Estructura de Lewis

Las estructuras de Lewis son representaciones adecuadas y sencillas de iones y compuestos, que facilitan el recuento exacto de electrones y constituyen una base importante para predecir estabilidades relativas. 

a estructura de Lewis de un elemento se escribe conociendo los electrones de valencia, por ejemplo el sodio (1 electrón ) , el Bario (2 electrones) , el hidrógeno (1 electrón) y el Aluminio (3 electrones).

Algunos metales como el Na y el hidrógeno, tienen una sóla estructura de Lewis. Mientras que los metales que tienen más de un electrón pueden tener varias estructuras de Lewis.

La representación de Lewis de los metales anteriores dependerá del no-metal con el que sé esta combinando, por ejemplo el Ba tiene una estructura de Lewis al combinarse con el cloro y otra diferente cuando se encuentra con el azufre. 

La Estructura de Lewis, o puede ser llamada diagrama de punto, modelo de Lewis o ALDA representación de Lewis, es una representación gráfica que muestra los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir.

Esta representación se usa para saber la cantidad de electrones de valencia de un elemento que interactúan con otros o entre su misma especie, formando enlaces ya sea simples, dobles, o triples y estos se encuentran íntimamente en relación con los enlaces químicos entre las moléculas y su geometría molecular, y la distancia que hay entre cada enlace formado.

Las estructuras de Lewis muestran los diferentes átomos de una determinada molécula usando su símbolo químico y líneas que se trazan entre los átomos que se unen entre sí. En ocasiones, para representar cada enlace, se usan pares de puntos en vez de líneas. Los electrones desapartados (los que no participan en los enlaces) se representan mediante una línea o con un par de puntos, y se colocan alrededor de los átomos a los que pertenece.

Gilbert Newton Lewis (1875-1946): Físico y químico norteamericano. Se le debe el estudio de los electrones periféricos de los átomos, del que dedujo, en 1916, una interpretación de la covalencia; propuso, en 1926, el nombre de "fotón" para el cuanto de energía radiante.

Enlace Metálico

El enlace metálico es la unión de dos o más elementos metálicos, en este enlace los electrones no están sujetos a un par concreto de átomos y se constituye lo que es el mar de electrones. 

La teoría de los orbitales dice que cuando se combinan dos metales uno es el enlazante y el otro el antienlazante.

Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo general 1, 2 ó 3. Éstos átomos pierden fácilmente esos electrones (electrones de valencia) y se convierten en iones positivos, por ejemplo Na⁺, Cu²⁺, Mg²⁺. Los iones positivos resultantes se ordenan en el espacio formando la red metálica. Los electrones de valencia desprendidos de los átomos forman una nube de electrones que puede desplazarse a través de toda la red. De este modo todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve.

 

En un metal, los electrones de enlace irán a ocupar ese mar de orbitales, dos electrones por orbital. Los electrones más energéticos, aquellos en los orbitales enlazantes de más alta energía, estarán muy próximos (en energía) de las regiones de los orbitales antienlazantes.

 

Propiedades del Enlace Metálico:

• A excepción del mercurio, los metales puros son sólidos a temperatura ambiente.
• Sus puntos de fusión son muy variables, generalmente altos
• Son buenos conductores de electricidad
• Presentan un brillo característico
• Son dúctiles y maleables
• Presentan el llamado "efecto fotoeléctrico"
• Se suelen disolver en otros formando disoluciones llamadas aleaciones.

 

Enlace Covalente

El enlace covalente resulta de la compartición de uno o más pares de electrones entre los átomos que se unen. Este modelo de enlace se utiliza para explicar la unión de los elementos clasificados como no metales.

Cuando la diferencia de electronegatividades entre dos o más átomos es cero o tiene un valor muy pequeño, estos átomos tienen a compartir los electrones de valencia de sus capas externas, ya que cada átomo ejerce la misma atracción sobre los electrones.

El enlace covalente se lleva a cabo entre elementos de alta electronegatividad, entre no metales y siempre por compartición de pares de electrones.

Se distinguen por tres tipos de covalencia:

• Polar
• No polar
• Coordinado

Enlace covalente polar

Es quien que se realiza entre dos no metales diferentes, el par de electrones del enlace esta distribuido de manera simultánea y asimétrica entre los átomos, lo cual trae como consecuencia la formación de un dipolo.

Cuando dos átomos no metálicos de diferente electronegatividad se unen, comparten electrones pero la nube electrónica se deforma. En general la diferencia de electronegatividad es menor de 1.7

Por ejemplo:

Agua y ácido clorhídrico:

La formación de la molécula de HCl, la diferencia de electronegatividad es 0.9 (H=2.1, Cl=3.0). Esto da como resultado una molécula polar debido a la distribución desigual de la densidad electrónica.

