ENLLAÇOS INTERATÒMICS: CARACTERÍSTIQUES I TIPUS - QUIMICA - 2026

L' enllaç interatómico és l'enllaç químic que es formen entre els àtoms per produir les molècules. Encara que avui dia els científics generalment coincideixen que els electrons no giren al voltant de l'nucli, al llarg de la història es va pensar que cada electró orbitava al voltant de el nucli d'un àtom en una capa separada.

Avui dia, els científics han arribat a la conclusió que els electrons planen en àrees específiques de l'àtom i no formen òrbites, però, la capa de valència s'utilitza encara per descriure la disponibilitat d'electrons.

Figura 1: àtoms interaccionant entre si mediantes enllaços químics.

Linus Pauling va contribuir a l'enteniment modern de l'enllaç químic a l'escriure el llibre "La naturalesa de l'enllaç químic" on va recopilar idees de Sir Isaac Newton, Étienne François Geoffroy, Edward Frankland i en particular Gilbert N. Lewis.

En ell, va vincular la física de la mecànica quàntica amb la naturalesa química de les interaccions electròniques que es produeixen quan es fan enllaços químics.

El treball de Pauling es va concentrar en establir que els enllaços iònics veritables i els enllaços covalents se situen en extrems d'un espectre d'enllaç, i que la majoria dels enllaços químics estan classificats entre aquests extrems.

Pauling va desenvolupar a més una escala mòbil de tipus d'enllaç governada per l'electronegativitat dels àtoms que participen en l'enllaç.

Les contribucions immenses de Pauling a la nostra comprensió moderna de l'enllaç químic portar al fet que li concedissin el premi Nobel 1954 per «la investigació en la naturalesa de l'enllaç químic i la seva aplicació a l'elucidació de l'estructura de substàncies complexes.»

Els éssers vius es componen d'àtoms, però en la majoria dels casos, aquests àtoms no només suren individualment. En el seu lloc, normalment estan interactuant amb altres àtoms (o grups d'àtoms).

Per exemple, els àtoms poden estar connectats per enllaços forts i organitzats en molècules o cristalls. O poden formar llaços temporals, febles amb altres àtoms que xoquen contra ells.

Tant els llaços forts que uneixen les molècules com els llaços febles que creen connexions temporals són essencials per a la química dels nostres cossos i per l'existència de la vida mateixa.

Els àtoms tendeixen a organitzar-se en els patrons més estables possibles, el que significa que tenen una tendència a completar o omplir les seves òrbites d'electrons més exteriors.

S'uneixen amb altres àtoms per fer precisament això. La força que manté àtoms junts en col·leccions conegudes com molècules es coneix com un enllaç químic.

Tipus d'enllaços químics interatòmics

enllaç metàl·lic

L'enllaç metàl·lic és la força que manté els àtoms junts en una substància metàl·lica pura. Tal sòlid consisteix en àtoms estretament empaquetats.

En la majoria dels casos, la capa d'electrons més externa de cada un dels àtoms metàl·lics es superposa amb un gran nombre d'àtoms veïns. Com a conseqüència, els electrons de valència es mouen contínuament d'un àtom a un altre i no tenen relació amb cap parell específic d'àtoms.

Figura 2: il·lustració d'un enllaç metàl·lic

Els metalls tenen diverses qualitats que són úniques, com ara l'habilitat per conduir electricitat, una energia d'ionització baixa i una electronegativitat baixa (de manera que cedeixen electrons fàcilment, és a dir, són cations).

Les seves propietats físiques inclouen un aspecte brillant (brillant), i són mal·leables i dúctils. Els metalls tenen una estructura cristal·lina. No obstant això, els metalls són també mal·leables i dúctils.

En la dècada de 1900, Paul Drude va sorgir amb la teoria de la mar d'electrons a l'modelar metalls com una barreja de nuclis atòmics (nuclis atòmics = nuclis positius + capa interna d'electrons) i electrons de valència.

En aquest model, els electrons de valència són lliures, deslocalitzats, mòbils i no associats amb cap àtom en particular.

enllaç iònic

Els enllaços iònics són de naturalesa electrostàtica. Es produeixen quan un element amb una càrrega positiva s'uneix a un amb càrrega negativa per interaccions coulómbicas.

Elements amb baixa energies d'ionització tenen la tendència a perdre electrons amb facilitat mentre que elements amb alta afinitat electrònica tenen la tendència a guanyar-los produint cations i anions respectivament, que són els que formen els enllaços iònics.

