Enlace Químico, Estructuras de Lewis y Fuerzas Intermoleculares
Enlace covalente: compartición de electrones
Al terminar vas a poder distinguir un enlace simple, doble y triple y saber cuál es más fuerte y por qué, decidir si un enlace es polar o apolar con la diferencia de electronegatividad, y explicar por qué los compuestos covalentes funden a temperaturas bajas.
Qué es el enlace covalente
El enlace covalente se forma cuando dos no metales comparten uno o más pares de electrones.
Y la pregunta que hay que contestar antes de la lista es por qué comparten en vez de transferir. En un enlace iónico uno suelta y el otro captura porque uno de los dos tiene poca fuerza para retener sus electrones. Entre dos no metales eso no pasa: los dos tiran fuerte. Ninguno está dispuesto a soltar, y ninguno puede arrancarle nada al otro.
La única salida que le queda al sistema es un arreglo en el que los dos ganen: poner un par de electrones en el medio, donde los dos núcleos lo atraen a la vez. Ese par cuenta en el octeto de los dos átomos, así que los dos quedan satisfechos sin que ninguno pierda nada. Eso es un enlace covalente.
Simple, doble y triple
Según cuántos pares se comparten:
| Tipo | Pares compartidos | Electrones | Ejemplos |
|---|---|---|---|
| Simple | 1 | 2 | H₂, HCl, H₂O |
| Doble | 2 | 4 | O₂, CO₂ |
| Triple | 3 | 6 | N₂, acetileno |
Cuántos enlaces forma cada no metal se calcula, no se memoriza: 8 menos sus electrones de valencia.
- Carbono (4 de valencia): 8 − 4 = 4 enlaces.
- Nitrógeno (5): 3 enlaces.
- Oxígeno (6): 2 enlaces.
- Halógenos (7): 1 enlace.
- Hidrógeno: 1, porque se completa con dos electrones y no con ocho.
A más pares compartidos, el enlace es más fuerte y más corto, y la razón es directa: hay más carga negativa concentrada entre los dos núcleos, así que los atrae con más fuerza y los acerca más. El triple enlace del N₂ es tan fuerte que el nitrógeno atmosférico es prácticamente inerte —por eso hace falta tanta energía para fabricar fertilizantes a partir del aire, aunque el aire sea 78 % nitrógeno—.
Polaridad del enlace
Compartir no significa compartir por igual. Si un átomo es más electronegativo que el otro, tira más fuerte del par compartido y se queda con él más tiempo.
- Covalente no polar: ΔEN de 0 a 0,4. Los dos tiran parejo. H₂, O₂, Cl₂, N₂ —cualquier molécula de dos átomos iguales tiene ΔEN exactamente 0—.
- Covalente polar: ΔEN de 0,4 a 1,7. Uno tira más. Aparecen cargas parciales: δ⁻ sobre el más electronegativo y δ⁺ sobre el otro.
- Iónico: ΔEN mayor que 1,7. Ya no se comparte: se transfiere.
Fijate en que no hay tres cosas distintas, sino una sola escala. El enlace covalente no polar y el iónico son los dos extremos, y el polar es el territorio de en medio. El iónico es un covalente tan desigual que el electrón se fue del todo.
Ejemplo resuelto. Clasificá el enlace del HCl. Electronegatividades: H = 2,1; Cl = 3,0.
- ΔEN = 3,0 − 2,1 = 0,9.
- Está entre 0,4 y 1,7 → covalente polar.
- El cloro, que es el más electronegativo, se queda con δ⁻; el hidrógeno, con δ⁺.
Los compuestos covalentes y sus propiedades
- Pueden ser sólidos, líquidos o gases a temperatura ambiente.
- Puntos de fusión y ebullición bajos.
- Malos conductores, en cualquier estado.
- Solubilidad según la polaridad: los polares se disuelven en agua, los apolares no.
Y acá está la distinción más importante de la lección, la que decide media docena de preguntas de examen:
El enlace covalente es fortísimo. Lo que es débil es la atracción entre una molécula y la de al lado.
Para hervir agua no se rompe ningún enlace O–H: lo que se vence es la atracción entre moléculas de agua, que es mucho más débil. Las moléculas se separan enteras y se van al aire. Por eso el agua hierve a 100 °C y no a los miles de grados que costaría romper sus enlaces.
