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La naturaleza del enlace químico
Véase también: Número cuántico
Al inicio de la década de 1930, Pauling comenzó a publicar sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace químico, lo que llevó a la edición de su famoso libro de texto The Nature of the Chemical Bond, publicado en 1939. Este libro es considerado uno de los más importantes trabajos de química jamás publicados. Se puede teneruna idea de su influencia con sólo recordar que en los primeros treinta años después de su primera edición, el libro fue citado más de 16.000 veces por otros autores, lo que lo convierte en la investigación más citada como referencia en el mundo científico. Las investigaciones en esta área le valieron a Pauling el Premio Nobel de Química en 1954 «por sus investigaciones sobre la naturaleza delenlace químico y sus aplicaciones a la determinación de la estructura de las substancias complejas».

Orbitales híbridos sp3
Como parte de sus investigaciones sobre la naturaleza del enlace químico, Pauling creó el concepto de hibridación de los orbitales atómicos. La mecánica cuántica utiliza el número cuántico l para determinar el número máximo de electrones en cada orbital (llamando a losorbitales con las letras s, p, d, f, g y h); Pauling observó que para describir el enlace en las moléculas, es preferible construir funciones que son una mezcla de estos orbitales. Por ejemplo, los orbitales 2s y 2p de un átomo de carbono, se pueden combinar para formar cuatro orbitales equivalentes, llamados orbitales híbridos sp3. Estos orbitales híbridos pueden describir mejor la existencia decompuestos como el metano, de geometría tetraédrica. Asimismo, el orbital 2s puede combinarse con dos orbitales 2p, formando tres orbitales equivalentes, llamados orbitales híbridos sp2, mientras que el tercer orbital 2p no se hibrida. Esta estructura permite describir a los compuestos insaturados, como el etileno.
Otro de los terrenos en los que Pauling estaba interesado, era la comprensión de larelación entre los enlaces iónicos, en los cuales los electrones son transferidos de un átomo a otro, y los enlaces covalentes, en los cuales ambos átomos aportan electrones. Pauling demostró que estos dos tipos de enlaces, son en realidad casos extremos, y que la mayoría de los enlaces son en realidad una combinación de enlace iónico con covalente. Es en este terreno donde la noción deelectronegatividad es más útil, pues la diferencia entre las electronegatividades de los átomos participantes en un enlace resulta ser la medida más adecuada para predecir el grado de ionicidad de un enlace.
El tercer tema en el que Pauling trabajó, aún en el terreno de los enlaces químicos, fue la comprensión y descripción de la estructura de los compuestos aromáticos; especialmente el benceno (C6H6), elcompuesto más simple de los aromáticos.

Estructura del benceno.
La estructura del benceno siempre había sido motivo de controversia entre los científicos, pues no quedaba clara la manera en la que seis átomos de carbono y seis de hidrógeno podían enlazarse satisfaciendo todo su potencial de enlace.[5] Hasta ese momento, la mejor descripción sobre dicha estructura, era la formulada por el químicoalemán Friedrich Kekulé. En ella, Kekulé describía esta estructura como la transición rápida entre dos estructuras donde se alternaban de posición los enlaces simples y dobles. Pauling propuso una estructura intermedia, basada en la mecánica cuántica, que considera una superposición de las dos estructuras de Kekulé. Más adelante, este fenómeno recibió el nombre de resonancia.
En cierto modo, laresonancia es análoga al fenómeno de hibridación de los orbitales atómicos, ya que consiste en la combinación de varias estructuras electrónicas: en ella, los orbitales de diferentes átomos de carbono se combinan para formar los orbitales moleculares.
[editar] Estructura del núcleo atómico
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