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34 Capítulo 2 En un enlace covalente entre dos elementos diferentes, tales como oxígeno y el hidrógeno, la electronegatividad de los átomos puede ser diferente. Si es así, los electrones son atraídos hacia el núcleo atómico del elemento con la mayor afi nidad electrónica (en este caso, el oxígeno). Un enlace covalente entre átomos que difi eren en electronegatividad se denomina un enlace covalente polar. Este enlace tiene dos extremos (o polos) diferentes, uno con una carga parcial positiva y el otro con una carga parcial negativa. Cada uno de los dos enlaces covalentes del agua es polar ya que hay una carga parcial positiva en el extremo del enlace donde está el hidrógeno y una carga parcial negativa en el extremo donde está el oxígeno, lugar donde es más probable encontrar los electrones “compartidos”. Los enlaces covalentes difi eren en su grado de polaridad, van desde aquellos en los que los electrones son igualmente compartidos (como en la molécula de hidrógeno no polar) a aquellos en los que los electrones están mucho más cerca de un átomo que de otro (como en el agua). El oxígeno es muy electronegativo y forma enlaces covalentes polares con el carbono, hidrógeno y muchos otros átomos. El nitrógeno es también fuertemente electronegativo, aunque menos que el oxígeno. Una molécula con uno o más enlaces covalentes polares puede ser polar a pesar de que es eléctricamente neutra en su conjunto. La razón es que una molécula polar tiene en un extremo una carga parcial positiva y en el otro extremo tiene una carga parcial negativa. Un ejemplo es el agua (FIGURA 2-7). Los enlaces polares entre los hidrógenos y el oxígeno es- tán dispuestos en una forma de V, en lugar de en línea recta. El oxígeno del extremo constituye el polo negativo de la molécula, y el extremo con los dos hidrógenos es el polo positivo. Se forman enlaces iónicos entre los cationes y aniones Algunos átomos o grupos de átomos no son eléctricamente neutros. Una partícula con 1 o más unidades de carga eléctrica se llama un ion. Un átomo se convierte en un ion si gana o pierde 1 o más electro- nes. Un átomo con 1, 2, o 3 electrones en su capa de valencia tiende a ceder electrones a otros átomos. Este átomo entonces se carga po- sitivamente, porque su núcleo tiene más protones que el número de electrones orbitando alrededor del núcleo. Estos iones con carga positiva se denominan cationes. Los átomos con 5, 6 o 7 electrones de valencia tienden a aceptar electrones de otros átomos y se convierten en aniones, con carga negativa. Las propiedades de los iones son bastante diferentes de las de los átomos eléctricamente neutros de los cuales se derivan. Por ejem- de dos átomos pueden tener formas más complejas. La forma geomé- trica de una molécula proporciona la distancia óptima entre los átomos para contrarrestar la repulsión de los pares de electrones. Cuando un átomo forma enlaces covalentes con otros átomos, los orbitales en la capa de valencia se pueden reordenar en un proceso conocido como hibridación de orbitales, lo que afecta la forma de la molécula resultante. Por ejemplo, cuando se combinan cuatro átomos de hidrógeno con un átomo de carbono formando una molécula de me- tano (CH4), la hibridación de los orbitales de la capa de valencia del carbono forma una estructura geométrica conocida como un tetraedro, con un átomo de hidrógeno presente en cada una de sus cuatro esquinas (FIGURA 2-6, vea también la fi gura 3-2a). Se analizará la importancia de la forma molecular con más detalle en el capítulo 3 y en las propiedades del agua de este capítulo. Los enlaces covalentes pueden ser no polares o polares Los átomos de diferentes elementos varían en su afi nidad electrónica. La electronegatividad es una medida de la atracción que ejerce un átomo por los electrones compartidos en un enlace químico. Los áto- mos muy electronegativos como el oxígeno, nitrógeno, fl úor y cloro se llaman a veces “ávidos o aceptores de electrones”. Cuando los átomos unidos covalentemente tienen electronegatividades similares, los elec- trones se comparten por igual y el enlace covalente se describe como no polar. El enlace covalente de la molécula de hidrógeno es no po- lar, así como son los enlaces covalentes del oxígeno molecular y del metano. Metano (CH4) C H H H H FIGURA 2-6 Hibridación de los orbitales en el metano Los cuatro hidrógenos se localizan en los vértices de un tetraedro debido a la hibridación de los orbitales de la capa de valencia del carbono. Carga parcial negativa, en el extremo de la molécula donde está el oxígeno Molécula de agua (H2O) Hidrógeno (H)Hidrógeno (H) Oxígeno (O) + – – + Partes de hidrógeno Carga parcial positiva, en el extremo de la molécula donde está el hidrógeno Parte de oxígeno FIGURA 2-7 Agua, una molécula polar Observe que los electrones tienden a estar más cerca del núcleo del átomo de oxígeno que a cada núcleo de los hidrógenos. Esto se traduce en una carga parcial negativa en la parte de la molécula donde se encuentra el oxígeno y una carga parcial positiva en el extremo donde se encuentra el hidrógeno. Aunque la molécula de agua en su conjunto es eléctricamente neutra, éste es un compuesto covalente polar. 02_Cap_02_SOLOMON.indd 3402_Cap_02_SOLOMON.indd 34 10/12/12 18:1610/12/12 18:16 Parte 1 La organización de la vida 2 Átomos y moléculas: la base química de la vida 2.3 Enlaces químicos En los enlaces covalentes se comparten los electrones Los enlaces covalentes pueden ser no polares o polares Se forman enlaces iónicos entre los cationes y aniones
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