Mejor respuesta
El enlace iónico es la transferencia completa de electrones de valencia entre átomos. Es un tipo de enlace químico que genera dos iones con carga opuesta. En los enlaces iónicos, el metal pierde electrones para convertirse en un catión con carga positiva, mientras que el no metal acepta esos electrones para convertirse en un anión con carga negativa.
Propiedades del enlace iónico:
~ Enlace iónico resulta en la formación de sólidos iónicos cristalinos que están compuestos de iones.
~ Los sólidos iónicos tienen altos puntos de fusión y ebullición.
~ Los compuestos iónicos son buenos conductores de electricidad cuando se derriten o en sus soluciones debido a la presencia de iones.
~ Son solubles en agua u otro solvente polar pero insolubles en solvente no polar.
~ Los enlaces iónicos son de naturaleza polar.
~ Los enlaces iónicos se forman entre metales y no metales como NaCl, KBr, etc.
~ A diferencia de los compuestos covalentes, los compuestos iónicos existen en estado sólido.
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Un enlace iónico se define como un enlace que está lo suficientemente desequilibrado como para que un conjunto de átomos tenga todos los electrones donados por otro conjunto de átomos. Sin embargo, ¡no existe tal cosa como un enlace puramente iónico! Incluso los cristales hechos de iones tienen un carácter covalente parcial en los enlaces o interacciones entre los átomos que forman los cristales . Tradicionalmente, un enlace iónico aparece cuando la diferencia entre la electronegatividad de los átomos que interactúan es mayor que 1,7 Paulings. Enlaces covalentes que contienen átomos cuyas electronegatividades difieren en 1,0 Paulings se considera que ser enlaces covalentes polares. Por tanto, los enlaces iónicos pueden tener y tienen un carácter covalente polar parcial. En los enlaces entre átomos con poca o ninguna diferencia de electronegatividad, el enlace se considera covalente pero no polar.
Muchos factores pueden cambiar el carácter de enlace iónico de un enlace. Si los átomos se mueven juntos puede aumentar el carácter del enlace covalente y cambiar la hibridación de los orbitales que se utilizan para formar ese enlace. Colocar los átomos más separados los separará como iones distintos o fragmentos, con carácter de enlace covalente muy reducido. El entorno alrededor de un átomo también puede afectar las propiedades de enlace de los átomos unidos a él. Los átomos disueltos en solventes interactúan con las moléculas de solvente y tendrán un carácter de enlace diferente en comparación con los del estado de gas o plasma.
La densidad de electrones es una característica común forma de reconocer posibles enlaces iónicos, ya que los enlaces iónicos tienden a ser omnidireccionales (lo que los hace ideales para estructuras cristalinas) y tienen una apariencia esférica. Cuando determinamos la densidad de electrones a través de la química computacional o la cristalografía de rayos X, estamos buscando a una concentración específica de electrones que rodean los átomos o la molécula. Esto se llama isosuperficie, y la cantidad de electrones es un isovalor. Los isovalores se definen con la unidad de electrones por angstroms cúbicos. Cambiar el isovalor nos dará superficies que se ven diferentes para el mismo sistema. Los isovalores más bajos representan concentraciones bajas de electrones y tienden a estar más lejos de los átomos, mientras que los isovalores altos describen concentraciones altas de electrones, que están cerca de los átomos. Si si usáramos isovalores bajos en algunas moléculas, cristales y sistemas, se verán como sistemas de enlaces covalentes, incluso si contienen átomos con grandes diferencias de electronegatividad. Para ilustrar este punto, tomamos GeF4, que contiene germanio y flúor. En la escala de Pauling de electronegatividad, Ge tiene un valor de 2,01 Paulings, mientras que el flúor tiene 3,98 Paulings. Esto debería darnos una diferencia de 1.87 Paulings, suficiente para crear enlaces iónicos entre estos átomos.
GeF4 es una molécula tetraédrica con enlaces Ge-F que miden 1.644 angstroms de longitud. Es el análogo «iónico» del metano, CH4, y encontramos algunas sorpresas cuando miramos su densidad de electrones (calculada con la teoría funcional de la densidad en el nivel Becke-3-Lee-Yang-Parr), a continuación.
Así es como se ve su densidad electrónica, en un isovalor de 0.08 electrones por angstrom cúbico. Casi parece iónico, pero todavía tiene una superposición significativa entre los átomos individuales. También obtenemos apariciones de enlaces covalentes polares cuando probamos isovalores más bajos para los cálculos de densidad electrónica, a continuación .
Densidad electrónica media, a 0,01 electrones por angstroms cúbicos. Todavía se parece bastante a una molécula covalente polar típica, mucho más como CF4 o CCl4.
Baja densidad de electrones, a 0,002 electrones por angstrom cúbico. Observe que disminuir el isovalor de electrones por angstrom cúbico produce una superficie más grande. Estas superficies dan la apariencia de enlaces covalentes, incluso en materiales iónicos o sólidos. Por lo tanto, GeF4 no se comporta puramente como un compuesto iónico, ya que su densidad electrónica se parece mucho a la de los compuestos covalentes polares.
