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Enlace Iónico

Formación de un cristal de NaCl

Formación de un enlace iónico

 

Hay dos tipos principales de enlaces: iónico  y covalente .

Los enlaces iónicos se forman por la atracción mutua de partículas de carga eléctrica opuesta; esas partículas, formadas cuando un electrón salta de un átomo a otro, se conocen como iones.

Para muchos átomos, la manera más simple de completar el nivel energético exterior consiste en ganar o bien perder uno o dos electrones.

Al eliminar un electrón de un átomo de sodio y formar un ion sodio se confiere al átomo de sodio una gran estabilidad al adquirir la configuración electrónica del gas noble neón, que tiene ocho electrones en su capa externa. Si se le agregar un electrón a un átomo de cloro para producir un ion cloruro, éste átomo adquiere la configuración electrónica externa del gas noble argón, que tiene ocho electrones en su capa externa y que es bastante estable.

El enlace iónico o electrovalente se forma cuando uno o más electrones se transfieren de un átomo a otro. Se origina así un ion positivo y uno negativo, los cuales se unen debido a una atracción electrostática. Debido a la naturaleza de este tipo de enlace, los iones formados no constituyen una molécula de uno o más iones negativos o positivos. En cambio cada ion positivo está rodeado por iones negativos y viceversa. Por tanto la fórmula para un compuesto iónico, como la del cloruro de sodio (NaCl), no indica que un ion de sodio se combina con un ion de cloruro, pero sí que la relación entre el ion sodio y el ion cloruro es de un Na+ por un Cl-. Por tanto, cuando se habla de compuestos iónicos, normalmente se utiliza el término unidad fórmula y la masa relativa de ésta debe expresarse como peso-fórmula. Sin embargo, el término peso molecular se usa a menudo para cualquier tipo de compuesto.

La forma como están ordenados los iones positivos y negativos en un compuesto iónico depende principalmente del tamaño y la carga del ion.

La atracción electrostática entre iones individuales es más bien una interacción débil. Sin embargo en la estructura cristalina formada, cada ion está rodeado por varios iones de carga opuesta. Esto hace que la fuerza de enlace en los compuestos iónicos sea muy fuerte. Los compuestos iónicos presentan puntos de fusión y puntos de ebullición relativamente altos debido a esta fuerte interacción.

La fórmula de un compuesto iónico depende simplemente de la carga de los iones que lo forman. Por ejemplo, el ion sodio tiene una carga + 1 y el ion cloruro — 1, por tanto la fórmula del cloruro de sodio es NaCl. En el caso del cloruro de calcio, puesto que el ion calcio tiene una carga + 2 la fórmula es CaCl2.

Usted puede pensar de un enlace iónico como una forma extrema de un enlace polar. En el enlace iónico, la densidad electrónica está de tal manera que todos los electrones son retenidos por un átomo. En este caso, este átomo se transforma en un ion cargado negativamente (un anión) y el otro átomo se transforma en un ion cargado positamente (un catión.  En el caso del enlace iónico constituido por el fluoruro de litio (LiF), el litio de color celeste y el flúor de color azul. Observe que la densidad electrónica está concentrada en el átomo de flúor. En otras palabras, el F se transforma en F- y el litio en Li+ cuando forman el compuesto fluoruro de litio LiF.

A continuación se puede ver una película que resume lo que es el enlace iónico:

 

Ejercicio 1

Utilice configuraciones electrónicas abreviadas para mostrar la formación del compuesto iónico fluoruro de calcio, a partir de los átomos de calcio y flúor. ¿Cuál es la fórmula del fluoruro de calcio?

Respuesta:   

                                                              

 

Formación de iones de metales de transición

Todos los aniones monoatómicos tienen configuraciones electrónicas de gas noble. Sin embargo, no todos los cationes monoatómicos tienen configuración electrónica de gas noble.

Por ejemplo, todos los elementos de transición, excepto el paladio, tienen uno o dos electrones en su capa externa. La diferencia en la configuración electrónica entre un átomo de un elemento de transición y el siguiente, en un periodo de la tabla periódica, está en la penúltima capa externa. La mayor parte de los elementos en la primera serie de transición forma iones con carga +2. Veamos, por ejemplo, la formación del óxido de hierro (II):

Recuerde que los dos electrones 4s se separan antes que los electrones 3d, porque al eliminarlos primero se obtiene un ion de menor energía. Para el Fe+2, la configuración electrónica [Ar]3d6 tiene menor energía que la [Ar]4s23d4. El ion hierro (II), Fe+2, no tiene la configuración electrónica de gas noble. Debido a que cada energía sucesiva de ionización es mayor, se requeriría mucho más energía que la disponible en condiciones ordinarias, para eliminar los ocho electrones externos del átomo de hierro.

Sin embargo, no hay mucha diferencia de energía entre los orbitales 3d y el orbital 4s. En presencia de oxígeno, el ion hierro (II) reaccionará rápidamente formando el ion hierro (III). Debe separarse el tercer electrón de la subcapa 3d, porque en la cuarta capa ya no quedan más electrones:

La formación de más de un tipo de catión es una propiedad característica de los metales de transición, porque el orbital s de la capa externa (n) y los orbitales d de la penúltima capa externa (n-1) tienen propiedades parecidas.

 

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