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ENLACES QUÍMICOS: LAS UNIONES ENTRE ÁTOMOS



Cuando dos átomos se aproximan, a partir de una determinada distancia sus capas electrónicas comienzan a influirse mutuamente. Esta interacción puede llevar a una disminución de la energía potencial del sistema, de manera que éste , formado ahora por los átomos unidos, formando un nuevo agregado o compuesto químico, sea más estable que cuandoeran independientes. Cuando se producen estas interacciones, que provocan la disminución de la energía potencial del sistema, se dice que entre los átomos existen fuerzas atractivas, y que éstas dan lugar a uniones o enlaces químicos. Las fuerzas atractivas deberían provocar la aproximación de los átomos hasta llegar a confundirse, de no ser porque, a partir de una determinada distancia, comienzan ahacerse notar fuerzas repulsivas que se oponen a la aproximación. Por ello, la unión entre átomos es un compromiso entre las acciones atractivas y repulsivas, cuyo resultado determina la distancia a que se sitúan finalmente, y la energía potencial del nuevo agregado.

Por otra parte, dependiendo de la intensidad de las fuerzas atractivas, el nuevo sistema puede tener mayor o menor estabilidad,y nosotros consideramos que entre dos átomos o grupos de átomos existe un enlace químico sólo cuando las fuerzas actuantes entre ellos sean capaces de dar lugar a la formación de un agregado suficientemente estable para ser considerado como una especie independiente.

De los distintos tipos de interacciones que cumplen esta condición, los dos más importantes para el químico son la unión iónicay el enlace covalente, y que estudiaremos a continuación.

En general, y cualquiera que sea la causa que motiva las atracciones, a la capacidad de entrar en combinación que tienen los átomos se la denomina valencia.

Digamos, finalmente, que los tipos de uniones o enlaces que vamos a estudiar son tipos extremos, que apenas se presentan en la realidad, y que los compuestos químicos sontransiciones o situaciones intermedias entre ellos, que están más o menos cerca de uno de estos tipos. Sin embargo, es útil la consideración por separado de las características de los tipos extremos ideales, antes de analizar las que presentan esas transiciones o situaciones intermedias y sus causas.



1.- ENLACES IÓNICOS

La unión iónica es el tipo de interacción más simple desde el punto devista físico y procede de la atracción electrostática entre iones de carga opuesta, es decir, entre átomos o grupos de átomos que han adquirido cargas positivas o negativas.

Ya hemos estudiado con anterioridad algo sobre la formación de iones positivos y negativos y acerca de los efectos energéticos relacionados con su formación a partir de átomos neutros, cuando analizamos los potenciales deionización y las afinidades electrónicas en el tema dedicado al estudio de las propiedades periódicas. Sería conveniente tener bien presente lo allí aprendido en su momento.

El enlace iónico procede de la atracción electrostática entre iones de carga opuesta. La fuerza de atracción entre los iones viene dada por la expresión para la energía potencial de Coulomb entre dos iones:

[pic]donde z1 y z2 representan los números de carga de los dos iones (positivo para el catión, negativo para el anión), es decir, el número de electrones desprendidos o captados por los átomos para formar los iones positivos y negativos, e es la unidad de carga elemental, r es la distancia entre las cargas y ε la constante dieléctrica del medio, que en el vacío vale la unidad.

Debe admitirse laexistencia de fuerzas repulsivas, que pueden imaginarse como debidas a la repulsión electrostática entre las capas electrónicas de los iones al disminuir la distancia. Esto permite considerar a los iones como esferas cargadas opuestamente, con la carga en el centro de cada ión, de radio constante en primera aproximación. Como quiera que las fuerzas de Coulomb se extienden por todo el espacio, un ión...