UNIONES QUÍMICAS – FUERZAS INTERMOLECULARES UNIONES QUIMICAS: Existen tres tipos de uniones químicas: iónica o electrovalente, covalente y metálica. a} UNION IONICA O ELECTROVALENTE: se forma por transferencia de electrones de un átomo a otro. El átomo que pierde electrones se transforma en catión (ión positivo) adquiriendo una carga positiva por cada electrón perdido; de igual forma, el átomo que los adquiere se transforma en anión (ión negativo) tomando una carga negativa por cada electrón adquirido. Se genera así una atracción electrostática de cargas de signo opuesto que es la base de este tipo de unión química. Los electrones no intervienen en la union sino que esta se forma por atracción entre cargas positivas y negativas (los iones). Ejemplo: 2 2 6 1 [Na]: 1s 2s 2p 3s ------> el sodio posee 1 electrón de valencia 2 2 6 2 5 [Cl]: 1s 2s 2p 3s 3p ---> el cloro posse 7 electrones de valencia

Los iones formados se atraen hasta un cierto límite, pues deben soportar una repulsión originada por la carga electrónica exterior de los mismos iones. Estas fuerzas de atracción y repulsión se extienden en el espacio en todas direcciones, con lo cual cada ión se rodea de iones de signo opuesto. No se forman moléculas sino un ordenamiento en forma de red cristalina. Por ejemplo, el Cloruro de Sodio (NaCl) adquiere una estructura de red cúbica donde cada ión esta rodeado de seis iones de signo opuesto , con seis iones sodio y cloruro alternados en los vértices.

+

-

Debería escribirse (Na )n (Cl )n pues no existen moléculas pero por comodidad se escribe NaCl y al peso molecular se lo denomina peso fórmula. Los compuestos iónicos al fundirse o disolverse en un solvente adecuado (agua), se separan en sus iones y cada uno de ellos se rodea de moléculas del solvente (solvatación), teniendo la particularidad de conducir la corriente eléctrica. En general, los elementos ubicados en los grupos extremos de la clasificación periódica tienen tendencia a formar uniones iónicas entre sí (grupos 1A y 2A con 6A y 7A). Para que una unión sea iónica la diferencia de electronegatividad (medida de la capacidad o tendencia de un átomo a ganar electrones) entre los elementos debe ser superior a 1.7.

b} UNION COVALENTE: en este tipo de unión los electrones son compartidos por ambos átomos. Existen dos tipos de uniones covalentes: I- Covalente Simple, Doble o Triple: cada átomo aporta uno, dos o tres electrones de los pares compartidos respectivamente. II- Covalente Dativa o Coordinada: un solo átomo aporta el par electrónico compartido. Los elementos que forman uniones covalentes, son aquellos que se encuentran cerca entre sí dentro de la clasificación periódica (electronegatividades similares). Estos elementos tienen equilibrada su tendencia a ganar o perder electrones y al formar la unión se rodean de 8 electrones (regla del octeto), excepto el Hidrógeno que adquiere la configuración del He (2 electrones: Regla del Dueto).

Prof. Lic. Pablo Andrés Manzano

UNIONES QUÍMICAS – FUERZAS INTERMOLECULARES

Al formarse la unión química entre dos átomos, sus orbitales atómicos se superponen originando un orbital molecular:

Entre ambos extremos (iónica y covalente) existe una gran cantidad de compuestos que presentan uniones covalentes con cierto carácter iónico (polaridad de enlace). A este tipo de uniones se las denomina covalente polar, y es el caso de la molécula de agua o de Cloruro de Hidrógeno. A este tipo de moléculas donde la distribución de cargas eléctricas debido a los electrones presentes no es homogénea generándose un polo cargado positivamente y otro cargado negativamente las llamaremos Dipolos. Es claro que cuanto más significativa sea la diferencia de electronegatividad entre los átomos que forman el enlace covalente, mayor será la probabilidad de formar dipolos.

El momento dipolar de un enlace químico se define como el producto de la intensidad de las cargas eléctricas opuestas a ambos lados del enlace por la distancia que las separa:

= q . d La unidad de expresión del momento dipolar es el Debye (D). El momento dipolar molecular es la suma vectorial de todos los momentos dipolares de los enlaces presentes con lo cual es muy importante considerar la geometría molecular: En la molécula de CO2, cada enlace C=O forma un dipolo debido a la diferencia de electronegatividad entre ambos elementos (2,5 y 3,5 respectivamente). No obstante la molécula es apolar pues como su geometría molecular es lineal, ambos dipolos son opuestos y al sumarlos vectorialmente se anulan mutuamente. c} UNION METALICA: Los metales, especialmente los de los grupos 1A y 2A, tienen tendencia a perder sus electrones de valencia formando una nube electrónica alrededor de todos los núcleos metálicos. La unión se establece entre el ión metálico cargado positivamente y la nube electrónica cargada negativamente.

Los electrones de valencia se desplazan a lo largo del metal confiriéndole a este sus propiedades características: brillo (reflexión de fotones por parte de los electrones), conductividad, etc.

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UNIONES QUÍMICAS – FUERZAS INTERMOLECULARES FUERZAS INTERMOLECULARES: Las uniones covalentes entre átomos generan moléculas y a su vez éstas interaccionan entre sí atrayéndose y repeliéndose. A este tipo de interacciones se las denomina Fuerzas Intermoleculares. Existen tres tipos de Interacciones Intermoleculares:  Interacciones Dipolo-Dipolo.  Fuerzas de London.  Enlaces Puente Hidrógeno. A las dos primeras se las suele agrupar bajo el nombre de fuerzas de Van der Waals. Interacciones Dipolo-Dipolo: Están presenten en moléculas polares, es decir, en aquellas que poseen dipolos permanentes. La parte negativa de una molécula polar atrae a la parte positiva de otra u otras moléculas iguales por interacciones del tipo electrostático. Cuanto mayor sea el momento bipolar molecular mayor será la atracción.

Fuerzas de London: Este tipo de interacción está presente en todas las moléculas, aunque no sean polares. Debido al movimiento permanente de los electrones dentro de la molécula, puede generarse un dipolo transitorio cuando la distribución de los mismos en un instante dado no es uniforme (se polariza). Este dipolo transitorio (B) puede inducir (generar) un dipolo en la molécula vecina no polarizada (A):

A B A-B En general, cuanto más grande sea la molécula, mayor será la posibilidad de generar momentos dipolares más grandes pues aumenta la longitud del dipolo. Uniones Puente Hidrógeno: Este tipo de interacción está presente en moléculas que poseen hidrógeno unido a átomos muy electronegativos como F, O o N. Debido a la diferencia de electronegatividad, los hidrógenos se cargan positivamente en forma parcial y son atraídos por los átomos electronegativos de moléculas vecinas. En la imagen siguiente se pueden observar moléculas de agua interactuando a través de este tipo de enlaces:

Las interacciones puente hidrógeno son las más fuertes de las tres.

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