Uniones químicas

Los científicos, después de distintos estudios, llegaron a la conclusión de que los átomos se unen para alcanzar un estado de mayor estabilidad, que si estuviesen separados.

Se sabe, por la regla del octeto, que ese estado de estabilidad se da teniendo en su último nivel completo, independientemente de cual sea este.
Si los átomos están unidos en forma estable, las sustancias que forman también serán estables, y por lo tanto no tienen la tendencia de reaccionar químicamente de manera espontánea, es decir sus átomos no tienden a separarse para formar otras sustancias diferentes, a menos que se provoque esa separación.


Unión química: es una fuerza qué actúa entre 2 átomos o grupo de átomos, con intensidad suficiente como para mantenerlos juntos.
Los átomos se unen entre sí para formar moléculas mediante fuerzas de enlace. Los tipos fundamentales de enlace son el iónico, el covalente y el metálico.
 Unión iónica
Este tipo de enlace ocurre entre átomos de elementos cuya diferencia de electronegatividad es notable, y además hay una transferencia completa de electrones desde un átomo a otro con formación de cationes y aniones; se establece entre átomos de elementos poco electronegativos con los de elementos muy electronegativos. Es necesario que uno de los elementos pueda ganar electrones y el otro perderlo, y se suele producir entre un no metal (electronegativo) y un metal (electropositivo).
Experimentalmente se ha determinado que con una diferencia de electronegatividades igual o mayor a 2, las uniones que se dan son predominantemente iónicas.
Las configuraciones electrónicas de estos elementos después del proceso de ionización son muy importantes, ya que lo dos han conseguido la configuración externa correspondiente a los gases nobles, ganando los átomos en estabilidad. Se produce una transferencia electrónica, cuyo déficit se cubre sobradamente con la energía que se libera al agruparse los iones formados en una red cristalina.


Ejemplo:
En el caso del cloruro sódico, es una red cúbica en la que en los vértices del paralelepípedo fundamental alternan iones Cl- y Na+. De esta forma cada ion Cl- queda rodeado de seis iones Na+ y recíprocamente. En su formación tiene lugar la transferencia de un electrón del átomo de sodio al átomo de cloro.

Procesos de oxidación y reducción
En la formación de iones, hay una transferencia de un átomo a otro de electrones, en forma simultánea, tanto el que cede como el que capta es para llegar a estabilizarse. A estos procesos se los denomina oxidación y reducción.
• Oxidación: es cuando un átomo pierde electrones, y se convierte en un ión positivo o catión. Se dice que se oxida.
• Reducción: es cuando un átomo capta electrones, y se convierte en un ión negativo o anión. Se dice que se reduce.

Propiedades de las sustancias iónicas
Debido al modelo de esta unión, podemos explicar muy bien las propiedades de estas sustancias: conductividad eléctrica, estado de agregación, y la solubilidad.
• Conductividad eléctrica: estas sustancias son buenas conductoras de corriente eléctrica, si están fundidas o disueltas en agua, ya que de esta forma los iones tendrán posibilidad de desplazarse. Ahora estas mismas sustancias en estado sólido, no conducen la electricidad, ya que los iones ocupan posiciones fijas, y por lo tanto no se pueden desplazarse.
• Estado de agregación: este depende de la temperatura a la que se encuentran. A temperatura ambiente, son sólidas y las fuerzas de atracción entre ellas es muy fuerte (carga eléctrica opuesta entre las partículas). Ahora para cambiar de estado (de sólido a líquido), es necesario entregar mucha energía para poder vencer estas fuerzas y lograr la fusión, y si queremos lograr la vaporización, debemos entregar mucha más energía. En el caso de estas sustancias, sus puntos de fusión están por encima de los 800ºC, y los puntos de ebullición superan los 1.500ºC.
• Solubilidad: debido a las distintas observaciones que se fueron haciendo, se noto, por ejemplo, que el aceite no se disuelve en agua pero el alcohol sí, y que el aceite sí se disuelve en el querosén, pero el alcohol no. Por estas conclusiones, se clasifican a los líquidos en dos grandes grupos: los que se disuelven en agua y los que se disuelven en solventes orgánicos.
Para que las sustancias formen una solución, debe haber atracción entre sus partículas, de forma tal que se entremezclen íntimamente; los químicos lo nombran como afinidad química.

Unión covalente

Hay sustancias que no son buenas conductoras de corriente eléctrica en ninguna circunstancia, pero que se unen entre sí. A este tipo de unión se la llama covalente. Este tipo de unión se da entre sustancias simples, en donde los átomos tienen la misma energía de ionización y la misma energía de unión electrónica, lo que implica que no hay ninguna razón para esperar una transferencia de electrones de un átomo a otro. En este tipo de unión se puede comprobar experimentalmente que los electrones están distribuidos simétricamente entre los dos núcleos.
Hay dos tipos de uniones o enlaces covalentes:
• Enlace covalente común
• Enlace covalente dativo

Enlace covalente común
Es el tipo de unión entre 2 átomos en la cual el par de electrones que se comparte está compuesto por un electrón de cada uno de los átomos. Esta unión se puede dar entre átomos de un mismo elemento (unión homonuclear) o entre átomos de elementos diferentes (unión heteronuclear). Por otra parte, dos átomos pueden compartir uno o más pares de electrones, dando lugar a uniones covalentes simples, dobles o triples.
Ejemplos:

 

Enlace covalente dativo
Es la unión que se da entre dos átomos de dos elementos, donde solamente uno es el que aporta el par de electrones.
Vamos a explicar este tipo de unión a través de un ejemplo:
Hay dos sustancias formadas por los elementos oxígeno y azufre: una formada por 2 átomos de oxígeno y una de azufre y otra, con tres átomos de oxígeno y uno de azufre. Si analizamos las C.E. de estos elementos se podría suponer, en principio, que se unen en una relación de 1 a 1, compartiendo dos pares de electrones. Pero de acuerdo a las moléculas que se conocen, formadas de diferente cantidad de átomos de oxígeno pero igual cantidad de azufre, se pudo deducir que, cuando un átomo completa su octeto, puede formar más uniones con otros átomos sin que éstos aporten ningún electrón. O sea, que el átomo que ya tiene su octeto completo y se lo denomina átomo central, porque a él se unen los otros, es el que aporta los dos electrones que forman cada unión.

Polaridad del enlace covalente
Cuando los átomos que se unen son diferentes, los electrones que se comparten se acercan hacia el átomo más electronegativo. Por esto se establece una zona con mayor densidad de carga negativa por la mayor concentración de electrones y otra zona con mayor densidad de carga positiva, por la carencia de electrones. A este tipo de enlace se lo denomina enlace covalente polar, ya que se establece un dipolo, o sea dos polos. Como las propiedades de las sustancias (estado de agregación o solubilidad) están relacionadas con la forma en que se unen los átomos, por ende, con la fuerza con la que estos atraen los electrones compartidos.

Uniones puente de hidrógeno

Este tipo de unión se da entre moléculas que son polares y que además contienen átomos de hidrógeno. Se produce entre el átomo de hidrógeno de una molécula con un átomo muy electronegativo de una molécula vecina. Cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividades entre el hidrógeno y el átomo, más fuerte será la unión.