Representa el enlace químico mediante los electrones de valencia a partir de la estructura de Lewis.
Representa mediante la simbología química los elementos, moléculas, átomos, iones (aniones y cationes)
Todo lo que somos, todo lo que nos rodea, nosotros mismos y nuestro entorno, estamos construidos en última instancia con átomos de diversa índole. Los átomos se pueden entender como las entidades mínimas de materia que mantienen sus propiedades químicas específicas diferenciadas, que los distinguen a unos de otros. Conocemos 118 tipos diferentes de átomos, la mayoría de ellos se encuentran en la naturaleza solos o en compuestos, y algunos sólo existen porque los hemos creado en laboratorios.
La historia del átomo inicia 450 años antes de Cristo con las afirmaciones postuladas por el filósofo griego Demócrito de Abdera. El filósofo se interesó por el descubrimiento de las sustancias esenciales que contienen todas las sustancias. Él aseguró que la materia podía ser dividida indeterminadamente en partículas cada vez más diminutas hasta llegar al punto más indivisible de aquella materia, a las que Demócrito llamó átomos, palabra que en griego significa inseparable. Así que, la materia se componía de átomos y estos eran inseparables, de manera que Demócrito marcó una distinción entre los pensadores anteriores, que nombraron elementos átomos a elementos como el agua, el aire y el fuego. Demócrito afirmó, que estos no eran átomos en sí mismo, sino que estaban compuestos por miles de ellos.
Pasaron más de 2 mil años y los hombres siguieron elaborando teorías sobre la materia y los elementos que la conformaban; Aristóteles, filósofo griego, decía que el mundo material se componía de cuatro elementos indivisibles: agua, aire, fuego y tierra.
Tuvieron que trascurrir varios siglos, hasta que en 1776 nació el hombre que cambiaría el rumbo de la concepción atomista legada por los antiguos filósofos griegos: John Dalton, conocido como el padre de la teoría atómica. Nació en el Reino Unido, específicamente en Cumbria. Desde la edad de 12 años demostró su inteligencia. Siendo más joven se interesó por la meteorología y de ahí explotó su atracción por ciertos fenómenos químicos. Dalton, con sus postulados marcó un gran cambio en el conocimiento sobre los átomos y su comportamiento.
En ese sentido, el científico aseguró que la materia se constituye de átomos indivisibles, dicha afirmación no tenía mucho de novedoso. Pero, además agregó que los átomos tienen un carácter inmutable, ósea nunca pueden transformarse unos en otros, lo que tiene valor mutable son las combinaciones químicas porque están conformadas por moléculas idénticas y estas a su vez por átomos. Gracias a un sinfín de experimentos llevados a cabo por Dalton, se estableció la Teoría Atómica de Dalton
En el año de 1906 sale a la luz el Modelo Atómico de Thomson, que claramente invalidaba el anterior Modelo Atómico de Dalton ya que este no reflexionaba sobre la estructura interna del átomo. El físico británico Joseph John Thomson se valió del uso de los rayos catódicos dispuestos en un tubo de vacío que eran desviados al aplicar un campo magnético para obtener las pruebas para dar a luz este modelo.
El modelo atómico de Thomson postula que: el átomo en su interior posee electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva, dichos electrones se encuentran de manera uniforme por todo el átomo, la carga del átomo es neutro de modo que las cargas negativas de los electrones se compensan con la carga positiva, los electrones se pueden extraer del átomo de cualquier sustancia. Entonces, Thomson representó el átomo con un modelo estático, en donde los electrones se hallaban fijos dentro de la masa positiva, este modelo fue aprobado por la comunidad científica porque permitió explicar cualitativamente fenómenos como la emisión de luz por los átomos, aunque hechos posteriores modificaron esta hipótesis.
El encargado de modificar el modelo de Thomson fue Ernest Rutherford, quien en 1911 consideró que en el núcleo central del átomo se encuentra la carga positiva y la masa; mientras que alrededor se encuentran los electrones girando a gran velocidad. Por otro lado, descubrió que el núcleo posee una corteza y un núcleo, los electrones que giran lo hacen en la corteza del átomo alrededor del núcleo; esta región es pequeña y se ubica en el centro del átomo que posee la carga positiva.
Niels Bohr fue un físico danés que propuso un nuevo modelo para explicar la estructura del átomo y su comportamiento. Por este decisivo aporte al conocimiento se le entregó el Premio Nobel de Física en el año 1922.
Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para realizar el modelo que lleva su nombre. Bohr intentaba realizar un modelo atómico capaz de explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisión y absorción discretos que se observan en los gases. Describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón. El modelo atómico de Bohr partía conceptualmente del modelo atómico de Rutherford y de las incipientes ideas sobre cuantización que habían surgido unos años antes con las investigaciones de Max Planck y Albert Einstein. Debido a su simplicidad el modelo de Bohr es todavía utilizado frecuentemente como una simplificación de la estructura de la materia.
