Compuestos iónicos y covalentes: Lewis, geometría e hibridación

Esta lección es parte de Temario de Química de Décimo año Lección 9 de 14

Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 12 min de lectura

La sal que se le pone al gallo pinto y el agua con que se cocinan los frijoles son compuestos, pero de dos familias muy distintas. La sal es un compuesto iónico: un sólido duro que solo se funde a temperaturas muy altas. El agua es un compuesto covalente: está formada por moléculas, y su forma angular explica buena parte de sus propiedades.

En esta lección vas a diferenciar los compuestos iónicos de los covalentes (polares, no polares y coordinados), a dibujar estructuras de Lewis con enlaces simples, dobles y triples, y a predecir la geometría, los ángulos de enlace y la hibridación de moléculas sencillas.

Definición

Un compuesto iónico está formado por iones positivos y negativos que se atraen, porque un átomo le transfirió electrones a otro. Un compuesto covalente está formado por átomos que comparten pares de electrones; si los comparten por igual, el enlace es no polar, y si un átomo los atrae más, es polar.

Compuestos iónicos#

Se forman, en general, entre un metal, que pierde electrones con facilidad, y un no metal, que los gana. En la estructura de Lewis del cloruro de sodio, el sodio se dibuja con un punto (su único electrón de valencia) y el cloro con siete puntos alrededor del símbolo. Al pasar el electrón, se escribe Na⁺ sin puntos y el ion cloruro entre corchetes, con ocho puntos y su carga: [Cl]⁻.

Los iones no forman moléculas sueltas, sino una red cristalina en la que cada ion queda rodeado de iones de carga contraria. La fórmula indica la proporción en que se combinan para que la carga total sea cero.

Ejemplo. ¿Cuál es la fórmula del compuesto que forman los iones calcio (Ca²⁺) y cloruro (Cl⁻)?

Solución. Un ion Ca²⁺ aporta dos cargas positivas, así que hacen falta dos iones Cl⁻: (+2) + 2 · (−1) = 0. La fórmula es CaCl₂, cloruro de calcio.

Propiedades: son sólidos a temperatura ambiente, duros pero frágiles, y con puntos de fusión altos. En estado sólido no conducen la corriente, pero sí cuando se funden o se disuelven en agua, porque los iones quedan libres para moverse. Importancia: los iones disueltos en los líquidos del cuerpo son indispensables; por ejemplo, los iones sodio y potasio participan en la transmisión del impulso del sistema nervioso, y los compuestos de calcio dan dureza a los huesos.

Compuestos covalentes polares y no polares#

Entre no metales, ningún átomo atrae con tanta fuerza como para quitarle electrones al otro, así que los comparten. Qué tan parejo es ese reparto depende de la diferencia de electronegatividad. Estos son los valores de la escala de Pauling según la Real Sociedad de Química (RSC): H = 2,20; C = 2,55; N = 3,04; O = 3,44; Na = 0,93 y Cl = 3,16.

Enlace	Diferencia de electronegatividad	Tipo de enlace
Cl–Cl (en Cl₂)	3,16 − 3,16 = 0	Covalente no polar
C–H (en CH₄)	2,55 − 2,20 = 0,35	Covalente casi no polar
N–H (en NH₃)	3,04 − 2,20 = 0,84	Covalente polar
H–Cl (en HCl)	3,16 − 2,20 = 0,96	Covalente polar
O–H (en H₂O)	3,44 − 2,20 = 1,24	Covalente polar
Na–Cl (en NaCl)	3,16 − 0,93 = 2,23	Iónico

En un enlace polar, el átomo más electronegativo queda con una carga parcial negativa (δ−) y el otro con una carga parcial positiva (δ+). Ojo: una molécula con enlaces polares puede ser no polar si su forma es simétrica, como el CO₂, cuyos dos enlaces se cancelan; el agua, en cambio, es angular y polar, como se explica en la lección sobre el agua y su polaridad.

Propiedades: las sustancias covalentes suelen formar moléculas; muchos son gases o líquidos a temperatura ambiente (O₂, CO₂, agua) y casi no conducen la corriente. Importancia: el oxígeno que respiramos, el agua, los azúcares y las proteínas son sustancias covalentes.

