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Enlaces entre átomos

Una unión determinada entre los átomos, consecuencia de las fuerzas de atracción entre ellos, se llama enlace químico. Los tipos de enlace más importantes son: iónico, covalente y metálico, existiendo otros menos importantes que son el enlace de hidrógeno y el enlace de Van der Waals.

Enlace iónico

El enlace iónico es aquel que tiene lugar entre un metal y un no metal, debido a que:

Los electrones de los metales están muy poco ligados al núcleo y tienden a escapar de él, formando iones positivos (átomos con carga eléctrica positiva):

Na ® Na⁺ + 1 e^-
Los átomos de los no metales tienden a captar electrones, formando iones negativos (átomos con carga eléctrica negativa).

Cl + 1 e^- ® Cl^-

Como las cargas de distinto signo se atraen, el ion sodio y el ion cloruro se unirán mediante un enlace iónico hasta la distancia que sus radios permitan, creándose el cristal de cloruro sódico.
Los compuestos iónicos poseen punto de fusión elevado, no conducen la electricidad y, por regla general, son solubles en agua y en disolventes polares.

Enlace covalente

El enlace covalente tiene lugar entre átomos de no metales. El enlace se forma por compartición de electrones (uno aportado por cada átomo), los cuales, tras el enlace, pertenecen a los dos átomos que se unen.

El cloro posee 7 electrones de valencia (su capa de valencia es 3s²3p⁵), por lo que tiende a ganar un electrón para completar el octeto. Para formar la molécula de cloro, los dos átomos se unen entre sí mediante la compartición de dos electrones, uno aportado por cada átomo.

La formación de enlaces covalentes puede dar lugar a dos tipos de sustancias con estructuras y propiedades diferentes:

Sólidos con redes covalentes (con átomos unidos formando un entramado tridimendional). Algunos ejemplos de este tipo de compuestos son:
- El dióxido de silicio.
- El diamante.
- El grafito.
Sustancias moleculares (moléculas individuales) unidas entre sí por fuerzas intermoleculares débiles. Pueden presentarse en tres estados:
- Gases a temperatura ambiente, como, por ejemplo, el oxígeno, el dióxido de carbono y el metano.
- Líquidas, como el agua, el bromo y el etanol.
- Sólidas, como el yodo, la sacarosa y el naftaleno.

Enlace metálico

El enlace metálico tiene lugar entre los metales. En este enlace no existe una auténtica unión entre los átomos, sino una red de iones positivos, y entre los espacios vacíos circulan electrones libres.

Según la teoría del mar de electrones, la estructura metálica está formada por cationes del metal rodeados de un mar de electrones. La fuerza de unión es la atracción entre los iones positivos del metal y los electrones circundantes que se mueven libremente.

Los metales son sólidos a temperatura ambiente, densos, dúctiles y maleables. Sus puntos de ebullición varían mucho, siendo bajos en los alcalinos y elevados en los metales centrales de transición. Son buenos conductores del calor y de la electricidad.

Propiedades de algunos elementos metálicos
Propiedad	Potasio (K)	Cobre (Cu)	Estaño (Sn)
Aspecto	Plateado brillante	Rojizo brillante	Blanco brillante
Masa atómica	39,099	63,546	118,69
Punto de fusión (ºC)	63,4	1.083	231,9
Punto de ebullición (ºC)	757	2.582	2.270
Densidad (g/cm³⁾	0,856 (a 18 ºC)	8,94 (a 20 ºC)	7,29 (a 25 ºC)
Conductividad eléctrica	Muy alta	Muy alta	Muy alta

Fuerzas intermoleculares

Las moléculas de las sustancias covalentes moleculares se atraen entre sí mediante fuerzas intermoleculares. Estas interacciones, de carácter electrostático, son función de la naturaleza de las moléculas.

Las fuerzas intermoleculares tienen lugar entre partículas individuales (átomos, iones y moléculas) de una sustancia, siendo más débiles que las uniones intramoleculares (enlaces iónico o covalente). Son de dos tipos:

Fuerzas de Van der Waals: este término se aplica a todas las interacciones entre las moléculas, ya sean polares o no polares: fuerzas de London, si las interacciones son entre moléculas no polares, y fuerzas dipolo-dipolo, si las interacciones son entre moléculas polares.
Los enlaces por puente de hidrógeno: se forman entre las moléculas covalentes polares que contienen hidrógeno unido a átomos pequeños muy electronegativos (flúor, oxígeno o nitrógeno).

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Enlace covalente coordinado

Cuando se forma un enlace covalente entre dos átomos iguales, los electrones del enlace se encuentran igualmente atraídos por los dos núcleos y el centro geométrico de las cargas positivas coincide con el de las negativas. Se trata de un enlace apolar.

Si los dos átomos que se unen aportan el mismo número de electrones, el enlace se denomina covalente puro. Si uno de los átomos aporta más electrones que el otro, se trata de un enlace covalente coordinado o dativo.