Enlace químico: iónico, covalente y metálico
En 1.º de Bachillerato profundizamos en los tres tipos de enlace químico, incluyendo conceptos como la geometría molecular (teoría VSEPR), la polaridad y las fuerzas intermoleculares.
Enlace iónico: energía reticular
El enlace iónico se forma por transferencia de electrones entre un metal (catión) y un no metal (anión). Los iones forman una red cristalina tridimensional.
La energía reticular (U) es la energía necesaria para separar completamente los iones de un cristal iónico. Cuanto mayor es U, más estable es el cristal.
La energía reticular aumenta con:
• Mayor carga de los iones (Q₁ y Q₂).
• Menor radio iónico (los iones más pequeños se acercan más).
📘 Ejemplo resueltoOrdena de mayor a menor energía reticular: NaCl, MgO, NaF.
MgO > NaF > NaCl
• MgO: Mg²⁺ y O²⁻ tienen carga ±2 y radios pequeños → máxima U.
• NaF: Na⁺ y F⁻ tienen carga ±1, pero F⁻ es más pequeño que Cl⁻.
• NaCl: Na⁺ y Cl⁻, carga ±1 y Cl⁻ es mayor que F⁻ → menor U.
Enlace covalente: geometría molecular (VSEPR)
La teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia (VSEPR) predice la geometría de una molécula: los pares de electrones alrededor del átomo central se disponen lo más lejos posible para minimizar la repulsión.
| Pares enlazantes | Pares solitarios | Geometría | Ángulos | Ejemplo |
|---|
| 2 | 0 | Lineal | 180° | CO₂, BeCl₂ |
| 3 | 0 | Trigonal plana | 120° | BF₃, SO₃ |
| 3 | 1 | Piramidal trigonal | < 120° | NH₃ |
| 2 | 2 | Angular | < 109,5° | H₂O |
| 4 | 0 | Tetraédrica | 109,5° | CH₄, CCl₄ |
Polaridad de enlaces y moléculas
• Enlace covalente apolar: los átomos comparten electrones por igual (ΔEN = 0). Ejemplo: H₂, Cl₂, O₂.
• Enlace covalente polar: los electrones se desplazan hacia el átomo más electronegativo (ΔEN > 0). Ejemplo: H-Cl, H-O.
• Una molécula es polar si tiene enlaces polares y su geometría no es simétrica (los momentos dipolares no se anulan).
📘 Ejemplo resuelto¿Es polar la molécula de CO₂?
C=O es un enlace polar (el O es más electronegativo). Sin embargo, la molécula es lineal (O=C=O) y los dos dipolos se anulan por simetría. → CO₂ es apolar.
¿Es polar la molécula de H₂O?
O-H es polar, y la molécula es angular. Los dipolos no se anulan. → H₂O es polar.
Fuerzas intermoleculares
Las fuerzas que actúan entre moléculas (más débiles que los enlaces intramoleculares):
| Tipo | Descripción | Intensidad | Ejemplo |
|---|
| Fuerzas de London (dispersión) | Fluctuaciones temporales de la nube electrónica | Débiles | Gases nobles, CH₄ |
| Fuerzas dipolo-dipolo | Atracción entre moléculas polares | Moderadas | HCl, CHCl₃ |
| Enlace de hidrógeno | H unido a F, O o N interactúa con pares solitarios de otro F, O o N | Fuertes (para ser intermolecular) | H₂O, NH₃, HF |
📌 RecuerdaEl enlace de hidrógeno explica muchas propiedades anómalas del agua: su elevado punto de ebullición (100 °C, muy alto para su masa molar), su capacidad como disolvente, la densidad máxima a 4 °C y que el hielo flote.
Enlace metálico: modelo de bandas
En el modelo de bandas, los orbitales atómicos de todos los átomos del metal se fusionan creando bandas de energía:
• Banda de valencia: ocupada por electrones.
• Banda de conducción: vacía o parcialmente llena.
• En los metales, ambas bandas se solapan, permitiendo que los electrones se muevan libremente → conductividad eléctrica.
✏️ Ejercicios1. Explica qué es la energía reticular y de qué factores depende.
2. Ordena de mayor a menor punto de fusión: NaCl, KBr, MgO. Justifica.
3. Usando la teoría VSEPR, predice la geometría de: a) PCl₃; b) BF₃; c) H₂S.
4. ¿Por qué el CO₂ es apolar si tiene enlaces polares?
5. Ordena de mayor a menor punto de ebullición: CH₄, NH₃, H₂O. Justifica usando fuerzas intermoleculares.
6. ¿Qué tipo de fuerza intermolecular predomina en: a) I₂; b) HBr; c) C₂H₅OH?
7. Explica por qué el hielo flota en el agua líquida a nivel molecular.
8. ¿Por qué los metales conducen la electricidad y los compuestos iónicos sólidos no?
9. Clasifica estos compuestos según el tipo de enlace predominante: KCl, H₂, Fe, CO₂, CaO, Cu.
10. Dibuja la estructura de Lewis del SO₂ y predice su geometría y polaridad.
📋 Resumen de la lección- Enlace iónico: la energía reticular depende de la carga de los iones y su tamaño.
- VSEPR predice la geometría molecular según los pares de electrones alrededor del átomo central.
- La polaridad de una molécula depende de la polaridad de los enlaces y la geometría.
- Fuerzas intermoleculares: London < dipolo-dipolo < enlace de hidrógeno.
- El enlace de hidrógeno explica las propiedades anómalas del agua.
- En los metales, el solapamiento de bandas permite la conducción eléctrica.