Enlaces covalentes y el carbono
Los elementos que no son ni muy electronegativos ni muy electropositivos o con electronegatividad casi igual,
tienden a formar enlaces compartiendo el par de electrones, en vez de transferir electrones completamente. En el enlace covalente un par de electrones es compartido por dos átomos. La unión de dos o más átomos forman una molécula. Si los dos átomos que se unen son idénticos o si tienen igual electronegatividad, el par será compartido en igual medida por los dos átomos. Por ejemplo, la molécula de Hidrogeno H2
Cada átomo posee los dos electrones que completan su nivel
Cuando dos átomos de Hidrogeno se unen para formar una molécula, se produce (libera) energía (calor). La misma cantidad de calor (energía) debe ser suministrada a la molécula de hidrogeno para separar
los átomos que la forman. Para romper los enlaces de 1 mol de moléculas de hidrogeno (equivalentes a 2 gramos) se necesitan 104 Kcal (o 435 kJ) de energía,
que es una cantidad de energía bastante considerable. Tal cantidad de energía es definida como energía de enlace y cambia a según del enlace, según los átomos.
El enlace entre dos moléculas de hidrogeno es bastante fuerte porque el par de electrones compartidos es atraído por el núcleo de los dos átomos, mientras en el caso de un solo átomo, el electrón de
valencia es atraído por un solo núcleo. La fuerza de atracción ejercida por los núcleos es balanceada por la repulsión que ejercen los dos núcleos al acercarse, y los electrones. Estas fuerzas de atracción y repulsión balanceadas
mantienen a los átomos unidos, vibrando a una distancia de equilibrio, llamada longitud de enlace.
El carbono y el enlace covalente.
Si representamos el átomo de carbono con la C, donde la letra C indica el núcleo del átomo mas los 2 electrones 1s y distribuyendo
los 4 electrones de valencia alrededor se obtiene:
El carbono tiene su nivel de valencia mitad lleno (o vacío). El problema es que el carbono no tiende a ceder fácilmente sus electrones ni a adquirir electrones porque no es ni muy electropositivo ni muy electronegativo,
por eso “prefiere” formar enlaces covalentes con otros átomos, compartiendo electrones.
Enlace carbono-carbono
Una propiedad característica del carbono es que tiene la capacidad de compartir electrones no solo con elementos diferentes, sino que también con otro átomo de carbono. Dos átomos de carbono pueden
unirse entre ellos y contemporáneamente unirse a otros átomos. El enlace covalente carbono-carbono del etano por ejemplo
Así como el enlace hidrogeno-hidrogeno, es un enlace covalente puro, ya que el par de electrones están compartidos en igual medida por los dos átomos (el par está a la “mitad” entre los dos núcleos). En
este caso también se necesita suministrar energía al enlace para romperlo, para formar por ejemplo, a partir del etano, dos fragmentos de CH3, llamados
radicales metílicos. Un radical es un fragmento de molécula que tiene un número impar de electrones sin compartir.
La energía necesaria para romper el enlace carbono-carbono es menor a la energía necesaria para romper el enlace hidrogeno-hidrogeno, porque en este caso (C-C) el enlace es más débil y la
longitud del enlace mayor.
La siguiente ecuación es la primer etapa del cracking petroquímico, un proceso industrial de gran importancia.
