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Tema 6: El enlace covalente

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BIBLIOGRAFÍA:
* “Físico Química” I.N. Levine
* “Química. Curso Universitario” B.M. Mahan y R.J. Myers
* “Fundamentos de Química General” J.L. Lozano y J.L. Vigata
* “Química. La Ciencia Básica” M.D. Reboiras
* “Introducción al Enlace Químico” S. Tolosa
* “Química general” R.H. Petrucci, W.S. Harwood y F.G. Herring
CONTENIDOS DEL TEMA:
6.1.Introducción
6.2. Molécula de H2+
6.3. Moléculas biatómicas
6.4. Hibridación. Moléculas poliatómicas.
6.5. Orbitales deslocalizados
6.6. Propiedades de las sustancias que presentan enlace covalente
Repaso: Covalencia y electrovalencia; formulación.

6.1.- INTRODUCCIÓN
El carácter covalente del enlace químico aparece al producirse compartición de electrones
entre los átomos enlazados. Estacompartición se da cuando la diferencia de
electronegatividad entre los dos átomos enlazados no es muy grande, resultando muy
desfavorable la energética de la formación de iones.
Se distinguen dos tipos de enlace covalente:
•

Covalente puro o no polar: Los electrones del enlace se comparten por igual entre
los dos núcleos de los átomos enlazados. Lo presentan moléculas biatómicas
homonucleares (H2,N2, Cl2, ...).

•

Covalente polar: Los electrones del enlace no se comparten por igual entre los dos
núcleos. Aparece siempre que exista diferencia en los valores de electronegatividad de
los átomos enlazados y, por tanto, casi siempre que los dos átomos sean diferentes.
Hay casos como el enlace C-H, en el que el enlace se puede considerar casi como
covalente puro dadas laselectronegatividades similares entre los dos átomos ( 2,6 y
2,2 para el C y el H, respectivamente).

Ya se ha comentado que un tratamiento correcto y completo de las moléculas debe estar
basado en la mecánica cuántica. Al tratar los átomos se derivaron las funciones de onda para
los electrones usando el átomo de H como modelo, ya que se trataba de un problema
relativamente sencillo de resolver pormecánica cuántica. De forma análoga, para el estudio
del enlace covalente no polar se utilizará como punto de partida el ión molecular H2+: se trata
de la molécula más simple que puede encontrarse, presentando dos núcleos (con 1 protón
cada uno) enlazados por un solo electrón.

Tema 6: El enlace covalente

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Antes de comenzar el estudio de los orbitales moleculares que describen elcomportamiento del electrón en la molécula, vamos a profundizar en el concepto de
“compartir electrones”.
La energía potencial del sistema H2+ vendrá dado por:
− e2
− e2
e2
+
+
V =
4πε 0 ra 4πε 0 rb 4πε 0 R

− e2  1 1 
 + 
4πε 0  ra rb 


Este Velectr será mínimo cuando el electrón se encuentre
El potencial del electrón será: Velectr =

muy cerca de cualquiera de los núcleos ocuando se
encuentre relativamente próximo a ambos núcleos al
mismo tiempo (electrón compartido). Parece ser que la formación del enlace o la
compartición del electrón por ambos núcleos, permite al electrón encontrarse más tiempo en
las regiones del espacio donde su energía potencial culómbica es baja, disminuyendo la
energía total de la molécula y estabilizándola.
Otra forma de explicar lacompartición de electrones, es considerar las fuerzas que el
electrón ejerce sobre los núcleos: Si el electrón se encuentra en las dos regiones “fuera” de
ambos núcleos, la fuerza que ejerce
sobre el núcleo más alejado (A) es
menor que la que ejerce sobre el núcleo
más próximo (B):
Fb =
Electrón “fuera” de la
región de compartición

Electrón “compartido”

e2
4πε 0 rb2

> Fa =

e24πε 0 ra2

;

al tener

en cuenta los componentes vectoriales de

estas fuerzas a lo largo del eje internuclear se observa que habrá una fuerza neta que tiende a
separar los núcleos. En cambio, cuando el electrón se encuentra en la región comprendida
entre ambos núcleos, las fuerzas ejercidas sobre los
núcleos tienden a unirlos (enlazar).
Al comparar las regiones donde el electrón...