Enlace covalente

En química , un enlace covalente es un enlace químico en el que dos átomos comparten pares de electrones .

Esto sucede porque los átomos tienden al menor gasto de energía posible obtenible con la estabilidad de su configuración electrónica (por ejemplo, el octeto ). Los orbitales atómicos que contienen los electrones desapareados se superponen en orbitales moleculares , lo que da como resultado una molécula .

Tipos de enlaces covalentes

Enlace covalente puro

El enlace covalente es el resultado de una interacción electrostática que involucra a los átomos. Esta interacción electrostática ocurre entre los núcleos de los átomos (cargados positivamente) y los electrones compartidos ( cargados negativamente ).

Los electrones compartidos a través del enlace covalente se deslocalizan alrededor de los dos átomos, formando la llamada "nube electrónica", es decir, un espacio en el que existe la posibilidad de encontrar los electrones compartidos. Hablamos de enlace covalente puro si se da entre átomos iguales. Si se produce entre átomos con una diferencia de electronegatividad entre cero y 0,4, se denomina covalente homopolar o apolar . La nube de electrones se distribuye simétricamente (es decir, el enlace no está polarizado). En este caso, el doblete de electrones se comparte por igual entre los dos átomos involucrados, es decir, los electrones compartidos pasan el mismo tiempo en la vecindad de cada uno de los dos átomos, sin tener una preferencia particular por uno de los dos átomos.

Un enlace covalente homopolar se produce cuando la diferencia de electronegatividad entre dos átomos es menor o igual a 0,4.

Un ejemplo de molécula que contiene un enlace covalente puro es la molécula de hidrógeno , que se obtiene al combinar dos átomos de hidrógeno: ${\ estilo de visualización {\ ce {(H2)}}}$

H· + ·H → H:H

En general, el enlace covalente puro ocurre cuando los átomos involucrados en el enlace pertenecen al mismo elemento químico . En este caso, de hecho, la diferencia de electronegatividad entre los dos átomos es cero.

Enlace covalente polar

En el caso de que exista una diferencia de electronegatividad moderada entre los dos átomos que intervienen en el enlace covalente (para lo cual existe un dipolo molecular permanente ), los electrones compartidos son más atraídos por el átomo más electronegativo, por lo que el enlace se polarizará eléctricamente. .

En este caso hablamos de un enlace covalente heteropolar (o polar ) .

Un enlace covalente polar se establece cuando los orbitales atómicos de dos átomos se superponen con una diferencia de electronegatividad menor o igual a 1.9 [1] y mayor a 0.4.

Por ejemplo, la diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno (2,20) y el cloro (3,16) es igual a 0,96 (= 3,16 - 2,20), por lo que el enlace entre el hidrógeno y el cloro en la molécula de ácido clorhídrico es del tipo covalente heteropolar. ${\ estilo de visualización {\ ce {(H-Cl)}}}$

Enlace de coordinación o dativo

Cuando los dos electrones que intervienen en el enlace proceden de uno solo de los dos átomos, mientras que el otro proporciona un orbital vacío en el que ubicarlos, se denomina enlace de coordinación .

Enlace covalente y enlace iónico

Cuando los dobletes de electrones están fuertemente ligados al elemento más electronegativo, ya no hablamos de un enlace covalente, sino de un enlace iónico ; por convención, hablamos de enlace iónico si la diferencia de electronegatividad entre los átomos que intervienen en el enlace es mayor que 1,9, mientras que hablamos de enlace covalente cuando la diferencia de electronegatividad entre los átomos que intervienen en el enlace es menor o igual a 1, 9.

Valencia de enlaces covalentes

Dependiendo del número de electrones compartidos, pueden ocurrir los siguientes casos:

enlace covalente simple (o enlace monovalente o enlace simple): solo se comparte un par de electrones; en las fórmulas químicas , este enlace está representado por un solo guión ( ) colocado entre los dos átomos involucrados en el enlace (por ejemplo:) ; ${\ estilo de visualización {\ ce {-}}}$ ${\ estilo de visualización {\ ce {HH}}}$
enlace covalente doble (o enlace divalente): se comparten dos pares de electrones; en las fórmulas químicas, este enlace se representa mediante un doble guión ( ) colocado entre los dos átomos involucrados en el enlace (por ejemplo:) ; ${\ estilo de visualización {\ ce {=}}}$ ${\ estilo de visualización {\ ce {O = O}}}$
enlace covalente triple (o enlace trivalente): se comparten tres pares de electrones; en las fórmulas químicas, este enlace está representado por un triple guión ( ) colocado entre los dos átomos involucrados en el enlace (por ejemplo:) . ${\ estilo de visualización {\ ce {\ equivalente}}}$ ${\ estilo de visualización {\ ce {HC \ equiv CH}}}$

También existen enlaces tetravalentes (ampliamente estudiados en química inorgánica ) y en 2005 se demostró la existencia de enlaces quíntuples en moléculas estables. [2]

Enlaces covalentes polares y polaridad de la molécula

Las moléculas que contienen enlaces covalentes polares pueden tener una cierta polaridad provocada por una distribución de cargas no simétrica.

Por ejemplo, la molécula de agua tiene dos enlaces covalentes polares entre el oxígeno y cada uno de los dos átomos de hidrógeno . La electronegatividad del oxígeno (alrededor de 3,52) prevalece sobre la del hidrógeno (alrededor de 2,11), atrayendo hacia él los electrones de los dos átomos de hidrógeno y polarizando cada enlace. La molécula de agua tiene un ángulo de enlace de 104° 45' y en su conjunto constituye un dipolo eléctrico que tiene su extremo negativo en el átomo de oxígeno y su extremo positivo en los dos átomos de hidrógeno.

El caso más simple es la molécula de ácido clorhídrico : en este caso la mayor electronegatividad del cloro hace que la molécula sea un dipolo que tiene su extremo negativo en el átomo de cloro y su extremo positivo en el átomo de hidrógeno. ${\ estilo de visualización {\ ce {(H-Cl)}}}$

En otros casos, los enlaces covalentes polares pueden estar asociados a una distribución simétrica de las cargas, de manera que la molécula es apolar.

Por ejemplo, los átomos de la molécula de dióxido de carbono están dispuestos a lo largo de una línea recta . Aunque cada doble enlace es polar, la simetría de la molécula cancela las dos polaridades iguales en intensidad pero opuestas en dirección. Por lo tanto, la molécula de dióxido de carbono es en su conjunto apolar. ${\ estilo de visualización {\ ce {(O = C = O)}}}$ ${\ estilo de visualización {\ ce {C = O}}}$

Notas

^ Depaoli, Química general e inorgánica , p.84
^ Síntesis de un compuesto estable con enlace quíntuple entre dos centros de cromo (I) Tailuan Nguyen, Andrew D. Sutton, Marcin Brynda, James C. Fettinger, Gary J. Long y Philip P. Power Publicado en línea el 22 de septiembre de 2005 ; 10.1126 / Science.1116789 Información de soporte Archivado el 1 de octubre de 2007 en Internet Archive .

Bibliografía

TW Graham Solomons, Organic Chemistry , 2ª ed., Bolonia, Zanichelli, 2001, págs. 6-7, ISBN 88-08-09414-6 .
Alberto Costanzo, Ejercicios de química. Compendio teórico y ejercicios de química para ingeniería , 2ª ed., Aesculapius, 2010, ISBN 978-88-7488-377-6 .

Enlaces externos

( EN ) Libro de oro de la IUPAC, "enlace covalente" , en goldbook.iupac.org .