Enlaces Covalentes: Polares y No Polares

Este capítulo profundiza en los enlaces covalentes, distinguiendo entre enlaces polares y no polares, y explicando el concepto de electronegatividad.

Los enlaces covalentes se dividen en:

1. Polares: Los electrones se comparten de manera desigual.

Ejemplo: En la molécula de agua $H₂O$, los electrones pasan más tiempo cerca del oxígeno debido a su mayor electronegatividad.

2. No polares: Los electrones se comparten equitativamente.

Ejemplo: En la molécula de hidrógeno $H₂$, los electrones se distribuyen uniformemente entre los dos átomos idénticos.

Definición: La electronegatividad es la medida de la capacidad de un átomo para atraer hacia sí los electrones que comparte en un enlace químico.

Se introduce el concepto de interacciones intramoleculares:

Highlight: Las interacciones intramoleculares mantienen unida a la molécula y existen dentro de una sola molécula. Son responsables de la estabilización de las moléculas individuales y contribuyen a las propiedades físicas de las sustancias.

Interacciones Intermoleculares

Este capítulo se centra en las fuerzas intermoleculares, que son cruciales para entender el comportamiento de las sustancias en diferentes estados físicos.

Definición: Las interacciones intermoleculares son fuerzas de atracción entre moléculas. Afectan propiedades como el punto de fusión y ebullición, y requieren menos energía para romperse que los enlaces químicos.

Tipos de interacciones intermoleculares:

1. Puentes de hidrógeno:

Definición: Son interacciones entre moléculas que contienen hidrógeno unido a elementos muy electronegativos $O, N, F$.

2. Dipolo eléctrico: Responsable de la separación de cargas positivas y negativas en una molécula.
3. Ion-dipolo: Fuerza de atracción entre un ion y una molécula polar.
4. Dipolo-dipolo: Atracción entre moléculas polares.
5. Dipolo-dipolo inducido: Interacción entre una molécula polar y una no polar.

Highlight: Los puentes de hidrógeno son generalmente más fuertes que las interacciones dipolo-dipolo.

Vocabulario:

• Dipolo: Molécula o parte de una molécula donde la carga eléctrica está separada, creando un extremo positivo y otro negativo.

Interacciones Electrostáticas

Este capítulo explora las interacciones electrostáticas y su relevancia en sistemas biológicos y químicos.

Definición: Las interacciones electrostáticas son fuerzas que se dan entre cuerpos con carga eléctrica, incluyendo fuerzas de atracción y repulsión.

Conceptos clave:

1. Antipóticos: Moléculas polares que interaccionan con el agua.
2. Equilibrio hidroelectrolítico: Distribución de agua e iones en sistemas biológicos.

Highlight: El agua constituye aproximadamente el 60% del peso del cuerpo humano.

3. Cohesión: Atracción entre moléculas del mismo tipo.

Ejemplo: El agua tiene una alta cohesión debido a los puentes de hidrógeno.

4. Adhesión: Atracción entre moléculas de diferentes sustancias.
5. Hidrófilos: Sustancias polares con fuerte afinidad por el agua.

Vocabulario:

• Minerales: Sustancias inorgánicas fundamentales en bioquímica.

Interacciones Intramoleculares

Este capítulo profundiza en las interacciones intramoleculares, centrándose en los enlaces iónicos y covalentes.

Enlace iónico:

Definición: Se forma cuando un elemento cede electrones a otro.

• Los cationes son iones con carga positiva.
• Los aniones son iones con carga negativa.

Ejemplo: El cloruro de sodio $NaCl$ se forma por la unión de un metal $Na$ y un no metal $Cl$.

Enlace covalente:

Definición: Se forma cuando los átomos comparten electrones, típicamente entre no metales.

Tipos de enlaces covalentes:

1. Polar: La electronegatividad entre los átomos es diferente, creando un dipolo.

Ejemplo: La molécula de agua $H₂O$ tiene enlaces covalentes polares.

2. Apolar: La electronegatividad entre los átomos es igual o muy similar.

Ejemplo: La molécula de oxígeno $O₂$ tiene un enlace covalente apolar.

Highlight: En los enlaces covalentes apolares, la nube electrónica se distribuye simétricamente, sin generar un dipolo.

Interacciones Moleculares Avanzadas

Este capítulo final explora conceptos avanzados de interacciones moleculares y su relevancia en sistemas biológicos y químicos.

Hibridación del carbono:

Highlight: El carbono es único en su capacidad para formar cuatro enlaces estables, lo que es fundamental para la química orgánica y la vida.

Interacciones con el agua:

1. Hidrofóbicas: Moléculas apolares que no interactúan con el agua.
2. Hidrofílicas: Moléculas polares que interactúan fácilmente con el agua.

Tipos de interacciones intermoleculares:

1. Dipolo-dipolo: Entre moléculas polares.

Ejemplo: Los puentes de hidrógeno entre moléculas de agua son un tipo especial de interacción dipolo-dipolo.

2. Ion-dipolo: Entre un ion y una molécula polar.
3. Dipolo-dipolo inducido: Entre una molécula polar y una apolar.

Vocabulario:

• Puentes de hidrógeno: Interacciones especialmente fuertes entre moléculas que contienen hidrógeno unido a elementos muy electronegativos.

Highlight: Las interacciones intermoleculares son cruciales para entender las propiedades físicas de las sustancias y su comportamiento en diferentes estados de la materia.

Interacciones Atómicas

Las interacciones atómicas son la base de los enlaces químicos. Este capítulo introduce los tres tipos principales de enlaces químicos y sus características fundamentales.

Definición: Las interacciones atómicas son uniones entre átomos donde se transfieren o comparten electrones.

Los tres tipos de enlaces químicos principales son:

1. Enlaces iónicos: Se forman entre un metal y un no metal. Implican la transferencia completa de electrones.

Ejemplo: El cloruro de sodio $NaCl$ es un compuesto iónico formado por la unión de sodio $Na$ y cloro $Cl$.

2. Enlaces covalentes: Ocurren entre no metales. Los átomos comparten electrones.

Ejemplo: La molécula de cloro $Cl₂$ tiene un enlace covalente donde los átomos de cloro comparten electrones.

3. Enlaces metálicos: Se producen entre átomos metálicos. Los electrones se mueven libremente entre los átomos.

Highlight: Los enlaces metálicos permiten que los metales conduzcan la electricidad.

Vocabulario:

• Electronegatividad: Es la capacidad de un átomo para atraer electrones en un enlace químico.
• Iones: Átomos o moléculas con carga eléctrica debido a la ganancia o pérdida de electrones.