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Un enlace químico es el fenómeno físico y la interacción de sustancias químicas que se mantienen unidas por la atracción de los átomos entre sí.

Esta asociación de átomos ayuda a la formación de moléculas, iones, cristales, etc. mediante la compartición, así como el intercambio, de electrones -o fuerzas electrostáticas.

Hay diferentes tipos de enlace químico, incluyendo los enlaces covalentes, los enlaces iónicos, los enlaces metálicos, los enlaces de hidrógeno, etc. Los enlaces covalentes e iónicos son los principales casos de enlaces químicos.

Enlaces covalentes

También se denomina enlace molecular a la compartición mutua de uno o más pares de electrones entre dos átomos. Estos pares de electrones que participan en el enlace se conocen como pares compartidos o pares de enlace, y los electrones compartidos situados en el espacio entre los dos núcleos se denominan electrones de enlace y el equilibrio estable de fuerzas de atracción y repulsión entre los átomos cuando comparten electrones, se conoce como enlace covalente.

La naturaleza de la interacción entre los átomos depende de su electronegatividad relativa (la capacidad de un átomo para atraer al átomo o par de enlace). Cuando la diferencia entre las electronegatividades de dos átomos es demasiado pequeña para que se produzca una transferencia de electrones para formar iones se forma un enlace covalente. Estos átomos tienen una energía de ionización muy alta.

Los átomos comparten sus electrones para obtener la configuración octeto en su capa de valencia. Normalmente contiene la energía de unas ~80 kilocalorías por mol (kcal/mol). Los enlaces covalentes rara vez se rompen espontáneamente después de su formación.

Un enlace covalente formado entre dos no metales o entre dos elementos iguales (o similares). Los enlaces covalentes dentro de las moléculas son muy fuertes y las interacciones covalentes son altamente direccionales y dependen del solapamiento de orbitales.

Propiedades del enlace covalente

El compuesto covalente contiene las siguientes propiedades:

• En el estado físico, pueden existir como sólidos, líquidos o gases.
• Las moléculas de enlace covalente tienen formas definidas.
• No son duras generalmente son suaves y cerosas por naturaleza. Esto se debe a la presencia de una nube de electrones entre cada capa de átomos de carbono.
• Son fácilmente solubles en disolventes no polares e insolubles en disolventes polares.
• Los compuestos que contienen enlaces covalentes no son conductores de la carga eléctrica o tienen una conductividad muy baja debido a la ausencia de iones cargados o electrones libres. Pero el grafito es el buen conductor ya que allí vemos una nube de electrones.
• Son malos conductores del calor. Sus moléculas carecen de electrones libres y eso obstruye el flujo de energía calorífica.
• Son muy bajos o no maleables o no dúctiles. Los compuestos covalentes más pequeños con enlaces débiles son frecuentemente blandos y maleables
• Los compuestos covalentes tienen puntos de ebullición bajos. Esto puede atribuirse a su débil fuerza de atracción entre los distintos átomos enlazados.

Ejemplos

HCl, H2O, PCl5, etc. son ejemplos de enlaces covalentes.

Tipos de enlaces covalentes

Hay los siguientes tipos de enlaces covalentes basados en la electronegatividad que juega un papel vital en la determinación de los diferentes tipos de enlaces covalentes.

1. Enlace covalente polar
2. Enlace covalente no polar

Enlace covalente polar

Se forma entre dos átomos no metálicos que tienen diferentes electronegatividades y comparten sus electrones (reparto desigual de electrones) en un enlace covalente. Se forma entre dos átomos diferentes.

En él una parte de la densidad de electrones del par de electrones de enlace está más cerca de uno de los núcleos unidos, creando centros atómicos parcialmente positivos y negativos con la magnitud de la transferencia de carga. Esto depende de las electronegatividades relativas de los dos átomos. La nube de electrones se desplazará hacia aquel átomo que tenga una alta electronegatividad.

Estos compuestos pueden existir como sólidos debido a la mayor fuerza de las interacciones y tienen altos puntos de fusión y ebullición. Son solubles en compuestos polares como el agua.

Ejemplo: Ejemplo de enlace covalente polar son:

• Enlace entre el hidrógeno y otros elementos como el oxígeno (H2 O).
• Enlace entre el hidrógeno y otros átomos como el Cl (HCl)y el F (HF)

Enlace covalente no polar

Se forma entre dos átomos iguales que tienen las mismas electronegatividades y comparten sus electrones iguales en un compuesto covalente. La diferencia de electronegatividad es mayormente despreciable en los enlaces covalentes no polares.

Existen en forma de gas pero raramente en forma líquida y son muy blandos en la naturaleza. Tienen puntos de ebullición y fusión bajos y son solubles en disolventes no polares.

Ejemplos:

El H2, el N2, el O2, el Cl2, etc. son ejemplos de enlaces covalentes no polares

Otros tipos de enlaces covalentes

Hay otros tipos diferentes de enlaces covalentes basados en el número de electrones compartidos.

• Enlace covalente simple
• Enlace covalente doble
• Enlace covalente triple

Enlace covalente simple

En el enlace covalente simple sólo se comparte un par de electrones entre dos átomos. Se representa con un guión (-). Es un enlace más débil que el doble y el triple. Tiene menos densidad. Es el enlace más estable

Ejemplo: El enlace entre hidrógeno e hidrógeno (H-H) es un ejemplo de enlace covalente simple. Otro ejemplo de enlace covalente es el F2, HCl, etc.