En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo. El electromagnetismo clásico predecía que una partícula cargada moviéndose de forma circular emitiría energía por lo que los electrones deberían colapsar sobre el núcleo en breves instantes de tiempo.
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El modelo de Bohr muestra una estructura conformada de un núcleo y una corteza. En el núcleo se encuentran los protones (carga positiva) y los neutrones (carga neutra), mientras que en la corteza formada por los orbitales o niveles de energía encontraremos ubicados a los electrones, que dependiendo de la capa (K, L, M, N, O, P, Q,). Estos orbitales son representados en la tabla periódica como períodos.
En las casillas de la tabla periódica puedes encontrar información para formar los modelos de Bohr y muchas más cosas.
Tú ya sabes que los átomos de los elementos químicos tienen en su última capa energética a los llamados electrones de valencia. Estos electrones son los responsables de los enlaces químicos, a través de los cuales los elementos buscan lograr el equilibrio completando su última capa de valencia, de modo que alcancen la configuración electrónica del gas noble más cercano, que suele tener 8 electrones en su capa de valencia, salvo algunas excepciones que veremos más adelante.
Fue Gilbert Newton Lewis quien diseñó y presentó a la comunidad científica en 1916, un modelo sencillo para representar iones y compuestos químicos. Su manera de representar los enlaces dentro de las moléculas, indican el orden de los átomos en el espacio y nos permite saber cuántos electrones de valencia interactúan, formando enlaces simples, dobles o triples.
Consiste en representar un átomo colocando el símbolo del elemento y alrededor los electrones de valencia (los de la última capa), que son los que participan en los enlaces químicos.
Para los elementos que se encuentran en los grupos "A" de la Tabla Periódica, el número romano del grupo o familia a la que pertenece el elemento coincide con el número de electrones que ese átomo tiene en su capa de valencia.
Para expresar el modelo de LEWIS de un átomo, los electrones que dicho elemento contiene en su capa de valencia se describen mediante puntos alrededor del símbolo (siguiendo los puntos cardinales). Este modelo sólo funciona para los elementos de los grupos A de la tabla periódica.
La pérdida o ganancia de electrones permite al átomo adquirir carga eléctrica, transformándose en un ion.
Un ion es una partícula que se forma cuando un átomo neutro o un grupo de átomos ganan o pierden uno o más electrones. Un átomo que pierde un electrón forma un ion de carga positiva, llamado catión; un átomo que gana un electrón forma un ion de carga negativa, llamado anión.
Los átomos pueden transformarse en iones por radiación de ondas electromagnéticas con la suficiente energía. Este tipo de radiación recibe el nombre de radiación de ionización.
El proceso con el que se forman los iones, como consecuencia, por ejemplo, de colisiones a alta velocidad entre átomos o entre átomos y partículas elementales, se llama ionización.
PIERDE CARGAS NEGATIVAS (ELECTRONES)
Los cationes son iones de carga positiva. Se forman como consecuencia de la pérdida de electrones. Esto significa que los cationes siempre tienen más protones que electrones.
La palabra catión significa ‘el que va hacia arriba’.
GANA CARGAS NEGATIVAS (ELECTRONES)
Los aniones son iones de carga negativa. Se forman como consecuencia de la ganancia de electrones. Por lo tanto, los aniones se caracterizan por tener más electrones que protones en su composición.
La palabra anión significa ‘el que va hacia abajo’.
Ahora que conoces la función de los electrones de valencia (formar enlaces químicos) y que reconoces que los átomos tienden a perder, ganar o compartir elementos, veamos la finalidad de ello.
Los átomos por naturaleza buscan una estabilidad en su estructura, y esta se dará cuando la última capa de sus orbitales esté llena, tal como les sucede a los elementos de la familia de los gases nobles (Grupo VIIA)
Por ello en resto de los elementos de la tabla periódica busca combinarse formando enlaces químicos y por ende compuestos químicos, es decir algo completamente diferente en características y propiedades de lo que eran originalmente.
En el período 1916-1919, dos americanos, Gilbert. N. Lewis e Irving Langmuir, y un alemán Walther Kossel, formularon una importante propuesta sobre el enlace químico: las configuraciones electrónicas de los átomos de gases nobles tienen algo especial que es la causa de su inercia química y los átomos de otros elementos se combinan unos con otros para adquirir configuraciones electrónicas como las de los átomos de gases nobles. La teoría que se desarrolló a partir de este modelo estuvo especialmente ligada a G. N. Lewis y se denomina Teoría de Lewis.
La Regla del Octeto también es aplicable a los enlaces químicos, de manera que los átomos de las moléculas tienden a rodearse de 8 electrones en su última capa.
Una forma muy útil de representarlos es a través de las Fórmulas de Lewis o Diagramas de Lewis. Estas representaciones gráficas nos indican los electrones que rodean los átomos tanto de manera aislada como cuando forman enlaces:
