Uniones Químicas

Prácticamente todas las sustancias que encontramos en la naturaleza están formadas por átomos unidos. Las intensas fuerzas que mantienen unidos los átomos en las distintas sustancias se denominan enlaces químicos.
¿Por qué se unen los átomos?
Los átomos se unen porque, al estar unidos, adquieren una situación más estable que cuando estaban separados.
Esta situación de mayor estabilidad suele darse cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles.
Los gases nobles tienen muy poca tendencia a formar compuestos y suelen encontrarse en la naturaleza como átomos aislados. Sus átomos, a excepción del helio, tienen 8 electrones en su último nivel. Esta configuración electrónica es extremadamente estable y a ella deben su poca reactividad.
Podemos explicar la unión de los átomos para formar enlaces porque con ella consiguen que su último nivel tenga 8 electrones, la misma configuración electrónica que los átomos de los gases nobles. Este principio recibe el nombre de regla del octeto y aunque no es general para todos los átomos, es útil en muchos casos.
Distintos tipos de enlaces
Las propiedades de las sustancias dependen en gran medida de la naturaleza de los enlaces que unen sus átomos.
Existen tres tipos principales de enlaces químicos: enlace iónico, enlace covalente y enlace metálico. Estos enlaces, al condicionar las propiedades de las sustancias que los presentan, permiten clasificarlas en: iónicas, covalentes y metálicas o metales.

Unión iónica

Se llama así a la unión entre un metal y un no metal. Los metales al ponerse en contacto con un no metal tienen la tendencia a ceder electrones (todos los que tenga en el último nivel). Los no metales tienen tendencia a recibir electrones (todos los que necesite para alcanzar a tener 8 electrones en el último nivel). Recuerda que la cantidad de electrones (partículas con carga negativa) y de protones (partículas con carga positivas) son iguales, por lo tanto si un metal pierde electrones, es decir, cargas negativas, queda con exceso de cargas positivas y si el no metal recibe electrones, es decir, cargas negativas, queda con exceso de cargas negativas.  Ya no son átomos, porque al no ser neutros se transforman en iones. Es decir un  ion es un átomo cargado eléctricamente. Puede ser : 

Ejemplo: el sodio le cede el electrón de su último nivel al cloro

Unión covalente

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -C, O, F, Cl, ...).

Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo opuesto.

En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos átomos, uno procedente de cada átomo. El par de electrones compartido es común a los dos átomos y los mantiene unidos, de manera que ambos adquieren la estructura electrónica de gas noble. Se forman así habitualmente moléculas: pequeños grupos de átomos unidos entre sí por enlaces covalentes.

Ejemplo: El gas cloro está formado por moléculas, Cl2, en las que dos átomos de cloro se hallan unidos por un enlace covalente.

Unión metálica

Si los átomos enlazados son elementos metálicos, el enlace se llama metálico. Los electrones son compartidos por los átomos, pero pueden moverse a través del sólido proporcionando conductividad térmica y eléctrica, brillo, maleabilidad y ductilidad.

La mayoría de los metales son sólidos cristalinos en los cuales se presentan los iones cargados positivamente y una nube de electrones que se mueve con facilidad. Las fuerzas electrostáticas de atracción entre los átomos cargados positivamente y la nube de electrones se conoce con el nombre de enlace metálico.

Variación de las propiedades de los elementos de la tabla periódica

A medida que desciende en un grupo, al pasar de un período a otro, se pasa de un número cuántico principal al siguiente.

Observando la línea quebrada que parte del boro y termina entre el polonio y el astato, vemos que a la derecha de la misma están los elementos no metálicos y a la izquierda los metálicos. Los elementos anfóteros o metaloides están a un lado y a otro de la diagonal.

Características periódicas de propiedades físicas

¿Cómo varía el radio atómico?

Numerosas propiedades físicas (densidad, punto de fusión y punto de ebullición) están relacionadas con el tamaño de los átomos, pero el tamaño atómico es difícil de definir. La densidad electrónica en el átomo se extiende más allá del núcleo. En la práctica, por lo general se piensa en tamaño atómico como el volumen que contiene un 90% de la totalidad de la densidad electrónica alrededor del núcleo.

El radio atómico de un metal es la mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos adyacentes. Para elementos que existen como moléculas diatómicas simples, el radio atómico es la mitad de la distancia entre los núcleos de los dos átomos en una molécula específica.

Radios atómicos de elementos de acuerdo a su posición en la tabla periódica

La tabla periódica indica que el radio atómico disminuye de izquierda a derecha en un período y aumenta al descender en un grupo. La disminución de izquierda a derecha en un período es consecuencia del aumento de la atracción entre el núcleo y los electrones (n es el mismo y aumenta la carga nuclear, Z). Al descender en un grupo aumenta n, los electrones externos están cada vez más lejos del núcleo.

Radio iónico es el radio de un catión o de un anión. El radio iónico afecta las propiedades físicas y químicas de un compuesto iónico.
Energía de ionización o potencial de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón en estado fundamental de un átomo en estado gaseoso para transformarlo en un catión.

Me(g)---Me+ (g) + e-       EI

¿Cómo varía la energía de ionización?

Aumenta de izquierda a derecha en un período, ya que el radio atómico disminuye y se consume mas energía para arrancar el electrón que está mas atraído por el núcleo.

Disminuye al descender  en un grupo, ya que los electrones externos están cada vez más alejados del núcleo.

Afinidad electrónica es la energía puesta en juego cuando un átomo en estado fundamental y gaseoso se le agrega un electrón.

E(g) + e-   ----  E-(g)        AE

¿Cuándo decimos que un elemento es electronegativo?

El elemento con valores de energía de ionización y afinidad electrónica altos, es electronegativo.

La electronegatividad es una medida de tendencia que tienen los átomos de atraer los electrones de un enlace. Linus Pauling fue quien confeccionó una escala de electronegatividades para los elementos. Esta escala no tiene unidades y el maximo valor (4) corresponde al elemento más electronegativo.