Estructuras de Lewis y enlaces simples, dobles y triples#

En una estructura de Lewis, cada par de electrones compartido se dibuja como un guion (un enlace) y cada par sin compartir, llamado par libre, como dos puntos. Para dibujarla:

Se suman los electrones de valencia de todos los átomos (se resta uno por cada carga positiva y se suma uno por cada carga negativa).
Se elige el átomo central, que suele ser el menos electronegativo (nunca el hidrógeno), y se une a los demás con enlaces simples.
Se reparten los electrones restantes como pares libres, primero en los átomos de afuera, hasta completar sus octetos (el hidrógeno solo lleva 2 electrones).
Si al átomo central le faltan electrones, se convierten pares libres de los átomos vecinos en enlaces dobles o triples.

Ejemplo. Dibuja la estructura de Lewis del dióxido de carbono (CO₂).

Solución. Electrones de valencia: C aporta 4 y cada O, 6: 4 + 2 · 6 = 16. Con dos enlaces simples, O–C–O, y pares libres en los oxígenos, el carbono quedaría con solo 4 electrones. Se convierte un par libre de cada oxígeno en un segundo enlace: O=C=O, con dos pares libres en cada oxígeno. Cuenta: 2 enlaces dobles (8 electrones) + 4 pares libres (8 electrones) = 16.

Ejemplo. Dibuja la estructura de Lewis del nitrógeno (N₂), el gas más abundante del aire seco según la NOAA.

Solución. Cada N aporta 5 electrones: 2 · 5 = 10. La única forma de que los dos átomos completen el octeto es compartir tres pares: N≡N, con un par libre en cada nitrógeno. Cuenta: 6 electrones en el enlace triple + 4 en los dos pares libres = 10. Ese enlace triple es tan fuerte que el N₂ del aire reacciona muy poco; por eso la mayoría de los seres vivos no lo pueden aprovechar directamente.

Cuantos más pares comparten dos átomos, más corto y más fuerte es el enlace. Lo confirman las longitudes medidas para el enlace entre dos carbonos (NIST, CCCBDB):

Molécula	Enlace carbono-carbono	Longitud
Etano, C₂H₆	Simple (C–C)	1,536 Å
Eteno, C₂H₄	Doble (C=C)	1,339 Å
Etino, C₂H₂	Triple (C≡C)	1,203 Å

El enlace covalente coordinado#

En un enlace covalente coordinado (o dativo), los dos electrones del par compartido los aporta el mismo átomo. Ocurre cuando un átomo con un par libre se une a otro que tiene espacio para recibirlo, por ejemplo un ion H⁺, que no tiene electrones.

Ejemplo. Explica cómo se forma el ion amonio (NH₄⁺) a partir del amoníaco (NH₃) y cuántos electrones de valencia tiene.

Solución. El nitrógeno del NH₃ tiene un par libre. Un ion H⁺ se une a ese par, y el nitrógeno pone los dos electrones del nuevo enlace: es un enlace coordinado. Electrones de valencia del ion: 5 (N) + 4 · 1 (H) − 1 (por la carga positiva) = 8, es decir, cuatro enlaces N–H. Una vez formado, el enlace coordinado no se distingue de los otros tres.

Lo mismo pasa con el ion hidronio (H₃O⁺), que se forma cuando el agua recibe un H⁺ en las disoluciones ácidas: 6 + 3 − 1 = 8 electrones de valencia. Los enlaces coordinados también unen a muchos iones metálicos con las moléculas que los rodean.

Geometría molecular y ángulos de enlace#

La forma de una molécula se predice con el modelo de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (RPECV, o VSEPR por sus siglas en inglés): las regiones con electrones alrededor del átomo central se repelen y se colocan lo más lejos posible entre sí. Un enlace doble o triple cuenta como una sola región. Los pares libres repelen más que los pares de enlace y cierran un poco los ángulos.

Regiones de electrones	Pares libres	Geometría	Ángulo	Ejemplo (ángulo experimental, según el NIST)
2	0	Lineal	180°	CO₂ (180°)
3	0	Trigonal plana	120°	BF₃ (120°)
4	0	Tetraédrica	109,5°	CH₄ (109,47°)
4	1	Piramidal trigonal	Menor que 109,5°	NH₃ (106,67°)
4	2	Angular	Menor aún	H₂O (104,48°, unos 104,5°)

Fórmula

ángulo tetraédrico = arccos(−1/3) ≈ 109,47°

Es el ángulo entre dos enlaces que apuntan del centro de un tetraedro a dos de sus vértices; en la práctica se redondea a 109,5°.

Ejemplo. ¿Por qué el ángulo H–N–H del amoníaco (106,67°) es mayor que el ángulo H–O–H del agua (104,48°), si los dos átomos centrales tienen cuatro regiones de electrones?

