Uniones Quimicas

Apunte de Uniones Químicas: Teoría de Lewis. Iones. Fenómeno de la hidratación. Polaridad de las moléculas y el momento dipolar. Masa de las moléculas. Masa molécular y mol.
LAS MOLECULAS
Las moléculas son agrupaciones estables de átomos unidos por un tipo de enlace químico que se denomina enlace covalente. Además de este enlace entre átomos las moléculas pueden unirse entre sí y organizarseen forma cristalina en el estado sólido. Las moléculas se representan mediante fórmulas químicas y mediante modelos.
Cuando dos o más átomos iguales o diferentes se unen entre sí formando una agrupación estable dan lugar a una molécula. Así, los gases hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) están constituidos por moléculas diatómicas en las cuales los dos átomos componentes son esencialmente iguales; elagua está formada por moléculas que se producen por la unión de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O); en el gas metano (CH4) cuatro átomos de hidrógeno se enlazan con uno de carbono para formar la correspondiente molécula.
Cada molécula de una sustancia compuesta constituye la porción más pequeña de materia que conserva las propiedades químicas de dicha sustancia. O en otros términos,lassustancias compuestas puras pueden ser consideradas como conjuntos de moléculas iguales. Cualquier proceso observable en o entre sustancias químicas puede interpretarse desde el punto de vista de lo que les sucede a sus átomos,a sus iones o a sus moléculas. Este fue el planteamiento mantenido por primera vez por Dalton, que supuso una nueva orientación de la química y dio lugar, como uno de susfrutos, a la confección de la primera tabla de masas atómicas.
¿COMO SE FORMAN LAS MOLECULAS?
Ante la diversidad de elementos químicos existentes en la naturaleza cabe preguntarse cuál es la razón por la que unos átomos se reúnen formando una molécula y otros no; o de otra manera, por qué no toda molécula o agrupación de átomos imaginable tiene existencia real. Una primera respuesta puede hallarseen la tendencia observada en todo sistema físico a alcanzar una condición de mínima energía. Aquella agrupación de átomos que consiga reducir la energía del conjunto dará lugar a una molécula,definiendo una forma de enlace químico que recibe el nombre de enlace covalente.
Junto con esa idea general de configuración de energía mínima, otros intentos de explicación de este tipo de enlace entreátomos han sido planteados recurriendo a las características fisicoquímicas de las estructuras electrónicas de los átomos componentes.
La teoría de Lewis
El químico estadounidense Gilbert Newton Lewis (1875-1946) advirtió que el enlace químico entre átomos no podía explicarse como debido a un intercambio de electrones. Dos átomos iguales intercambiando electrones no alterarían sus configuracioneselectrónicas; las ideas válidas para el enlace iónico no eran útiles para explicar de una forma general el enlace entre átomos. Sugirió entonces que este tipo de enlace químico se formaba por la comparación de uno o más pares de electrones o pares de enlace. Por este procedimiento los átomos enlazados alcanzaban la configuración electrónica de los gases nobles. Este tipo de configuración de capascompletas se corresponde con las condiciones de mínima energía o máxima estabilidad características de la situación de enlace.
La teoría de Lewis, conocida también como teoría del octete por ser éste el número de electrones externos característicos de los gases nobles, puede explicar, por ejemplo, la formación de la molécula de yodo I2:

Ambos átomos, que individualmente considerados tienen sieteelectrones en su capa externa, al formar la molécula de yodo pasan a tener ocho mediante la comparación del par de enalce.
Existen moléculas cuya formación exige la comparación de más de un par de electrones. En tal caso se forma un enlace covalente múltiple. Tal es el caso de la molécula de oxígeno O2:

para cuya formación se comparten dos pares de electrones. Representado cada par de...