Estructura Atómica y Fuerzas de Unión Molecular

El Enlace Químico: Tipos y Propiedades Fundamentales

1. Enlace Iónico

Se establece entre un metal que pierde uno o varios electrones y un no-metal que los captura. Esto resulta en la formación de iones positivos (cationes) y negativos (aniones) que se mantienen unidos por fuertes atracciones electrostáticas.

Características del Enlace Iónico

• Los iones forman una red cristalina que se repite en las tres direcciones del espacio.
• No se forman moléculas discretas con un número limitado de iones.
• Las fórmulas de los compuestos iónicos son empíricas, indicando únicamente la proporción de átomos existentes en la red cristalina.

Las reacciones de pérdida o ganancia de electrones (e^-) se denominan reacciones de ionización.

2. Enlace Covalente

Dos átomos unidos mediante enlace covalente poseen menor energía que los dos átomos aislados. Al igual que en el enlace iónico, la formación de un enlace covalente se acompaña de un desprendimiento de energía.

Conceptos Energéticos Clave

• Energía de Enlace (E_enlace): Es la energía necesaria para romper 1 mol de un determinado tipo de enlace. Es siempre endotérmica (positiva), ya que es necesario aportar energía para romper un enlace.
• Ejemplo: Para romper 1 mol de H₂(g) en 2 moles de H (g) se precisan 436 kJ. Por lo tanto, E_enlace(H-H) = ΔH_dis(H₂) = + 436 kJ.
• Distancia de Enlace: Es la distancia a la que se consigue la mayor estabilidad entre los átomos unidos.

3. Fuerzas Intermoleculares

El comportamiento de ciertas sustancias indica la existencia de fuerzas (enlaces) que les confieren características específicas. Estas fuerzas son más débiles que los enlaces intramoleculares (iónico, covalente, metálico).

Fuerzas de Van der Waals

Son fuerzas que aparecen entre las moléculas debido a cargas eléctricas temporales o permanentes. Se clasifican en dos tipos principales:

1. Fuerzas Dipolo-Dipolo (Dipolos Permanentes): Ocurren en sustancias polares. Son atracciones entre la parte positiva de un dipolo y la parte negativa de otro.
2. Fuerzas de Dispersión (Fuerzas de London): Son las que hacen que ocurra, en un pequeño instante de tiempo, la formación de un dipolo temporal (±). Un dipolo temporal puede inducir la formación de un dipolo en una molécula apolar vecina.

4. Enlace o Puente de Hidrógeno

Se forma en moléculas donde el átomo de hidrógeno (H) está unido a un átomo pequeño y muy electronegativo. Este fenómeno se reduce prácticamente a los elementos Flúor (F), Oxígeno (O) y Nitrógeno (N).

5. Enlace Metálico

Es el enlace que mantiene unidos a los elementos que poseen carácter metálico. En los metales se aprecian estructuras cristalinas bien definidas.

Estructuras Cristalinas Fundamentales

Fundamentalmente, se observan tres estructuras:

• Cúbica Centrada en el Cuerpo (BCC)
• Cúbica Centrada en las Caras (FCC)
• Hexagonal Compacta (HCP)