Ahí está la explicación del punto de fusión bajo. En un compuesto iónico, fundir significa romper la red; en uno covalente, solo significa separar moléculas que ya estaban sueltas unas de otras. Son dos trabajos de tamaño muy distinto.
Por qué no conducen: los electrones están comprometidos en enlaces concretos, entre dos átomos determinados. No hay cargas libres ni iones que se puedan mover, así que no hay nada que transporte corriente. Ni siquiera disueltos conducen, y esa es exactamente la prueba que los distingue de los iónicos: el azúcar disuelta en agua no enciende el foco; la sal sí.
Solubilidad. «Lo semejante disuelve a lo semejante»: el agua, que es polar, disuelve sustancias polares —alcohol, azúcar— y no disuelve las apolares —aceite, gasolina—.
La excepción que conviene conocer: los sólidos covalentes de red
Hay compuestos covalentes que no forman moléculas sueltas, sino una red de enlaces covalentes que abarca el cristal entero. El caso famoso es el diamante: cada carbono unido a otros cuatro, en todas las direcciones.
Como no hay «moléculas» para separar, fundirlo exige romper enlaces covalentes de verdad, y por eso el diamante funde por encima de los 3500 °C y es el material más duro que se conoce. No contradice nada de lo anterior: confirma que el punto de fusión bajo venía de lo débil que era la unión entre moléculas, no del enlace covalente en sí.
Ejemplos resueltos de formación
1 · H₂ (no polar). Cada hidrógeno aporta un electrón. Comparten el par → cada uno cuenta 2, que es la configuración del helio. ΔEN = 0 → no polar.
2 · H₂O (polar). El oxígeno tiene 6 de valencia y necesita 2 más; cada hidrógeno aporta 1. Se forman dos enlaces simples. El oxígeno cuenta 6 + 2 = 8 y le sobran dos pares libres; cada hidrógeno cuenta 2. ΔEN = 3,5 − 2,1 = 1,4 → polar.
3 · N₂ (triple). Cada nitrógeno tiene 5 y necesita 3 más. Comparten tres pares → cada uno cuenta 8. El resultado es el enlace más fuerte de la química común.
4 · CO₂ (dos dobles). El carbono tiene 4 y necesita 4; cada oxígeno tiene 6 y necesita 2. El carbono forma un doble enlace con cada oxígeno: O=C=O. Carbono: 4 + 4 = 8. Cada oxígeno: 6 + 2 = 8.
Comparación con el iónico
| Aspecto | Iónico | Covalente |
|---|---|---|
| Elementos | metal + no metal | no metal + no metal |
| Mecanismo | transferencia | compartición |
| Unidad | red cristalina | molécula |
| Punto de fusión | alto | bajo |
| Conduce disuelto | sí | no |
| ΔEN | > 1,7 | < 1,7 |
Los errores que más se cobran
- Decir que el enlace covalente es débil porque los compuestos covalentes funden a baja temperatura. El enlace es fuerte; lo débil es la atracción entre moléculas.
- Confundir enlace polar con molécula polar. El CO₂ tiene enlaces polares y es una molécula no polar, porque su forma lineal cancela los dos dipolos.
- Exigirle octeto al hidrógeno. Se completa con dos.
- Creer que un compuesto covalente disuelto conduce. No conduce: no hay iones.
- Contar mal la fuerza del enlace. Triple > doble > simple en fuerza, y triple < doble < simple en longitud.
- Olvidar los pares libres. No forman enlace, pero cuentan para el octeto y deciden la geometría.
Clave de análisis
El covalente es el enlace de dos que tiran parejo: como ninguno puede arrancarle electrones al otro, ponen un par en el medio, donde los dos núcleos lo atraen, y ese par cuenta en el octeto de ambos. Cuántos enlaces forma cada átomo se calcula con 8 menos sus electrones de valencia, y cuantos más pares compartan, más fuerte y más corto es el enlace. Para la polaridad, una sola escala: ΔEN menor que 0,4 apolar, hasta 1,7 polar, y de ahí para arriba ya es iónico. Y guardá la distinción que decide casi todas las preguntas de propiedades: el enlace covalente es fuerte; lo que es débil es lo que atrae a una molécula con la de al lado, y por eso estos compuestos hierven bajo aunque sus enlaces no se rompan al hervir.