Tipus d'enllaços químics

Els enllaços químics són les forces que mantenen units els atoms i les molècules. Hi ha dos tipus principals que has de conèixer bé.

Primer tenim els enllaços intramoleculars, que són les forces entre atoms dins d'una mateixa molècula o cristall. Després trobem els enllaços intermoleculars, que són més febles i mantenen unides les molècules entre elles.

Tots els atoms volen ser estables, i per això segueixen la regla de l'octet: necessiten 8 electrons a la seva última capa (excepte l'hidrogen, que només en vol 2). Per aconseguir-ho, formen enllaços químics de diferents tipus.

Pista d'examen: Recorda que la regla de l'octet explica per què es formen tots els enllaços químics!

Enllaç iònic

L'enllaç iònic es forma quan un metall cedeix electrons a un no-metall. És com un intercanvi: un àtom perd electrons i l'altre els guanya.

Quan el sodi (Na) es troba amb el clor (Cl), el sodi cedeix el seu electró al clor. Així el sodi es converteix en catió $Na+$ i el clor en anió $Cl-$. Aquests ions s'atrauen com imants i formen una xarxa cristal·lina.

Els compostos iònics tenen propietats molt característiques: són sòlids a temperatura ambient, tenen punts de fusió alts i són durs però fràgils. També es dissolen bé en aigua perquè les molècules d'aigua envolten els ions.

Curiositat: Els compostos iònics només condueixen l'electricitat quan estan fosos o dissolts, perquè llavors els ions poden moure's lliurement!

Propietats dels compostos iònics i enllaç covalent

Els compostos iònics es trenquen fàcilment quan reben un cop perquè els ions del mateix signe queden enfrontats i es repel·leixen. L'aigua els dissol perquè és polar: té una part positiva i una negativa que envolten els ions.

L'enllaç covalent funciona de manera completament diferent. Es forma entre dos no-metalls que comparteixen electrons per aconseguir la regla de l'octet. És com si fossin dos amics que comparteixen els seus joguets.

En el clor gas (Cl₂), cada àtom comparteix un electró amb l'altre, formant un enllaç covalent simple. L'oxigen (O₂) comparteix dos parells d'electrons, creant un enllaç doble.

Recorda: Els metalls cedeixen electrons (iònic), els no-metalls els comparteixen (covalent).

Varietats de compostos covalents

Els cristalls covalents són súper interessants! El diamant està format per àtoms de carboni, cadascun enllaçat a 4 altres carbonis. Per això és el material més dur de l'univers.

El grafit també és carboni, però cada àtom només s'enllaça amb 3 altres, formant capes. Com que queda un electró lliure per àtom, el grafit condueix l'electricitat, a diferència del diamant.

La sílice (SiO₂) forma una xarxa tridimensional que la fa dura però aïllant elèctric. És el component principal del vidre i el quars.

Els compostos covalents solen ser líquids o gasos a temperatura ambient perquè tenen punts de fusió baixos. La majoria no condueixen l'electricitat, excepte el grafit.

Dada curiosa: El diamant i el grafit són el mateix element (carboni) però amb estructures totalment diferents!

Enllaç metàl·lic

L'enllaç metàl·lic és únic dels metalls i explica moltes de les seves propietats sorprenents. Els àtoms metàl·lics cedeixen els seus electrons a un "núvol electrònic" que es mou lliurement per tota l'estructura.

Imagina't els cations metàl·lics com pilotes en una piscina plena d'electrons. Aquest núvol d'electrons lliures s'encarrega de mantenir units tots els cations amb forces d'atracció.

Els metalls tenen propietats molt específiques: són sòlids amb punts de fusió alts, brillen per la llum que reflecteixen els electrons lliures, i condueixen molt bé l'electricitat i la calor.

Per què brillen els metalls?: Els electrons lliures absorben i reflecteixen la llum, donant-los aquesta brillantor tan característica!

Propietats dels metalls i molècules polars

Els metalls són dúctils (es poden estirar en fils) i mal·leables (es poden fer planxes) perquè el núvol d'electrons sempre manté units els cations, encara que es moguin de posició.

Això és molt diferent dels cristalls iònics, que es trenquen quan reben un cop perquè els ions del mateix signe queden enfrontats i es repel·leixen.

Les molècules polars tenen una distribució desigual d'electrons. L'aigua (H₂O) és l'exemple perfecte: l'oxigen és més electronegatiu i atreu els electrons cap a si, quedant negatiu, mentre els hidrògens queden positius.

Les molècules apolars tenen els electrons repartits de manera uniforme, com el clor gas (Cl₂), on ambdós àtoms tenen la mateixa electronegativitat.

Regla important: Les substàncies polars dissolen polars, i les apolars dissolen apolars. Com l'oli i l'aigua!

Enllaços per pont d'hidrogen

L'enllaç per pont d'hidrogen és una força especial entre molècules que conté hidrogen. L'oxigen d'una molècula d'aigua s'atreu cap a l'hidrogen d'una altra molècula d'aigua.

Aquest enllaç explica per què l'aigua té propietats tan especials: punt d'ebullició alt per ser una molècula tan petita, i capacitat de dissoldre moltes substàncies.

Les molècules polars es dissolen en dissolvents polars, i les apolars en dissolvents apolars. És la regla del "semblant dissol semblant".

Sabies que?: Els ponts d'hidrogen de l'aigua són els responsables que el gel floti, perquè fan que l'aigua sòlida ocupi més volum que la líquida!

Tensioactius i micel·les

Els tensioactius com el sabó tenen una part molt enginyosa: una part polar (que s'atrau amb l'aigua) i una part apolar (que s'atrau amb els greixos).

Quan hi ha una taca de greix, la part lipòfila (que estima els greixos) del sabó envolta el greix, mentre que la part hidròfila (que estima l'aigua) queda en contacte amb l'aigua.

D'aquesta manera es formen micel·les: petites esferes on el greix queda atrapat al centre i es pot eliminar amb aigua. És com si el sabó fes d'intermediari entre l'aigua i el greix.

Aplicació pràctica: Ara ja saps per què el sabó treu les taques: fa que substàncies que normalment no es barregen puguin eliminar-se amb aigua!