Tipos de enlaces químicos, hibridación y fuerzas intermoleculares

Resumen

El documento repasa la hibridación de orbitales atómicos (sp, sp2, sp3, dsp2, dsp3) y las geometrías moleculares que origina. Además, describe el enlace covalente, sus parámetros y propiedades, las redes covalentes, las fuerzas intermoleculares y el enlace iónico con sus factores y energía reticular.

Puntos clave

La hibridación recombina orbitales atómicos puros de un mismo nivel energético con la misma forma pero distinta orientación espacial.
La hibridación sp produce geometría lineal, sp2 ángulos de 120° y sp3 ángulos de 109.5°; dsp3 corresponde a geometría octaédrica.
El enlace covalente se forma entre átomos no metálicos y sus parámetros principales son entalpía, longitud, ángulo y polaridad.
Los puentes de hidrógeno son fuerzas intermoleculares más intensas que las fuerzas de Van der Waals y aumentan los puntos de fusión y ebullición.
El enlace iónico se forma por fuerzas electroestáticas entre cationes y aniones, y se favorece con gran diferencia de electronegatividad y iones pequeños de carga baja.
La energía reticular es la energía necesaria para separar los iones de una red cristalina hasta el infinito.

Ponte a prueba

Hibridación de Orbitales Atómicos

La hibridación consiste en recombinar orbitales atómicos puros de un mismo nivel energético (n), con la misma forma (l) pero diferente orientación espacial (m).

Tipos de Hibridación

sp: Geometría lineal y apolar. Ejemplos: HCCH (acetileno), CO₂ (dióxido de carbono).
sp²: Ángulos de 120°. Ejemplos: CH₂CH₂ (etileno), BF₃ (trifluoruro de boro), SO₂ (dióxido de azufre), benceno.
sp³: Ángulos de 109.5°. Ejemplos: CH₄ (metano), H₂O (agua), NH₃ (amoniaco).
dsp²: Ángulos de 90°.
dsp³: Geometría octaédrica. Ejemplo: SF₆ (hexafluoruro de azufre).

Geometrías Moleculares

Las diferentes hibridaciones dan lugar a distintas geometrías moleculares:

Geometría lineal
Plano triangular
Pirámide de base triangular
Geometría angular
Octaédrica
Tetraédrica

Enlace Covalente

El enlace covalente se forma entre átomos no metálicos. Sus parámetros principales son:

Entalpía de enlace: Variación de entalpía al disociar un enlace.
Longitud de enlace: Distancia entre los núcleos de los átomos enlazados.
Ángulo de enlace: Depende de la cantidad de enlaces y de la polaridad.
Polaridad: Se produce cuando hay diferencias de electronegatividad entre los átomos enlazados.

Propiedades de las Sustancias Covalentes

Solubilidad: Depende de la polaridad. Las sustancias polares son solubles en disolventes polares y viceversa.
Puntos de fusión y ebullición: Dependen de la naturaleza de las fuerzas intermoleculares.
Conductividad eléctrica: Las moléculas neutras no son conductoras.

Redes Covalentes

Las redes covalentes son sólidos con una estructura tridimensional de enlaces covalentes. Son insolubles, duros y frágiles. Ejemplos: silicio (sp³), grafito (sp²).

Un enlace covalente coordinado se forma cuando un átomo aporta ambos electrones del par compartido para formar el enlace con un ion.

Fuerzas Intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares son enlaces entre moléculas, más débiles que los enlaces intramoleculares (entre átomos).

Tipos de Fuerzas Intermoleculares

Puentes de hidrógeno: Enlaces entre moléculas que contienen hidrógeno unido a un átomo muy electronegativo (como oxígeno, nitrógeno o flúor). Aumentan los puntos de fusión y ebullición.
Fuerzas de Van der Waals: Enlaces entre moléculas que no forman puentes de hidrógeno. Son más débiles que los puentes de hidrógeno.

Enlace Iónico

El enlace iónico se forma por la unión de cationes (iones con carga positiva) y aniones (iones con carga negativa) mediante fuerzas electroestáticas.

Factores que Favorecen el Enlace Iónico

Gran diferencia de electronegatividad entre los átomos.
Carga pequeña de los iones.
Cationes grandes y aniones pequeños.

Red Iónica

Una red iónica es una estructura tridimensional formada por la repetición de una celda unidad en las tres direcciones del espacio.

Energía reticular: Es la energía necesaria para separar los iones de una red cristalina hasta el infinito, o la energía emitida en la formación de un cristal iónico a partir de iones gaseosos.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la hibridación de orbitales atómicos?

Es la recombinación de orbitales atómicos puros de un mismo nivel energético (n) y con la misma forma (l), pero diferente orientación espacial (m). Da lugar a orbitales híbridos con geometrías definidas.

¿Qué ángulo corresponde a una hibridación sp3?

La hibridación sp3 corresponde a ángulos de 109.5°. Ejemplos de moléculas con esta hibridación son el metano (CH4), el agua (H2O) y el amoniaco (NH3).

¿Qué son los puentes de hidrógeno?

Son enlaces entre moléculas que contienen hidrógeno unido a un átomo muy electronegativo, como oxígeno, nitrógeno o flúor. Aumentan los puntos de fusión y ebullición de las sustancias.

¿Qué factores favorecen el enlace iónico?

Se favorece con una gran diferencia de electronegatividad entre los átomos, con iones de carga pequeña y con cationes grandes y aniones pequeños.