El cloruro de sodio es una historia diferente cuando miramos su densidad electrónica. El sodio tiene un valor de electronegatividad de 0.93 Paulings, mientras que el cloro tiene un valor de 3.16 Paulings. Esto nos da una diferencia de 2.23 Paulings, más que suficiente para cumplir con el tradicional definición de enlace iónico. Podemos examinar fácilmente el enlace en este compuesto mirando una molécula de NaCl, que representa dos átomos de miles de millones o más en un cristal de sal típico. La superficie de alta densidad de electrones de isovalor de una molécula de NaCl está debajo.
Observe la forma esférica de la densidad de electrones alrededor de estos dos átomos (Na está en el lado derecho, Cl está en el lado izquierdo)? ¡Esa es una característica destacada del enlace iónico! Los dos átomos están separados por 2,372 angstroms, lo que les da un espacio amplio para desarrollar enlaces iónicos. Sin embargo, si disminuimos el isovalor utilizado para obtener la superficie de densidad de electrones de la molécula de NaCl, comenzamos a obtener la apariencia del enlace covalente a medida que la concentración de electrones disminuye y nos alejamos de los átomos. Las superficies de isovalor medio y bajo para NaCl se muestran a continuación:
Densidad electrónica media, que ya muestra características de enlace covalente polar. Na está a la izquierda y Cl es el átomo de la derecha aquí.
Superficie de baja densidad de electrones, que muestra más de un enlace covalente polar que el enlace iónico que vimos antes. Es posible que todos los materiales iónicos tengan un isovalor particular de densidad de electrones donde el enlace iónico y el enlace covalente comienzan a difuminarse. Este isovalor produce superficies con densidad de electrones a partir de átomos separados que apenas se tocan entre sí, y es muy sensible a la distancia, el número de átomos coordinados, los efectos ambientales e incluso la sustitución de isótopos.
Otro problema con el «enlace iónico puro» es que algunos enlaces puramente homonucleares pueden parecer iónicos. Estos enlaces están hechos de átomos idénticos, sin diferencia de electronegatividad para polarizar ninguno de los átomos. El disodio, Na2, es un ejemplo. En un plasma o gas de sodio, las formas moleculares de este metal pueden existir o sobrevivir, y tiene una distancia de 3.086 angstroms entre los dos átomos de sodio. Si miramos la superficie de alta densidad de electrones de esta molécula, ¡encontramos una distribución esférica alrededor de los átomos!
Sin saber que se trata de un enlace homonuclear, habríamos adivinado que se trataba de un enlace iónico. Cuando disminuimos el isovalor de la densidad de electrones en el disodio, encontramos un comportamiento borroso del enlace iónico y covalente, tal como lo hicimos con las especies de NaCl molecular, a continuación.
Aquí, las formas esféricas dan paso a un enlace más covalente distribución de electrones. Vemos más enlaces covalentes cuando reducimos aún más la concentración de electrones que se sondean alrededor de los átomos.
Por lo tanto, no podemos eliminar completamente el enlace covalente en cualquier ensamblaje de átomos. Estará allí, independientemente de cuán desequilibrados se vayan a compartir los electrones entre los átomos. Las superficies de isovalores son una prueba de que no existen enlaces iónicos puros. Un enlace iónico siempre es parcialmente covalente. Este hallazgo también se aplica a los enlaces coordinados, como los que existen entre el boro y el nitrógeno en los complejos de borano-amina. La molécula, BH3NH3, es un buen modelo para examinar el enlace B-N, que tradicionalmente se considera un enlace dativo. El átomo de nitrógeno le da dos electrones al átomo de boro y altera las cargas formales entre los átomos de boro y nitrógeno. Cuando observamos la densidad electrónica de este complejo, encontramos que el enlace BN es diferente en comparación con los enlaces BH y NH, ya que la diferencia de electronegatividad entre B (2,04 Paulings) y N (3,04 Paulings) es mayor que las de B frente a H y N frente a H. El enlace BN tiene una diferencia de 1 Pauling, por lo que es considerado un enlace covalente polar.
El enlace dativo ha hecho que el enlace covalente polar parezca casi iónico en esta superficie de alto isovalor, pero la corta distancia entre los átomos de B y N (1.842 angstroms) hace que sea difícil lograr distribuciones esféricas perfectas de electrones. Los isovalores más bajos nos dan una mejor visión del enlace covalente polar.
En este isovalor, no podemos distinguir fácilmente BH3NH3 del etano, C2H6, cuya superficie de densidad de electrones está por debajo. El etano tiene un enlace CC de 1,512 angstroms de largo y no se considera que tenga enlaces polares fuertes.
Con todas las cosas consideradas, lo importante a entender es que ningún tipo de enlace simple domina por completo. ¡Un enlace puede ser iónico, covalente, metálico y polar a la vez!