Els compostos que mostren enllaços iònics formen cristalls iònics en els quals els ions de càrregues positives i negatives oscil·len prop d'un a l'altre, però no sempre hi ha una correlació directa 1-1 entre ions positius i negatius.

Els enllaços iònics poden trencar típicament a través de la hidrogenació, o l'addició d'aigua a un compost.

Les substàncies que es mantenen unides per enllaços iònics (com el clorur de sodi) poden separar-se comunament en ions carregats veritables quan actuen sobre ells una força externa, tal com quan es dissolen en aigua.

A més, en forma sòlida, els àtoms individuals no són atrets per un veí individual sinó que formen xarxes gegants que s'atrauen entre si per les interaccions electrostàtiques entre el nucli de cada àtom i els electrons de valència veïns.

La força d'atracció entre els àtoms veïns dóna als sòlids iònics una estructura extremadament ordenada coneguda com una reixeta iònica, on les partícules amb càrrega oposada s'alineen entre si per crear una estructura rígida fortament unida.

Figura 3: vidre de clorur de sodi

enllaç covalent

L'enllaç covalent es produeix quan els parells d'electrons són compartits pels àtoms. Els àtoms s'uniran covalentment amb altres àtoms per guanyar més estabilitat, la qual cosa s'obté formant una capa d'electrons completa.

A l'compartir els seus electrons més externs (de valència), els àtoms poden omplir la seva capa externa d'electrons i guanyar estabilitat.

Figura 4: diagrama de Lewis d'l'enllaç covalent de la molècula de nitrogen

Encara que es diu que els àtoms comparteixen electrons quan formen enllaços covalents, no solen compartir els electrons per igual. Només quan dos àtoms d'el mateix element formen un enllaç covalent són els electrons compartits realment compartits equitativament entre els àtoms.

Quan els àtoms de diferents elements comparteixen electrons a través de la unió covalent, l'electró es dibuixarà més cap a l'àtom amb la major electronegativitat resultant en un enllaç covalent polar.

Quan es comparen amb compostos iònics, els compostos covalents usualment tenen un punt de fusió i d'ebullició més baix i tenen menys tendència a dissoldre en aigua.

Els compostos covalents poden estar en un estat de gas, líquid o sòlid i no condueixen bé electricitat ni calor.

Ponts d'hidrogen

Figura 5: ponts d'hidrogen entre dues molècules d'aigua

Els ponts d'hidrògens o enllaços d'hidrogen són interaccions febles entre un àtom d'hidrogen unit a un element electronegatiu amb un altre element electronegatiu.

En un enllaç covalent polar que conté hidrogen (per exemple, un enllaç OH en una molècula d'aigua), l'hidrogen tindrà una càrrega positiva lleugera perquè els electrons d'enllaç es tiren més fortament cap a l'altre element.

A causa d'aquesta lleugera càrrega positiva, l'hidrogen serà atret per qualsevol càrrega negativa veïna.

Enllaços de Van der Waals

Són forces elèctriques relativament febles que atreuen molècules neutres entre si en gasos, en gasos liquats i solidificats i en gairebé tots els líquids orgànics i sòlids.

Les forces es nomenen per al físic holandès Johannes Diderik van der Waals, que el 1873 primer va postular aquestes forces intermoleculars en el desenvolupament d'una teoria per explicar les propietats dels gasos reals.

Les forces de Van der Waals és un terme general utilitzat per definir l'atracció de forces intermoleculars entre molècules.

Hi ha dues classes de forces de Van der Waals: les Forces de dispersió de London que són febles i forces dipol-dipol més forts.

referències

1. Anthony Capri, AD (2003). Chemical Bonding: The Nature of the Chemical Bond. Retrieved from visionlearning visionlearning.com
2. Camy Fung, NM (2015, agost 11). Covalent Bonds. Pres de chem.libretexts chem.libretexts.org
3. Clark, J. (2017, febrer 25). Metallic Bonding. Pres de chem.libretexts chem.libretexts.org
4. Encyclopædia Britannica. (2016, abril 4). Metallic bond. Pres de britannica britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica. (2016, març 16). Van der Waals forces. Pres de britannica britannica.com
6. Kathryn Rashe, LP (2017, març 11). Van der Waals Forces. Pres de chem.libretexts chem.libretexts.org.
7. Khan, S. (SF). Chemical bonds. Pres de Khan Academy khanacademy.org.
8. Martinez, E. (2017, abril 24). Què és el Atomic Bonding? Pres de sciencing sciencing.com.
9. Wyzant, Inc (SF). Bonds. Pres de wyzant wyzant.com.