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Enlace de valencia

La teoría de Lewis no hace referencia a la naturaleza de las fuerzas puestas en juego ni consigue explicar la estructura de numerosos compuestos.

Linus Pauling entre 1.930 y 1.940, desarrolla esta nueva teoría sobre el enlace covalente diciendo que  se forma por solapamiento o superposición de dos orbitales atómicos, de modo que los electrones compartidos pertenecen a la vez a los orbitales de los dos elementos enlazados. Es decir, esta teoría supone que la formación del enlace covalente tiene lugar por emparejamiento de los espines electrónicos de signo contrario y por la máxima superposición de los orbitales atómicos a los que pertenecen los electrones puestos en juego ; dando lugar a una región espacial de densidad electrónica común a ambos átomos.

Para su comprensión es necesario tener en cuenta que únicamente nos interesarán los orbitales más exteriores de la estructura atómica, y que la forma espacial que adquieren (espacio en el que es más probable encontrar los electrones) es la que se expresa en las figuras.

De este modo, el orbital “s” es esférico, representado en un sistema tridimensional centrado en los ejes coordenados.

Los orbitales “p”, se distribuyen alineados en cada una de las direcciones del espacio, con una forma de doble elipse.

La forma de los orbitales “d” es ya más complicada y ni siquiera la representamos.

 

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Cuando el enlace se forma por solapamiento de dos orbitales s, orbital s con orbital p, o dos orbitales p longitudinalmente, denominamos al enlace formado enlace sigma (s) ; pero si el solapamiento se produce por solapamiento lateral de orbitales p que sean paralelos, el enlace se denomina pi (Õ).

De acuerdo con estas premisas, la fortaleza del enlace estará relacionada con la extensión de los dos orbitales que se emparejen, siendo ésta mayor en los denominados enlaces sigma (s) que en los pí (P) ; un enlace Õ es menos fuerte que un enlace s. Los enlaces simples siempre son del tipo s, mientras que en enlaces múltiples (dobles  o triples), aparecen también enlaces tipo Õ.

Podemos ya interpretar algunas moléculas :

Molécula de hidrógeno (H2) : Formada por un enlace sigma entre los dos orbitales “s” semiocupados de cada uno de los átomos.

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  • Molécula de HCl : se forma por un enlace sigma entre el orbital semiocupado “s” del hidrógeno y el orbital “p” semiocupado del cloro, consiguiéndose una molécula lineal :
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  • Molécula del Cl2 : Se solapan de manera lineal los dos orbitales “p” semiocupados, uno de cada átomo :
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  • Molécula de H2O : El oxígeno tiene dos orbitales “p”  perpendiculares entre sí, semiocupados, que se solapan con el orbital “s” semiocupado de cada átomo de hidrógeno :
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  • Molécula de O2 : cada uno de los átomos de oxígeno tiene dos orbitales “p” perpendiculares semiocupados, de modo que el solapamiento se produce entre dos longitudinales (enlace sigma) y entre dos paralelos (enlace pi) ; es decir se forma un doble enlace :
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  • Molécula de etileno (CH2 = CH2) : Cada átomo de carbono posee semiocupados un orbital ”s”, y tres orbitales “p” ; cada átomo establece enlace sigma con dos átomos de hidrógeno, y entre los dos átomos de carbono se establecen un enlace sigma y otro pi, es decir, un doble enlace.
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  • Molécula de etino (CH º CH) : en este caso se crea un triple enlace entre carbonos, uno sigma y dos pi, quedando un solapamiento de cada carbono con un átomo de hidrógeno.

 

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