¿Qué es un enlace covalente? - Tipos de conexiones entre átomos

Los enlaces covalentes son aquellos que se presentan entre elementos no metálicos cuando de manera simultánea dos núcleos sienten atracción y comparten entre ellos dos o más pares de electrones. Este tipo de enlace químico es muy importante en la naturaleza, ya que se encuentra presente en casi todos los compuestos orgánicos, como el amonio cuaternario, el oxígeno gaseoso y el agua. Por lo que, si quieres saber cómo se forman, sus propiedades, su historia, los diversos tipos de enlaces covalentes y más. Aquí te enseñamos.

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Explicación del concepto enlace covalente

Un enlace covalente es aquel que surge cuando dos átomos no metálicos se unen y comparten entre ellos uno o más electrones ubicados en su último nivel energético. De esta forma, buscan ser complementos para así alcanzar la regla del octeto. La cual establece que los iones de los elementos químicos tienden a completar sus últimos orbitales de manera tal que se obtiene una configuración estable con ocho electrones.

Para comprender el concepto de covalencia, se debe entender la definición de la electronegatividad, ya que están íntimamente relacionadas. Se dice que esta es la fuerza que tienen los átomos para atraer a los electrones a sí mismos. Por lo que, dependiendo de cómo esta varíe, la manera en que se formará el enlace cambia.

En el caso de los enlaces covalentes, la electronegatividad no es tan fuerte. Por el hecho de que, al estar conformadas las moléculas por átomos de estructura similar, lo máximo que puede ser el valor de esta fuerza es de 1,7. De lo contrario, se formaría una unión del tipo iónico. La molécula de hidrógeno (H2) o el oxígeno gaseoso (O2) son ejemplos de este tipo de enlace, manteniendo entre ellos, una electronegatividad baja.

Asimismo, se debe tomar en cuenta que los enlaces covalentes solo se producen en presencia de:

• Varios átomos de un mismo elemento no metálico.
• Entre varios elementos no metálicos.
• Entre un elemento no metálico y el hidrógeno.

¿Cómo se forma un enlace covalente?

Un enlace covalente se forma cuando dos átomos comparten uno o más pares electrónicos de su último orbital para poder formar una molécula. Este tipo de enlace, en la mayoría de los casos, toman de dos, cuatro o seis electrones para así unirse entre ellos.

Por ejemplo, uno de los casos más estudiados es el de la molécula de Hidrógeno (H). En este, se expone que mientras más se acercan dos átomos de H, se puede observar la presencia de una fuerza que provoca la atracción de cada electrón al núcleo del átomo distinto.

Gracias a esta fuerza los átomos se llegan a unir, convirtiéndose en una sola molécula. Sin embargo, para unificarse es necesario que se compensen entre sí, puesto que, de manera natural, los electrones se repelen al ser ambos cargas negativas. Para ello, los electrones del último nivel energético deberán solaparse, uniéndose a través del enlace. De esta forma, la molécula llega a su punto más estable al estar cumpliendo la regla del octeto.

Una vez están unidos es prácticamente imposible distinguir a qué átomo pertenece cada uno de los electrones que fueron compartidos. Sin embargo, en el caso de que se quisiera romper este tipo de enlace, se necesitaría 52 kcal (calorías) para separar una molécula de H2.

Ahora bien, si evaluamos el caso de una molécula donde los átomos sean elementos distintos, la manera en que se solapa la molécula es diferente. En este caso, los electrones que se comparten no son atraídos a través de la misma fuerza, puesto que siempre habrá algún átomo que tenga mayor electronegatividad. Provocando así, que el resto se sientan atraídos a este.

Este fenómeno se conoce como polaridad, la cual hará que el más electronegativo no sienta la necesidad de compartir sus electrones de su último orbital. Pero, le dará la oportunidad de cederlos para así formar una especie de enlace iónico. Por esta razón, es que se dice que la covalencia mantiene, en cierta medida, un carácter iónico.

¿Cuáles son los tipos de enlaces covalentes?

Existen diversos tipos de enlaces químicos, entre ellos, encontramos a los enlaces covalentes. Los cuales para su estudio se suelen juntar en diversas clasificaciones que dependen de cómo se unen los elementos entre sí y que cualidades y/o propiedades comparten. Esta agrupación tiende a guiarse mucho por la negatividad de cada átomo, puesto que, gracias a ella, la unión puede ser distinta. Razón por la cual, nos encontramos con, al menos, seis tipos de enlaces covalentes diferentes.

¿Qué es un enlace covalente polar?

Un enlace covalente polar es aquel donde los electrones se comparten entre ellos de manera no equitativa los átomos, pasando así, más tiempo cerca de un átomo que del otro. Gracias a que la distribución de los electrones es desigual en los átomos de distintos elementos, podemos ver que surgen cargas ligeramente positivas y otras negativas en partes diferentes de la molécula.