Características del enlace covalente polar:

• Enlace sencillo: se comparten 2 electrones de la capa de valencia. Ej: F-F
• Enlace doble: se comparten cuatro electrones, en dos pares, de la capa de valencia. Ej: O=O
• Enlace triple: se comparten 6 electrones en 3 pares de electrones de la capa de valencia. Ej: NΞN
• Enlace cuádruple: es la unión de 8 electrones en 4 pares de la capa de valencia. Ej: CC
• Enlace quíntuple: es la unión de 10 electrones en 5 pares de la capa de valencia

En general cuando un átomo comparte los dos electrones para uno solo se llama enlace covalente dativo y se suele representar con una flecha (→)

Propiedades del enlace covalente polar

• Son moléculas que existen en los tres estados de agregación de la materia.
• Gran actividad química
• Solubles en disolventes polares
• En disolución acuosa son conductores de electricidad
• Son puntos de fusión y ebullición muy bajos, pero más altos que los polares.
• Presentan solubilidad en líquidos polares.

Enlace Covalente NO Polar

Este tipo de enlace se tiene cuando dos átomos de un mismo elemento se unen para formar una molécula verdadera sin carga eléctrica, simétrica y cuya diferencia de electronegatividad es O.

Propiedades del enlace Covalente NO Polar:

• Moléculas verdaderas
• Actividad química media
• Baja solubilidad en agua
• Algunos presentan puntos de fusión elevados, cuerpos muy duros
• Insolubles en casi todos los disolventes 
• No conducen calor / electricidad
• Estado físico: sólido, líquido y gas.

Enlace Covalente Coordinado

Cuando el par de electrones que forma el enlace covalente es donado por uno solo de los átomos, se denomina enlace covalente coordinado. Este enlace también se le llama dativo.

Es la unión entre dos átomos mediante un par de electrones cedidos por uno solo de los átomos y compartido por los dos.

Ejemplos:

Un típico Enlace Covalente Coordinado lo encontramos en la molécula de Anhídrido Sulfuroso (Óxido de Azufre (IV)), donde el azufre se une al primer oxigeno a través de dos Enlaces Covalentes, comparten sus dos electrones desapareados, el segundo oxígeno se une al azufre a través de un Enlace Covalente Coordinado, donde el azufre aporta un par de electrones libres que los recibe el oxígeno (ha reordenado sus electrones para dejar un orbital vacío).

Otros ejemplos los encontramos el el Anhídrido Sulfúrico (SO3), en el Ácido Sulfúrico (H2SO4), en el ión hidronio (H3O+).

Enlace Iónico

 Enlace iónico:

El enlace iónico resulta de la transferencia de uno o más electrones de un átomo a otro grupo de átomos.
Este modelo describe particularmente a los compuestos que forman los metales con los no metales.
Este enlace también se conoce como salino o electrovalente, su origen  se debe a J.T  Berzelius quien consideró que los átomos poseían unos "polos" electromagnéticos positivos o negativos.

La composición de una gran variedad de compuestos iónicos resulta de la combinación de un metal del grupo 1A, 2A y un halógeno u oxígeno.

Por ejemplo:
La reacción entre Litio y Flúor produce "fluoruro de litio", un polvo venenoso que se usa para disminuir el punto de fusión y en la fabricación de la cerámica.
La configuración electrónica del litio es 1s2 2s y la del flúor 1s2-2s2-2p5, cuando estos átomos entran en contacto, el electrón de valencia 2s del litio se transfiere al átomo de F.

1.- Primero se ionica el litio Li+
2.-Enseguida el F acepta el electrón
3.- Luego los dos iones se enlazan para formar la unidad LiF

El enlace ionico en el LiF es la atracción electrostática entre el ion Li y el Flúor con (carga negativa).

*Propiedades del enlace iónico:

• Los compuestos iónicos en estado sólido no conducen la corriente eléctrica, cuando se funden o disuelven en agua, sí conducen electricidad. 
• La conductividad eléctrica requiere del transporte de las cargas; al disolverse en agua estas sustancias sus iones se separan y pueden moverse en forma independiente.
• Ejemplos de sustancias que presentan este tipo de enlace son las sales orgánicas y óxidos inorgánicos, que contienen un metal y no metal como NaCl, CaF2 y K2O.
• Tiene punto de fusión y ebullición elevados
• Fundidos en disolución acuosa son buenos conductores de electricidad.
• Son solubles en disolventes polares
• No se forman verdaderas moléculas sino redes cristalinas
• Son inflamables

Ejemplo: