Uniones químicas

UNIONES QUIMICAS
 Introducción
Los átomos se enlazan entre sí formando una gran diversidad de sustancias que se conocen. Dichas sustancias poseen diferentes propiedades, que dependen, en parte, de las diferentes maneras en que se enlazan los átomos. Los enlaces permiten agrupar las sustancias en tres grandes grupos: covalentes, iónicas y metálicas. Además de las uniones químicas entre átomos también existen fuerzas intermoleculares, que como su nombre lo indica, mantienen unidas las moléculas.
La Teoría del Octeto sobre los enlaces químicos
Se denomina enlace químico a la fuerza que mantiene unidos a los átomos o a los iones formando las distintas sustancias. A principios del siglo xx, se consideraba que los gases nobles se diferenciaban del resto por que no formaban compuestos. Luego se relacionó la baja reactividad de dichos gases con la estructura electrónica de sus átomos llegando a la conclusión de que debido a su estructura estable los átomos de los gases nobles no se unen a otros átomos y forman moléculas monoatómicas.
Sobre estas ideas se propuso la " teoría del Octeto" en la que se establece que en las uniones químicas entre los átomos intervienen los electrones de la capa externa.
Los átomos se unen para alcanzar estabilidad. La alcanzan cuando llegan a tener 8 electrones en el último nivel de energía como sucede en los gases inertes.

 

Los átomos se pueden clasificar en:               

                                UNIONES QUÍMICAS

    IÓNICA                  COVALENTE           METÁLICA

Si se une un metal         Si se unen no metales         Si se unen metales  

con un no metal.             entre si.                              entre si

Uniones Iónicas: Aquellas que se realizan entre metales y no metales. Donde la diferencia de electronegatividad es importante. Ejemplos típicos lo constituyen los metales del grupo 1 o 2 con los no metales del grupo 7. Ej: Sodio con Cloro o Calcio con Bromo.

En estas uniones los electrones no se comparten sino que se ceden y se captan de forma absoluta, es decir, los metales electropositivos ceden electrones adquiriendo cargas positivas por tener protones en exceso. Y los no metales electronegativos los aceptan y completan así su último nivel energético. Se forman así cationes positivos y aniones negativos.

Propiedades:

Las propiedades que distinguen a los compuestos iónicos son:

·         Tener puntos de fusión y ebullición elevados.

·         Ser solubles en solventes polares como el agua.

·         Forman estructuras de redes cristalinas duras.

·         Presentan alta conductividad eléctrica en soluciones acuosas por ser iones.

Veremos un caso típico de una unión iónica. El sodio del grupo 1 con el cloro del grupo 7. Tienen bastante diferencia de electronegatividad. El sodio le cede al cloro el único electrón que tiene en su última capa o nivel energético. De esta manera el cloro completa su último nivel con ocho electrones. Quedan formados el catión sodio y anión cloro.

Uniones Covalentes: En este tipo de unión los no metales se unen con los no metales. Se da entre los átomos con poca o nula diferencia de electronegatividad. Y a diferencia de las uniones iónicas no se forman iones. Las uniones se establecen por la formación de pares electrónicos, de los cuales, cada electrón del par es aportado por uno de los átomos que forman dichas uniones. Los electrones se comparten, no se ceden o se captan totalmente. Esta es otra gran diferencia con respecto a la unión iónica en donde los electrones se ceden totalmente de parte de los cationes.

·         Algunas características que presentan los compuestos covalentes son:

·         Presentar bajos puntos de fusión y ebullición

·         Ser insolubles en solventes polares como el agua y el alcohol.

·         Ser solubles en ciertos solventes orgánicos

·         No formar iones

Aquí vemos un ejemplo de una unión covalente entre el oxígeno y el carbono. Podemos ver la formación de dos pares dobles de electrones, ya que cada unión está formada por cuatro electrones en total. Dos de ellos los aporta el carbono y los otros dos el oxígeno. Tanto el carbono como el oxígeno llegan a ocho electrones en total.

Otro ejemplo lo constituye la unión entre el oxígeno y el azufre. En este caso se da entre estos un tipo de unión covalente algo distinta. Ya que como observamos, el azufre le presta dos electrones al oxígeno, es decir, que el par electrónico esta vez está constituido por el aporte de un solo átomo en lugar de dos átomos como de costumbre. Este tipo de unión se llama covalente dativa porque un solo átomo es el portador del par electrónico. También se la llama covalente coordinada. Cabe destacar que si bien el par es cedido por uno de los dos átomos, este no lo pierde sino que lo presta. La otra unión en la parte lateral del esquema es una unión covalente doble común.

Cuando dos elementos se unen en la unión covalente se da otro fenómeno que merece también ser considerado. Si bien no son uniones iónicas y no veremos la formación de iones con sus cargas expuestas, al existir diferencia de electronegatividad cuando son distintos, el par electrónico queda más cerca del elemento más electronegativo.

Un ejemplo lo constituye la unión entre el cloro y el hidrógeno.

El par electrónico formado por dos electrones aportados uno por cada átomo esta muchos más inclinado hacia el cloro que es el elemento más electronegativo en este ejemplo.

Obviamente que si se trata de una unión en la que ambos tienen la misma electronegatividad el o los pares electrónicos estarán ubicados en el medio o en la zona central de los núcleos atómicos. Como ejemplos podemos citar a las moléculas biatómicas de oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, etc.

                          

Unión Metálica:

En las uniones metálicas, los átomos se mantienen unidos gracias a que sus núcleos positivos están rodeados de una nube de electrones en permanente movimiento. Adquieren una forma de red tridimensional donde los nudos están representados por los núcleos atómicos y estos están rodeados por otros. Esta característica es la responsable de algunas propiedades de los metales como ser excelentes conductores de la electricidad y tener cierto brillo.

Aclaración: la estructura de Lewis es colocar con puntos o cruces los electrones del último nivel, para representar la unión química. Los electrones se colocan de a dos (arriba, abajo y a ambos costados).

Actividad Nº1

1.      Representé la estructura de Lewis de las siguientes sustancias:

a)    Cloruro de potasio K Cl

b)    Ioduro de calcio Ca I₂

c)    Sulfuro de sodio Na₂ S

d)    Óxido de calcio CaO

e)    Óxido de Litio Li₂O

f)     Óxido de aluminio Al₂O₃

2.    Utilice símbolos de Lewis para representar la reacción que ocurre entre átomos de:

a) calcio y oxígeno                d) potasio y azufre

b) litio y flúor                          e) sodio y nitrógeno

c)    magnesio y cloro             f) calcio y nitrógeno

3.    Utilice símbolos de Lewis para representar la reacción que ocurre entre átomos de:

a)    Bromo                                    d) oxígeno e hidrógeno

b)    Hidrógeno                              e) nitrógeno e hidrógeno

c)    cloro e hidrógeno

4.    Demuestre mediante el empleo de los símbolos de Lewis el tipo de enlace que se dan en los siguientes compuestos:

a)    SO₂                             b)SO₃                                 c)HNO₃

5.    Haga estructuras de Lewis para los siguientes compuestos y determine el tipo de enlace :

a) CsI      b)PH₃         c) I₂    d)HBr    d)HClO₄