¿Cuál es la diferencia entre enlace físico y enlace químico?

Question

Si se caracterizan los enlaces químicos en dos categorías enlaces físicos y químicos, ¿cómo se hace? ¿No son todos los enlaces químicos y físicos ?

Del freedictionary.com, enlace químico:

Cualquiera de las diversas fuerzas, especialmente el enlace iónico, el enlace covalente y el enlace metálico, por las que se unen átomos o iones en una molécula o cristal.

¿Cuál es entonces el vínculo físico? ¿Cómo debe unirse el átomo a la molécula si no son estos enlaces. ¿Cuáles son estas "varias fuerzas" excactly?

En la respuesta me gustaría ver las listas de enlaces químicos y físicos.

Answer 1

En resumen: la definición de enlace químico no es única ni una línea claramente trazada. La definición más sencilla y común es el reparto de electrones entre dos o más núcleos . En cambio, suele decirse que otras interacciones son intermolecular (que es algo más específico que el término "físico".

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En un comentario más largo, veo que puede haber cinco tipos diferentes de definición del enlace químico (frente a las interacciones intermoleculares).

1. Empecemos por el principio, en este caso utilizando las palabras de Linus Pauling, ganador del Premio Nobel en 1954 por "determinar la naturaleza del enlace químico que une los átomos en moléculas". En La naturaleza del enlace químico (1960), da la siguiente definición:

   Definición del enlace químico Diremos que existe un enlace químico entre dos átomos o grupos de átomos en caso de que las fuerzas que actúan entre ellos sean tales que conduzcan a la formación de un agregado con la estabilidad suficiente para que al químico le convenga considerarlo como una especie molecular independiente.

   Un enlace es lo que une los átomos en moléculas y las moléculas se definen a discreción del químico. En algunos libros de texto de bachillerato se sigue utilizando la misma definición, pero no es muy útil

2. Todo lo contrario: considerar todas las interacciones como enlaces químicos cuya fuerza puede variar. En realidad no había oído eso antes de investigar los libros de texto para escribir esta respuesta, pero se puede encontrar en algunos libros de texto, como éste :

   Un enlace químico es el fenómeno físico por el que las especies químicas se mantienen unidas por la atracción que ejercen los átomos entre sí al compartir e intercambiar electrones, y es un fenómeno totalmente descrito por las leyes de la electrodinámica cuántica. En general, los enlaces químicos fuertes se encuentran en moléculas, cristales o en metales sólidos y organizan los átomos en estructuras ordenadas. Los enlaces químicos débiles se explican clásicamente como efectos de polaridad entre moléculas que contienen enlaces polares fuertes. Algunas interacciones de tipo enlace muy débil también son el resultado de la polaridad inducida Fuerzas de Londres entre las nubes de electrones de los átomos, o moléculas. Estas fuerzas permiten la licuefacción y solidificación de gases inertes. No existe una buena definición operativa de lo que constituye un "enlace" con la fuerza mínima de estas interacciones.

   Este punto de vista tiene cierto fundamento, ya que todas las interacciones interatómicas se derivan del comportamiento de los electrones del sistema (además de las fuerzas coulómbicas núcleo-núcleo). Sin embargo, no permite hacer una distinción fuerte entre interacciones cuyas energías difieren en órdenes de magnitud. A los químicos les gustan las moléculas, y les gusta categorizar las cosas entre intramoleculares e intermoleculares, ya que es un modelo agradable (que facilita su manejo por nuestra mente).

3. Puedes clasificar las interacciones por energía: decide que los enlaces químicos son aquellas interacciones que tienen una energía superior a un determinado umbral digamos 50 kJ/mol. Esto limpia las cosas y permite clasificar fácilmente las interacciones. Sin embargo, la elección de un umbral es problemática.

4. Por último, lo que creo que es la descripción más común es fijarse en la naturaleza de la interacción y clasificarla siguiendo un determinado convención . Las otras dos respuestas hasta ahora se han centrado en esta parte y han enumerado los distintos tipos "habituales" de enlaces e interacciones intermoleculares, así que no diré nada más al respecto.

5. Dije cinco tipos, ¿verdad? Bueno, el quinto es el mío, por supuesto. No sólo el mío, sino el del Nuevo Diccionario Americano Oxford que me gusta bastante:

   enlace químico
   fuerte fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos de una molécula o un cristal, resultante de la compartición o transferencia de electrones.

