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• Tras la pista de la estructura de los materiales: aportaciones de Lewis y Pauling Entender cómo y porqué se combinan los elementos para dar lugar a los diferentes compuestos es de primordial importancia para el desarrollo de la química, ya que permite entender y predecir cómo y porqué reaccionan las sustancias y a partir de ello diseñar métodos para obtener nuevos compuestos. Hasta finales del siglo xix , los químicos adquirieron una enorme experiencia en la preparación de sustancias; sin embargo, los principios que explicaban porqué las sustancias reaccionaban de esa manera eran aún desconocidos (lo cual equivale a preparar un pastel perfecto sin saber qué función tiene cada uno de los ingredientes). Este conocimiento se logró gracias a los modelos atómicos y moleculares desarrollados a principios del siglo xx. Uno de los modelos más exitosos fue el propuesto por Gilbert N. Lewis (figura 9), quien en 1916 planteó que cuando dos átomos se unen para formar un enlace covalente, lo hacen compartiendo dos electrones (lo que se conoce como par electrónico). Compartir electrones tiene implicaciones importantes para calcular el número de electrones que rodean un átomo. Por ejemplo, un átomo de hidrógeno contiene sólo un electrón, el cual se mueve alrededor del núcleo de este átomo. Cuando dos átomos de hidrógeno (llamaremos a uno H(a) y al otro H(b)) se unen (compartiendo electrones), forman un enlace covalente H(a)—H(b). Entonces, el electrón que antes sólo se movía alrededor de H(a), ahora también lo hace alrededor de H(b). Lo mismo sucede con el electrón que antes sólo se movía alrededor de H(b): ahora también se mueve alrededor de H(a). Cuando nos preguntamos con cuántos electrones interacciona cada uno de los átomos de hidrógeno, la respuesta es: con dos. Esto sucede cada vez que se forma un enlace covalente: cada par de electrones que se comparte incrementa un electrón a la cuenta total de electrones alrededor de los átomos que participan: al escribir H—H los dos electrones representados en el enlace (—) contribuyen a la cuenta electrónica de ambos átomos (figura 10).
FIGURA 9. Gilbert N. Lewis
(1875-1946) fue un fisicoquímico estadounidense que hizo grandes aportaciones a la química, entre las que se encuentran el modelo de enlace covalente y la regla del octeto (que veremos más adelante).
FIGURA 10. En la cuenta de los electrones que le corresponden a cada átomo de hidrógeno consideramos el par del enlace que está formando, por lo que decimos que cada átomo de hidrógeno tiene 2 electrones. En el caso del nitrógeno contamos los electrones de los 3 enlaces que forma (2 cada uno) y los 2 electrones que no comparte con ningún átomo, lo cual da un total de 8 electrones.
Comunica tus avances en ciencias Calcula el número de electrones de algunas moléculas. 1. Observa las figuras y calcula la cantidad de electrones alrededor
de cada uno de los átomos de las moléculas. En la siguiente tabla, anota el número junto al elemento (observa el ejemplo resuelto). H 2O O58 H=2 H=2
CH3OH C5 H= H= H= O= H=
HCl Cl 5 H=
SCl2 S5 Cl = Cl =
CH3CO2H C5 H= H= H= C= O= O= H=
PCl3 P5 Cl = Cl = Cl = 2. Compara tus resultados con los de un compañero y discútanlos. 3. Respondan las siguientes preguntas con ayuda de su maestro: • ¿Hay algún dato que les llame la atención? ¿Cuál y por qué?
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