investigacion

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2 El enlace en las moléculas
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6

La formación de pares iónicos
El enlace covalente: el enlace del par de electrones
Parámetros de los enlaces covalentes
La teoría de la repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (VSEPR)
El carácter iónico de los enlacescovalentes y el carácter covalente de los enlaces iónicos
Las moléculas polares

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Las fuerzas de atracción que unen a los átomos en los compuestos, se llaman enlaces químicos. En los
temas 2 y 3 estudiaremos los enlaces que se forman entre un limitado número de átomos en una
molécula. Al acercarse dosátomos, sus electrones se redistribuyen minimizando el potencial en la nueva
situación: los átomos se enlazan si la energía alcanzada es inferior a la que tenían por separado. Los dos
modelos extremos de redistribución de electrones son el iónico y el covalente, pero la mayoría de enlaces
se describen mejor considerando una mezcla de ambos.
2.1 La formación de pares iónicos
El enlace iónico seestabiliza por la atracción entre las cargas opuestas de cationes y aniones. Ningún
enlace es puramente iónico. En los compuestos iónicos (aquellos formados por enlaces principalmente
iónicos) cada ion tiende a rodearse del mayor número posible de iones de carga contraria, resultando que,
en condiciones normales, son sólidos con cationes y aniones alternándose en una red tridimensional.
Estossólidos serán tratados en el tema 4. Aquí estudiaremos el enlace iónico mediante pares iónicos, un
modelo simple, aunque ficticio, formado por atracción entre un catión y un anión.
La formación de un enlace iónico es favorable si la energía necesaria para ionizar los átomos es
compensada por la energía liberada por las atracciones electrostáticas entre catión y anión (figura 2.1), lo
que es másfácil cuando reaccionan átomos de bajas energías de ionización con átomos de altas
afinidades electrónicas.
K+(g) + Cl –(g)
69 kJ/mol

①

K(g) + Cl( g)
➁

–443 kJ/mol

Figura 2.1. Balance energético para la formación de un mol de
pares iónicos de K+Cl –(g). La entalpía del proceso directo (flecha
rellena) es igual a la suma de las entalpías de los procesos ① y ➁
(flechas huecas):
①Formación de iones gaseosos a partir de los átomos gaseosos
➁ Formación de los pares iónicos a partir de los iones
La entalpía ① se calcula a partir de las entalpías de ionización (∆HI)
y de afinidad electrónica (∆HEA). La energía ➁ ha sido estimada
mediante la ecuación derivada de la ley de Coulomb:

–374 kJ/mol

K+Cl –(g)
① ∆HI(K)+ ∆HEA(Cl) = 418 + (–349) = 69 kJ/mol

NAz+ez–e
E= 14πε0
d

z+, z–= Cargas iónicas (catión, anión)
e = unidad elemental de carga = 1,602 10–19 C
d = distancia entre catión y anión
ε0 = 8,854 10–12 C2 m–1 J–1

tomando una distancia entre catión y anión de 3,14 Å, igual a la
suma de los radios iónicos de K+ y Cl–.

Carga iónica. ¿Por qué el potasio forma cationes monopositivos K+ mientras que el magnesio los forma
dipositivos Mg2+ ? Laformación de un dicatión M2+ frente a un monocatión M+ supone invertir energía
en arrancar un segundo electrón, pero también una mayor atracción electrostática con el anión. Formar
K2+ supone arrancar un electrón de una configuración de gas noble y es demasiado desfavorable (figura
2.2). En el caso del magnesio, la formación del dicatión es favorable ya que la mayor atracción
electrostática compensala energía invertida en arrancar el segundo electrón(figura 2.3).
Habitualmente, los elementos de los grupos principales adquieren una carga iónica correspondiente
a una configuración de gas noble (o de pseudogas noble). Esta regla no es de aplicación general, sobre

Tema 2: El enlace en las moléculas | 37

Universidad de Alcalá

todo en el caso de los metales de transición que...