Energía de ionización y afinidad electrónica

Afinidad electrónica: Es la cantidad de energía que absorbe un átomo aislado en fase gaseosa para captar un electrón y formar un ión negativo. Si la tendencia a adquirir electrones adicionales, es mayor,  la afinidad electrónica, también lo será. La tendencia a aceptar electrones aumenta en un período de izquierda a derecha y también su afinidad electrónica. En un grupo, los valores disminuyen de arriba hacia abajo, porque la variación es Pequeña.

Energía de ionización: es la energía mínima que se incorpora en un átomo en estado gaseoso para que libere un electrón.

Esta propiedad periódica en los grupos disminuye al aumentar el número atómico, porque a pesar de tener igual número de electrones de valencia, el incremento en el número de niveles aumenta la longitud promedio entre los electrones de valencia y el núcleo, su atracción es menor y por tanto se desprende con más facilidad. Cuanto mayor es la energía de ionización, más difícil resultará desprender el electrón.

Electrones de valencia

son los electrones que se encuentran en los mayores niveles de energía del átomo, siendo estos los responsables de la interacción entre átomos de distintas especies o entre los átomos de una misma. Los electrones en los niveles de energía externos son aquellos que serán utilizados en la formación de compuestos y a los cuales se les denomina como electrones de valencia. Son los que presentan la facilidad de formar enlaces. Según sea el número de estos electrones, será el número de enlaces que puede formar cada átomo con otro u otros.

Sólo los electrones externos de un átomo pueden ser atraídos por otro átomo cercano. La valencia de un elemento es el número de electrones que necesita o que le sobra para tener completo su último nivel. La valencia de los gases nobles, por tanto, será cero, ya que tienen completo

Enlaces químicos

Un enlace químico es el proceso químico responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos diatómicos y poliatómicos.

En general, el enlace químico fuerte está asociado con la compartición o transferencia de electrones entre los átomos participantes. Las moléculas, cristales, y gases diatómicos o sea la mayor parte del ambiente físico que nos rodea está unido por enlaces químicos, que determinan las propiedades físicas y químicas de la materia.

Enlace iónico

Los elementos con baja energía de ionización tienden a transferir electrones a otros elementos con alta afinidad electrónica, formando cationes y aniones. Cuando estos iones con cargas eléctricas netas de signo contrario se acercan, quedan unidos por fuertes fuerzas eléctricas de atracción.

El enlace iónico se caracteriza por la transferencia de electrones y resulta de la unión de iones de carga contraria debido a fuerzas electrostáticas. Este tipo de enlace tiene lugar entre elementos de distinta electronegatividad mientras mayor sea la diferencia de electronegatividad entre dos átomos enlazados más iónico será el enlace.

Enlace covalente

Esto ocurre entre no metales, donde el par de electrones compartido es común a los dos átomos y los mantiene unidos, de manera que ambos adquieren la estructura electrónica de gas noble y forman un sistema de menor energía que el formado por los átomos separados.

 La formación de compuestos covalentes da origen a  moléculas Pequeños grupos de átomos unidos entre sí por pares compartidos de electrones que se comportan como una unidad. Los átomos pueden formar distintos tipos de enlaces covalentes, dependiendo del número de electrones compartidos.

Enlace covalente sencillo: Cada átomo enlazado aporta con un electrón al par compartido. Los pares de electrones compartidos se representan habitualmente por una línea entre los dos átomos unidos.

Enlace covalente doble.- Ambos átomos comparten dos pares de electrones. Por ejemplo, la molécula de oxígeno (O₂), la de dióxido de carbono (CO₂)

Enlace covalente triple.- Se origina si dos átomos comparten  tres pares de electrones como en las moléculas de nitrógeno (N₂) y acetileno (C₂H₂).

Enloce covalente coordinado o dativo.- Se forma si los dos electrones compartidos aporta sólo por uno de los dos átomos. En vez de guión se utiliza una flecha dirigida hacia el átomo que no aportó ningún electrón. Por ejemplo, la molécula de dióxido de azufre (SO²).

Enlace covalente polar.- En enlaces covalentes con átomos diferentes, el más electronegativo ejerce  mayor  fuerza de atracción por el par de electrones compartidos que el otro átomo y se genera un dipolo permanente. A este tipo de enlace se denomina enlace covalente polar.

