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2.1: Clasificación de la unión

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    El enlace en el que un par de electrones se unen a los átomos A y B se denomina enlace covalente, y se escribe como A-B o A:B. Dado que dos pares de electrones están involucrados en un doble enlace y tres pares en un triple enlace, se designan con A=B, A\(\equiv\) B o A: :B, o A: ::B, respectivamente. El enlace covalente es un concepto simple pero muy útil propuesto por G. N. Lewis a principios de este siglo y su representación se llama la estructura de Lewis. Par no compartido de electrones de valencia se llaman pares solitarios, y se expresan por un par de puntos como A:.

    Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

    Describir las estructuras de Lewis de la molécula de nitrógeno N 2 y la molécula de oxígeno O 2.

    Contestar
    • : N: ::N:
    • : O: :O:

    Se requieren ocho electrones para llenar orbitales s y tres p, y cuando el número total de electrones utilizados para los enlaces y pares solitarios es de ocho, se obtiene una estructura molecular estable. Esto se llama regla del octeto y es útil cuando se discuten cualitativamente las estructuras moleculares de los compuestos del grupo principal. Por supuesto, esta regla no se aplica a una molécula de hidrógeno, H 2, sino que es aplicable a moléculas covalentes, como las moléculas simples de dos atómicas O 2 o CO e incluso a compuestos orgánicos complicados. Para los elementos posteriores al 3er periodo, el número de enlaces covalentes es a veces cinco (por ejemplo, PCl 5) o seis (por ejemplo, SF 6), y el átomo central de estas moléculas muestra hipervalencia. En este caso, debido a que los electrones s y p se quedan cortos para formar más de cuatro enlaces covalentes de 2 electrones, alguna vez se creía que los electrones d estaban parcialmente involucrados. La presente opinión es, sin embargo, que estos enlaces hipervalentes utilizan únicamente orbitales s y p pero que los órdenes de bonos son menores que los de los bonos simples.

    El enlace electrostático entre cationes (ion positivo) y aniones (ion negativo), como en cloruro de sodio, NaCl, se denomina enlace iónico. Dado que la carga eléctrica total en un compuesto debe ser cero, las cargas eléctricas de cationes y aniones son iguales. Hay una contribución parcial de los enlaces covalentes incluso en un compuesto iónico, y los iones no están necesariamente unidos solo por la interacción electrostática.

    El principio de electroneutralidad de Pauling establece que la carga eléctrica neta de cada componente de un compuesto es esencialmente neutra. Como se mencionará más adelante, las estructuras de muchos compuestos sólidos se describen como una matriz alternativa de cationes y aniones, y se clasifican en varios tipos de cristales representativos.

    Los átomos metálicos están unidos entre sí por medio de los electrones de conducción que se originan a partir de los electrones de valencia de los átomos metálicos. El enlace debido a los electrones de conducción en un metal a granel se llama enlace metálico.

    Generalmente, los enlaces químicos pueden asignarse a cualquiera de los tres tipos mencionados anteriormente, pero se han sintetizado nuevos compuestos uno tras otro que no siempre se pueden clasificar por el simple enlace covalente de 2 pares de electrones centrales. Incluyen enlaces deficientes en electrones en hidruros de boro, enlaces coordinados en complejos de metales de transición, enlaces metal-metal en compuestos de conglomerados metálicos, etc., y se han introducido nuevos conceptos en la teoría de los enlaces para dar cuenta de estos nuevos tipos de enlaces químicos. Como ya se ha descrito, una interacción de enlace débil llamada interacción de van der Waals ha sido reconocida en compuestos neutros atómicos o moleculares. El potencial de esta interacción es inversamente proporcional a la sexta potencia de la distancia entre átomos. La distancia adyacente pero no enlazada entre los átomos se estima por la suma del radio de van der Waals asignado a cada átomo.

    La débil interacción X-H-Y que forma un átomo de hidrógeno con los átomos X, Y (nitrógeno, oxígeno, fluoruro, etc.) con electronegatividad mayor que la del hidrógeno se llama el enlace de hidrógeno. El enlace de hidrógeno juega un papel importante en el hielo, la estructura de la doble hélice del ADN (ácido desoxirribonucleico), etc.


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