Los átomos se unen entre sí mediante enlaces químicos para formar todas las sustancias que conocemos. En esta lección estudiaremos dos de ellos: el enlace iónico, en el que unos átomos ceden electrones a otros, y el enlace covalente, en el que los átomos comparten electrones. Veremos cómo se forman, cómo se escriben sus fórmulas y qué propiedades dan a las sustancias.
Los gases nobles son muy estables porque tienen su última capa completa: 8 electrones (el helio, 2). Los demás átomos tienden a ganar, perder o compartir electrones hasta conseguir esa misma configuración. Es la regla del octeto. Los electrones de la última capa se llaman electrones de valencia.
Enlace iónico. Se forma entre un metal (pocos electrones de valencia, tiende a perderlos) y un no metal (muchos electrones de valencia, tiende a ganarlos).
Propiedades de los compuestos iónicos: sólidos a temperatura ambiente, duros pero frágiles, con puntos de fusión altos; muchos son solubles en agua; conducen la electricidad fundidos o disueltos, pero no en estado sólido.
Enlace covalente. Se forma entre no metales. Como todos tienden a ganar electrones, ninguno cede: los comparten. Cada par compartido es un enlace. Puede ser simple (un par, H–H), doble (dos pares, O=O) o triple (tres pares, N≡N). Para representarlos usamos los diagramas de Lewis, que dibujan los electrones de valencia como puntos alrededor del símbolo.
Regla práctica para reconocer el tipo de enlace: si se unen un metal y un no metal, el enlace es iónico; si se unen dos no metales (iguales o distintos), es covalente. Así, el KBr es iónico y el CH₄ es covalente.
Ejemplo 1. Formación del cloruro de calcio. El calcio (Z = 20) tiene la configuración 2, 8, 8, 2: pierde sus 2 electrones de valencia y forma Ca²⁺. El cloro (Z = 17) tiene 2, 8, 7: gana 1 electrón y forma Cl⁻. Para que las cargas se compensen hacen falta dos Cl⁻ por cada Ca²⁺: (+2) + 2·(−1) = 0. La fórmula es CaCl₂.
Ejemplo 2. Molécula de amoniaco (NH₃). El nitrógeno (Z = 7) tiene 5 electrones de valencia y le faltan 3 para el octeto. Cada hidrógeno tiene 1 electrón y le falta 1 para tener 2, como el helio. El nitrógeno comparte un par de electrones con cada uno de los tres hidrógenos: se forman 3 enlaces covalentes simples, y al nitrógeno le queda además un par de electrones sin compartir.
El magnesio (Z = 12) forma el ion Mg²⁺ y el flúor (Z = 9) forma el ion F⁻. ¿Cuál es la fórmula del compuesto iónico que forman?
En la molécula de oxígeno, O₂, los dos átomos están unidos por un enlace doble. ¿Cuántos pares de electrones comparten?
La formulación química es el sistema que nos permite escribir las fórmulas de los compuestos, y la nomenclatura es el sistema para nombrarlos. En 3.º de ESO nos centraremos en los compuestos inorgánicos más importantes.
El número de oxidación (o estado de oxidación) indica el número de electrones que un átomo gana, pierde o comparte al formar un compuesto. Algunas reglas básicas:
• El hidrógeno tiene número de oxidación +1 (excepto en hidruros metálicos: −1).
• El oxígeno tiene número de oxidación −2 (excepto en peróxidos: −1).
• Los metales alcalinos (grupo 1): +1. Los alcalinotérreos (grupo 2): +2.
• En una molécula neutra, la suma de números de oxidación = 0.
• En un ion, la suma = carga del ion.
1. Óxidos — Combinación de un elemento con oxígeno.
2. Hidruros — Combinación de un elemento con hidrógeno.
3. Sales binarias — Combinación de un metal con un no metal.
Existen tres sistemas principales de nomenclatura:
1. Se escribe primero el elemento menos electronegativo (generalmente el metal o el de más a la izquierda en la tabla periódica).
2. Se intercambian los números de oxidación como subíndices y se simplifican si es posible.
3. El subíndice 1 no se escribe.
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