Enlace Covalente

enlace covalente

En química a las uniones entre átomos, a partir de las cuales se forman moléculas, se les llama enlaces. Hay una categoría de enlaces llamados covalentes, que suceden a través de la compartición de pares de electrones. Este tipo de enlaces permite que cada uno de los átomos pueda alcanzar un nivel de estabilidad importante en cuanto a su configuración electrónica.

Además, ocurre que estos enlaces poseen caracteres tanto “Polares” como “no Polares”. Es por ello que pueden ser de tipo simples, dobles e incluso triples. Para que los átomos puedan atraer a otros átomos,  estos enlaces deben ayudar a la formación de compuestos químicos, es decir que los enlaces son el resultado de la atracción débil o fuerte entre los átomos, así como por intercambio de electrones.

¿Qué es un enlace covalente? 

Los enlaces covalentes son un tipo de unión química la cual se caracteriza por ser el resultado de la interacción de átomos y de electrones que sucede en la capa electrónica. De esta acción se da como resultado la formación de moléculas y también de compuestos que son estables.

Usualmente, sucede que en los enlaces covalentes se unen dos átomos que a su vez comparten al menos dos o más electrones entre sí. Hay dos tipos de enlaces que se pueden originar que son el enlace covalente: el “enlace covalente polar” y el “enlace covalente apolar”, pero a su vez pueden ser simples, dobles o triples también.

Características de los enlaces covalentes

Los enlaces covalentes, y los enlaces iónicos, poseen una marcada diferencia. Esta disimilitud consiste en que los primeros solamente ocurren en átomos no metálicos, además de que poseen una afinidad en sus electrones llamada electronegatividad. Por lo tanto, sucede que los enlaces de tipo covalentes ocurren gracias a iones débiles, en los que no se requiere emplear mucha energía para lograr separarlos.

Para poder estimar cuantos átomos van a compartir el enlace se aplica una regla llamada Octeto. En teoría, esta regla dicta que un átomo es una molécula con total de ocho electrones necesarios para mantener la estabilidad. Esto se logra por medio de la compartición, ya que así se podrá alcanzar la ganancia o la pérdida de electrones entre las distintas especies.

Los enlaces covalentes que son no polares, solamente ocurren cuando los electrones se comparten entre átomos igualitariamente, es decir, cuando los dos átomos poseen afinidad electrónica de forma similar o igualitaria en relación a ser de la misma especie. Mientras sean más parecidos en sus valores de afinidad, entonces la atracción resultante es mucho más fuerte.

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Por ejemplo, se puede tomar el caso de las moléculas de gas, las cuales también son reconocidas con el nombre de elementos diatónicos. Estos enlaces se realizan en base a la naturaleza de la polaridad de los átomos. Por ello, en cuanto sea mayor la electronegatividad permitirá que exista más atracción al electrón, o a los electrones, del otro átomo participante. Pero también hay que considerar que las moléculas diatómicas que poseen la misma electronegatividad mutuamente se cancelan cuya carga resultante es igual a 0.

Por otra parte, los enlaces no-polares tienen una vital relevancia desde el punto de vista biológico; ya que su participación en la formación de oxígeno y también en la acción de formar enlaces peptídicos en las cadenas de aminoácidos es elemental. Se denominan como moléculas hidrofóbicas aquellas que tienen una alta cantidad de enlaces no-polares.

El enlace covalente polar es el resultado de la acción de compartir electrones que pertenecen a distintas átomos, y por lo tanto sucede de forma desigual. Es decir, uno de los átomos participantes en el enlace tiene una electronegatividad que en comparación es mayor al del otro átomo. Por lo tanto, en esta relación se observa que la atracción es mayor por parte de uno de los electrones.

Como resultado, la molécula se va a caracterizar por ser en menor grado con un electro actividad positiva y, por otra parte también, tendrá una electronegatividad. Además, tendrá un gran potencial electrostático, lo cual quiere decir que podrá unirse a otro compuesto polar pero de forma débil. Algunos ejemplos comunes de este tipo de enlaces los encontramos en elementos como el hidrógeno que tenga átomos más electronegativos, capaces de formar un compuesto tan importante como es el agua (H2O).

enlace covalente

Tipos de enlaces covalentes

La formación de los enlaces covalentes puede ocurrir a partir de dos electrones. Sin embargo, también es posible que sea el resultado de la unión entre dos, o incluso tres pares de electrones. Por ello, la diferencia entre estos pasa a ser denominados como enlaces simples, dobles o triples.

