Teoría del enlace químico

En la visión simplificada del denominado enlace covalente, uno o más electrones (frecuentemente un par de electrones) son llevados al espacio entre los dos núcleos atómicos. Ahí, los electrones negativamente cargados son atraídos a las cargas positivas de ambos núcleos, en vez de sólo su propio núcleo. Esto vence a la repulsión entre los dos núcleos positivamente cargados de los dos átomos, y esta atracción tan grande mantiene a los dos núcleos en una configuración de equilibrio relativamente fija, aunque aún vibrarán en la posición de equilibrio. En resumen, el enlace covalente involucra la compartición de electrones en los que los núcleos positivamente cargados de dos o más átomos atraen simultáneamente a los electrones negativamente cargados que están siendo compartidos. En un enlace covalente polar, uno o más electrones son compartidos inequitativamente entre dos núcleos.

En una visión simplificada de un enlace iónico, el electrón de enlace no es compartido, sino que es transferido. En este tipo de enlace, el orbital atómico más externo de un átomo tiene un lugar libre que permite la adición de uno o más electrones. Estos electrones recientemente agregados ocupan potencialmente un estado de menor energía (más cerca al núcleo debido a la alta carga nuclear efectiva) de lo que experimentan en un tipo diferente de átomo. En consecuencia, un núcleo ofrece una posición de más fuerte unión a un electrón de lo que lo hace el otro núcleo. Esta transferencia ocasiona que un átomo asuma una carga neta positiva, y que el otro asuma una carga neta negativa. Entonces, el enlace resulta de la atracción electrostática entre los átomos, y los átomos se constituyen de carga positiva o negativa.

Existen teorías más sofisticadas, como la teoría del enlace de valencia, que incluye la hibridación de orbitales y la resonancia, y el método de combinación lineal de orbitales atómicos dentro de la teoría de los orbitales moleculares, que incluye a la teoría del campo de los ligantes. La electrostática es usada para describir polaridades de enlace y los efectos que ejerce en las sustancias químicas.

Enlace Iónico y Enlace Covalente

Un enlace es un proceso químico que se da a partir de la atracción entre dos o más átomos.


Un enlace químico es el resultado de la fuerza de atracción electroestática. Según la fuerza de estos enlaces, pueden ser clasificados en “enlaces fuertes” y “enlaces débiles”.

Enlace iónico

Es un enlace químico entre dos átomos diferentes (uno metálico y otro no metálico)  en el que un átomo cede un electrón a otro (hay una transferencia). En este caso, un átomo pierde un electrón y el otro gana un electrón extra.

El ion metálico que pierde un electrón tiene una carga positiva, mientras que el ion no metálico que gana el electrón tiene una carga negativa. Como en estos casos los opuestos se atraen, estos iones son fuertemente atraídos el uno al otro con tanta fuerza que acaban formando redes cristalinas.

Por lo general, los compuestos iónicos son en forma de sólidos, es decir, sales. Son altamente solubles en agua y tienen un punto de fusión elevado; también tienen una alta conductividad eléctrica.

Enlace covalente

Este es otro tipo de enlace químico fuerte. Se lleva a cabo entre átomos similares (es decir, dos no-metálicos). En un enlace covalente los dos átomos se unen para compartir un electrón, en lugar de que un átomo tome un electrón de otro.

En el enlace covalente hay un equilibrio estable entre la fuerza de atracción y repulsión de los átomos, ya que comparten el electrón. Estos enlaces pueden ser clasificados en enlaces covalentes simples, dobles y triples; dependiendo de cuántos electrones compartan. Cada electrón compartido constituye un enlace.

En este tipo de enlace, cuando un átomo tiene un electrón en su capa externa y otro átomo requiere de un electrón para constituir la suya, se juntan para compartir el electrón. De este modo, se logra una configuración electrónica estable.


Diferencias clave entre enlace iónico y enlace covalente

El enlace iónico se da entre dos átomos diferentes (metálico y no. metálico), mientras que el enlace covalente se produce entre dos átomos iguales (no-metálicos).
En el enlace covalente hay un compartimiento de electrones, mientras que en el enlace iónico hay una transferencia de electrones.
Los enlaces iónicos tiene un alto punto de fusión y ebullición, mientras que los enlaces covalentes suelen tener un punto bajo.

