El átomo

Un átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico. Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados.

Estructura del átomo

A pesar de que átomo significa ‘indivisible’, en realidad está formado por varias partículas subatómicas. El átomo contiene protones, neutrones y electrones, con la excepción del hidrógeno-1, que no contiene neutrones, y del catión hidrógeno o hidrón, que no contiene electrones. Los protones y neutrones del átomo se denominan nucleones, por formar parte del núcleo atómico.

El enlace químico

Un enlace químico es la interacción física responsable de las interacciones entre átomos, moléculas e iones, que tiene una estabilidad en los compuestos diatómicos y poliatómicos.

Tipos de enlaces químicos

Enlace covalente

El enlace covalente polar es intermediado en su carácter entre un enlace covalente y un enlace iónico. Los enlaces covalentes polares se forman con átomos distintos con gran diferencia de electronegatividades. La molécula es eléctricamente neutra, pero no existe simetría entre las cargas eléctricas originando la polaridad, un extremo se caracteriza por ser electropositivo y el otro electronegativo.

Enlaces de uno y tres electrones

Los enlaces con uno o tres electrones pueden encontrarse en especies radicales, que tienen un número impar de electrones. El ejemplo más simple de un enlace de un electrón se encuentra en el catión hidrógeno molecular, H2+. Los enlaces de un electrón suelen tener la mitad de energía de enlace, de un enlace de 2 electrones, y en consecuencia se les llama”medios enlace”. Sin embargo, hay excepciones: en el caso del dilitio, el enlace es realmente más fuerte para el Li2+ de un electrón, que para el Li2 de dos electrones. Esta excepción puede ser explicada en términos de hibridación y efectos de capas internas.

Enlaces flexionados

Los enlaces flexionados, también conocidos como enlaces banana, son enlaces en moléculas tensionadas o impedidas estéricamente cuyos orbitales de enlaces están forzados en una forma como de banana. Los enlaces flexionados son más susceptibles a las reacciones que los enlaces ordinarios. El enlace flexionado es un tipo de enlace covalente cuya disposición geométrica tiene cierta semejanza con la forma de una banana. Doble enlace entre carbonos se forma gracias al traslape de dos orbitales híbridos sp3. Como estos orbitales no se encuentran exactamente uno frente a otro, al hibridarse adquieren la forma de banana.

Enlaces de tres centros y dos electrones

En el enlace de tres centros y dos electrones “3c-2”), tres átomos comparten dos electrones en un enlace. Este tipo de enlace se presenta en compuestos deficientes en electrones, como el diborano. Cada enlace de ellos (2 por molécula en el diborano) contiene un par de electrones que conecta a los átomos de boro entre sí, con un átomo de hidrógeno en el medio del enlace, compartiendo los electrones con los átomos de boro.

La tabla periódica

Es una herramienta fundamental para el estudio de la química pues permite conocer las semejanzas entre diferentes elementos y comprender qué puede resultar de las diferentes uniones entre los mismos.

Se conoce como tabla periódica de los elementos, sistema periódico o simplemente como tabla periódica, a un esquema diseñado para organizar y segmentar cada elemento químico, de acuerdo a las propiedades y particularidades que posea.

Compuestos covalentes

Un enlace covalente entre dos átomos se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, compartiendo electrones del último nivel. La diferencia de electronegatividad entre los átomos no es lo suficientemente grande como para que se produzca una unión de tipo iónica. Para que un enlace covalente se genere es necesario que la diferencia de electronegatividad entre átomos sea menor a 1,7.

Tipos de sustancias covalentes

Sustancias covalentes moleculares

Los enlaces covalentes forman moléculas que tienen las siguientes propiedades:

• Temperaturas de fusión y ebullición bajas.
• En condiciones normales de presión y temperatura (25 °C aprox.) pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos.
• Son blandos en estado sólido.
• Son aislantes de la corriente eléctrica y el calor.
• Solubilidad: las moléculas polares son solubles en disolventes polares y las apolares son solubles en disolventes apolares (lo semejante disuelve a lo semejante).
• Ejemplos: dióxido de carbono, benceno, oxígeno, nitrógeno.

Redes o sustancias covalentes reticulares

Además, las sustancias covalentes forman redes cristalinas de un número indefinido de átomos, semejantes a los compuestos iónicos, que tienen estas propiedades:

• Elevadas temperaturas de fusión y ebullición.
• Son sólidos en Condiciones Normales.
• Son sustancias muy duras.
• Son aislantes (excepto el grafito).
• Son insolubles.
• Ejemplos: cuarzo, diamante.

Características del enlace covalente

• Están formados por no metales + no metal.
• Forman moléculas verdaderas. 
• Los no metales comparten electrones.

Ejemplos

• Flúor
• Bromo
• Iodo

Enlace iónico

El enlace iónico se forma entre un metal y un no metal. El metal cede electrones formando cationes (iones positivos) y el no metal acepta electrones formando aniones (iones negativos). La diferencia de electronegatividad entre los átomos es mayor a 1,7.

Características del enlace iónico

• Está formado por metal + no metal.
• No forma moléculas verdaderas, existe como un agregado de aniones (iones negativos) y cationes (iones positivos).
• Los metales ceden electrones formando cationes, los no metales aceptan electrones formando aniones.

Ejemplos

• Óxido de magnesio (MgO)
• Sulfato de cobre (CuSO4)
• Ioduro de potasio (KI)

Enlace metálico

Es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan alrededor de éstos como una nube) de los metales entre sí. Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas.

Teoría del enlace químico

La parte de la Química que estudia, desde el punto de vista teórico, el enlace químico y la estructura molecular, así como las cuestiones con ella relacionada, se llama teoría del enlace químico o teoría de la valencia. La palabra valencia se emplea para designar la capacidad de un elemento para combinarse y también para indicar el número de enlaces químicos que sus átomos pueden formar; así, por ejemplo, un elemento es monovalente, divalente, trivalente, etc., si sus átomos pueden formar uno, dos, tres, etc., enlaces químicos, respectivamente. También es frecuente decir que un elemento puede actuar con valencia uno, dos, tres, etc.

El enlace químico es, en general, bastante complejo, por lo que para facilitar su estudio se recurre a dividirlo en varios tipos de enlaces:

• Enlace iónico
• Enlace covalente
• Enlace metálico
• Enlace de Hidrógeno
• Fuerzas de Van der Waals