TEORIA DEL ENLACE QUIMICO

TEORIA DEL ENLACE QUIMICO

El descubrimiento de la estructura electrónica de los átomos, la descripción del modelo nuclear y de los estados estacionarios de los electrones en la envoltura atómica, y la formulación de una nueva ley periódica para las propiedades de los elementos químicos basada en la carga nuclear de los átomos constituyeron premisas para penetrar en la naturaleza del enlace químico que esperaba por una coherente explicación desde mediados del siglo pasado.

En 1916 se publican los trabajos del físico alemán W. Kossel y del químico físico de la Universidad de California G. N. Lewis, que presentaron una notable resonancia en el tratamiento posterior de este problema.

Kossel, desde la Universidad de Munich, fue el primero en postular la posible transferencia electrónica desde un átomo electropositivo hacia otro electronegativo como mecanismo de formación del llamado enlace iónico, que supone su fortaleza por la fuerza electrostática desarrollada entre las especies cargadas con signo opuesto.

La idea de la posible existencia de dos tipos de compuestos con enlaces polares y apolares expuesta inicialmente por Lewis en 1916, fue complementada en los años siguientes cuando formula la tesis de que el enlace en las sustancias moleculares es el resultado del compartimiento de un par de electrones por parte de los átomos unidos, que expresan tendencia a alcanzar la configuración electrónica del gas noble que le sucede en la Tabla Periódica de los elementos. Estos modelos son una primera visión acerca del enlace químico. Pero la necesaria profundización llegó a partir de 1927 cuando se introducen en el pensamiento químico las ideas de la mecánica cuántica.

En 1927, un año después de la publicación del artículo de Schrödinger en el cual fue propuesta la ecuación de onda que lleva su nombre, el físico alemán W. Heitler y F. London desarrollaron el cálculo mecánico cuántico de la molécula de hidrógeno, que dio una explicación cuantitativa del enlace químico. En esencia el cálculo vino a demostrar que durante el acercamiento de dos átomos con electrones de espines opuestos ocurre un aumento de la densidad de la nube electrónica en el espacio entre los núcleos, que se acompaña con una disminución considerable de la energía del sistema. Surge el enlace con la formación así de un sistema más estable.

Comenzaría a desarrollarse un nuevo sistema de categorías para explicar las características del enlace químico. Algunos de los conceptos que emergen con un contenido cualitativamente distinto son los de orbital atómico y orbital molecular que ahora designan regiones que con determinada probabilidad se encuentra la nube de electrones; las nociones de energía de enlace para indicar su fortaleza, radio o distancia internuclear promedio para señalar las posiciones relativas de los núcleos, densidad electrónica relativa para denotar la existencia de los sitios activos responsables de la reactividad, y orden de enlace para advertir la multiplicidad que presentan los átomos al enlazarse.