Què és un enllaç químic i per què s'uneixen els àtoms
Un enllaç químic és la força que manté units dos o més àtoms. La pregunta de debò no és "què és", sinó "per què passa", i la resposta és una de sola: els àtoms s'uneixen perquè així són més estables, és a dir, amb menys energia que separats.
La regla que resumeix aquesta estabilitat és la regla de l'octet: la majoria dels àtoms tendeixen a quedar-se amb vuit electrons a l'última capa, la mateixa configuració que tenen els gasos nobles (el neó, l'argó…), que són els elements que ni reaccionen ni s'enllacen perquè ja estan "plens".
Per arribar a aquest octet, un àtom té tres camins, i cada camí és un tipus d'enllaç: cedir o captar electrons (enllaç iònic), compartir-los (enllaç covalent) o posar-los en comú entre molts àtoms alhora (enllaç metàl·lic). Entendre això d'entrada fa que la resta deixi de ser memòria pura. L'enllaç químic és, de fet, un dels sabers bàsics del currículum oficial de Física i Química de Batxillerat, tal com recull el Reial Decret 243/2022 del currículum de Batxillerat.
Enllaç iònic: un àtom cedeix, un altre capta
L'enllaç iònic es dóna entre un metall i un no metall, és a dir, entre un element que deixa anar electrons amb facilitat i un altre que els atrau amb força. El metall cedeix un o diversos electrons i es converteix en un ió positiu (catió); el no metall els capta i es converteix en un ió negatiu (anió).
El cas de llibre és la sal comuna, el clorur de sodi (NaCl). El sodi té un electró solt a l'última capa; el clor necessita just un per completar el seu octet. El sodi l'hi dóna, tots dos queden estables i, com que tenen càrregues oposades, s'atrauen. Aquesta atracció electrostàtica entre ions de signe contrari és l'enllaç iònic.
Com que l'atracció es reparteix en totes les direccions, els compostos iònics no formen molècules soltes, sinó xarxes cristal·lines enormes i molt ordenades. D'aquí surten les seves propietats: són sòlids durs a temperatura ambient, amb punts de fusió alts (el NaCl fon a 801 °C), fràgils (si colpeges el cristall es trenca) i condueixen l'electricitat només quan estan fosos o dissolts en aigua, perquè llavors els ions queden lliures per moure's.
Enllaç covalent: els electrons es comparteixen
Quan s'uneixen dos no metalls, cap no té tendència a deixar anar electrons: tots dos els volen captar. La solució és compartir. Cada parella d'electrons compartida és un enllaç covalent, i així tots dos àtoms "compten" aquests electrons com a seus i completen l'octet.
A l'aigua (H₂O), per exemple, l'oxigen comparteix un parell d'electrons amb cada hidrogen. A l'oxigen que respires (O₂) els dos àtoms comparteixen dos parells (un enllaç doble), i al nitrogen de l'aire (N₂), tres parells (un enllaç triple), que per això és tan difícil de trencar.
Aquí hi ha un matís que convé tenir clar, perquè és font de confusió:
- Substàncies moleculars (la majoria): molècules petites unides entre si per forces febles. Punts de fusió baixos, moltes són gasos o líquids, i no condueixen l'electricitat. Exemples: aigua, CO₂, el sucre.
- Sòlids covalents o xarxes covalents: tots els àtoms enllaçats en una xarxa gegant, com el diamant o el quars (SiO₂). Són duríssims i amb punts de fusió altíssims. Són l'excepció, però cauen a l'examen justament per comprovar si t'ho saps de memòria o ho entens.
Enllaç metàl·lic: un mar d'electrons
Entre àtoms d'un mateix metall (ferro, coure, alumini…) passa una cosa diferent. Els àtoms deixen anar els seus electrons de valència, però aquests electrons no van a cap lloc concret: queden deslocalitzats, movent-se lliurement entre tots els cations metàl·lics. És el model del "mar d'electrons".
Aquest núvol d'electrons lliures explica d'un cop totes les propietats típiques dels metalls:
- Condueixen l'electricitat i la calor molt bé, perquè els electrons es desplacen sense traves (i aquí, al contrari que als iònics, condueixen també en estat sòlid).
- Són mal·leables i dúctils: pots colpejar-los per fer làmines o estirar-los en fils sense que es trenquin, perquè els cations es reordenen sense perdre l'enllaç.
- Tenen brillantor metàl·lica i, en general, punts de fusió alts (el coure fon a 1.085 °C).
Com distingir els tres enllaços: la taula que resol l'examen
La majoria de les preguntes de "quin tipus d'enllaç té aquest compost?" es responen mirant quina mena d'elements s'uneixen i, quan hi ha dubte, la diferència d'electronegativitat (l'electronegativitat mesura quant atrau un àtom els electrons de l'enllaç):
| Enllaç | Entre quins elements | Què passa amb els electrons | Propietats clau |
|---|---|---|---|
| Iònic | Metall + no metall | Es transfereixen | Sòlid, punt de fusió alt, condueix fos o dissolt, fràgil |
| Covalent | No metall + no metall | Es comparteixen | Molecular: punt de fusió baix, no condueix. Xarxa: molt dur, fusió altíssima |
| Metàl·lic | Metall + metall | Deslocalitzats (mar) | Condueix en sòlid, mal·leable, dúctil, brillantor |
Com a criteri orientatiu amb l'electronegativitat: una diferència gran (per sobre d'1,7-2,0 aproximadament) indica enllaç iònic; una diferència petita o moderada entre dos no metalls, enllaç covalent; i entre metalls, sempre metàl·lic. No t'obsessionis a clavar el número exacte: el límit és difús a propòsit i el que demana l'examen és que raonis el tipus, no que recitis una xifra.
