo por los dos átomos. Obtención de estructuras de Lewis. Compuestos ABn
– Existe el átomo central unido a dos o mas átomos. – Los átomos restantes son terminales. – Los átomos de hidrógeno son siempre terminales.
El átomo central suele ser el de menor electronegatividad. Obtención de estructuras de Lewis. Compuestos XOmHn
– Un átomo central X unido a “m” átomos de oxígeno. – “m” vale 3, 4 o 6 generalmente. – Existen enlaces X-O-H – En algunos casos pueden verse enlace X-O-O (grupos peroxo)
Obtención de estructuras de Lewis. Compuestos de carbono.
– Existen diversos átomos de carbono centrales – Cada átomo de C unido a otros C, H. (Hidrocarburos) – Los compuestos forman cadenas o ciclos.
– Existen hidrocarburos con solo enlaces sencillos, (saturados) y otros con enlaces múltiples C-C (insaturados). Clasificación de los hidrocarburos.
– Los radicales orgánicos R, son hidrocarburos a falta de un hidrógeno. Son útiles a efectos de nomenclatura esquemática. Ej: R-OH equivale a – CH 3 -OH, CH 3 -CH 2 -OH etc – Existen frecuentes agrupaciones de enlaces: Grupos funcionales. Tiene propiedades químicas características de cada grupo. Algunos de los grupos funcionales mas importantes son: : Tema 4.1.
¿Cómo se forman las uniones entre los átomos?
¿ CÓMO SE UNEN LOS ÁTOMOS? Una de las formas de unión es formando enlaces químicos. Los enlaces químicos son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos. Cuando dos átomos se unen, ceden, aceptan o comparten electrones, pero solo los llamados electrones de valencia pueden hacer esto.
¿Qué se necesita para formar un enlace covalente?
Un enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares electrónicos. La mayoría de estos enlaces abarcan dos, cuatro o seis electrones, es decir, uno, dos o tres pares electrónicos.
¿Cómo saber si es un enlace covalente?
Definición del enlace covalente – La representación de un Átomo de Hidrógeno, se puede observar que hay un electrón girando alrededor del núcleo del átomo Representación gráfica de una molécula diatomica de hidrógeno; tanto los dos átomos de hidrógeno comparten un electrón cada uno para formar un enlace Considérense átomos de hidrógeno, a medida que se aproximan entre sí, se van haciendo notar las fuerzas que atraen a cada electrón al núcleo del otro átomo, hasta que dichas fuerzas de atracción se llegan a compensar con la repulsión que los electrones sienten entre sí.
En ese punto, la molécula presenta la configuración más estable. Lo que ha sucedido es que los orbitales de ambos electrones se han solapado, de modo que ahora es imposible distinguir a qué átomo pertenece cada uno de los electrones. Según los químicos S. Seese y G. William Daub, en la molécula de hidrógeno como en todas las sustancias covalentes se deben de tomar cuatro aspectos: Primero: las propiedades de los átomos individuales sin combinar son muy distintos a las propiedades de las moléculas.
Por ello cuando se escribe la fórmula química del hidrógeno se debe escribir como H 2, debido a que es una molécula diatómica, Segundo: los dos núcleos positivos atraen a los dos electrones con el fin de producir una molécula más estable que la de los átomos separados, en consecuencia se forma un enlace y con ello resulta una molécula más estable que la anterior.
- Debido a la atracción que ejercen los núcleos sobre los dos electrones se equilibra la repulsión que hay entre ellos y por esto es mayor la probabilidad de encontrar electrones en algún lugar situado entre los núcleos.
- Tercero: la distancia entre los núcleos es tal que las orbitales 1s tienen el máximo traslape.
En el caso de la molécula de hidrógeno, la distancia entre los núcleos es aproximadamente de 0.74 Å, De otro modo, la distancia que existe entre dos átomos que se unen en forma covalente se llama longitud de enlace, Cuarto: para “romper” los enlaces covalentes que hay en 1.0 g de hidrógeno gaseoso y para formar los átomos de hidrógeno se necesitan 52.0 kcal,
- Sin embargo, cuando los átomos son distintos, los electrones compartidos no serán atraídos por igual, de modo que estos tenderán a aproximarse hacia el átomo más electronegativo, es decir, aquel que tenga una mayor apetencia de electrones.
- Este fenómeno se denomina polaridad (los átomos con mayor electronegatividad obtienen una polaridad más negativa, atrayendo los electrones compartidos hacia su núcleo), y resulta en un desplazamiento de las cargas dentro de la molécula.
