Tipos de uniones entre los átomos

Radicales libres

Dentro de los átomos, los electrones giran alrededor del núcleo de a pares; por esta razón se dice que están apareados. Así, por ejemplo, el átomo de oxígeno contiene en total 8 electrones y, por lo tanto, 4 pares de electrones. Si un átomo de oxígeno adquiere de alguna forma un electrón extra se transformará en un ion negativo en el cual el electrón extra se va a encontrar no apareado (desapareado). A los átomos, moléculas o iones con electrones desapareados se los denomina radicales libres. La presencia de electrones desapareados en los radicales libres les confieren una reactividad química mucho mayor que la que poseen los átomos, moléculas o iones con todos sus electrones apareados. Los radicales libres están ligados con varias patologías, tal como el denominado fotoenvejecimiento de la piel. Algunos de estos radicales libres son los denominados hidroxilo, formado por un átomo de hidrógeno y un átomo de oxígeno (HO), e hidroperóxido, que contiene un átomo de hidrógeno y dos de oxígeno (HO2).

TIPOS DE UNIONES ENTRE LOS ÁTOMOS

Ciertos elementos químicos, tales como el azufre, el yodo, el oxígeno, el nitrógeno y el hidrógeno, tienen la particularidad de ser malos conductores del calor y de la electricidad. A este tipo de elementos químicos se los denomina no metales. Los metales, como el aluminio, hierro y cobre, en cambio, son buenos conductores del calor y de la electricidad. Si a una mezcla de los gases hidrógeno y oxígeno se le aproxima una llama o se ilumina con luz ultravioleta se produce una explosión y, en lugar de estos dos gases, aparece agua. En este caso, se dice que el oxígeno y el hidrógeno se combinaron y dieron como producto de la reacción al agua.

En las reacciones o combinaciones químicas se unen dos o más átomos de elementos iguales o diferentes. Dos de las formas en que se pueden unir los átomos son por medio de las llamadas uniones o enlaces covalente e iónica.

Unión covalente

La unión covalente se produce cuando reaccionan entre sí átomos de no metales. Así, por ejemplo, dos átomos de hidrógeno pueden unirse para formar una molécula de ese elemento.

Cada átomo de hidrógeno posee un solo electrón. Cuando se produce la unión entre dos átomos de hidrógeno, el electrón de un átomo se aparea con el del otro átomo y, de esta forma, ambos átomos permanecen unidos y forman una molécula. Si se emplean los símbolos usados en química, la formación de la molécula de hidrógeno se puede representar de la siguiente manera:

Al enlace covalente se lo suele simbolizar con una línea. De esta forma, a las moléculas de hidrógeno y de agua se las representa de la siguiente manera:

Cuando se forma una molécula de dióxido de carbono, el gas que se utiliza en los matafuegos y para presurizar las bebidas gasificadas, se unen un átomo de carbono con dos átomos de oxígeno. La unión entre cada átomo de oxígeno con el átomo de carbono se produce por medio de dos pares de electrones; por esta razón, a este tipo de enlace se lo denomina covalente doble y se lo representa por medio de dos líneas.

Representación de la molécula del dióxido de carbono.

Polaridad de las uniones covalentes

En la molécula de cloruro de hidrógeno (HCl), los átomos de cloro e hidrógeno se mantienen unidos a través del par electrónico compartido que forma el enlace covalente. Debido a que estos electrones son atraídos más fuertemente por el átomo de cloro que por el de hidrógeno, se acercan al primero y le confieren una pequeña carga eléctrica negativa. Sobre el átomo de hidrógeno aparece una carga eléctrica de la misma magnitud pero de signo positivo. Este tipo de unión covalente se denomina polar y, debido a que se presentan dos polos eléctricos de signo opuesto, se dice que en las moléculas que poseen este tipo de unión existe un dipolo. Los átomos de ciertos no metales, tales como el flúor, el oxígeno y el nitrógeno, ejercen una elevada fuerza de atracción hacia el par electrónico de las uniones covalentes y, por esta razón, se dice que poseen una alta electronegatividad. Por lo tanto, se puede definir a la electronegatividad de un elemento como una medida de la atracción que ejerce el átomo de ese elemento sobre el par electrónico de un enlace covalente.

Unión iónica

Cuando se combinan un metal con un no metal, el átomo del metal le cede al del no metal generalmente no más de tres electrones y se convierte en un ion positivo, mientras que el átomo del no metal se transforma en un ion negativo al captar estos electrones. Ambos iones, al tener cargas eléctricas de signo opuesto, se atraen entre sí y determinan lo que se denomina una unión iónica. En el cloruro de sodio (NaCl), los iones sodio (Na+) y los iones cloruro (Cl-) se mantienen unidos por uniones iónicas.

En el cloruro de sodio, los átomos de cloro y de sodio se encuentran ionizados.

Cuando se disuelven en agua, las sustancias que presentan uniones iónicas, son conductoras de la electricidad. Las sustancias covalentes solubles en agua (como el alcohol), en cambio, no son conductoras de la electricidad.

Unión puente hidrógeno

El enlace puente hidrógeno se presenta entre un átomo de un elemento muy electronegativo (flúor, oxígeno o nitrógeno) y un átomo de hidrógeno unido por medio de un enlace covalente a otro átomo de un elemento muy electronegativo. A la unión puente hidrógeno se la representa por una línea punteada como se muestra en la figura siguiente, en la que se representó al puente hidrógeno entre una molécula de agua y el amoníaco.

Unión puente hidrógeno (representada por una línea punteada) entre moléculas de amoníaco y agua.

Este tipo de unión tiene una importancia biológica importantísima, ya que a través de la unión puente hidrógeno se unen las bases nitrogenadas (adenina, timina, guanina, citosina) en la doble hélice del ADN. En el estado líquido, el agua está formada por agrupaciones de moléculas unidas entre sí por uniones puente hidrógeno. Por esta razón, la fórmula química del agua líquida no es H2O sino (H2O)n, donde “n” es la cantidad promedio de moléculas de agua presentes en cada agrupación. Esta cantidad disminuye al aumentar la temperatura y se hace igual a 1 en el vapor de agua, en el cual las moléculas no están agrupadas sino libres.

Uniones puente hidrógeno en el agua líquida.