Los enlaces simples

En el caso de los enlaces simples, estos se caracterizan por ser en comparación más débiles que los otros tipos, sobre todo en el caso de las uniones triples que son mucho más fuertes. Además, la longitud de estas uniones es diferente ya que en los enlaces simples la longitud es considerablemente más corta por lo que hay menor atracción y no se requiere emplear mucha energía para lograr romper el enlace.

Los enlaces simples son los que son el resultado de la compartición de un par de electrones, donde cada uno de los átomos comparte con el otro un solo electrón. Por la debilidad de la unión, se involucra un único enlace sigma (σ) y para representarlo gráficamente se utiliza una raya horizontal entre ambos átomos. Como en el siguiente ejemplo:

H-H

La molécula del hidrógeno (H2)

Los enlaces dobles

Un enlace doble es el resultado de la compartir dos pares de electrones, es decir, que en total son cuatro electrones que entre ellos son compatibles. Se involucra un enlace sigma (σ) y también un enlace pi (π) y para representarlo gráficamente se utilizan dos rayas horizontales como en el siguiente ejemplo:

O=C=O

Dióxido de carbono (CO2)

Los enlaces triples

Un enlace triple es el resultado de la unión de tres pares de electrones, es decir que en total son seis electrones. Es la unión más fuerte entre todos los tipos de enlaces, se involucra un enlace sigma (σ) y también un enlace pi (π). Para representarlo gráficamente, se utiliza tres rayas horizontales como en el siguiente ejemplo:

H-C≡C-H

El acetileno (C2H2)

Pero también es importante mencionar a los pocos comunes enlaces cuádruple. Se observan estos tipos de enlaces en los compuestos metálicos como es el caso del acetato de chromio (II).

Propiedades de los compuestos covalentes

Es importante acotar en los enlaces covalentes se ven afectados por la propiedad electromagnética que posee cada uno de los átomos que interactúan en parejas de electrones. Por ello, en caso de tener un átomo que tiene una electronegatividad que es mayor que el del otro átomo participante, el resultado será un enlace covalente polar.

En cambio, en caso de que los dos átomos tengan similitud en sus propiedades electromagnéticas el resultado es un enlace covalente no-polar. Es posible gracias a que los electrones que pertenecen a especies que son más electromagnéticas están más unidos

Para que un enlace covalente sea considerado como idéntico, o igualitario, ambos átomos deben de tener la misma electronegatividad. La diferencia de valores está comprendido entre el 0 hasta los 0,4 da en el caso de un enlace no-polar, mientras que si los valores son desde 0,4 hasta 1,7 es en el caso de un enlace polar. Por ejemplo, los valores que son mayores que 1,7 son para los enlaces iónicos.

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Regla del octeto

Entre las propiedades que caracterizan a los enlaces covalentes, en relación a su estructura, está que estos tienen la capacidad de combinarse entre electrones y átomos. A esta relación se le ha realizado diversos estudios; de los cuales como resultado se formula la Regla del octeto. El importante físico y químico Gilbert Newton Lewis, de origen estadounidense, es el responsable de estudiar más a fondo esta relación, aunque también es importante destacar que también otros científicos estudiaron este tema con anterioridad.

Esta regla establece que los átomos, de los elementos representativos, usualmente se combinan con otros átomos de manera que al menos ocho electrones son alcanzados por cada uno de ellos en su capa de valencia. Es decir, como resultado se observa que  la configuración resultante posee similitudes a los gases nobles. Por ello, se utilizan diagramas que ayudan a interpretar las estructuraD resultantes con las uniones allí representadas a las cuales se les denomina como diagramas de Lewis.

Sin embargo, también es importante mencionar que existen excepciones a esta regla. Tomemos de ejemplo el caso de aquellos átomos que tienen una capa de valencia la cual es incompleta, es decir que sus moléculas en total tienen siete electrones. Verbigracia, está  el caso de CH3. También, están los átomos reactivos que se caracterizan por tener en su formación un total de seis electrones como es el caso de BH3. Pero también está el caso de los átomos que tienen poca cantidad de electrones, como es el caso de elementos como el helio, litio y el hidrógeno, además de otros más.

La resonancia hace referencia a la representación de las estructuras moleculares, también de electrones deslocalizados en enlaces que de otra forma no sería posible representar con el uso de las estructuras de Lewis. Para ello, se emplea el uso de estructuras contribuyentes, pero que formalmente se llaman estructuras de resonancias. Es decir, se utiliza dos o incluso más estructuras las que sean necesarias para poder representar una molécula en particular en su totalidad. Estas estructuras no son de isómeros, sirven para representar la diferencia en las posiciones que adoptan los electrones pero no de los núcleos de los átomos.

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