Se podría decir que al átomo más electronegativo no le gusta compartir sus electrones con los demás átomos, y en el caso más extremo, deseará que el electrón le sea cedido sin condiciones formándose entonces un enlace iónico. De ahí que se diga que los enlaces covalentes polares tienen, en alguna medida, carácter iónico,
Cuando la diferencia tiene un valor de 0 a 1,7 será el carácter covalente el que predomine, como es el caso del enlace C-H. No obstante, según el químico Raymond Chang, esta diferencia de electronegatividad entre los átomos debe ser de 2,0 o mayor para que el enlace sea considerado iónico (Chang, 371).
Dependiendo de la diferencia de electronegatividad, el enlace covalente puede ser clasificado en covalente polar y covalente puro o apolar. Si la diferencia de electronegatividad está entre 0,4 y 1,7 es un enlace covalente polar, y si es inferior a 0,4 es covalente apolar.
¿Qué es un enlace covalente doble?
Enlaces simples, dobles y triples – Algunos átomos solo necesitan un par de electrones compartidos para completar su capa externa. Un ejemplo es la molécula de cloro, Cl 2, que hemos visto antes. Los átomos de cloro tienen siete electrones de valencia; pero, si dos átomos de cloro comparten un electrón entre sí, ambos tendrán ocho y completarán sus capas externas.
En un enlace covalente simple, dos átomos comparten un par de electrones. Un electrón procede de cada átomo.En un enlace covalente doble, dos átomos comparten dos pares de electrones. Dos electrones proceden de cada átomo; en total, hay cuatro electrones compartidos.En un enlace covalente triple, dos átomos comparten tres pares de electrones. Tres electrones proceden de cada átomo; en total hay seis electrones compartidos.
Para mostrar los enlaces dobles y triples en los diagramas de puntos y cruces, basta con aumentar el número de electrones que se encuentran dentro de las capas de electrones superpuestas. Por ejemplo, un enlace doble contiene dos puntos y dos cruces, lo que hace un total de cuatro electrones.
Para mostrar los enlaces dobles y triples en las fórmulas desarrolladas, basta con dibujar una línea doble o triple respectivamente. Veamos: El oxígeno (O 2 ) contiene un doble enlace, mientras que el nitrógeno (N 2 ) contiene un triple enlace. Muestra estas moléculas utilizando tanto los diagramas de puntos y cruces como las fórmulas desarrolladas.
Solución: El oxígeno tiene seis electrones de valencia. Puede alcanzar una capa externa completa compartiendo dos pares de electrones con otro átomo de oxígeno y formando un doble enlace covalente: El nitrógeno, en cambio, tiene cinco electrones de valencia.
¿Qué son los enlaces covalentes y no covalentes?
Estructura de los cristales. Fuerzas interatómicas en los cristales Los cristales están formados por átomos, iones y/o moléculas que se empaquetan conjuntamente de un modo ordenado y periódico. Este hecho es la evidencia de la presencia de determinadas fuerzas que mantienen los átomos unidos y que se clasifican en dos grandes grupos, el enlace covalente, que fundamentalmente mantiene átomos unidos en forma de moléculas, y el no-covalente, quien a su vez se clasifica en otros muchas tipologías.
Enlace covalente Entre todas las fuerzas que mantienen los átomos unidos, las de mayor fortaleza están representadas por el enlace covalente, en donde los átomos implicados comparten sus electrones más externos para formar el enlace, siendo muy dificil separar los átomos unidos por un enlace de este tipo.
Uno de los mejores ejemplos de fortaleza de dicho enlace es la estructura del diamante, en la cual, cada átomo de carbono está unido a otros cuatro vecinos (ver figuras de abajo). El enlace covalente simple entre dos átomos de carbono en la estructura del diamante, formado por la compartición de 2 electrones de sus capas más externas. En la estructura del diamante cada átomo de carbono comparte electrones con cuatro de sus átomos vecinos, formando cuatro enlaces covalentes simples. En los compuestos moleculares, orgánicos y biológicos, los átomos están unidos fuertemente a través de enlcaes covalentes Enlace no-covalente El enlace no-covalente no es tan fuerte como el covalente, pero el efecto aditivo de varios enlaces no-covalentes puede llegar a estabilizar una molécula o un conjunto de átomos.
Enlace metálico Enlace iónico Fuerzas de van der Waals Interacciones hidrofóbicas Enlace de hidrógeno
Excluyendo el enlace metálico, las interacciones no-covalentes son el tipo de interacciones dominantes entre los átomos y moléculas, y son determinantes para mantener no sólo la forma de las moléculas orgánicas y de las macromoléculas (proteínas y ácidos nucleicos), sino sus correspondientes estructuras cristalinas.