Enlace covalente doble

Cuando se comparten dos pares de electrones entre los dos átomos el enlace que se forma se llama enlace doble. Se representa con un guión (=). Está formado por un enlace Pi y un enlace sigma. Es un enlace fuerte comparado con el simple pero es un enlace menos estable.

Ejemplo: El enlace entre dos átomos de oxígeno (O=O) es un ejemplo de enlace covalente doble. Otros ejemplos son el CO2, el C2H4, la acetona, el ozono, etc.

Enlace covalente triple

En un enlace covalente triple, se comparten tres pares de electrones entre dos átomos. Es el menos estable de los tipos generales de enlaces covalentes. Se representa con tres guiones (≡).

Ejemplo: N≡N es un ejemplo de enlace covalente triple.

Enlaces iónicos

Un enlace iónico también se llama enlace covalente electrónico, formado por la transferencia completa de algunos electrones (del orbital más externo) de un átomo a otro. La transferencia de electrones produce iones negativos llamados aniones (El átomo gana uno o más electrones) e iones positivos llamados cationes (El átomo pierde uno o más electrones).

Estos iones se atraen entre sí. Se desarrollan por la atracción electrostática de elementos con cargas eléctricas opuestas. Se forman entre átomos con grandes diferencias de electronegatividad. En la formación del enlace iónico, mediante la ganancia o pérdida de electrones de los átomos se consigue el octeto. En este enlace, los iones se disponen en un conjunto tridimensional, o cristales y se disocian en iones en disolución.

Es una característica común de los compuestos inorgánicos y de las sales de moléculas orgánicas. Los enlaces iónicos dependen del radio del átomo, cuanto mayor sea el radio, más probable será que el compuesto tenga enlace iónico. Se forma sobre todo entre un átomo metálico y otro no metálico.

Propiedades de los enlaces iónicos

Existen las siguientes propiedades del enlace iónico.

• Existen en estado sólido.
• Los enlaces iónicos son duros debido a su naturaleza cristalina y también tienen puntos de fusión y ebullición altos.
• Este tipo de enlace tiene una energía de enlace más alta que el enlace metálico.
• Son no maleables y no dúctiles.
• En comparación con otros enlaces, se considera que no es un buen conductor de la electricidad, pero en el estado fundido puede conducir la electricidad debido a la presencia de iones que actúan como portadores de carga.
• El enlace iónico se disocia en un ion, ya que estos solubles en agua.
• Este enlace se considera el enlace más fuerte que otros y es altamente frágil.

Ejemplo: A continuación se presentan algunos ejemplos de enlaces iónicos

KCl (cloruro de potasio)), CsF (fluoruro de cesio), BeS (sulfuro de berilio), NaCl (cloruro de sodio) etc.

Enlace metálico

Es el tipo de enlace químico que mantiene unidos los átomos entre los metales y comparte los electrones libres entre la red de cationes. Como ocurre en los metales o aleaciones llamado enlace metálico. Se diferencia del enlace covalente porque la energía de ionización para los electrones que ocupan los orbitales exteriores de los elementos metálicos es mucho menor.

Cuando la hibridación está ausente el orbital s (que permite el solapamiento con hasta 12 orbitales s más de los átomos circundantes) conduce a la formación del enlace «metálico» (no direccional) mientras que el orbital d conduce a la formación del enlace «covalente» (direccional).

Diferentes factores afectan a la fuerza de un enlace metálico incluyen, el número total de electrones deslocalizados, la magnitud de la carga positiva mantenida por el catión metálico, el radio iónico del catión.

• Ejemplos: Las aleaciones se forman mediante enlaces metálicos. Ejemplo de aleación son el latón (Cu y Zn) y el acero (C y Fe) Los otros ejemplos de enlace metálico Hierro, Cobalto, calcio y magnesio, plata, oro, etc.

Propiedades de los enlaces metálicos

Las siguientes son las propiedades de los compuestos que contienen enlaces metálicos

• Los enlaces metálicos suelen estar en estado sólido.
• Suelen ser duros en la naturaleza y no tienen una forma definida.
• Si vemos su solubilidad en disolventes no polares y polares son insolubles
• La mayoría de los metales son excelentes conductores eléctricos porque los electrones en el mar de electrones son libres de moverse y llevar la carga.
• Los enlaces metálicos son maleables y dúctiles con altos puntos de fusión y ebullición así como baja volatilidad.

Principal diferencia entre enlace iónico, covalente y metálico

Enlace covalente	Enlace iónico	Enlace metálico
Compartición de electrones entre dos átomos	Transferencia completa de electrones	Compartición de electrones entre la red de metales
Presente entre los nometales	Presente entre metales y no metales	Presente entre los metales
Enlace fuerte que enlace metálico	Enlace más fuerte	Enlace débil que otro enlace
Existen en estado sólido, líquido y gaseoso	Salen como sólidos	Salen en estado sólido
El enlace es direccional	El enlace es no direccional	El enlace es no direccional
La electronegatividad para el covalente polar es 0.5-1.7 y para el covalente no polar es ˂ 0.5.	˃ 0.7 es la electronegatividad	La electronegatividad no es necesaria.