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31/3/09

Enlaces quimicos: las fuerzas que mantienen unidos a los atomos

La mayor parte de los elementos rara vez existen como átomos aislados. El estado más generalizado es el de átomos enlazados. Por ej.: el oxígeno, el nitrógeno, el hidrógeno y los halógenos, son moléculas diatómicas. El azufre amarillo y el fósforo blanco existen como moléculas cuyas fórmulas son S8 y P4 respectivamente. El carbono, en forma de diamante y grafito, así como el fósforo rojo, son macromoléculas compuestas por muchos átomos enlazados en una red. La mayoría de los elementos metálicos, tales como el cobre y el potasio, están formados por innumerables átomos enlazados entre sí. Los gases nobles como el helio y el argón, existen como átomos sin enlazar. A temperaturas superiores a 5000 °C, la mayor parte de la materia está en un estado gaseoso monoatómico.

¿Cómo se combinan los átomos y cuáles son las fuerzas que los unen?

Estas preguntas son esenciales en el estudio de la química, pues los cambios químicos son esencialmente una alteración de los enlaces químicos. De los tres tipos de fuerzas de atracción: gravitacional, magnética y electrostática, sólo la electrostática es lo suficientemente intensa como para justificar las energías de enlace observadas.

Una de las claves de la comprensión de la fuerza del enlace químico, fue el descubrimiento de los gases nobles y de su comportamiento químico relativamente inerte. Se sugirió que los átomos interactúan cambiando el número de electrones de tal forma que adquieren la estructura electrónica de un gas noble. Con excepción del helio, que tiene una configuración 1s2 , cada gas noble tiene ocho electrones con una distribución s2p6 en su nivel energético más elevado. La necesidad de ocho electrones da el nombre de regla del octeto a este concepto. Sin emgbargo, hay muchas excepciones a esta regla (existen elementos que no completan su octeto mientras que otros exceden su octeto) y hasta se han logrado sintetizar algunos compuestos de los gases nobles.

Los enlaces químicos resultan de interacciones electrostáticas y se los clasifican en tres grandes grupos, enlace iónico, enlace covalente y enlace metálico.

1) Enlace iónico: resulta de las interacciones electrostáticas entre iones de cargas opuestas.

2) Enlace covalente: es el resultado de compartir electrones entre dos átomos.

3) Enlace metálico: cada átomo está unido a varios átomos vecinos por electrones que son relativamente libres de moverse a través de la estructura tridimensional.

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