Uniones Químicas

¿Qué son los enlaces químicos? ¿Por qué son fundamentales para explicar la materia, sus formas y propiedades?. Aquí tenemos una apretada y completa síntesis de las maneras en que mantienen el mundo material ordenado y estructurado, permitiendo así la existencia de un universo completo de formas y sustancias.


 
Los distintos elementos químicos que existen en la naturaleza se unen, combinan, entre si y forman las distintas sustancias y moléculas que generalmente conocemos, consumimos y utilizamos cotidianamente.
Las diferentes estructuras que conforman estos elementos cuando se unen entre si, determinan las distintas propiedades o características que posee la materia, es decir, que propiedades tendrá una sustancia en la naturaleza; por ejemplo, si una sustancia formará una molécula o no; si una sustancia será nociva o de utilidad para el metabolismo de las células. Entonces, la fuerza con que serán atraídos los distintos elementos determinará las características de la sustancia y la materia.
Para que los elementos químicos puedan unirse y formar redes cristalinas y moléculas deben poseer un tipo de carga eléctrica, positiva o negativa, también se los llama iones. Los iones que poseen carga eléctrica positiva se denominan cationes y los iones que poseen carga eléctrica negativa se denominan aniones.

Los tipos de enlaces o uniones que se producen entre los átomos o elementos químicos que se encuentran en la naturaleza pueden distinguirse de este modo:

  • Enlace Metálico
  • Enlace Iónico
  • Enlace Covalente

Estos enlaces entre átomos (intermoleculares) estabilizan a las moléculas, los átomos se combinan, unen, entre si para formar moléculas. Los enlaces entre moléculas (intermoleculares) determinan las propiedades macroscópicas de la materia, como el estado sólido, líquido o gaseoso; de las cuales no se hablará en este artículo.

Enlace Metálico
Los enlaces o uniones del tipo metálico se hallan en los metales. En un cuerpo de metal como podría ser un simple trozo de hierro en un clavo, cada uno de los átomos que constituyen el metal (en este caso hierro) pierde fácilmente los electrones de la última capa de energía, se produce una deslocalización de electrones, quedando cada uno de los átomos con carga eléctrica positiva (cationes). Los electrones liberados de los cationes se encuentran libres y en movimiento (por ello los metales pueden conducir la corriente eléctrica), formando una nube de electrones que envuelven a cada uno de los cationes y los mantiene unidos por atracción electrostática, una carga negativa atraída a una carga positiva y viceversa. El enlace metálico forma una red tridimensional de cationes, redes cristalinas, no moléculas. Esta red compacta de cationes le otorga rigidez a los sólidos metálicos, excepto el mercurio, alta conductividad eléctrica, térmica y elevados puntos de fusión y ebullición.

Enlace Iónico
También como en el enlace metálico, forma redes cristalinas y no moléculas, se producen iones. Este tipo de enlaces se encuentra siempre entre elementos de naturaleza metálica (electropositivos) o cationes y elementos de naturaleza no metálica (electronegativos) o aniones. Los elementos electropositivos –metales- pierden fácilmente sus electrones porque poseen baja energía de ionización, tienen baja capacidad para retener los electrones de su último nivel de energía; en cambio, los aniones o elementos electronegativos –no metálicos- tienen gran afinidad por los electrones o alta energía de ionización y tienden a captarlos; la unión se produce por atracción de fuerzas electrostáticas entre el anión (electronegativo) y el catión (electropositivo). Ejemplos de enlaces iónicos son: el cloruro de sodio (NaCl), Óxido de calcio (CaO) y óxidos del resto de los metales.
En los enlaces iónicos ocurre una transferencia de electrones desde el elemento electropositivo o catión hacia el elemento electronegativo o anión.
Los compuestos iónicos forman sólidos a presión y temperatura ambiente; no conducen la corriente eléctrica pero cuando se encuentran en solución forman iones que si pueden conducir la corriente eléctrica. Los iones son elementos químicos que poseen un tipo de carga eléctrica, positiva (catión) o negativa (anión).
Forman las uniones más fuertes y son solubles en agua.

Enlace Covalente
A diferencia de los casos anteriores, los enlaces covalentes si forman moléculas al no formar iones. Se produce entre elementos que poseen similar y elevada electronegatividad, esta última es la capacidad que tiene un elemento para captar electrones, como es el caso de los no metales. Como ninguno de ellos pierde electrones porque se trata de elementos electronegativos, necesitan captarlos para estabilizarse, entonces los comparten en pares. Este proceso donde los iones comparten electrones se llama Enlace o Unión Covalente.
Los compuestos constituidos por enlaces covalentes no conducen la corriente eléctrica porque no tienen electrones ni iones libres; debido a que sus enlaces son más débiles que los iónicos presentan bajo punto de fusión y ebullición, por ello generalmente se encuentran en estado líquido o gaseoso, como por ejemplo, el agua(H2O), dióxido de carbono (CO2).
En síntesis, los enlaces covalentes se producen cuando ambos elementos de elevada electronegatividad comparten pares de electrones, es decir, cuando se comparte un electrón de un elemento electronegativo con otro electrón de otro elemento electronegativo.
También existe otro enlace covalente que se llama coordinado o dativo, se produce cuando uno de los dos elementos electronegativos comparte electrones y el otro elemento no comparte porque ya se encuentra estabilizado eléctricamente, ocurre como una especie de “préstamo” de electrones de un elemento al otro. Ejemplos: SO2 Dióxido de azufre y SO3 trióxido de azufre. Un átomo de azufre con un átomo de oxígeno se enlazará de manera covalente polar y ese mismo azufre con el otro (SO2) y otro átomo de oxígeno (SO3) se enlazará de manera coordinada o covalente dativo.
Entre los enlaces covalentes, NO en el caso de los enlaces coordinado o dativo, se reconocen dos tipos: el enlace covalente puro o también llamado no polar y el enlace covalente polar.

  • El enlace covalente puro o no polar se encuentra en elementos que tienen la misma electronegatividad o los elementos son iguales, ejemplo cuando se unen dos átomos de oxígeno para formar la molécula de oxígeno (O2), lo mismo ocurre con el H2; N2; Cl2; Br2; I2
  • El enlace covalente polar se encuentra en elementos que tienen distinta electronegatividad, los elementos electronegativos son diferentes y producen un dipolo eléctrico, se forma una zona de polaridad negativa sobre el sector más electronegativo de la molécula y una zona de polaridad positiva sobre el sector menos electronegativo de la molécula. Ejemplo cuando se unen un átomo de Cloro con uno de Hidrógeno para formar una molécula de Cloruro de Hidrógeno (HCl); otro ejemplo es el agua H2O.

Aunque no resulte tan evidente, los enlaces químicos descriptos explican las propiedades de todos los materiales, cuerpos, objetos, que encontramos en el mundo natural y artificial. Incluso en nosotros mismos.

Bibliografía:

  • CHANG, Raymond. Química, séptima edición. Editorial McGraw-Hill. 2002.

  • ATKINS, Peter; JONES, Loreta. Principios de química. Editorial Panamericana. 2006.