Cuál es la diferencia entre enlaces iónicos y covalentes
Todos los elementos de la materia que te rodean están unidos por enlaces químicos. A veces, los enlaces químicos se rompen, como durante una reacción química, sólo para que los átomos se vuelvan a unir para formar moléculas diferentes. Siempre se libera energía para generar enlaces y, del mismo modo, siempre se requiere energía para romper enlaces.
Hay dos tipos principales de enlaces químicos: iónicos y covalentes.
¿Qué son los enlaces iónicos y covalentes?
Los átomos se unen para formar compuestos porque al hacerlo alcanzan energías más bajas que las que poseen como átomos individuales, haciéndose más estables en el proceso. Por la Ley de Conservación de la Energía, cuando se forma un nuevo enlace químico, la reacción química libera una cantidad de energía (normalmente en forma de calor) casi igual a la diferencia de las cantidades de energía química almacenada entre los productos y los reactivos. Esta energía química almacenada del sistema, o contenido de calor, se conoce como su entalpía.
Un enlace iónico se forma cuando dos iones de cargas opuestas intercambian electrones entre ellos, donde un ion es un átomo que ha perdido o ganado un electrón. Los iones que pierden uno o más electrones tienen más protones que electrones, lo que significa que tienen una carga positiva. Estos iones se llaman cationes (metales). Por otro lado, la ganancia de electrones otorga al ion una carga negativa. Los químicos se refieren a tales iones como aniones (no metales).
Los compuestos iónicos son típicamente neutros. Por lo tanto, los iones se combinan de manera que neutralizan sus cargas.
Un ejemplo de libro de texto de un compuesto iónico es el cloruro de sodio, también conocido como sal de mesa. Un solo átomo de sodio tiene 11 protones y 11 electrones, pero sólo un electrón en su capa exterior (o capa de valencia). El cloro está formado por 17 protones y 17 electrones, y tiene 7 electrones en su capa exterior. Cuando los dos átomos reaccionan, el sodio (electropositivo) pierde su electrón de valencia en favor del cloro (electronegativo). Ahora, en la estructura cristalina resultante, cada ion de sodio está rodeado por seis iones de cloruro y cada ion de cloruro está rodeado por seis iones de sodio. Además, cada ion tiene una capa de electrones completa que corresponde al gas inerte más cercano; neón para un ion de sodio, argón para un ion de cloruro
Los enlaces covalentes se forman cuando los átomos o los iones comparten electrones de manera que sus capas exteriores quedan ocupadas. Los enlaces covalentes, también llamados enlaces moleculares, sólo se forman entre átomos no metálicos con valores de electronegatividad idénticos o relativamente cercanos. La electronegatividad, denotada por el símbolo χ, es una propiedad química que describe la tendencia de un átomo a atraer hacia sí un par de electrones compartidos (o densidad de electrones).
El número de enlaces covalentes que puede formar un átomo se denomina valencia del átomo. Esta propiedad representa los electrones de un átomo que pueden participar en la formación de enlaces químicos con otros átomos. Son los electrones más alejados del núcleo.
Un ejemplo claro de enlace covalente es la molécula de hidrógeno, que se forma a partir de dos átomos de hidrógeno, cada uno con un electrón en su capa exterior. La formación del enlace libera calor; por lo tanto, es exotérmica. Para la molécula de hidrógeno, el calor liberado durante su formación, también conocido como cambio de entalpía estándar (ΔH°), es de -435 kJ por mol. El proceso inverso, la ruptura del enlace H-H, requiere 435 kJ por mol, una cantidad llamada fuerza de enlace.
Otro ejemplo clásico de enlace covalente es el cloruro de hidrógeno (HCl), que es un haluro de hidrógeno. El átomo de cloro tiene 7 átomos en su capa exterior mientras que el hidrógeno tiene 1 electrón en su capa exterior. Ambos se combinan perfectamente, por lo que cada átomo llena sus capas de valencia, formando una molécula muy estable. Ahora, la molécula de HCl no reaccionará más con otros átomos de cloro o hidrógeno.
Diferencias entre enlaces iónicos y covalentes
- Los enlaces covalentes son mucho más comunes en química orgánica que los enlaces iónicos.
- En los enlaces covalentes, los átomos comparten electrones, mientras que en los enlaces iónicos los átomos transfieren electrones.
- Los componentes de reacción de los enlaces covalentes son eléctricamente neutros, mientras que en los enlaces iónicos ambos están cargados. Esto explica por qué el cloruro de sodio (sal) conduce la electricidad cuando se disuelve: sus componentes están cargados.
- Los enlaces iónicos son mucho más fuertes que los enlaces covalentes.
- Los enlaces covalentes son mucho más comunes en la naturaleza que los enlaces iónicos. La mayoría de las moléculas de los seres vivos tienen enlaces covalentes, por ejemplo.
- Los enlaces covalentes pueden formarse entre átomos de los mismos elementos (por ejemplo, H2). Sin embargo, los enlaces iónicos no pueden hacerlo.
- Los enlaces covalentes se forman entre dos no metales, mientras que los enlaces iónicos se forman entre un metal y un no metal.
- Las moléculas formadas por enlaces covalentes tienen un punto de fusión bajo, mientras que las que tienen enlaces iónicos tienen un punto de fusión alto. La misma relación existe para el punto de ebullición.
- A temperatura ambiente, las moléculas con enlaces covalentes son en la gran mayoría de los casos líquidos o gases, mientras que los compuestos iónicos son sólidos.
Similitudes entre enlaces iónicos y covalentes
- Ambos tipos de enlaces conducen a la formación de compuestos químicos estables.
- Se necesitan reacciones exotérmicas (es decir, que liberen calor) para crear enlaces iónicos y covalentes.
- Los electrones de valencia intervienen en ambos procesos de enlace.
- No importa que una molécula se forme mediante enlace iónico o covalente en cuanto a su carga eléctrica: el resultado es siempre eléctricamente neutro.