ENLACE QUIMICO

Bienvenidos al blog referente al tema del enlace quimico 

 

•  HISTORIA DEL ENLACE QUIMICO:
  
  
  
  
  Los elementos químicos se combinan de diferentes maneras para formar toda una variedad de compuestos inorgánicos y orgánicos. Hay compuestos gaseosos, líquidos y sólidos, los hay tóxicos e inocuos, mientras que otros son altamente benéficos para la salud. Las propiedades de cada compuesto dependen del tipo de elemento químico que lo forman, el modo cómo se enlazan (tipo de enlace químico), la forma y geometría de los agregados atómicos (moléculas) y de cómo estos interactúan entre sí.
  
  
   El descubrimiento de la naturaleza eléctrica de la materia arrojó una luz fundamental sobre el concepto del enlace químico. Así Berzelius fue el primero, en 1812, en dar una explicación a esta cuestión, en cierta medida con un sentido ya "moderno": sugiere que los átomos se combinarían entre sí, obedeciendo a una atracción de tipo eléctrico. Es la llamada teoría dualista del enlace y si bien esta explicación resultaba válida en principio para los compuestos del mundo mineral, no fue lo mismo cuando se intentó aplicar a los compuestos orgánicos. Para este tipo de compuestos introducen Frankland y Kelulé, a partir de 1850, el concepto de valencia que, mas que dar una explicación al cómo y al porqué se unen los átomos en un compuesto orgánico atiende más hacer "referencia” a una fuerza interatómica que implica un numero relacionado con la cantidad de enlaces por los que un átomo podía unirse a otros. 
  
  
  Pero para hacer más difícil esa situación, a finales del siglo XlX el químico alsaciano Alfred Werner (1857-1935), descubre un nuevo tipo de compuestos de constitución bastante complicada, por lo que los llamo "complejos"(1892). En ellos intervenía generalmente un mental de transición, asociado a moléculas saturadas y sus fórmulas empíricas resultaban bastante extrañas, puesto que el número de enlaces formados era superior al esperado según las consideraciones ordinarias sobre valencia. Werner (premio nobel de química en 1913), propone para explicarlo una teoría de la coordinación, según la cual las moléculas neutras, se unirían al metal central mediante unas valencias que denomino " valencias residuales" .
  
  
  Entramos así en el siglo XX con una considerable confusión, acerca de los enlaces químicos. Pero una vez descubierto el electrón por Thompson se abre el camino para la teoría electrónica del enlace. Siguiendo con la teoría de atracción electrostática de Berzelius, se van haciendo importantes matizaciones. así se sugiere una teoría de electrovalencia, según la cual muchos elementos podrían tener a la vez una valencia positiva y otra negativa cuya suma seria ocho. (Richard Abbeg, 1904).  Otra importante idea fue la de Drude, de que una valencia positiva vendría dada por el número de electrones que un átomo podía ceder; mientras que la negativa, por los electrones que un átomo podría tomar. Ramsay, (premio nobel de química, 1904) , el descubridor de los gases nobles, en 1908, propone que los electrones de valencia de los átomos enlazados serían los que intervienen en esa unión. Y así avanzando en ese sentido el químico alemán Walter Kossel propone en 1916 un modelo de enlace químico: los compuestos iónicos estarían formados por iones de carga opuesta, integrados en un retículo cristalino. Los iones tendrían una configuración electrónica externa con 8 o 18 electrones es decir como la de los gases nobles. Entre esos iones que estarían constituidos por átomos o por agrupaciones de átomos, habría una atracción de tipo electrostática ya que su carga es opuesta. Este tipo de enlace, enlace iónico, aunque de significado muy claro y sencillo, tenía una evidente limitación, la de ser solo valido para compuestos iónicos.
  
  

  

  WALTER KOSEEL

  En el mismo año que Kossel, 1916 el físico norteamericano Gilbert N. Lewis (1875-1646), propone otro modelo de enlace para los compuestos no iónicos, el enlace resultaría de la compartición de dos electrones entre los dos átomos enlazados, proviniendo de cada electrón de cada uno de esos átomos. Ese par de electrones pertenecerían a los dos átomos y describiría una trayectoria común a ambos, con lo cual llegarían a poseer un octete electrónico, como los gases nobles, esta es la teoría del enlace covalente, que después fue extendida por Langmuir ( Iriving Langmuir, premio nobel de quimica en 1932), también se admitió que el par de electrones podría provenir de un solo átomo, dando lugar al enlace covalente coordinado, lo cual proporciono una brillante expoliación a los compuestos de Werner.
  
  

  

  GILBERT N. LEWIS

  
  

  

  IRVING LAGMUIR

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
   Esos dos tipos de enlace, el iónico y el covalente, son dos modelos límites habiendo entre ambos una gradación de casos intermedios. Esto fue estudiado por Kasimir Fajans( quimico-fisico polaco) y por Linus C. Pauling (químico-físico norteamericano, premio nobel de química en 1954) , proporcionando este último un método para calcular en enlace iónico. 
  
  
  
  

  

  LINUS C. PAULING

   De forma similar a lo ocurrido, con el modelo atómico, la mecánica cuántica se aplico también a la interpretación del enlace covalente, sustituyendo la idea de pares de electrones localizados por zonas, de una densidad electrónica definidas por una función de onda. la sencilla teoría de Lewis y Langmuir, fue retomada en 1930 por Walter Heitler( 1904-1981), fisico aleman, y por Fritz London( 1900-1954) , estudioso de la mecánica cuántica, y le aplicaron conceptos mecano-cuánticos utilizando el método de enlace de valencia. posteriormente Jonh Slater y sobre todo Pauling,  con su tratado de la naturaleza del enlace químico mejoraron y difundieron esta teoría.  También mediante ella consigue Erich Huckel, dar una explicacion a los enlaces multiples, se interpreta también la geometría molecular con diversas teorías como la hibridacion de orbitales o la de la repulsión de pares electrónicos de Ronald Gillespie.
   
   Por otra parte en 1932 se aplica al enlace covalente un método mecano-cuántico diferente como alternativa para combinar las funciones de onda, el de los orbitales moleculares que fue desarrollado por dos espectroscopistas el quimico norteamericano Robert S. Mulliken, y el físico alemán Friedrich Hund. 
  
  
  Había que dar interpretación también a otro tipo de fuerzas del interior de loa meteria: las fuerzas que justifican los estados de agregacion de la materia sólido y líquido y responsables de que los gases no cumplan exactamente las leyes de los perfectos, son las llamadas fuerzas de van der waals, que mantiene cohesionados no ya a atomos individuales sino a moléculas. El físico alemán Peter Debey ( premio nobel de química en 1936) las estudia en 1920, desarrollando una teoría en virtud de la cual un tipo de esas fuerzas seria debido a interacciones entre dipolos permanentes o inducidos de las moléculas. después en 1930 London continua ese estudio desde una perspectiva mecano-cuántica, demostrando la existencia de unas fuerzas llamadas de dispersión, debidas a dipolos instantaneo.
  
  

  

  FRITZ WOLFGANG LONDON.

   En esta historia solo se han tratado de recoger los aspectos fundamentales que mas han contribuido ha esclarecer la estructura de la meteria y lo correspondiente al enlace químico.