Las teorías del enlace químico fueron promovidas por el químico americano Gilbert N. Lewis. Él desarrolló un modelo llamado el modelo de Lewis para explicar el tipo y la formación de los diferentes enlaces. El enlace químico es fundamental para la química; explica cómo los átomos o iones se unen para formar moléculas. Explica por qué algunos enlaces son fuertes y otros son débiles, o por qué un enlace de carbono se une a dos oxígenos y no a tres; por qué el agua es H2O y no H4O.
Los iones son átomos o moléculas que llevan una carga eléctrica. Un catión (un ion positivo) se forma cuando un átomo neutro pierde uno o más electrones de su capa de valencia, y un anión (un ion negativo) se forma cuando un átomo neutro gana uno o más electrones en su capa de valencia. Los compuestos conformados por iones se llaman compuestos iónicos (o sales), y sus iones constituyentes se mantienen juntos por enlaces iónicos: Fuerzas electrostáticas de atracción entre cationes y aniones con cargas opuestas.
Las propiedades de los compuestos iónicos arrojan algo de luz sobre la naturaleza de los enlaces iónicos. Los sólidos iónicos presentan una estructura cristalina y tienden a ser rígidos y quebradizos; también tienden a tener altos puntos de fusión y ebullición, lo que sugiere que los enlaces iónicos son muy fuertes. Los sólidos iónicos también son malos conductores de la electricidad por la misma razón: La fuerza de los enlaces iónicos impide que los iones se muevan libremente en estado sólido. Sin embargo, la mayoría de los sólidos iónicos se disuelven fácilmente en agua. Una vez disueltos o fundidos, los compuestos iónicos son excelentes conductores de electricidad y calor, ya que los iones pueden moverse libremente.
Los átomos no metálicos frecuentemente forman enlaces covalentes con otros átomos no metálicos. Los enlaces covalentes se forman cuando los electrones son compartidos entre átomos y son atraídos por los núcleos de ambos átomos. Si los átomos que forman un enlace covalente son idénticos, como en H2, Cl2, y otras moléculas diatómicas, entonces los electrones en el enlace deben ser compartidos por igual. Esto se conoce como enlace covalente puro. Cuando los átomos unidos por un enlace covalente son diferentes, los electrones del enlace son compartidos, pero ya no por igual. En cambio, los electrones del enlace son más atraídos a un átomo que por el otro, dando lugar a un cambio de densidad electrónica hacia ese átomo. Esta distribución desigual de los electrones se conoce como enlace covalente polar.
Los compuestos que contienen enlaces covalentes presentan propiedades físicas diferentes a las de los compuestos iónicos. Debido a que la atracción entre moléculas, que son eléctricamente neutras, es más débil que la que existe entre los iones cargados eléctricamente, los compuestos covalentes generalmente tienen puntos de fusión y ebullición mucho más bajos que los compuestos iónicos. Además, mientras que los compuestos iónicos son buenos conductores de la electricidad cuando se disuelven en el agua, la mayoría de los compuestos covalentes son insolubles en agua; ya que son eléctricamente neutros, son malos conductores de la electricidad en cualquier estado.
Los enlaces metálicos se forman entre dos átomos de metal. Paul Dr&uumml;de ha desarrollado un modelo simplificado para describir el enlace metálico llamado 'Modelo del mar de electrones'. Basado en las bajas energías de ionización de los metales, el modelo establece que los átomos de metal pierden fácilmente sus electrones de valencia y se convierten en cationes. Estos electrones de valencia crean un grupo de electrones deslocalizados alrededor de las cationes sobre todo el metal.
Los sólidos metálicos, como los cristales de cobre, aluminio y hierro, están formados por átomos metálicos, y todos presentan alta conductividad térmica y eléctrica, brillo metálico y maleabilidad. Muchos son muy duros y bastante fuertes. Debido a su maleabilidad (la capacidad de deformarse bajo presión o martilleo) no se rompen y, por lo tanto, son materiales de construcción útiles. Los puntos de fusión de los metales varían ampliamente. El mercurio es un líquido a temperatura ambiente y los metales alcalinos se funden por debajo de 200 °C. Varios metales post transicionales también tienen puntos de fusión bajos, mientras que los metales de transición se funden a temperaturas superiores a 1000 °C. Estas diferencias reflejan diferencias en la fuerza del enlace metálico entre los metales.
Este texto es adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 7.1: Enlace Iónico, Openstax, Química 2e, Sección 7.2: Enlace Covalente, y Openstax, Química 2e, Sección 10.5: El Estado Sólido de la Materia.
