Enlace covalente

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -C, O, F, Cl, ...).

Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto.

En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno procedente de cada átomo. El par de electrones compartido es común a los dos átomos y los mantiene unidos, de manera que ambos adquieren la estructura electrónica de gas noble. Se forman así habitualmente moléculas: pequeños grupos de átomos unidos entre sí por enlaces covalentes.

Enlace covalente polar

En un enlace covalente polar uno de los átomos ejerce una atracción mayor sobre los electrones de enlace que otro. Esto depende de la electronegatividad de los átomos que se enlazan. Cuando la diferencia de electronegatividad entre los átomos de enlace está entre 0.5 y 2.0, la desigualdad con que se comparten los electrones no es tan grande como para que se produzca una transferencia completa de electrones; el átomo menos electronegativo aún tiene cierta atracción por los electrones compartidos.

Enlace covalente no polar

Cuando el enlace lo forman dos átomos del mismo elemento, la diferencia de electronegatividad es cero, entonces se forma un enlace covalente no polar. El enlace covalente no polar se presenta entre átomos del mismo elemento o entre átomos con muy poca diferencia de electronegatividad. Un ejemplo es la molécula de hidrógeno, la cual está formada por dos átomos del mismo elemento, por lo que su diferencia es cero. Otro ejemplo, pero con átomos diferentes, es el metano. La electronegatividad del carbono es 2.5 y la del hidrógeno es 2.1; la diferencia entre ellos es de 0.4 (menor de 0.5), por lo que el enlace se considera no polar. Además el metano es una molécula muy simétrica, por lo que las pequeñas diferencias de electronegatividad en sus cuatro enlaces se anulan entre sí.

Enlace Covalente Coordinado

Este enlace es representado por un pequeño vector y ocurre cuando uno de los átomos presenta su octeto completo y el otro necesita adquirir dos electrones para completarlo. Este enlace obedece a la Teoría del Octeto: Los átomos se unen intentando adquirir ocho electrones en la capa de valencia o sea, la configuración electrónica de los gases nobles. Siendo así, un átomo que ya alcanzó la estabilidad electrónica se une a otro que necesita

electrones para completar su capa de valencia. Un ejemplo de este enlace es cuando un átomo de azufre (S) se liga a dos de oxígeno (O) para formar dióxido de azufre (SO2).

O = S —> O

La liga se forma porque es establecido un doble enlace del azufre con uno de los oxígenos que necesita alcanzar la estabilidad electrónica, o sea, ocho electrones en la capa de valencia (regla del octeto). El enlace coordinado es representado por la seta, donde el azufre comparte un par de sus electrones con el otro oxígeno.

Enlace Iónico

Este enlace se produce cuando átomos de elementos metálicos (especialmente los situados más a la izquierda en la tabla periódica -períodos 1, 2 y 3) se encuentran con átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -especialmente los períodos 16 y 17).

En este caso los átomos del metal ceden electrones a los átomos del no metal, transformándose en iones positivos y negativos, respectivamente. Al formarse iones de carga opuesta éstos se atraen por fuerzas eléctricas intensas, quedando fuertemente unidos y dando lugar a un compuesto iónico. Estas fuerzas eléctricas las llamamos enlaces iónicos.

Enlace metálico

El enlace metálico se produce cuando se combinan metales entre sí. Los átomos de los metales necesitan ceder electrones para alcanzar la configuración de un gas noble. En este caso, los metales pierden los electrones de valencia y se forma una nube de electrones entre los núcleos positivos.

El enlace metálico se debe a la atracción entre los electrones de valencia de todos los átomos y los cationes que se forman.

Este enlace se presenta en el oro, la plata, el aluminio, etc. Los electrones tienen cierta movilidad; por eso, los metales son buenos conductores de la electricidad. La nube de electrones actúa como "pegamento" entre los cationes. Por esta razón casi todos los metales son sólidos a temperatura ambiente.

Electronegatividad

"Debido a que los gases nobles forman muy pocos compuestos, no se incluyen en esta discusión". La electronegatidad (EN) de un elemento es una medida de la tendencia relativa de un átomo a atraer electrones hacia sí mismo cuando está combinado químicamente con otro átomo. Los elementos con valores elevados de electronegatidad (no metales) suelen ganar electrones para formar aniones y los elementos con valores bajos de electronegatividad(metales), suelen perder electrones para formar cationes.

La electronegatividad de los elementos se expresa en una escala un poco arbitraria, llamada escala de Pauling .La electronegatividad del flúor 4.0 es la más grande de todos los elementos. Lo cual nos dice que cuando el flúor está unido químicamente a otros elementos, tiene la mayor tendencia a atraer la densidad electrónica hacia sí mismo que cualquier otro elemento y el oxígeno es el segundo elemento más electronegativo.

