Conceptos Fundamentales de Química: Enlaces, Estructura Atómica y Propiedades de la Materia

Enlaces Químicos: Fundamentos y Tipos

Se llama enlace químico a cualquiera de los mecanismos de ligadura o unión química que existe entre átomos. Estas uniones son químicas porque implican un cambio en la estructura electrónica.

Tipos de Enlace Químico

• Enlace Iónico

  Es la unión química resultante de la atracción electrostática entre iones de carga opuesta.

  Propiedades:

  • Tendrán altas temperaturas de ebullición y fusión, ya que ambos procesos requieren separar los enlaces iónicos. Todas ellas son, en consecuencia, sólidas en condiciones normales.
  • Solo se disolverán en líquidos polares, en sustancias que tengan moléculas con zonas cargadas; se disuelven bien en agua.
  • Solo conducirán la corriente eléctrica en disolución acuosa o fundidos.
  • Presentan resistencia al ser rayados, pero son frágiles o quebradizos, debido a que al ser golpeados el cristal se distorsiona y produce un acercamiento entre los iones de igual signo que se repelen entre sí.

• Covalencia

  Se llama covalencia o valencia covalente de un átomo al número de electrones desapareados que tiene dicho átomo. Coincide con el número de enlaces covalentes que forma.

  Enlace Covalente Coordinado

  Es aquel en el cual el par de electrones de enlace lo aporta uno de los átomos.

• Enlace Metálico

  Es un enlace formado por dos metales debido a la atracción de la nube electrónica de ambos átomos.

Estructura Atómica y Propiedades Periódicas

Hipótesis de De Broglie

Constituyó la doble naturaleza de la luz (corpuscular y ondulatoria). De Broglie propuso que los electrones también podían presentar esta dualidad, lo que implica que no tienen una superficie definida. De ahí el papel desempeñado por el orbital atómico, que es la región del espacio con gran probabilidad de encontrar un electrón.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

Cuando se estudia el comportamiento de una partícula subatómica, es imposible determinar exactamente el valor de su posición y velocidad simultáneamente. La relación se expresa como: Δx · Δp ≥ h/4π.

Afinidad Electrónica

Es la energía intercambiada por un átomo en estado gaseoso cuando acepta un electrón para formar un ion negativo. La reacción se representa como: (X)g + 1e^- → (X^-)g + Energía.

Electronegatividad

Es la capacidad que tiene un átomo de un elemento de atraer hacia sí el par de electrones compartido en un enlace covalente (capacidad de captar electrones).

Radio Atómico

Es la mitad de la distancia que separa los núcleos de los átomos iguales enlazados en un sólido metálico.

Energía de Ionización

Es la mínima energía necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo neutro en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental.

Configuración Electrónica

• Principio de Construcción Progresiva (Aufbau)

  La configuración electrónica de un elemento se obtiene a partir de la configuración del anterior, añadiendo un electrón (diferenciador).

• Principio de Exclusión de Pauli

  Cada orbital posee un máximo de dos electrones con espines contrarios.

• Principio de Hund

  En cada subnivel energético hay varios orbitales y los electrones ocupan un máximo número de ellos con espines paralelos.

Fuerzas Intermoleculares

• Fuerzas de Van der Waals

  Hay dos tipos:

  • Fuerzas de Dispersión (London)

    Están siempre presentes en mecanismos de atracción. Suponen la existencia de dipolos instantáneos producidos por las fluctuaciones al azar de las nubes electrónicas. Esto origina una asimetría de carga en la molécula, haciendo aparecer un pequeño dipolo eléctrico que induce otro en la molécula vecina, con lo que los dipolos se orientan y se atraen. Esta fuerza aumenta con el tamaño molecular, la masa y el volumen.

  • Fuerzas Dipolo-Dipolo

    Ocurren solo en las moléculas polares. Aparte de las fuerzas de dispersión, se añaden las atracciones eléctricas entre los dipolos permanentes que existen, haciendo que esos dipolos se orienten formando agrupaciones de moléculas condensadas (líquidos y a veces sólidos).

Propiedades de los Metales

• Temperatura de Fusión y Ebullición

  Es variable, pero generalmente alta.

• Conductividad

  Debido a la presencia de electrones libres, tienen alta conductividad, tanto eléctrica como térmica.

• Propiedades Mecánicas

  Flexibles, dúctiles y maleables. El desplazamiento de una capa de átomos no produce fractura.

• Densidad

  Variable, generalmente densos.