Exemple resolt: esbrina l'enllaç pas a pas
Vegem un cas típic d'examen sencer. Determina el tipus d'enllaç d'aquestes tres substàncies: bromur de potassi (KBr), diòxid de carboni (CO₂) i coure (Cu).
- Pas 1 — identifica els elements. KBr: el potassi (K) és un metall i el brom (Br) un no metall. CO₂: carboni (C) i oxigen (O), tots dos no metalls. Cu: coure, un metall amb si mateix.
- Pas 2 — aplica la regla de "qui amb qui". Metall + no metall → iònic (KBr). No metall + no metall → covalent (CO₂). Metall + metall → metàl·lic (Cu). En la majoria de casos aquí ja has acabat.
- Pas 3 — confirma-ho amb l'electronegativitat si hi ha dubte. Al KBr la diferència és gran (K ≈ 0,8 i Br ≈ 2,8; diferència ≈ 2,0), cosa que confirma el caràcter iònic. Al CO₂, C ≈ 2,5 i O ≈ 3,5: diferència ≈ 1,0, propi d'un enllaç covalent (polar).
- Pas 4 — prediu una propietat per rematar. El KBr serà un sòlid cristal·lí que condueix dissolt; el CO₂, un gas que no condueix; el coure, un sòlid que condueix l'electricitat. Si la propietat encaixa amb el tipus que has dit, vas bé.
Aquest pas 4 és el que separa un aprovat d'un notable: molts exàmens no demanen només anomenar l'enllaç, sinó justificar una propietat a partir d'ell. Si ho entens, el raonament surt sol.
Errors comuns que treuen nota amb l'enllaç químic
Com a professors que corregim aquests exàmens, aquests són les errades que més es repeteixen:
- Dir que els compostos iònics tenen molècules. No en tenen: formen xarxes. "Molècula de NaCl" és un error clàssic; el correcte és parlar de la fórmula que dóna la proporció (un sodi per cada clor).
- Confondre "compartir" amb "cedir". Si escrius que a l'aigua l'oxigen li pren els electrons a l'hidrogen, has descrit un enllaç iònic on n'hi ha un de covalent.
- Oblidar que els iònics NO condueixen en estat sòlid. Condueixen fosos o dissolts, quan els ions s'alliberen. És una pregunta trampa molt habitual.
- Fer servir l'electronegativitat com a llei absoluta. El límit entre iònic i covalent és gradual; hi ha compostos de caràcter intermedi. Raona, no apliquis el número a cegues.
Detectar aquestes errades a temps val punts, perquè el tema de l'enllaç reapareix a estructura de la matèria, a dissolucions i a orgànica durant tot el curs.
Quan val la pena un professor particular de Química
L'enllaç químic és un d'aquells temes que, si no s'entenen les primeres setmanes del curs, arrosseguen tot el que ve després: reaccions, estequiometria, dissolucions i la química orgànica del segon trimestre s'hi recolzen. La llacuna no es queda quieta, s'eixampla sola a mesura que el temari s'acumula. Per això, en plena època de matrícula, el que de debò resol el problema és la continuïtat: el suport a Química amb el mateix professor i el mateix ritme de setembre a juny, perquè cap bloc no es quedi a mitges. El nostre pla anual és sense permanència, a terminis sense interessos i amb descompte per pagament avançat.
Si prefereixes provar abans de decidir el curs sencer, pots començar amb una primera classe amb 50% de descompte: una sessió per veure si encaixa, sense compromís. Molts alumnes que arribaven perduts amb els tipus d'enllaç recuperen el fil en 2 o 3 setmanes de feina guiada, dedicant-hi unes 2 hores a la setmana.
Preguntes freqüents
Com sé ràpid si un enllaç és iònic o covalent?
Mira quins elements s'uneixen: si és un metall amb un no metall, és iònic; si són dos no metalls, és covalent. Quan ho vulguis confirmar, fes servir la diferència d'electronegativitat: gran (per sobre d'1,7-2,0) apunta a iònic, petita o moderada a covalent. El criteri dels elements resol la majoria dels casos de l'examen.
Per què els metalls condueixen l'electricitat i la sal no?
A l'enllaç metàl·lic els electrons estan deslocalitzats i es poden moure lliurement, fins i tot en estat sòlid, de manera que el metall condueix sempre. En un compost iònic els ions estan fixos a la xarxa cristal·lina i només s'alliberen en fondre el sòlid o dissoldre'l en aigua: per això la sal només condueix fosa o dissolta.
La regla de l'octet es compleix sempre?
És una regla molt útil per començar, però té excepcions (l'hidrogen es queda amb 2 electrons, el bor amb 6, i alguns àtoms del tercer període admeten més de 8). A Batxillerat es fa servir com a guia general i es van veient els casos especials; que no es compleixi sempre no la invalida com a primera eina per raonar.