   Corto y potente. Lo que me gusta de él es que da una prescripción general, permitiendo argumentar casos individuales y no basándose demasiado en convencionalismos. ¿Cuáles son las características de un enlace químico? Bueno, tiene que haber una fuerza de atracción entre átomos, claro pero creo que el criterio más relevante de todos es intercambio (o transferencia) de electrones . Al fin y al cabo, de eso trata la química: de la descripción de nubes electrónicas alrededor de dos o más átomos. Y creo que cuando este criterio se aplica a la lista de tipos de interacción comúnmente clasificados, funciona bastante bien (sin ser dogmático).

   Además, lo que me gusta de ella es que un determinado tipo de interacción puede considerarse de una forma u otra en función de su fuerza. El mejor ejemplo puede ser el enlace de hidrógeno, que es el arquetipo del enlace casi químico

Answer 2

La respuesta es que hay uno (o quizá dos) tipos de bonos. A bono se produce cuando dos átomos se atraen de forma neta electrostáticamente favorable. (Por supuesto, los electrones y protones están sujetos a su naturaleza cuántica).

¿Por qué dos? En el Teoría cuántica de los átomos en las moléculas el "procedimiento" es:

1. Averiguar si un ruta de enlace existe entre dos átomos (cuencas atómicas). Esta es una respuesta sí/no -- es un enlace o no es un enlace -- porque es electrostáticamente favorable o desfavorable.
2. Si existe una trayectoria de enlace, el signo del Laplaciano de la densidad electrónica en el punto crítico de enlace indica si la interacción es "covalente" o "no covalente", aunque estos términos no son estrictamente aplicables. +/- sólo da DOS tipos de enlace posibles.

BTW: El Laplaciano de cualquier campo es una medida de si la densidad de electrones en un punto concreto es un "sumidero" o una "fuente". La realidad es: existe todo un espectro continuo de valores del Laplaciano. Ninguno de ellos se presenta como "dipolo" o "van der Waals"

En resumen, existe un único lenguaje de los vínculos, y es el de la Física Cuántica. Nunca oirás hablar de las fuerzas de van der Waals en una clase de física [electrodinámica cuántica], porque no existen. No hay ningún término de van der Waals en la ecuación de Schroedinger.

La diferencia entre los enlaces químicos y físicos tal y como se enseñan en clase es sencilla: la química en su conjunto no ha sacudido la descripción de un enlace anterior a la revolución cuántica. Es desastrosamente complicado para los estudiantes y los profesionales del campo, ya que existe una interminable disputa sobre si algo es un "dipolo-dipolo" o un "dipolo inducido por dipolo" o "tres centros, dos electrones" Pero todos estos son argumentos construidos sobre un andamiaje inestable.

El hecho es que las reglas del vínculo físico son casi "aburridas". El segundo hecho es que la mayoría de las descripciones de enlaces en química sólo tienen ciertos elementos de realidad. En honor a los químicos, necesitan describir rápida y eficazmente ciertos motivos que aparecen a menudo en los enlaces -sin recurrir a un cálculo de química cuántica- y han hecho un trabajo bastante bueno. Sólo que estas descripciones son un tanto ambiguas y siempre están abiertas a la interpretación, por lo que no puramente mecánica cuántica.

Answer 3

Todos los vínculos son físicos, por supuesto. Pero no todos los enlaces son químicos: por ejemplo, un imán pegado a la nevera es un enlace físico, pero no tiene mucho que ver con la química.

La definición que ha citado está bien, y deja bastante claros los tipos de bonos que no se incluyen como " el bonos físicos". Por ejemplo, las fuerzas de Van der Waals que no unen moléculas en una estructura cristalina rígida, en particular las fuerzas de dispersión de Londres, no suelen considerarse enlaces químicos, como tampoco lo son las fuerzas que mantienen unidos los núcleos atómicos o las estrellas de neutrones.

Por supuesto, ninguno de ellos une moléculas entre sí; si te limitas a eso, tienes razón en que todo enlace es físico y químico a la vez.

Answer 4

Vínculo significa fuerza de atracción. La materia está formada por moléculas y átomos. La fuerza física de atracción que mantiene a los átomos y moléculas en una materia se denomina enlace físico. Las fuerzas de Vander Waal y las fuerzas coulómbicas son fuerzas físicas. El enlace que se produce debido al comportamiento del átomo para volverse estable se denomina enlace químico. El enlace físico se debe a propiedades de las partículas llamadas masa, carga eléctrica (positiva o negativa).