Solución. Las dos moléculas parten de un arreglo tetraédrico (109,5°). El nitrógeno del NH₃ tiene un solo par libre, que empuja a los tres enlaces y cierra el ángulo unos 109,47 − 106,67 = 2,8°. El oxígeno del agua tiene dos pares libres, que empujan más: el ángulo se cierra unos 109,47 − 104,48 ≈ 5,0°. A más pares libres, menor ángulo.

La hibridación#

Para explicar esas formas se usa el modelo de la hibridación: los orbitales de valencia del átomo central (un orbital s y uno, dos o tres orbitales p) se combinan y forman orbitales nuevos e iguales entre sí, llamados híbridos, que apuntan en las direcciones de la geometría. El número de orbitales híbridos es igual al número de regiones de electrones.

Regiones de electrones	Hibridación	Orientación de los híbridos	Ejemplos
4	sp³ (1 s + 3 p)	Tetraédrica, 109,5°	C en CH₄; N en NH₃; O en H₂O
3	sp² (1 s + 2 p)	Trigonal plana, 120°	B en BF₃; C en el eteno
2	sp (1 s + 1 p)	Lineal, 180°	C en el CO₂ y en el etino

Los orbitales p que no se hibridan forman los enlaces pi (π) de los enlaces dobles y triples; los enlaces que van sobre la línea entre los núcleos son sigma (σ). Un enlace simple es 1 σ; uno doble, 1 σ + 1 π; uno triple, 1 σ + 2 π. La lección sobre el átomo de carbono y su hibridación profundiza en el caso del carbono.

Ejemplo. Indica la hibridación del carbono, la forma y los enlaces σ y π del cianuro de hidrógeno, H–C≡N.

Solución. Electrones de valencia: 1 + 4 + 5 = 10: un enlace simple (2), un triple (6) y un par libre en el nitrógeno (2). El carbono tiene dos regiones de electrones (el enlace con H y el triple con N), así que es sp y la molécula es lineal, con un ángulo de 180°. Enlaces: el simple es 1 σ y el triple, 1 σ + 2 π; en total, 2 σ y 2 π.

Ponte a prueba#

¿Qué tipo de enlace hay entre el nitrógeno y el hidrógeno del amoníaco, según su diferencia de electronegatividad?#

En la escala de Pauling, el nitrógeno tiene 3,04 y el hidrógeno 2,20, así que la diferencia es 3,04 − 2,20 = 0,84. Los dos átomos comparten los electrones, pero el nitrógeno los atrae más: es un enlace covalente polar. El nitrógeno queda con carga parcial negativa (δ−) y cada hidrógeno con carga parcial positiva (δ+).

¿Qué geometría tiene la molécula de amoníaco y por qué su ángulo no es de 109,5°?#

El nitrógeno tiene cuatro regiones de electrones (tres enlaces N–H y un par libre), que se ordenan en forma tetraédrica y le dan hibridación sp³. Como solo tres regiones tienen átomos, la molécula es piramidal trigonal. El par libre repele más que los pares de enlace y cierra el ángulo: según los datos experimentales que recopila el NIST, es de 106,67°, unos 2,8° menos que el ángulo tetraédrico de 109,47°.

¿Cuántos electrones de valencia tiene la molécula de N₂ y cómo se reparten en su estructura de Lewis?#

Cada átomo de nitrógeno aporta 5 electrones de valencia, así que hay 2 · 5 = 10. Para que los dos completen el octeto, comparten tres pares (6 electrones) en un enlace triple, N≡N, y a cada nitrógeno le queda un par libre (4 electrones en total). Ese enlace triple es corto y muy fuerte.

¿Qué hibridación tiene el carbono del etino (H–C≡C–H) y qué ángulo forman sus enlaces?#

Cada carbono tiene dos regiones de electrones: el enlace simple con el hidrógeno y el enlace triple con el otro carbono, que cuenta como una sola región. Dos regiones se colocan en línea recta, así que cada carbono tiene hibridación sp y la molécula es lineal, con ángulos de 180°. Los dos orbitales p sin hibridar de cada carbono forman los dos enlaces π del triple enlace.

¿Cuál es la fórmula del compuesto iónico que forman el aluminio (Al³⁺) y el oxígeno (O²⁻)?#

La carga total debe ser cero. El mínimo común múltiplo de 3 y 2 es 6: hacen falta dos iones Al³⁺ (2 · (+3) = +6) y tres iones O²⁻ (3 · (−2) = −6). La suma es +6 − 6 = 0, y la fórmula es Al₂O₃, óxido de aluminio. Es un compuesto iónico porque se forma entre un metal y un no metal.