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Hay muchos tipos de enlaces químicos y fuerzas que hacen que las moléculas se unen entre ellas. Los dos tipos de enlace más característicos dentro de la química son los enlaces iónicos y covalentes. En los enlaces iónicos, los átomos transfieren electrones entre ellos. Los enlaces y iónicos requieren al menos un dador de electrones y un aceptor de electrones. Los átomos de electronegatividad similar comparten electrones en los enlaces covalente, porque ninguno de los átomos atrae o repele los electrones compartidos.
El enlace iónico
El enlace iónico es la transferencia completa de los electrones de Valencia entre átomos. Es el tipo de enlace químico que genera dos iones cargados con carga opuesta. Además, en estos enlaces, los metales pierden electrones para convertirse en cationes cargados positivamente mientras que los no metales aceptan esos electrones para acabar cargados negativamente convirtiéndose en aniones.
Es por ello, que los enlaces iónicos requieren un donante de electrones, la mayoría de las veces un metal, y un aceptor de electrones, un no metal. Los metales se sitúan en la parte izquierda de la tabla periódica, mientras que los no metales se colocan en la parte derecha.
El enlace iónico se observa en los metales porque tienen electrones en su capa de orbitales más externa. Perdiendo electrones, los metales pueden alcanzar la configuración de gas noble y satisfacer la regla del octeto.
De manera similar, los no metales que tienen casi 8 electrones en su capa de valencia tienden a aceptar electrones para conseguir la configuración de gas noble mencionada anteriormente. En los enlaces iónicos, más de un electrón se pueden donar o recibir para satisfacer la regla del octeto. Las cargas del catión o anión corresponderán al número de electrones donados o recibidos. En los enlaces iónicos, la carga neta del compuesto, debe ser cero.
Cuando dos partículas cargadas se unen, forman un enlace iónico, como es un ejemplo de lo que pasa con el cloruro de magnesio, donde el catión es el magnesio, y el anión es el cloruro. Cationes y aniones, se incluyen en lo que se denomina iones.
Red iónica/cristales iónicos
Los compuestos iónicos forman una estructura de lo que se conoce como «red iónica» que da lugar a una estructura cristalina. Esta repetición regular de iones metálicos y no metálicos, crean compuestos con puntos de fusión muy elevados, que conducen la electricidad cuando están en fusión o en disolución, pero nunca cuando están sólidos.
La elevada temperatura de fusión en los compuestos iónicos se debe a que los enlaces iónicos son tan fuertes que necesitan romperse. Esta Fortaleza de los enlaces, hace que también sea posible la conductividad cuando estén fundidos, porque los electrones son libres para moverse en la estructura. Las estructuras también se pueden romper por electrólisis, que consiste en la separación de un compuesto por empleando corriente eléctrica. Y también hay que destacar que los compuestos iónicos son solubles en agua, porque son polares, y como se dice “igual disuelve igual”.
Enlace covalente
Las estructuras que se forman a través de enlaces covalentes tienen bajos puntos de fusión y ebullición, porque los enlaces que forman esas moléculas son fáciles de romper, aunque hay algunos compuestos covalentes con unos puntos de fusión más elevados de lo que se espera. Los compuestos covalentes, son duros y no conducen la electricidad porque no hay cargas libres que se puedan mover.
Diferencias entre los compuestos con enlaces iónicos y covalentes
Se puede decir que es un enlace que un compuesto iónico está unido mediante fuerzas electrostática. Se forman de manera muy empaquetada con oposición de carga. El compuesto es neutro, pero tiene cargas (iones) con carácter positivo (cationes) y negativo (aniones). Algunas diferencias entre los compuestos iónicos y covalentes son:
- Los enlaces iónicos, tienden a transferir electrones, sin embargo, los compuestos covalentes formados por enlaces del mismo nombre tienden a compartir electrones.
- Los compuestos iónicos tienden a tener elevados puntos de fusión y ebullición, compuestos covalente, sin embargo, tienden a tener puntos de fusión y ebullición más bajos.
- Los compuestos iónicos suelen ser moléculas de carácter polar, mientras que los compuestos covalentes, aunque también hay moléculas polares, no son tantas como las de carácter iónico.
- Los compuestos iónicos, no se disuelven en solventes orgánicos, mientras que los compuestos covalentes sí lo hacen.
¿Es el NaCl un compuesto iónico o covalente?
El cloruro sódico o sal de mesa, es un ejemplo clásico de compuesto iónico. Es sodio es un metal, y el cloro es un no metal. Tiene enlace y iónico y estructura cristalina, cuando se disuelve compuestos en disolución se separan sus iones.
Otros ejemplos de compuestos con enlaces iónicos, son:
- Sulfato de magnesio, MgSO4
- Fluoruro de cesio, CeF
- Cianuro de potasio, KCN
Mientras que otros ejemplos de enlaces covalentes, son:
- Agua, H2O
- Metano, CH4
- Amoníaco, NH3
- Yoduro de estaño, SnI4
- Cloruro de titanio (IV), TiCl4
Compuestos iónicos binarios
Los compuestos iónicos binarios, tienen dos constituyentes, cada uno de los cuales está constituido por un elemento sencillo.
Para aprender a nombrar los compuestos iónicos binarios, los dos participantes del compuesto deben ser monoatómicos, o podrían estar formados por múltiples átomos respectivamente.
Los compuestos metálicos con haluros u oxígenos normalmente son sólidos iónicos, los cuales tienen una red cristalina en donde están unidos los cationes y aniones, unidos por fuerzas electrostáticas.
