Tipos de Enlaces Químicos y la Química del Carbono

Tipos de Enlaces Químicos

Enlace Iónico

Se forma cuando un átomo gana electrones y otro los pierde. El átomo que gana electrones queda cargado negativamente (anión), y el que los pierde queda cargado positivamente (catión). Debido a la atracción entre estas cargas opuestas, se forma un enlace fuerte y difícil de separar. Los elementos que ganan electrones poseen una alta electronegatividad (E.N.), definida como la capacidad de un átomo para atraer los electrones más externos de otro átomo.

Enlace Covalente

En este tipo de enlace, los átomos comparten pares de electrones.

• Enlace Covalente Simple: Cada átomo aporta un electrón. Ejemplo: H-H (H₂).
• Enlace Covalente Doble: Cada átomo aporta dos electrones. Ejemplo: O=O (O₂).
• Enlace Covalente Triple: Cada átomo aporta tres electrones. Ejemplo: N≡N (N₂).
• Enlace Coordinado: Un solo átomo aporta ambos electrones del par compartido. Ejemplo: X → Y (XY).

Reglas Fundamentales

• Ley del Dueto: Los átomos tienden a rodearse de 2 electrones.
• Ley del Octeto: Los átomos tienden a rodearse de 8 electrones.

La Química del Carbono y los Compuestos Orgánicos

Los compuestos orgánicos se caracterizan por tener al átomo de carbono como elemento principal. En la combustión, estos compuestos desprenden dióxido de carbono (CO₂) y suelen dejar un residuo negro.

Los átomos de carbono tienen la capacidad de unirse entre sí, formando largas cadenas y estructuras complejas, lo que permite la existencia de una gran diversidad de moléculas orgánicas.

El carbono pertenece al grupo IVA de la tabla periódica, lo que significa que tiene 4 electrones de valencia (eV), los cuales utiliza completamente al formar enlaces.

La química del carbono se enfoca en el estudio de estos compuestos, siendo los hidrocarburos uno de sus grupos más importantes.

Los hidrocarburos son compuestos formados exclusivamente por carbono e hidrógeno. El átomo de carbono utiliza sus 4 electrones de valencia al enlazarse.

Los átomos de carbono se enlazan entre sí formando largas cadenas, lo que resulta en moléculas de gran tamaño.

Tipos de Hidrocarburos

• Alcanos: Se caracterizan por tener únicamente enlaces covalentes simples entre átomos de carbono y con los hidrógenos. Su fórmula general es C_nH_2n+2.
• Alquenos: Presentan al menos un enlace doble carbono-carbono; el resto de los enlaces son simples. Su fórmula general es C_nH_2n.
• Alquinos: Poseen al menos un enlace triple carbono-carbono; el resto de los enlaces son simples. Su fórmula general es C_nH_2n-2.

Nomenclatura de Alcanos Lineales:

1. Metano
2. Etano
3. Propano
4. Butano
5. Pentano
6. Hexano
7. Heptano
8. Octano
9. Nonano
10. Decano

Iones y Números Cuánticos

Iones

Un ión es una partícula cargada eléctricamente, constituida por un átomo o un conjunto de átomos neutros que han ganado o perdido electrones. Este proceso se conoce como ionización.

• Catión: Átomo o grupo de átomos que ha perdido electrones, quedando con carga positiva.
• Anión: Átomo o grupo de átomos que ha ganado electrones, quedando con carga negativa.

Grupos de la Tabla Periódica

• IA: Metales alcalinos.
• IIA: Metales alcalinotérreos.
• IB: Metales preciosos (Cu, Ag, Au).
• IVA: Grupo del carbono (C, Si).
• VA: Grupo del nitrógeno (N, P, As).
• VIA: Grupo del oxígeno (O, S, Se, Te).
• VIIA: Halógenos (F, Cl, Br, I).
• VIIIA: Gases nobles o inertes (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn).

Números Cuánticos

Los números cuánticos describen el estado de un electrón en un átomo:

• Número Cuántico Principal (n): Representa el nivel de energía del electrón. Sus valores son números enteros positivos (1, 2, 3, ...). Se asocia con el volumen del orbital.
• Número Cuántico Secundario o Azimutal (l): Identifica el subnivel de energía y la forma del orbital. Sus valores van desde 0 hasta n-1.
• Número Cuántico Magnético (m o m_l): Describe las orientaciones espaciales de los orbitales. Sus valores son todos los enteros entre -l y +l, incluyendo el 0.
• Número Cuántico de Spin (s o m_s): Indica el sentido del giro del electrón en un orbital. Sus valores son +1/2 o -1/2.