Unidad 3: Enlace químico

El cloruro de sodio, la sal común de casa, es un compuesto que utilizamos a diario y que se puede preparar a partir de sodio metálico y cloro gaseoso según la siguiente reacción:

Gilbert Lewis (químico estadounidense, 1875-1946) propuso que los átomos se combinan para formar moléculas siempre que ello conlleve alcanzar una configuración electrónica más estable. Esta configuración estable se alcanza, en muchos casos, cuando el átomo alcanza la configuración de gas noble o, dicho en otras palabras, cuando se rodea de 8 electrones en su nivel más externo.

Figura 3.2. Gilbert Lewis (1875-1946).

El enlace iónico está presente en todos los compuestos iónicos, es decir, aquellos formados por la unión de un catión y un anión.

Recuerda que:

La mayoría de sustancias químicas no posee las características de los compuestos iónicos (no conducen la corriente en estado líquido o poseen alto punto de fusión). Ejemplos son la gasolina o el agua: ambas sustancias son líquidas a temperatura ambiente. Estas propiedades diferentes deben explicarse según otro modelo de enlace, donde no existe una transferencia de electrones de una especie a otra.

La teoría RPECV (repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia) permite deducir la estructura de Lewis de un compuesto determinado, basándose en el número de electrones de valencia de los átomos que conforman dicho compuesto. Para ello debemos seguir una serie de pautas que se resumen en los cinco puntos siguientes:

Al representar una estructura de Lewis estamos describiendo la forma en que los electrones se distribuyen en una molécula dada. Sin embargo, en algunos casos es posible construir varias estructuras de Lewis para una misma especie, las cuales cumplen todos los requisitos aprendidos previamente. Veamos como ejemplo el CO₂. Al calcular el número de enlaces que presenta esta molécula, obtendremos 4. Por tanto, podemos representar su estructura de Lewis de la siguiente forma:

Un mismo átomo central es capaz de unirse a un variado número de átomos. Un ejemplo lo constituye el carbono. Consideremos estos tres casos: ácido cianhídrico (HCN), formaldehído (HCHO) y metano (CH₄). Analicemos las estructuras de Lewis de estas tres especies:

 ¿Cómo podemos explicar que el mismo átomo central (carbono) sea capaz de unirse a dos, tres y cuatro átomos en cada caso? ¿No debería unirse siempre al mismo número de átomos?

La geometría molecular es la disposición tridimensional de los átomos que conforman una molécula. Es muy importante conocer correctamente la geometría de una molécula, ya que está relacionada directamente con la mayoría de propiedades físicas y químicas, como por ejemplo, punto de ebullición, densidad, solubilidad, etc.

Si conocemos la estructura de Lewis de una molécula, podremos predecir su geometría utilizando la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (RPECV). Esta teoría se basa en el hecho que los electrones tienden a repelerse entre sí (por similitud de cargas). Por tal motivo, los orbitales que contienen a los electrones se orientan de tal forma que queden lo más alejados entre sí.

¿Por qué el agua se mezcla homogéneamente con el alcohol y no es capaz de mezclarse con el aceite? La solubilidad es una propiedad física que se relaciona directamente con la polaridad de las moléculas. En esta parte, aprenderemos a establecer si una molécula es polar o no polar (apolar). La polaridad es una propiedad de las moléculas que representa la separación de las cargas eléctricas dentro de la molécula, según el número y tipo de enlaces que posea.