Glosario de química
Electronegatividad
La electronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer electrones en un enlace químico.
Definición de electronegatividad
La electronegatividad es la tendencia de un átomo a atraer hacia sí los electrones de un enlace químico cuando está unido a otro átomo. No mide cargas reales: mide la capacidad relativa de atracción electrónica.
A diferencia de otras magnitudes (energía de ionización, afinidad electrónica), la electronegatividad no se mide directamente: se deduce indirectamente de varias propiedades. Por eso existen varias escalas que dan valores ligeramente distintos:
- Escala de Pauling (1932): la más usada. Se basa en energías de enlace.
- Escala de Mulliken: promedia energía de ionización y afinidad electrónica.
- Escala de Allred-Rochow: usa la carga nuclear efectiva y el radio covalente.
Tendencias en la tabla periódica
La electronegatividad presenta tendencias muy claras:
- En un periodo: aumenta de izquierda a derecha. Los metales alcalinos son los menos electronegativos; los halógenos, los más.
- En un grupo: disminuye al bajar. El flúor (3,98) es más electronegativo que el cloro (3,16), que es más que el bromo (2,96).
- El más electronegativo: flúor (F) con 3,98 en la escala de Pauling.
- El menos electronegativo: cesio y francio (~0,79 y 0,7).
Estas tendencias se explican por la carga nuclear efectiva (aumenta hacia la derecha) y el tamaño atómico (aumenta al bajar, alejando los electrones del núcleo).
Tabla de electronegatividades principales (Pauling)
| Elemento | Símbolo | EN (Pauling) |
|---|---|---|
| Flúor | F | 3,98 |
| Oxígeno | O | 3,44 |
| Nitrógeno | N | 3,04 |
| Cloro | Cl | 3,16 |
| Bromo | Br | 2,96 |
| Carbono | C | 2,55 |
| Hidrógeno | H | 2,20 |
| Sodio | Na | 0,93 |
| Potasio | K | 0,82 |
| Cesio | Cs | 0,79 |
| Francio | Fr | 0,7 |
Relación entre electronegatividad y tipo de enlace
La diferencia de electronegatividad (Δχ) entre dos átomos enlazados determina el tipo de enlace:
- Δχ < 0,4: enlace covalente apolar. Electrones compartidos casi por igual. Ej: H-H, Cl-Cl.
- Δχ entre 0,4 y 1,7: enlace covalente polar. Hay desplazamiento de carga pero los átomos comparten electrones. Ej: H-O (Δχ = 1,24), H-Cl (Δχ = 0,96).
- Δχ > 1,7: enlace iónico. Un átomo cede prácticamente al otro. Ej: Na-Cl (Δχ = 2,23).
Estos límites son aproximados. Algunos compuestos con Δχ > 1,7 tienen carácter parcialmente covalente.
Importancia en química
La electronegatividad explica numerosos fenómenos:
- Polaridad de moléculas: si los enlaces son polares y la geometría no cancela los dipolos, la molécula es polar (como el agua). Si los dipolos se cancelan (como en el CO₂), la molécula es apolar.
- Solubilidad: «lo polar disuelve lo polar» — el agua disuelve sales y azúcares (polares) pero no aceites (apolares).
- Puentes de hidrógeno: solo se forman cuando el H está unido a F, O o N (muy electronegativos).
- Acidez de oxoácidos: a más electronegatividad del átomo central, más ácido (HClO₄ > HBrO₄ > HIO₄).
- Estabilidad de iones: los aniones son más estables si tienen carga negativa sobre átomos electronegativos.
Cómo calcular la diferencia de electronegatividad
Para predecir el tipo de enlace entre dos elementos:
- Localiza la electronegatividad de cada uno (tabla Pauling).
- Resta el menor al mayor: Δχ = |χ_A − χ_B|.
- Aplica las reglas anteriores.
Ejemplo: enlace C–O. χ(C) = 2,55; χ(O) = 3,44. Δχ = 0,89. Es un enlace covalente polar, con desplazamiento de carga hacia el oxígeno.
Errores frecuentes en exámenes
- Confundir electronegatividad con afinidad electrónica: la afinidad electrónica es la energía liberada cuando un átomo gana un electrón (proceso real, medible). La electronegatividad es una propiedad relativa dentro de un enlace.
- Olvidar que el flúor es el más electronegativo: no el oxígeno (segundo) ni el cloro (tercero).
- Asumir que los gases nobles tienen electronegatividad muy alta: en realidad no se asigna porque no forman enlaces normalmente.
- Confundir polaridad de enlace con polaridad de molécula: una molécula puede tener enlaces polares pero ser apolar globalmente si la geometría cancela los dipolos (CO₂, BF₃, CH₄).
- Usar los límites de Δχ como verdades absolutas: son orientativos. Hay compuestos con Δχ alta y carácter covalente (HF) y otros con Δχ baja y carácter iónico.
Aplicaciones prácticas
- Predicción de reactividad: elementos muy electronegativos (F, O, Cl) tienden a ser oxidantes.
- Diseño de materiales: la electronegatividad determina las propiedades de cerámicas, polímeros y semiconductores.
- Bioquímica: la polaridad de los aminoácidos (determinada por la electronegatividad de sus grupos R) define el plegamiento de proteínas.
- Química medicinal: la electronegatividad de los sustituyentes en un fármaco influye en su afinidad por el receptor.