- Enlace metálico El enlace metálico puede describirse como una interacción colectiva de un fluido de electrones móviles con iones metálicos (ver figura de la derecha).
- Este tipo de enlace ocurre en la estructura de los metales, es decir, allí donde los electrones de valencia sólo representan una fracción muy pequeña del número de coordinación del átomo metálico, y por lo tanto no se pueden establecer enlaces covalentes o iónicos.
El enlace metálico es algo más débil que el iónico o el covalente. Enlaces metálicos en la plata Enlace iónico El denominado enlace iónico está constituido por fuerzas de atracción, de carácter electrostático y muy potentes, entre iones positivos y negativos. El vínculo que genera este tipo de enlace no es direccional, lo que significa que la atracción electrónica no favorece a un átomo más que a otro. Estructura iónica del nitrato amónico Formación de un enlace iónico en el fluoruro sódico Estructura atómica del fluoruro sódico Fuerzas de van der Waals Las fuerzas de van der Waals (en parte conocidas como fuerzas London ) son fuerzas residuales, de atracción o repulsión entre moléculas o grupos atómicos, que no se derivan de las de un enlace covalente, o de la interacción electrostática entre iones, o de grupos iónicos entre sí o con moléculas neutras.
- Al igual que los enlaces de hidrógeno, las fuerzas de van der Waals se basan en dipolos, es decir, en una diferencia de carga entre dos átomos o moléculas.
- Pero a diferencia de los enlaces de hidrógeno, las fuerzas de van der Waals suelen ser dipolos no permanentes, es decir, transitorios.
- Las fuerzas de van der Waals son relativamente muy débiles en comparación con los enlaces covalentes, pero desempeñan un papel fundamental en campos tan diversos como la química supramolecular, biología estructural, ciencia de polímeros, nanotecnología, ciencia de superficies y física de la materia condensada.
Las fuerzas de van der Waals determinan muchas de las propiedades de los compuestos orgánicos, incluyendo su solubilidad en medios polares y no polares. Fuerzas atractivas resultantes de la interacción entre dipolos Interacciones hidrofóbicas La interacción hidrofóbica describe las fuerzas existentes entre el agua y los compuestos llamados hidrófobos (moléculas con muy baja solubilidad en agua). Los compuestos hidrófobos son moléculas no polares que usualmente contienen largas cadenas carbonadas que no interaccionan con las moléculas de agua.
- La mezcla entre grasas y agua es un buen ejemplo de esta interacción particular (el agua y las grasas no se mezclan),
- Un grupo de moléculas no polares se aglutinan entre sí para excluir el agua.
- Al hacerlo así, minimizan la superficie que exponen frente al disolvente polar.
- Este tipo de interacciones son factores importantes que impulsan el plegamiento de las proteínas, o la inserción de las proteínas de membrana en el entorno no polar de los lípidos.
Igualmente contribuyen a la estabilidad de las asociaciones entre proteínas y pequeñas moléculas. Esquema que, como ejemplo, muestra átomos y aminoácidos implicados en interacciones hidrófobicas (arcos con pestañas) Enlace de hidrógeno El enlace de hidrógeno aparece cuando un átomo de hidrógeno, unido covalentemente a un átomo electronegativo (p.
Ej. O, N, S), es compartido con otro átomo, también de carácter electronegativo. El enlace de hidrógeno (también conocido como puente de hidrógeno) se describe frecuentemente como una interacción electrostática de tipo dipolo-dipolo. Sin embargo, también tiene algunas características de unión covalente: es direccional y fuerte, produce distancias interatómicas más cortas que la suma de los radios de van der Waals de los átomos implicados, y por lo general implica un número limitado de átomos implicados en la interacción.
Los enlaces de hidrógeno pueden ocurrir entre moléculas (intermoleculares) o entre diferentes partes de una misma molécula (intramoleculares). Son más fuertes que las interacciones de van der Waals, pero más débiles que los enlaces covalentes o iónicos. Ejemplo de moléculas orgánicas unidas por enlaces de hidrógeno Los enlaces de hidrógeno que se forman en el agua líquida se forman y deshacen constantemente. En el agua líquida los enlaces de hidrógeno se están formando y deshaciendo contínuamente En el agua sólida y cristalina, es decir, en la nieve, los enlaces de hidrógeno son permanentes y son los mayores responsables de la estructura de estos cristales. Las moléculas de agua, unidas por enlaces de hidrógeno, mantienen la estructura tridimensional de los copos de nieve Pero, volvamos al punto de partida. Tabla de contenido