Fundamentos de los Enlaces Químicos y la Energía en las Reacciones

A. Enlaces Químicos: Estabilidad de un Compuesto

La estabilidad de un compuesto químico dependerá de la resistencia de los enlaces químicos que conforman su molécula. Existen dos tipos principales de enlaces: covalente e iónico. El tamaño de los átomos que intervienen en el enlace influye en la longitud del mismo y en su fragilidad. La rotura del enlace iónico se puede producir de varias formas: fusión, disolución o por reacción entre compuestos orgánicos.

La rotura del enlace covalente puede ser homolítica o heterolítica. La homolítica ocurre cuando cada átomo se queda con uno de los electrones del par que comparten, obteniéndose dos radicales muy reactivos. La heterolítica ocurre si el par de electrones que comparten va a parar a uno de los átomos.

B. Energía de Activación (Ea)

La energía de activación es la cantidad mínima de energía que se necesita para iniciar una reacción. Por lo tanto, una reacción no empieza si no existe esta energía de activación (Ea). Generalmente, las reacciones de tipo iónico tienen una Ea baja, mientras que las reacciones covalentes tienen una Ea elevada.

C. Desarrollo de las Reacciones Químicas (RQ)

Una reacción química (RQ) tiene lugar a través de una serie de etapas intermedias, y algunas de estas etapas pueden frenar el desarrollo de la reacción. Los catalizadores, disolventes e inhibidores se utilizan para facilitar y controlar las reacciones químicas.

• Si la Ea es baja, se utilizan los catalizadores. Los catalizadores son compuestos que aceleran el desarrollo de la reacción química.
• Los inhibidores son compuestos que se añaden a la reacción química para que no se produzca o se disminuya, y la Ea aumente.

D. Concentración de los Reactivos

La velocidad de la reacción depende de las concentraciones o de las presiones parciales de los reactivos. A mayor concentración o presión parcial, mayor velocidad. En un medio acuoso, el efecto de la dilución en la velocidad de la reacción no es brusco. En cambio, en un medio no acuoso, además del efecto de la dilución, se debe tener en cuenta el disolvente a utilizar. En un medio líquido, se puede controlar dentro de unos límites.

En el caso de reactivos sólidos, se podría equiparar su concentración con su estado de división, es decir, con el tamaño de sus granos. Cuanto más pequeñas son sus partículas, mayor velocidad.

E. Fuentes de Energía de las Reacciones

Los átomos a una T mayor de 0ºK (termodinámica positiva) poseen una energía interna compuesta de energía potencial y energía cinética. Cuando un átomo o molécula absorbe energía del exterior, aumenta la energía cinética (Ec) de los electrones, pudiéndose originar cambios de orbitales. De esta manera, se rompen los lazos existentes y se forman nuevos enlaces, dando lugar a nuevos compuestos.

F. Energía Liberada por las Reacciones

Se define energía de enlace como la energía necesaria para romper un enlace químico entre dos átomos. Esta energía nos puede dar una idea de la estabilidad de cualquier compuesto. Aparte de tener en cuenta este tipo de energía, hay que considerar la cantidad de reactivo, ya que una pequeña cantidad de reactivo muy energético pueda actuar de forma similar a la de una gran cantidad de un reactivo poco energético.