Las células de nuestro cuerpo, el aire, el agua, los diferentes minerales...todos y cada uno de los elementos que nos rodean están conformados por diferentes tipos de átomos y moléculas. Estas partículas son la unidad básica de la materia y, además, sirven para entender cómo ocurren muchos procesos biológicos relacionados con las neurociencias, como la despolarización.
Sin embargo, para poder formar algo tan complejo como un organismo vivo o los diversos compuestos o materiales que observamos en nuestro día a día es necesario que los átomos se agrupen y relacionan de alguna manera. Desde la química se ha estudiado la composición de la materia, incluyendo los elementos que permiten que los diferentes átomos se vinculen. Se trata de los llamados enlaces químicos.
En este artículo vamos a ver cómo son los principales tipos de enlaces químicos presentes en la naturaleza.
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El enlace químico
Se entiende por enlace químico aquella interacción o fuerza que genera que dos o más átomos mantengan una unión basada en la transmisión de electrones entre ambos.
Las electrones de las capas más externas del átomo se ven atraídos por la carga eléctrica que poseen los átomos que lo rodean, en concreto su núcleo. Y aunque los núcleos se repelen entre sí al tener ambos carga positiva, los electrones (de carga negativa) de cada uno de los átomos se ven atraídos por el núcleo del otro.
Dependiendo de la posición de ambos, de la electronegatividad o dificultad de ionizar el átomo y de la estabilidad electrónica que ya posea cada átomo, es posible que la fuerza de la atracción entre electrón y núcleo impida que exista una repulsión entre átomos. Se creará un enlace químico en el que uno de los átomos perderá electrones y el otro los ganará, logrando un estado final en el que el el conjunto de los dos átomos alcanza un nivel de carga eléctrica estable.
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Principales tipos de enlaces químicos entre átomos
A continuación puedes ver cuáles son los tres principales tipos de enlace químico a través del cual los diferentes átomos se unen para formar las distintas moléculas. Una de las principales diferencias entre ellos son los tipos de átomos que se usen (metálicos y/o no metálicos, siendo los metálicos poco electronegativos y los no metálicos mucho).
1. Enlace iónico
El iónico es uno de los tipos de enlace químico más conocidos, siendo el que se forma cuando se unen un metal y un no metal (es decir, un componente con poca electronegatividad con uno con mucha).
El electrón más externo del elemento metálico se verá atraído por el núcleo del elemento no metálico, cediendo el segundo el electrón al primero. Se forman compuestos estables, cuya unión es electroquímica. En esta unión el elemento no metálico pasa a ser anión al quedar finalmente con carga negativa (tras recibir el electrón), mientras que los metales se vuelven cationes de carga positiva.
Un ejemplo típico de enlace iónico lo encontramos en la sal, o en compuestos cristalizados. Los materiales formados por este tipo de unión tienden a necesitar una gran cantidad de energía para fundirlos y suelen ser duros, si bien pueden comprimirse y quebrarse con facilidad. En general tienden a ser solubles y pueden disolverse con facilidad.
2. Enlaces covalentes
El enlace covalente es un tipo de enlace caracterizado porque los dos átomos a unirse poseen propiedades electronegativas semejantes o incluso idénticas. El enlace covalente supone que ambos átomos (o más, si la molécula la forman más de dos átomos) comparten entre sí los electrones, sin perder ni ganar en cantidad.
Este tipo de enlaces es el que suele formar parte de la materia orgánica, como por ejemplo la que configura nuestro organismo, y son más estables que los iónicos. Su punto de fusión es más bajo, hasta el punto que muchos compuestos se encuentran en estado líquido, y no son por lo general conductores de la electricidad. Dentro de los enlaces covalentes podemos encontrar varios subtipos.
Enlace covalente no polar o puro
Se refiere a un tipo de enlace covalente en que se unen dos elementos con el mismo nivel de electronegatividad y cuya unión no provoca que una de las partes pierda o gane electrones, siendo los átomos del mismo elemento. Por ejemplo el hidrógeno, el oxígeno o el carbono son algunos elementos que pueden unirse a átomos de su mismo elemento para formar estructuras. No son solubles.
Enlace covalente polar
En este tipo de enlace covalente, en realidad el más usual, los átomos que se unen son de distintos elementos. Ambos poseen una electronegatividad semejante aunque no idéntica, con lo que tienen diferentes cargas eléctricas. Tampoco en este caso se pierden electrones en ninguno de los átomos, sino que los comparten.
Dentro de este subgrupo también encontramos los enlaces covalentes bipolares, en que existe un átomo dador que comparte los electrones y otro u otros receptores que se benefician de dicha incorporación.
Cosas tan básicas e imprescindibles para nosotros como el agua o la glucosa se forman a partir de este tipo de enlace.
3. Enlace metálico
En los enlaces metálicos se unen entre sí dos o más átomos de elementos metálicos. Dicha unión se debe no a la atracción entre ambos átomos entre sí, si no entre un catión y los electrones que han quedado libres y ajenos haciendo que sea tal cosa. Los diferentes átomos configuran una red en torno a estos electrones, con patrones que se van repitiendo. Estas estructuras tienden a aparecer como elementos sólidos y consistentes, deformables pero difíciles de romper.
Asimismo, este tipo de enlace se vincula a la conductividad eléctrica propia de los metales, al ser sus electrones libres.
Enlaces químicos entre moléculas
Si bien los principales enlaces químicos son los anteriores, a nivel de molécula podemos encontrarnos otras modalidades. Algunos de los principales y más conocidos son los siguientes.
4. Por fuerzas de Van der Waals
Este tipo de unión se da entre moléculas simétricas y actúan en función de la atracción o repulsión entre moléculas o a la interacción de iones con moléculas. Dentro de este tipo de uniones podemos encontrar la unión de dos dipolos permanentes, dos dipolos inducidos o entre dipolo permanente e inducido.
5. Enlace de hidrógeno o por puente de hidrógeno
Este tipo de enlace entre moléculas se da una interacción entre el hidrógeno y otro elemento de elevada polaridad. En estos enlaces el hidrógeno tiene carga positiva y se ve atraído por átomos electronegativos polares, generando una interacción o puente entre ambos. Dicha unión es considerablemente débil. Un ejemplo lo encontramos en las moléculas de agua.
Referencias bibliográficas:
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Chamizo J. A. (2006). Los modelos de la química, Educación Química, 17, 476-482.
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García, A.; Garritz; A. y Chamizo, J.A.. (2009). Enlace Químico. Una aproximación constructivista a su enseñanza.
