UNIDAD DIDÁCTICA 3: EL ENLACE QUÍMICO (1ª PARTE)

APARTADO 3 - EL ENLACE QUÍMICO. INTRODUCCIÓN

QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. PROFESOR: CARLOS M. ARTEAGA

1

QUÍMICA. 2º DE BACHILLERATO

PROFESOR: CARLOS MARTÍN ARTEAGA

UNIDAD DIDÁCTICA 3: EL ENLACE QUÍMICO

PARTE 1: NATURALEZA DEL ENLACE QUÍMICO. EL ENLACE IÓNICO

3.- EL ENLACE QUÍMICO. INTRODUCCIÓN

ESTUDIA / APRENDE

Las razones que tenemos para introducir la teoría del enlace químico.

Como acabamos de ver la teoría cinética nos dice que las diferentes sustancias existentes están formadas por partículas que son características para cada una de dichas sustancias, y que, según sea la disposición de dichas partículas, así será el estado de agregación en el que se encuentre la sustancia. De esta forma, una sustancia se encuentra:

en estado sólido cuando sus partículas están dispuestas en posiciones fijas, en estado líquido cuando sus partículas pueden deslizarse unas sobre otras, aunque la distancia media

entre las mismas permanece invariable, en estado gaseoso cuando las partículas tienen gran libertad de movimiento, lo que les permite ocupar

todo el volumen del recipiente que las contiene.

Si estudiamos la composición de una sustancia pura en estado sólido comprobaremos que en ella se encuentran átomos fuertemente unidos entre sí, lo que explica que dichos átomos ocupen esas posiciones fijas.

Así, por ejemplo, en la sal común (sólida en condiciones normales de presión y temperatura) nos encontramos con que los átomos que la constituyen son el sodio y el cloro en una proporción constante de uno a uno (NaCl); en el mármol los átomos son de calcio, de carbono y de oxígeno en una proporción siempre constante de 1:1:3 (CaCO3); o que el hierro (Fe) está formado por átomos del mismo elemento químico al igual que el resto de metales, como el aluminio (Al), el cobre (Cu) o el oro (Au). En todos los casos tiene que haber una explicación al hecho de que dichos átomos ocupen estas posiciones fijas, a que existan fuerzas de atracción suficientemente grandes entre los mismos para que permanezcan unidos.

También podemos hacer un estudio de las sustancias que se encuentran en estado líquido en condiciones normales y determinar cómo es la partícula que caracteriza a cada una.

Así la partícula que caracteriza al agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O); la que caracteriza al agua oxigenada por dos de hidrógeno y dos de oxígeno (H2O2); las del ácido sulfúrico por dos átomos de hidrógeno, uno de azufre y cuatro de oxígeno (H2SO4) o las del alcohol etílico por dos átomos de carbono, seis de hidrógeno y uno de oxígeno (C2H6O). En estos casos tiene que existir una explicación al hecho de que los átomos que forman las partículas características (moléculas) de estas sustancias estén fuertemente unidos entre sí, y al hecho de que entre unas moléculas y otras existan también fuerzas de atracción, aunque más débiles, que hagan que dichas moléculas puedan deslizarse unas sobre otras pero no separarse.

Incluso podemos determinar cómo son las partículas características de las sustancias que se encuentran en estado gaseoso en condiciones normales de presión y temperatura, y podemos comprobar cómo, en la mayoría de ellos, estas partículas están formadas por más de un átomo, fuertemente unidos entre sí, aunque entre las partículas las fuerzas de atracción sean prácticamente nulas.

Así, el gas oxígeno está formado por partículas (todas iguales que llamamos moléculas) que tienen cada una de ellas dos átomos de oxígeno fuertemente unidos entre sí (O2); las moléculas del dióxido de carbono están formadas por la unión de tres átomos: uno de carbono y dos de oxígeno (CO2); las de metano por un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno (CH4) o las de amoniaco por uno de nitrógeno y tres de hidrógeno (NH3). Sólo las partículas características de los gases nobles están formadas por un sólo átomo (monoatómicas).

UNIDAD DIDÁCTICA 3: EL ENLACE QUÍMICO (1ª PARTE)

APARTADO 3 - EL ENLACE QUÍMICO. INTRODUCCIÓN

QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. PROFESOR: CARLOS M. ARTEAGA

2

También, para todos estos casos, se debe de encontrar una explicación que determine porqué los átomos de cada una de estas partículas están fuertemente unidos y porqué entre las partículas apenas aparecen fuerzas de atracción, lo que permite que las partículas se muevan libremente.

Además, y ampliando lo señalado en los párrafos anteriores, cabría preguntarse:

¿Por qué unos átomos de unos elementos químicos se unen con otros para formar moléculas y otros no lo hacen? Por ejemplo, dos átomos de nitrógeno se combinan entre sí para formar N2 (el gas nitrógeno está siempre formado por moléculas de 2 átomos de nitrógeno unidos entre sí); mientras que los átomos de helio no se unen entre sí para originar moléculas estables como He2 o He3.

¿Por qué unos compuestos responden a fórmulas que indican la existencia de moléculas individuales, como el caso del dióxido de carbono, de fórmula CO2, mientras que otros como el cuarzo, de fórmula SiO2, tiene una estructura indefinida de átomos de Si y O enlazados en la proporción 1/2, y el cloruro sódico, de fórmula NaCI, es un compuesto con una estructura reticular compacta en la que no aparecen tampoco moléculas?

¿Cuál es la razón por la que los compuestos químicos responden a fórmulas que muestran las relaciones estequiométricas o proporciones de combinación entre sus átomos y que son un cociente de números enteros sencillos? Así, el sulfato de potasio es un compuesto químico de fórmula K2SO4 con la siguiente proporción o relación estequiométrica entre los átomos de K, S, O: 2: 1: 4.

¿Por qué en las moléculas se encuentran solamente determinadas combinaciones de átomos y no otras? Es decir, ¿por qué existe el hidrógeno molecular en forma de H2 y no en forma de H3 o H4?

¿Por qué las moléculas tienen una forma determinada y no otra? Por ejemplo, la molécula de CO2 es lineal, mientras que la de H2O es angular.

¿Por qué los no metales se unen entre sí para formar moléculas?

¿Cuál es la razón de que los elementos metálicos se combinen con los elementos no metálicos para formar compuestos con estructuras sólidas generalmente muy compactas?

Nos podríamos hacer aún más preguntas para llegar a la conclusión de una necesidad científica: la elaboración de la TEORÍA DEL ENLACE QUÍMICO, que es la teoría que nos permite explicar todo lo apuntado anteriormente.

La teoría del enlace químico se basó en una regla de comportamiento que se comprobó en los átomos de todos los elementos químicos y que se llamó regla del octeto.

CONTESTA Y REPASA

Indica, de las frases siguientes cuál de ellas es falsa y cuál correcta, justificando tu respuesta: Para que tenga lugar un enlace entre dos átomos es preciso que: a) Los átomos sean iguales. b) Los átomos tengan características muy diferentes. c) La estabilidad de la especie resultante sea mayor que la de los átomos. d) Los átomos que forman el enlace tengan elevado número de electrones.