Ley de Charles

La ley de Charles es una de las leyes de los gases. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.

En esta ley, Jacques Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética debido al movimiento de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.

La ley fue publicada primero por Gay-Lussac en 1803, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a que la ley sea usualmente atribuida a Charles.

Formulas:

Además puede expresarse como:

${\displaystyle {\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}}$

donde:

${\displaystyle V_{1}\,}$= Volumen inicial

${\displaystyle T_{1}\,}$= Temperatura inicial

${\displaystyle V_{2}\,}$= Volumen final

${\displaystyle T_{2}\,}$= Temperatura final

LEY DE AVOGADRO

Ley de Avogadro

Amedeo Avogadro fue un físico italiano que a través de la hipótesis sobre el número de moléculas existentes en estas muestras de gas, explicó cómo los gases se combinan, manteniendo una proporción simple entre ellos y aún concluye que el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno se encuentran en la forma bi-atómica, o sea: H2, O2 y N2.

 

Ley de Avogadro

Volúmenes iguales de dos gases en las mismas condiciones de temperatura y presión poseen el mismo número de moléculas. Esa ley fue el origen del concepto de molécula está implícita en el concepto de volumen molar (CNTP), pues 22,4 litros de cualquier gas poseen 6,02 x 1023 moléculas.

LA FOTOSÍNTESIS

La fotosíntesis (del griego antiguo φῶς-φωτός [fos-fotós], ‘luz’, y σύνθεσις [sýnthesis], ‘composición’, ’síntesis’) o función clorofílica es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. En este proceso la energía lumínica se transforma en energía química estable, siendo el adenosín trifosfato(ATP) la primera molécula en la que queda almacenada esta energía química. Con posterioridad, el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad. Además, se debe tener en cuenta que la vida en nuestro planeta se mantiene fundamentalmente gracias a la fotosíntesis que realizan las algas, en el medio acuático, y las plantas, en el medio terrestre, que tienen la capacidad de sintetizar materia orgánica (imprescindible para la constitución de los seres vivos) partiendo de la luz y la materia inorgánica. De hecho, cada año los organismos fotosintetizadores fijan en forma de materia orgánica en torno a 100,000 millones de toneladas de carbono.

Tabla Periodica

Cronología de las diferentes clasificaciones de los elementos químicos

Döbereiner

Este químico alcanzó a elaborar un informe que mostraba una relación entre la masa atómica de ciertos elementos y sus propiedades en 1817. Él destaca la existencia de similitudes entre elementos agrupados en tríos que él denomina “tríadas”. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo. Pone en evidencia que la masa de uno de los tres elementos de la triada es intermedia entre la de los otros dos. En 1850 pudimos contar con unas 20 tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.

Chancourtois y Newlands

En 1862 Chancourtois, geólogo francés, pone en evidencia una cierta periodicidad entre los elementos de la tabla. En 1864 Chancourtois y Newlands, químico inglés, anuncian la Ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a los elementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódica comienza a ser diseñada.

Meyer

En 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el volumen atómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en relación con los otros elementos. Los metales alcalinos tienen por ejemplo un volumen atómico importante.

Mendeleïev

En 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. El se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía 63 elementos.

Esta tabla fue diseñada de manera que hiciera aparecer la periodicidad de los elementos. De esta manera los elementos son clasificados verticalmente. Las agrupaciones horizontales se suceden representando los elementos de la misma “familia”.

Para poder aplicar la ley que él creía cierta, tuvo que dejar ciertos huecos vacíos. Él estaba convencido de que un día esos lugares vacíos que correspondían a las masas atómicas 45, 68, 70 y 180, no lo estarían más, y los descubrimientos futuros confirmaron esta convinción. El consiguió además prever las propiedades químicas de tres de los elementos que faltaban a partir de las propiedades de los cuatro elementos vecinos. Entre 1875 y 1886, estos tres elementos: galio, escandio y germanio, fueron descubiertos y ellos poseían las propiedades predecidas.

Sin embargo aunque la la clasificación de Mendeleïev marca un claro progreso, contiene ciertas anomalías debidas a errores de determinación de masa atómica de la época.