El catión, parte cargada positivamente es el que finaliza el nombre del compuesto. Sin embargo, las convenciones de nomenclatura específicas variarán entre los grupos elementales.
Los elementos que se encuentran dentro del primer y segundo grupo de la tabla periódica, alcalinos y alcalinotérreos, forman iones con una carga igual a su número de grupo. Esta tendencia constante significa que los compuestos que contienen uno de estos elementos tendrán sencillamente su nombre.
De manera, que el ion potasio del grupo uno siempre lleva una carga igual a +1. El nombre de su compuesto por tanto siempre finalizaría con potasio. Lo mismo ocurre con el grupo dos de la tabla periódica, por ejemplo, los compuestos que contienen al catión magnesio tendrán una carga de + 2.
Muchos de los metales que no se encuentran en estos dos grupos, tienen la misma carga, por ejemplo, el aluminio, zinc, escandio y la plata habitualmente tienen carga + 3, + 2, + 3 y +1 respectivamente, y por lo tanto, no se usa la nomenclatura de números romanos como otros metales hacen.
Antes de escribir el nombre del catión, puede ponerse el nombre del anión mono atómico seguido de la terminación “-uro”. Por ejemplo, la fórmula química del KCl sería el nombre de clouro de potasio.
Nombrando los cationes de los metales de transición
Se puede complicar un poco más la nomenclatura, cuando los elementos no pertenecen a los grupos uno y dos. Los elementos que se encuentran entre el grupo tres y doce, denominados metales de transición pierden distintos números de electrones dependiendo de la situación. Forman cationes con diferente carga, generando compuestos únicos con propiedades diferentes.
La carga del catión del metal de transición, se determina igualando la carga al anión constituyente del compuesto.
Para tener en cuenta las variaciones de carga en los metales de transición, se emplea la nomenclatura Stock. Este método emplea números romanos para indicar la carga del catión en el compuesto. Se pueden colocar los números en paréntesis con la palabra ion.
El Fe2+ y Fe3+ son ejemplos que pueden llevar la carga +2 y +3. Si el anión lleva la carga -3, el catión llevará la carga +3, lo mismo sucedería para el anión de carga -2 que el catión llevaría carga +2. Esto se puede aclarar, diciendo que se está empleando Fe (II) y Fe (III).
Hay que volver a recalcar, que los elementos que forman iones con una sola carga no necesitan escribirse de esta manera. Estos métodos eliminan la ambigüedad del uso de cargas específicamente en torno a las cargas de metales de transición.
El proceso para escribir el anión en este caso permanece sin cambios. Por ejemplo, el compuesto CoCl2 se traduciría como «cloruro de cobalto (II)», en donde se nombra primero el anión con la terminación -uro, seguido del catión del elemento de transición indicando la carga empleado con números romanos.
Otros ejemplos de compuestos binarios iónicos, son:
- Cloruro de sodio NaCl
- Yoduro de zinc ZnI2
- Cloruro de hierro (III) FeCl3
Compuestos iónicos poliatómicos
Los compuestos poliatómicos, tienen más de un tipo de átomo. Pueden tener un componente monoatómico y un componente poliatómico, como lo ejemplifica NaNO3, nitrato de sodio. O podrían tener dos componentes poliatómicos, como se ve en (NH₄)₂SO₄, sulfato de amonio.
Los compuestos iónicos poliatómicos aunque pueden inicialmente parecer complejos, pero para denominarlo también se escribe primero el anión seguido del catión. Por ejemplo, NaNO3 se llama «nitrato de sodio». El sodio se nombra de acuerdo con las mismas reglas anteriores. Pero el NO3, al ser un compuesto propio, debe denominarse “nitrato”. (NH₄)₂SO₄ contiene dos iones poliatómicos, amonio y sulfato. La combinación del catión y el componente aniónico da «sulfato de amonio».
Ejemplos de compuestos iónicos poliatómicos:
- Carbonato de calcio CaCO3
- Nitrato de amonio NH₄NO3
- Nitrato de potasio KNO3
- Hidróxido de hierro (II) Fe(OH)2
- Fosfato de sodio Na3PO4
- Fosfato de estaño (IV) Sn3(PO4)4
Hay que familiarizarse con los cationes e iones poli atómicos, de manera que puede usarse al nombrar los compuestos iónicos. A continuación, se da un resumen de cationes y aniones más usuales.
Cationes poliatómicos:
- Amonio NH4+
- Hidronio H3O+
Aniones poliatómicos:
- Nitrato NO3–
- Nitrito NO2–
- Hidróxido OH–
- Clorato ClO3–
- Clorito ClO2–
- Carbonato CO32-
- Bicarbonato HCO3–
- Acetato CH3COO-
- Sulfato SO42-
- Sulfito SO32-
- Fosfato PO43-
- Fosfito PO33-
- Cianuro CN-
- Oxalato C2O42-
Referencias
Crutchlow, C. (2021). Naming Ionic Compounds | ChemTalk. Retrieved 15 March 2022, from https://chemistrytalk.org/naming-ionic-compounds/
Ionic and Covalent Bonds. (2013). Retrieved 15 March 2022, from https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Supplemental_Modules_(Organic_Chemistry)/Fundamentals/Ionic_and_Covalent_Bonds
Propiedades de los compuestos iónicos | Quimitube. (2022). Retrieved 15 March 2022, from https://www.quimitube.com/videos/propiedades-de-los-compuestos-ionicos/