No polar.- Si el enlace ocurre entre átomos con electronegatividades  idénticas o muy similares, los electrones de enlace se comparten por igual y se denomina enlace covalente no polar.

Enlace metálicos

La mayoría de elementos de la tabla periódica son metales. A temperatura ambiente todos los metales son sólidos, con excepción del mercurio que es líquido. Los átomos de los metales pierden fácilmente los electrones de valencia, completan el octeto y se convierten en iones positivos que se ordenan en el espacio formando una red metálica por la que se mueven los electrones. Los iones positivos del metal quedan unidos mediante la nube de electrones en posiciones fijas, de modo que ocupan el menor volumen posible. A este modelo de enlace metálico se conoce como Modelo de la nube o del mar de electrones.

Propiedades de los compuestos iónicos, covalentes y metálicos

Propiedades de los compuestos iónicos:

Son sólidos a temperatura ambiente, tienen puntos de fusión y ebullición elevados, debido a la atracción electrostática entre los iones de carga contraria, que hace que se necesite mucha energía para romper la red. Presentan gran estabilidad al formar  redes cristalinas características. Son duros, difíciles de rayar y quebradizos porque al aplicar una fuerza sobre ellos se deslocaliza la estructura cristalina. Conducen la electricidad sólo si están fundidos o disueltos.

Propiedades de los compuestos covalentes

Las sustancias que presentan enlaces covalentes se clasifican en:

 Sustancias moleculares: están formadas por un número determinado de átomos, como F₂ H₂O, 1₂, NH₃. Se caracterizan por la gran intensidad de las fuerzas de enlace intramolecular y la debilidad de las fuerzas de unión intermolecular. Las fuerzas intermoleculares son responsables de la mayoría de propiedades: tienen bajos puntos de fusión y de ebullición; son sólidos, líquidos o gaseosos a temperatura ambiente dependiendo de la intensidad de las atracciones intermoleculares fuertes  intermedias o débiles, respectivamente; tienen solubilidad variable; son blandos.

Sólidos covalente: Se conocen también como solidos atómicos o reticulares. Forman redes tridimensionales en las que los átomos están unidos por enlaces covalentes. Todo el cristal se considera como una molécula. El enlace covalente entre los átomos es muy fuerte y se necesita mucha energía para separarlos, por esto presentan temperatura ras de fusión ebullición elevada, suelen ser duros, malos conductores porque carecen de carga que pueda transportar la electricidad, baja solubilidad en cualquier tipo de disolvente.

Propiedades de los sólidos metálicos

Están formados por redes cristalinas de cationes metálicos, inmensos en una nube de electrones móviles y responsables de propiedades como maleabilidad y ductilidad, gran conductividad eléctrica y térmica, inmenso  brillo y resistencia a la tracción. Tienen puncos de fusión y ebullición, variable, que depende de la fuerza de atracción entre la nube electrónica, y los iones positivos: a menor volumen de los iones y a mayor número de electrones de valencia también, es mayor la fuerza de atracción.

Fuerzas  de atracción intermoleculares

Las interacciones de carácter electrostático que se dan entre dos o más moléculas reciben el nombre de fuerzas intermoleculares. Estas se clasifican en fuerzas de Van der Waals y puentes de hidrógeno.

 Las fuerzas de Van der Waals pueden ser:

Fuerzas de atracción dipolo-dipolo o de orientación de Keeson: Se presentan entre moléculas polares y se producen entre el oxígeno positivo de una molécula y el extremo negativo de otra.

Fuerza de atracción dipolo-dipolo inducido o fuerzas de Debye: se producen cuando una molécula polar induce un dipolo instantáneo en otra molécula próxima originando una atracción electrostática entre ambas moléculas.

Fuerzas de dispersión o de London: Se producen en las moléculas apolares debido a la formación de dipolos instantáneos que se generan por fluctuaciones en la ubicación de los electrones en las moléculas' Estas fuerzas son muy débiles y dan lugar al estado líquido y sólido de moléculas apolares.

Fuerzas ion-dipolo: Son importantes en el proceso de disolución de sales; por ejemplo en luna disolución acuosa de cloruro de sodio, los iones Na⁺ y Cl^- se rodean de moléculas de agua.