Enlaces Covalentes y su Polaridad

Los enlaces covalentes son fundamentales en la química, y sus características varían según los átomos que participan en el enlace. Dos de las propiedades clave de los enlaces covalentes son la longitud del enlace y la polaridad del mismo.

Compartir Electrones

A pesar de que definimos la unión covalente como el compartir de electrones, estos electrones no siempre se comparten de manera equitativa entre los dos átomos unidos. A menos que el enlace conecte dos átomos del mismo elemento, siempre habrá un átomo que atraiga los electrones en el enlace con mayor fuerza que el otro, lo que resulta en una acumulación de carga parcial negativa (denominada δ-) en un lado del enlace y una carga parcial positiva (denominada δ+) en el otro lado del enlace. Un enlace covalente con un reparto desigual de electrones, como se muestra en la Figura 1, se llama enlace covalente polar.

Diferencias en Electronegatividad

Para evaluar la polaridad relativa de un enlace covalente, los químicos utilizan el concepto de electronegatividad, que es una medida relativa de cuán fuertemente un átomo atrae electrones cuando forma un enlace covalente. Existen diversas escalas numéricas para calificar la electronegatividad, siendo la escala de Pauling una de las más utilizadas. La polaridad de un enlace covalente se puede determinar al calcular la diferencia en las electronegatividades de los dos átomos que forman el enlace. Cuanto mayor sea la diferencia en electronegatividades, mayor será el desequilibrio en la compartición de electrones en el enlace.

Escala de Electronegatividades

La Figura 2 muestra las electronegatividades de varios elementos según la escala de Pauling, con el valor para el flúor establecido en 4.0, el más alto. La polaridad de un enlace covalente se puede evaluar al determinar la diferencia en electronegatividades de los dos átomos que forman el enlace. En general, si la diferencia en electronegatividades es menor que aproximadamente 0.4, se considera que el enlace es no polar; si la diferencia es mayor que 0.4, se considera que el enlace es polar. Cuando la diferencia en electronegatividades es lo suficientemente grande (generalmente superior a 1.8), el compuesto resultante se considera iónico en lugar de covalente.

Ejemplos de Polaridad

Por ejemplo, consideremos la diferencia en electronegatividad entre diferentes pares de átomos y el tipo de enlace resultante:

• Entre carbono (2.5) e hidrógeno (2.1), la diferencia es 0.4, lo que es relativamente pequeño. Por lo tanto, el enlace C-H se considera no polar.
• Entre dos átomos de hidrógeno (ambos con electronegatividad 2.1), la diferencia es cero, por lo que el enlace es no polar.
• Entre sodio (0.9) y cloro (3.0), la diferencia es 2.1, lo que es alto, y por lo tanto, el sodio y el cloro forman un compuesto iónico.
• Entre hidrógeno (2.1) y oxígeno (3.5), la diferencia en electronegatividad es 1.4, lo que da como resultado un enlace polar, pero no tan polar como para considerarlo iónico.

Impacto de la Polaridad

Cuando los enlaces de una molécula son polares, la molécula en su conjunto puede mostrar una distribución desigual de carga, dependiendo de la orientación de los enlaces individuales. Por ejemplo, en la molécula de agua (H2O), los dos enlaces O-H tienen una disposición angular, lo que da lugar a una carga parcial positiva en un extremo de la molécula y una carga parcial negativa en el otro extremo. Esto hace que la molécula de agua sea polar en su totalidad. La polaridad del agua tiene un impacto significativo en sus propiedades físicas y químicas.

En contraste, los dos enlaces C=O en el dióxido de carbono (CO2) son polares, pero se encuentran en direcciones opuestas, lo que da como resultado la cancelación de sus efectos. Por lo tanto, las moléculas de dióxido de carbono son no polares en general, lo que influye en algunas de sus propiedades.

Conclusiones

Los enlaces covalentes pueden variar en su polaridad según la diferencia en electronegatividad entre los átomos que los componen. Comprender la polaridad de los enlaces es esencial para comprender las propiedades de las sustancias químicas y su comportamiento en diversas reacciones. La electronegatividad es una herramienta clave para determinar la polaridad de los enlaces y, por lo tanto, la naturaleza de las sustancias químicas formadas por esos enlaces.

En resumen, los enlaces covalentes son un pilar fundamental de la química, y su polaridad es un factor crucial que influye en las propiedades y el comportamiento de las sustancias químicas. La comprensión de estos conceptos es esencial para avanzar en el estudio de la química y sus aplicaciones en diversos campos de la ciencia y la tecnología.