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Cómo se forman los enlaces iónicos

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Cómo se forman los enlaces iónicos

 

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Para que exista equilibrio eléctrico en un átomo (carga neutra), el número de protones que contiene (carga positiva) debe ser igual a su número de electrones (carga negativa) orbitando. Sin embargo, también existe otra clase de equilibrio que se debe cumplir en los átomos: el número de electrones que poseen en su capa exterior (también conocida como capa de valencia). Para ser estable, un átomo necesita tener llena o completa a su capa de valencia, o sea a su capa exterior (con 2 electrones si se trata del Hidrógeno o Helio, o con 8 electrones para los restantes elementos).

Cuando un átomo tiene menos de 8 electrones en su nivel exterior, es inestable. Para encontrar su estabilidad, tiene dos opciones:

  1. Si tiene en su capa de valencia un número de electrones más cercano a 8: captura electrones de otro átomo.
  2. Si tiene en su capa de valencia un número de electrones más cercano a 0: cede electrones a otro átomo.

Ej: el Sodio (Na) posee 1 electrón en su capa de valencia. Por lo tanto, para tener 8 electrones en su capa de valencia y estabilizarse, cede a ese único electrón. Al perderlo, la capa anterior -con 8 electrones- se convierte en la capa de valencia. Por el contrario, el Cloro (Cl) posee 7 electrones en su nivel exterior. Entonces, para llenar con los 8 electrones necesarios a su capa de valencia y estabilizarse, lo más fácil es capturar 1 electrón de otro átomo.

Cuando un átomo de Cloro (Cl) captura 1 electrón para completar a su capa exterior, se vuelve estable. Sin embargo, pierde el equilibrio eléctrico, dado que al capturar a ese electrón, termina con un electrón de más en comparación al número de protones (18 electrones y 17 protones) y por lo tanto el átomo de Cloro adquiere carga eléctrica negativa (por tener más electrones que protones). Por otro lado, cuando un átomo de Sodio (Na) cede 1 electrón para convertir a la capa con 8 electrones que antecede a la exterior en la nueva capa de valencia y así estabilizarse, debido a que ahora tiene un electrón menos en comparación al número de protones (10 electrones y 11 protones), el átomo de Sodio adquiere carga eléctrica positiva. A los átomos que pierden o ganan un electrón (o más de un electrón) y adquieren carga eléctrica positiva o negativa se los denomina iones.

Cuando interactúan el Sodio y el Cloro, para lograr su estabilidad en la capa de valencia, el Sodio le cede 1 electrón al Cloro. De esta forma, el Sodio se transforma en ion con carga positiva (catión) y el Cloro en ion con carga negativa (anión). Como los polos opuestos se atraen, los iones Sodio y Cloro se atraen entre sí y forman un compuesto llamado Cloruro de Sodio (NaCl), también conocido como sal común. Los compuestos químicos formados por iones que cedieron y capturaron electrones, se denominan compuestos iónicos. Los enlaces entre átomos de un compuesto iónico en el que uno cede electrones y el otro los captura, se llaman enlaces iónicos.

Ejemplos:

1- El Calcio posee 20 protones en el núcleo y 20 electrones orbitando alrededor del núcleo. Su capa de valencia (4º nivel) tiene 2 electrones de valencia, entonces para adquirir estabilidad cede a esos 2 electrones y la capa anterior (3º nivel) se convierte en la nueva capa de valencia con 8 electrones.

El Bromo posee 35 protones en el núcleo y 35 electrones orbitando alrededor del núcleo. Su capa de valencia (4º nivel) tiene 7 electrones de valencia, entonces para adquirir estabilidad captura 1 electrón y termina con 8 electrones de valencia.

Como el Calcio cede 2 electrones, entonces 2 átomos de Bromo capturan a cada uno de esos 2 electrones. Ahora el átomo de Calcio tiene 20 protones y 18 electrones, por lo tanto se convierte en un ion Calcio con 2 cargas positivas (2 electrones menos que protones). Cada átomo de Bromo pasa a tener 36 electrones (1 electrón más que el número de protones), por ende se convierte en un ion Bromo con 1 carga negativa cada uno. Los iones de cargas opuestas se atraen y forman al compuesto químico CaBr2 (Bromuro de Calcio).

2- El Magnesio posee 12 protones en el núcleo y 12 electrones orbitando alrededor del núcleo. Su capa de valencia (3º nivel) tiene 2 electrones de valencia, entonces para adquirir estabilidad cede a esos 2 electrones y la capa anterior (2º nivel) se convierte en la nueva capa de valencia con 8 electrones.

El Oxígeno posee 8 protones en el núcleo y 8 electrones orbitando alrededor del núcleo. Su capa de valencia (2º nivel) tiene 6 electrones de valencia, entonces para adquirir estabilidad captura 2 electrones y termina con 8 electrones de valencia.

Como el Magnesio cede 2 electrones, entonces 1 átomo de Oxígeno captura a esos 2 electrones. Ahora el átomo de Magnesio tiene 12 protones y 10 electrones, por lo tanto se convierte en un ion Magnesio con 2 cargas positivas (2 electrones menos que protones). Cada átomo de Oxígeno pasa a tener 10 electrones (2 electrones más que el número de protones), por ende se convierte en un ion Oxígeno con 2 cargas negativas. Los iones de cargas opuestas se atraen y forman al compuesto químico MgO (Óxido de Magnesio).
 
 
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Fuentes de información:

  • Fundamentos de Química (Capítulo 6.4 "Enlace iónico", paginas 140 a 143) - Escrito por Susan Arena, Morris Hein. Publicado por EUED (Editorial Universidad Estatal a Distancia), año 1992. ISBN: 9977-64-004-1
  • Chemical Ideas, Volumen4 (Capítulo 3.1: Chemical Bonding: Shells. página 34). Autor: George Burton. Publicado por: Heinemann Educational Publishers (año 2000) ISBN-10: 0-435631-209 (en inglés)
  • AS Chemistry for AQA (Electronic Structure of Ions, página 17) - Escrito por John Atkinson, Carol Hibbert - Publicado por Heinemann Educational Publishers (Año 2000). ISBN de 10 dígitos: 0-435581-34-1 (en inglés)
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