Apunte Teórico: Uniones Químicas

Unión química

Una unión química es una fuerza que actúa entre dos átomos o grupos de átomos, con intensidad suficiente como para mantenerlos juntos en una especie diferente.

Teoría de Lewis de la unión química

Cuando los átomos se unen para formar una unión, toman, ceden o comparten electrones de manera tal que adquieran la configuración electrónica del gas noble más cercano, es decir, de tener 8 electrones en su último nivel de energía. Por eso se la conoce también como regla del octeto. Esto es bastante riguroso para los elementos representativos, no así para los demás. Los electrones correspondientes a la configuración electrónica externa tienen incidencia directa en la capacidad de combinación de ese elemento. Los electrones del último nivel de energía se llaman electrones de valencia y son los que se ponen en juego en una unión química. En el caso de los representativos, la cantidad de electrones de valencia coincide con el grupo al cual pertenece el elemento, que se escribe con números romanos.

Criterio para la clasificación de las uniones químicas

Electronegatividad: es la capacidad relativa que tiene un átomo para atraer los electrones de una unión química. Teniendo en cuenta el concepto de electronegatividad, podemos entender la existencia de diferentes tipos de uniones químicas, de acuerdo con la fuerza con que los átomos atraen los electrones del enlace.

Tipos de uniones químicas

A) Unión iónica

La unión iónica ocurre entre átomos de elementos cuya diferencia de electronegatividad es grande y su característica esencial es que hay una transferencia completa de electrones desde un átomo a otro con formación de cationes y aniones.

B) Unión covalente

En la unión covalente, los átomos comparten electrones de manera tal de adquirir la configuración del gas noble o inerte más cercano y ocurre entre átomos cuya electronegatividad es alta y similar. Desde el punto de vista de las uniones de Lewis, podemos presentar 2 tipos de uniones covalentes: la unión covalente común y la unión covalente coordinada o dativa.

• Unión covalente común: llamamos así a la unión química establecida entre 2 átomos en la cual el par electrónico compartido está formado por un electrón proveniente de cada uno de los átomos entre los que se produce la unión. A su vez, los átomos pueden compartir 1, 2 o 3 pares de electrones, dando origen a las uniones simples, dobles y triples respectivamente.
• Enlace covalente coordinado o dativo: es la unión química que se establece entre dos átomos de dos elementos, en la que el par electrónico compartido es aportado por uno de los dos átomos. Analizaremos el caso de la molécula de Cl₂O₃. Sobre la base de hechos experimentales que no trataremos aquí, se sabe que los átomos de oxígeno no se unen entre sí, por lo tanto, podríamos proponer la siguiente estructura:

Fuerzas Intermoleculares

Fuerzas intermoleculares: estas fuerzas actúan entre moléculas y son mucho más débiles que las fuerzas que mantienen unidos a los átomos entre sí. Su intensidad a una cierta temperatura determina si una sustancia será gaseosa, líquida o sólida a dicha temperatura. Cuanto más intensas sean las fuerzas intermoleculares, más altos serán los puntos de fusión y de ebullición. Hay tres tipos de fuerzas intermoleculares:

1. Fuerzas debidas a dipolos transitorios o fuerzas de London.
2. Fuerzas debidas a dipolos permanentes o fuerzas dipolo-dipolo.
3. Uniones puente de hidrógeno.

Tipos de Fuerzas Intermoleculares

1) Fuerzas dipolo-dipolo

Se producen entre moléculas polares debido a la atracción entre los extremos positivos y negativos de moléculas adyacentes. En el caso de una unión covalente, al menos que los dos núcleos correspondan al mismo elemento, el par electrónico nunca es compartido igualmente por ambos. Por ende, en la mayoría de los compuestos covalentes existirá algún grado mayor o menor de transferencia electrónica, así como de compartimiento de electrones. Es por eso que la nube electrónica se distorsiona (no es simétrica), quedando desplazada hacia el átomo más electronegativo de la unión, dando origen a la formación de un dipolo y lleva el nombre de unión covalente polar. En los enlaces que tienen carácter polar, pero este no es lo suficientemente grande para que la unión química sea iónica, existirá una transferencia electrónica parcial dentro de la molécula y el par electrónico se sigue compartiendo en alguna medida. Son estas atracciones dipolo-dipolo las que deben ser vencidas para fundir el sólido y, por lo tanto, influyen en el punto de fusión. Persisten al estado líquido, influyendo también en el punto de ebullición. Al estado gaseoso, con las moléculas muy separadas, ya no resultan efectivas. Al bajar la temperatura o subir la presión, las moléculas se acercan más unas a otras y las atracciones entre los dipolos ayudan a llevarlas al estado líquido y sólido.

2) Unión por puente de hidrógeno

Es un caso especial de unión dipolo-dipolo y resulta de la atracción entre un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un átomo muy electronegativo (como flúor, nitrógeno u oxígeno), y un segundo átomo muy electronegativo perteneciente a otra molécula. Las fuerzas intermoleculares por puente de hidrógeno son las más intensas.

3) Fuerzas dipolo transitorio

Las moléculas no polares también pueden interactuar entre sí para formar estructuras organizadas. Esta interacción entre moléculas no polares se la llama fuerzas de London y son el resultado de corrimientos momentáneos en la simetría de la nube electrónica de una molécula o de un átomo. Cuando hay una gran cantidad de moléculas, se producen interacciones que dan como resultado una polarización transitoria. Tan pronto como surge una débil carga positiva en un extremo de la molécula, esta induce una débil carga negativa en otra molécula cercana a ella, formándose un dipolo inducido o transitorio. Por un instante hay una fuerza de atracción entre estas moléculas. En general, las fuerzas de London son muy débiles.