¿Qué establece la energía de enlace?

La energía (o entalpía) de enlace es la energía necesaria para romper un mol de enlaces de una sustancia en estado gaseoso. En el caso de moléculas diatómicas con un solo enlace, se corresponde con la energía necesaria para disociar 1 mol de dicha sustancia en los átomos que la forman.

La energía de enlace (EE) es la energía total promedio que se desprendería por la formación de un mol de enlaces químicos, a partir de sus fragmentos constituyentes (todos en estado gaseoso).

La entalpía de enlace (también conocida como entalpía de disociación de enlace, energía de enlace promedio o fuerza de enlace) describe la energía almacenada en un enlace entre átomos de una molécula.

La fuerza de un enlace entre dos átomos aumenta a medida que aumenta el número de pares de electrones en el enlace. Por lo general, a medida que aumenta la resistencia del enlace, su longitud disminuye.

Los átomos tienden a formar enlaces químicos porque cuando se unen a otros átomos alcanzan una situación más estable, es decir, la que les supone un consumo de energía menor. Esto ocurre cuando el número de electrones de su último nivel es igual a ocho, lo que se conoce como la regla del octeto.

En este mismo año, 1916, el norteamericano Gilbert Newton Lewis (1875- 1946) estableció la teoría del enlace químico por compartición de pares de electrones.

La energía se puede medir y se mide en julios (J) según el Sistema Internacional de Unidades. El julio se define como el trabajo realizado por una fuerza de un newton en un desplazamiento de un metro en la dirección de la fuerza.

Una manera de predecir el tipo de enlace que se forma entre dos elementos es comparar su electronegatividad. En general, las diferencias grandes en electronegatividad resultan en enlaces iónicos, mientras que las diferencias más pequeñas resultan en enlaces covalentes.

Energía nuclear

Es la energía almacenada en el núcleo de los átomos y que se libera en las reacciones nucleares de fisión y de fusión, ejemplo: la energía del uranio, que se manifiesta en los reactores nucleares.

Ya que romper enlaces requiere agregar energía, el proceso opuesto de formar nuevos enlaces siempre libera energía. Cuanto más fuerte es el enlace formado, se libera más energía durante el proceso de su formación.

Por lo tanto, encontramos que los enlaces triples son más fuertes y cortos que los enlaces dobles entre los mismos dos átomos; asimismo, los enlaces dobles son más fuertes y más cortos que los enlaces simples entre los mismos dos átomos.

Entre todas las fuerzas que mantienen los átomos unidos, las de mayor fortaleza están representadas por el enlace covalente, en donde los átomos implicados comparten sus electrones más externos para formar el enlace, siendo muy dificil separar los átomos unidos por un enlace de este tipo.

La longitud de enlace también se relaciona inversamente con la fuerza de enlace y con la energía de disociación de enlace, dado que un enlace más fuerte también es un enlace más corto. En un enlace entre dos átomos idénticos, la mitad de la distancia de enlace es igual al radio covalente.

Cuando se produce un enlace químico, la estructura y características de los átomos no cambian, solo existe una compartición de electrones. Esto significa, por ejemplo, que al formarse el enlace químico del agua (H₂O) sus elementos (oxígeno e hidrógeno) siguen siendo los mismos.

Un enlace químico se produce como resultado de la interacción electrostática entre los núcleos y los electrones de los átomos que se unen. Solo intervienen los electrones de valencia, quedando inalterados el núcleo y los electrones más próximos al mismo.

Los átomos no suelen permanecer en la naturaleza aislados, sino que tienden a agregarse entre sí formando unas estructuras más complejas. Se unen porque aislados no son estables, y el unirse a otros átomos les permite pasar a una situación de menor energía, lo que supone también mayor estabilidad.

Los dos tipos principales son: 1) ENLACES IÓNICOS, formados por transferencia de uno o más electrones de un átomo o grupo de átomos a otro y 2 ) ENLACES COVALENTES que aparecen cuando se comparte uno o más pares de electrones entre dos átomos.

Ya que romper enlaces requiere agregar energía, el proceso opuesto de formar nuevos enlaces siempre libera energía. Cuanto más fuerte es el enlace formado, se libera más energía durante el proceso de su formación.

Cuando un átomo pierde uno o diversos electrones queda cargado positivamente y recibe el nombre de catión. Si un átomo gana uno o varios electrones queda cargado negativamente, recibiendo el nombre de anión.

Como regla general, romper enlaces entre átomos requiere agregar energía. Cuanto más fuerte sea el enlace, más energía se necesita para romperlo.

Los enlaces se forman cuando los reactivos ricos en electrones donan un par al reactivo deficiente en electrones; a la inversa, los enlaces se rompen cuando uno de los dos fragmentos producidos se separa llevando consigo el par de electrones.

Romper un enlace siempre requiere que se agregue energía a la molécula. En consecuencia, formar un enlace siempre libera energía. Las moléculas con tres o más átomos tienen dos o más enlaces.

Tipos de enlaces químicos

El enlace iónico, se caracteriza porque la diferencia entre las electronegatividades de los elementos que lo forman es mayor o igual a 1.7; existe en clases de compuestos como los óxidos metálicos, las sales y los hidróxidos (en la unión metal con oxígeno).

Se ha comentado que el enlace iónico se produce entre un elemento no metálico (electronegativo) que da lugar a un anión, y un elemento metálico (electropositivo) que da lugar a un catión; entonces, entre el anión y el catión se produce una atracción electrostática, dando lugar al enlace iónico.

La glucosa es la fuente principal de combustible para nuestras células. Cuando el cuerpo no necesita usar la glucosa para generar energía, la almacena en el hígado y los músculos. Esta forma almacenada de glucosa se compone de varias moléculas conectadas entre sí y se llama “glucógeno”.

Como las energías reticulares generalmente caen en el rango de 600–4000 kJ/mol (algunas incluso más altas), las energías de disociación de enlaces covalentes están típicamente entre 150–400 kJ/mol para enlaces simples.