Lo que quiere decir, que la formación del enlace polar surge entre uno o varios átomos de distintos elementos. Por lo que debe existir estrictamente entre ellos una diferencia electronegativa mayor de 0,4. Por lo tanto, el enlace se generará gracias a la atracción que sienten los electrones hacia el núcleo del átomo que es más electronegativo.

Formando de esta manera, moléculas con una nube electrónica que se presenta en un área con mayor densidad de las cargas negativas. Del mismo modo, se creará otra en la zona donde hay más densidad de las cargas positivas, llamada dipolo.

Por ejemplo, en una molécula de agua (H2O), se puede observar que el enlace que une al oxígeno (O) con ambos hidrógenos (H) es polar. Esto se debe a que el oxígeno es un elemento mucho más electronegativo que el hidrógeno. Por lo que, el O del H2O es una carga parcialmente negativa, mientras que el H del agua es una carga eléctrica parcialmente positiva.

¿Qué es un enlace covalente no polar?

Un enlace covalente no polar, también conocido como apolar, es aquel que se forma cuando se juntan dos átomos de un mismo elemento. Del mismo modo, surge cuando varios átomos de elementos distintos comparten los electrones de una forma equitativa.

Por ejemplo, en este caso encontramos al oxígeno molecular, el cual es apolar al ser del mismo elemento. Este se forma cuando los electrones se comparten de manera equitativa los electrones entre ambos átomos de oxígeno.

Del mismo modo, el metano (CH4) también es un enlace covalente no polar. Esto se debe a que, para formarse, se encuentra con el Carbono, el cual tiene cuatro electrones en su última capa y solo necesita de cuatro más para cumplir la ley del octeto y volverse estable. Estos los consigue a través de compartir los electrones con el Hidrógeno, el cual tienen solo uno adicional por cada átomo de ellos.

¿Qué es un enlace covalente sencillo?

Un enlace simple es cuando se comparte el mismo par electrónico que se forma por un electrón que está en el último orbital energético de ambos elementos de la tabla periódica. En los libros y otros tipos de textos, representan este tipo de enlace covalente con una sola línea que une ambos átomos. Por ejemplo, H-H (H2) o Cl-Cl (Cl2).

¿Qué es un enlace covalente doble?

Los enlaces dobles son aquellos que surgen gracias a la conexión de dos pares de electrones compartidos. En otras palabras, dos electrones que estén en el último orbital energético de cada átomo se unan entre sí. Su representación son dos líneas paralelas entre cada elemento. Por ejemplo, C=C.

¿Qué es un enlace covalente puro?

Un enlace covalente puro es el que surge cuando dos átomos que conforman al enlace son idénticos completamente. Por lo tanto, ambos tendrán la misma electronegatividad. Razón por la cual, los electrones del enlace deberán ser compartidos de manera igualitaria y equitativa entre la molécula, convirtiéndola en estable a través de la regla del octeto. Por ejemplo, el caso del H2 o del BR2 y otras moléculas diatómicas.

¿Qué es un enlace covalente coordinado?

Los enlaces covalentes coordinados, también conocidos como enlaces dativos, son aquellos que se conforman por un par electrónico que debe ser compartido por ambos átomos. Pero, en este caso a diferencia de los enlaces covalentes dobles, los dos electrones los aporta el mismo átomo y el otro tendrá la tarea de recibirlos. De esta forma, le brindan estabilidad a la molécula. Este tipo de enlace se representa por una fecha, que se dibuja apuntando a la derecha. La punta señala al elemento que recibe los electrones y el extremo indica al elemento que los da.

¿Cuáles son las propiedades o carscteristicas de un enlace covalente?

A pesar de que existe una amplia variedad de los enlaces covalentes, estos siempre poseen una serie de cualidades que les permite caracterizarse y diferenciarse del resto de los enlaces. Dichas características son tres, las cuales establecen:

• Los electrones siempre se van a compartir en pares, bien sea a través de enlaces simples (un par de electrones), dobles (se comparten cuatro electrones) o triples (se transfieren seis de ellos).
• Los enlaces covalentes son mucho más estables cuando no son polares, ya que la electronegatividad de los átomos es similar o igual.
• Se conforman siempre por los elementos no metálicos que conforman la tabla periódica. Por ejemplo, el oxígeno, carbono, nitrógeno, hidrógeno, etc.

Ahora bien, las propiedades de los enlaces covalentes dependen del tipo de sustancia, puesto que, cada una de ellas se comporta de manera diferente debido a su composición química. En el caso de las sustancias que se forman mediante los enlaces covalentes moleculares, podemos observar que tienen las siguientes propiedades:

• Son blandos en su estado sólido.
• Las temperaturas que necesitan para alcanzar su punto de fusión y ebullición son bastante bajas.
• Sus propiedades permiten que estos enlaces funcionen como aislantes de las corrientes eléctricas y de la energía calórica.
• Su solubilidad depende de su polaridad. En el caso de las moléculas con enlaces covalentes polares, estas son solubles en disolventes también polares. Mientras que las que son no polares, se dependerá emplear un disolvente no polar. En otras palabras, se disuelven en lo semejante al enlace.
• En condiciones ideales de presión y temperatura, aproximadamente en 25 grados Celsius, se pueden encontrar en los tres estados de la materia: sólido, líquido o gaseoso.
• En este tipo de enlaces covalentes encontramos a compuestos como el dióxido de carbono (CO2) y el benceno (C6H6).

Por otro lado, los enlaces covalentes también pueden formar sustancias reticulares, las cuales son las que generan redes cristalinas con una cantidad indefinida de átomos. Estas, tienen cierta similitud con los compuestos iónicos, con la diferencia que comparten las siguientes propiedades:

• Para que estos den su punto de fusión y ebullición, es necesario que se le apliquen elevadas temperaturas.
• Son sustancias muy duras, no encontrándose casi en estados líquidos o gaseosos de manera natural.
• Son insolubles.
• Se encuentran en estado sólido en condiciones normales.
• Casi todos los compuestos de este tipo son aislantes, exceptuando el grafito, el cual es un conductor.
• Este tipo de enlaces forma compuestos que generan cuarzos, diamantes y otras variedades de piedras preciosas en su mayoría.

¿Cuál es la importancia de los enlaces covalentes?

Los enlaces covalentes son parte de la gran mayoría de los procesos naturales, por el hecho de que permiten que los átomos se puedan agrupar en forma de moléculas. Razón por la cual, son sumamente importantes para los seres vivos, ya que se forman de manera natural para complementar a las partículas orgánicas. Las cuales son, las que más incidencias tienen en el planeta tierra. Por ejemplo, los enlaces que conforman al ADN, los diversos tejidos, el oxígeno y más, son los enlaces covalentes.

¿Quién fue el descubridor de los enlaces covalentes? - Historia

La primera vez que se empleó el término de covalencia fue en el siglo XX. Donde en 1919 el químico estadounidense Irving Langmuir publicó en su artículo ‘The arrangement of Electrons in Atoms and Molecules’, cómo era la distribución de los electrones dentro de los átomos y las moléculas. En este, describió que la covalencia era la representación de los números pares de los electrones que conforman a un determinado átomo. Estos electrones se compartían con sus elementos vecinos para así formar un puente.

Sin embargo, la idea de la unión covalente surge en años anteriores, cuando Gilbert Lewid escribió sobre el intercambio par de los electrones entre los átomos. De esta forma, logra introducir la notación de Lewis, en la cual la valencia de los electrones se representa en los dibujos como puntos que giran en torno a los símbolos de los átomos.

Para ello, explicó que estos pares debían unirse a través de enlaces, donde las parejas múltiples representan los enlaces dobles y triples. Lewis, logró proponer que un solo átomo puede formar con los enlaces covalentes una nueva capa electrónica exterior cerrada. No permitiendo así que nuevos elementos puedan unirse.

Para demostrar lo expuesto, hizo uso del diagrama del metano. Mostrando sus enlaces, enseñó que el Carbono (C) al estar conformado por una valencia de cuatro y que, por estar rodeada de Hidrógenos (H), logra llegar al equilibrio mediante la regla del octeto. Tomando en cuenta que el C ya tiene 4 electrones, toma 'prestado' los 4 electrones del H, para así conformar su última capa con 8 electrones.

Gracias a estas ideas, años más tarde, el inglés Nivel Vincent Sidgwick amplió este concepto a través de su aporte de los enlaces covalentes en los compuestos inorgánicos. Agregando así, la noción de los enlaces covalentes dativos.

Pero, si bien la idea ya estaba formada, no fue hasta la aparición de la mecánica cuántica que se logró comprender por completo el término de la covalencia. Puesto que esta, permitió ver la naturaleza de las uniones químicas entre los elementos y, así poder predecir las estructuras de las moléculas simples.

A pesar de los diversos aportes y estudios durante el siglo pasado, el enlace covalente como concepto tuvo varias dificultades, ya que se basó en el átomo cúbico. Por lo que, durante su desarrollo, se encontró con una fuerte competencia con el modelo del enlace iónico. Este se muestra como el resultado de la presencia de la fuerza de atracción que sienten los iones de un átomo a los mismos de un signo diferente. No obstante, la teoría del enlace covalente y el enlace no covalente polar fue aceptada en 1920 finalmente y sigue vigente hasta la actualidad.