Enlace Covalente (enlace químico)

ENLACE COVALENTE

GEOMETRÍA DE LAS MOLÉCULAS

La teoría de Lewis no indica nada acerca de la geometría de las moléculas (F2 es lineal, H2O es angular, NH3 piramidal, CH4 tetraédrica...).
La forma de una molécula es consecuencia de los ángulos de sus enlaces, y éstos, lo mismo que las longitudes de los enlaces, se determinan experimentalmente. Sin embargo, hay un procedimiento sencillo quepermite predecir la geometría si se conoce el número de electrones que rodean al átomo central. Es el modelo o teoría de repulsión de pares de electrones de valencia (RPECV).

Modelo o teoría de repulsión de pares de electrones de valencia (RPECV)

Se basa en la estructura de Lewis. Las posiciones de los pares de electrones del átomo central de una molécula obedece a que:

a) los pares deelectrones que forman el enlace así como los pares solitarios (que no forman enlace) se sitúan tan alejados como sea posible los unos de los otros debido a que se repelen eléctricamente.

Nº pares de e Disposición Ejemplos

2 pares lineal Be F2

3 pares plana triangular B F3

4 pares tetraédrica CH4, NH3 H2O



b) El efecto repulsivo de un par solitario essuperior al de un par enlazante. Esto ayuda a justificar la desviación en el ángulo de enlace.
Ps-ps >ps-pe > pe-pe

c) Los dos pares de electrones de un enlace doble o los tres de un enlace triple mantienen a los átomos unidos en las mismas posiciones que un enlace simple (se toman como un único par).

Teoría del enlace de valencia

La mecanica cuántica va a proporcionar una explicación máscompleta del enlace químico que la teoría de Lewis, justificando el papel del par de electrones en la constitución de los enlaces y, al mismo tiempo, describiendo la geometría de las moléculas formadas.
Esta teoría trata de la formación de un enlace covalente como:
Una intersección o solapamiento de un orbital de un átomo con un orbital de otro átomo de modo que en el conjunto de los dosorbitales solapados existan dos electrones con sus momentos de spin apareados.
Según el tipo de solapamiento o intersección se dan dos tipos de enlace:
a) enlace : cuando los orbitales de uno y otro átomo se solapan frontalmente siguiendo el eje internuclear por ejemplo s con s o s con p
b) Enlace : cuando el solapamiento es lateral. Es decir, a cada lado de la linea internuclear por ejemplo pcon p o p con d

Consideraciones:
Cuando ambos electrones pertenecen a los dos orbitales indistintamente deberán estar apareados, es decir, con spin antiparalelo, para cumplir el principio de Pauli. Se llama enlace de valencia porque sólo considera aquellos electrones de la capa más externa o de valencia.
Es posible formar un enlace covalente por intersección de un orbital lleno (doselectrones) con un orbital completamente vacío (ningún electrón) explicándose así el enlace covalente dativo o coordinado.


Un enlace covalente no se podrá formar por intersección de orbital lleno con otro lleno o con uno semilleno porque violaría el principio de exclusión de Pauli.


Átomo de H 1s

Átomo de H 1s

Así pues COVALENCIA de un elemento o número de enlaces covalentes que puedeformar uno de sus átomos es igual al número de electrones desapareados de que dispone, o puede disponer (por promoción de un electrón). Por ejemplo el S puede tener covalencia 2, 4 y 6

16 S 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

coval 2

coval 4



coval 6



La energía de 3d es superior pero suficientemente próxima , a la de los 3p lo que permite la promoción hasta ellos de algunoselectrones.

El 8 O 1s2 2s2 2p4



El O tiene covalencia 2 y no puede promocionar porque en el segundo nivel no hay orbitales d y para pasar al nivel 3 sería muy costoso.

Hibridación de orbitales

La teoría del enlace de valencia completa su descripción del enlace covalente justificando la geometría de las moléculas. Para ello recurre al concepto de orbital híbrido:
Cuando se va a...