De ordinario la electronegatividad de los elementos representativos aumenta de izquierda a derecha al recorrer los periodos y disminuye al descender por los grupos. Las variaciones entre los metales de transición no son tan regulares; no obstante siguen las tendencias de los demás elementos. En general, tanto la energía de ionización como la electronegatividad son bajas para los elementos de la parte inferior izquierda de la tabla periódica y altas para aquellos de la parte superior derecha.

Afinidad Electrónico

Se llama afinidad electrónica, AE (o electroafinidad), a la energía que libera un átomo en estado gaseoso cuando capta un electrón y se transforma en un ion con carga -1, también en estado gaseoso.

Si un átomo tiene baja energía de ionización, cede con facilidad un electrón (no tiende a ganarlo); por ello, su afinidad electrónica será baja. Cuando un átomo tiene alta su energía de ionización, no tiene tendencia a perder electrones y sí a ganarlos. La afinidad electrónica varía en el sistema periódico igual que la energía de ionización.

Radio atómico

El radio atómico está totalmente definido como la mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos adyacentes. Diferentes propiedades físicas, densidad, punto de fusión, punto de ebullición, están relacionadas con el tamaño de los átomos. Identifica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. Por medio del radio atómico, es posible determinar el tamaño del átomo.

Propiedades

En un grupo cualquiera, el radio atómico aumenta de arriba a abajo con la cantidad de niveles de energía. Al ser mayor el nivel de energía, el radio atómico es mayor...

En los períodos, el radio atómico aumenta de derecha a izquierda, ya que al ir hacia la izquierda, Z disminuye en una unidad al pasar de un elemento a otro, es decir hay un electrón menos en la misma capa de valencia. La carga nuclear, Z disminuye a medida que nos desplazamos hacia la izquierda.

El radio atómico puede ser covalente o metálico. La distancia entre núcleos de átomos "vecinos" en una molécula es la suma de sus radios covalentes, mientras que el radio metálico es la mitad de la distancia entre núcleos de átomos "vecinos" en

cristales metálicos. Usualmente, por radio atómico se ha de entender radio covalente.

Energía de Ionización

El potencial de ionización es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental, para arrancarle el electrón más débil retenido. Podemos expresarlo así:

Átomo neutro gaseoso + Energía -----> Ion positivo gaseoso + e -

Siendo esta energía la correspondiente a la primera ionización. El segundo potencial de ionización representa la energía precisa para sustraer el segundo electrón; este segundo potencial de ionización es siempre mayor que el primero, pues el volumen de un ion positivo es menor que el del átomo y la fuerza electrostática es mayor en el ion positivo que en el átomo, ya que se conserva la misma carga nuclear.

El potencial o energía de ionización se expresa en electrón-voltio, julios o en Kilojulios por mol (kJ/mol).

1 eV = 1,6 . 10 -19 culombios . 1 voltio = 1,6 . 10 -19 julios

Si el potencial de ionización de un átomo fuera 1 eV, para ionizar un mol (6,02 . 10 23 átomos) de dichos átomos serían necesarios 96,5 kJ. En los elementos de una misma familia o grupo el potencial de ionización disminuye a medida que aumenta el número atómico, es decir, de arriba abajo. En los alcalinos, por ejemplo, el elemento de mayor potencial de ionización es el litio y el de menor el francio. Esto es fácil de explicar, pues el último electrón se sitúa en orbitales cada vez más alejados del núcleo y, a su vez, los electrones de las capas interiores ejercen un efecto de apantallamiento de la atracción nuclear sobre los electrones periféricos.

En los elementos de un mismo período, el potencial de ionización crece a medida que aumenta el número atómico, es decir, de izquierda a derecha. Esto se debe a que el electrón diferenciador o último de los elementos de un período está situado en el mismo nivel energético, mientras que la carga del núcleo aumenta, por lo que será mayor la fuerza de atracción, y, a su vez, el número de capas interiores no varía y el efecto pantalla no aumenta. Sin embargo, el aumento no es continuo, pues en el caso del berilio y el nitrógeno se obtienen valores más altos que lo que podía esperarse por comparación con los otros elementos del mismo período. Este aumento se debe a la estabilidad que presentan las configuraciones s 2 y s 2 p 3 , respectivamente.

La energía de ionización más elevada corresponde a los gases nobles, ya que su configuración electrónica es la más estable, y por tanto habrá que proporcionar más energía para arrancar un electrón.