Reglas de Fajans

En química inorgánica , las reglas de Fajans , formuladas por Kazimierz Fajans en 1923, ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} se utilizan para predecir si un enlace químico será covalente o iónico , y dependen de la carga del catión y de los tamaños relativos del catión y el anión . Se pueden resumir en la siguiente tabla:

Aunque el enlace en un compuesto como X+Y- pueda considerarse 100% iónico, siempre tendrá cierto grado de carácter covalente. Cuando dos iones con cargas opuestas (X+ e Y-) se aproximan, el catión atrae los electrones de la capa más externa del anión, pero repele el núcleo con carga positiva. Esto produce una distorsión, deformación o polarización del anión. Si el grado de polarización es pequeño, se forma un enlace iónico; si es grande, se forma un enlace covalente. ^{[ 4 ]}

La polarización del anión depende de:

• Densidad de carga del catión: Una carga positiva elevada y un tamaño pequeño del catión dan lugar a un alto poder polarizante del mismo.
• Tamaño del anión: Cuanto mayor sea el tamaño del anión, menos fuertemente retendrá sus electrones de valencia. Por lo tanto, un tamaño mayor del anión conlleva una alta polarizabilidad del mismo.
• Configuración electrónica de valencia: La configuración de gas noble en un catión ofrece mejor apantallamiento y, por lo tanto, menor poder polarizante. Esto crea excepciones; por ejemplo, el Hg²⁺, ^a pesar de tener menor densidad de carga (r⁺ = 102 pm), es más polarizante que el Ca²⁺ ⁽ r⁺ = 100 pm), que tiene una configuración de gas noble.

Dos ejemplos contrastantes pueden ilustrar la variación en los efectos:

• En el caso del yoduro de aluminio, se presenta un enlace iónico con un marcado carácter covalente. En el enlace AlI₃ _, el aluminio tiene una carga neta de +3. Esto genera una atracción sobre la nube electrónica del yodo. Dado que el átomo de yodo es relativamente grande, sus electrones de la capa externa están bien protegidos de la carga nuclear y, por lo tanto, son más polarizables. El catión de aluminio atrae la nube electrónica del yodo, distorsionándola. A medida que la nube electrónica del yodo se acerca al catión de aluminio, neutraliza la carga positiva de este último. Esto produce un enlace iónico con carácter covalente.

• La situación es diferente en el caso del fluoruro de aluminio, AlF₃ _. En este caso, el yodo se sustituye por flúor, un átomo relativamente pequeño y altamente electronegativo. La nube electrónica del flúor está menos protegida de la carga nuclear y, por lo tanto, será menos polarizable. De este modo, obtenemos un compuesto iónico con un ligero carácter covalente.

Así, el cloruro de sodio (debido a un catión relativamente grande) y el fluoruro de aluminio (debido a un anión relativamente pequeño) son ambos iónicos; pero el yoduro de aluminio es covalente. Del mismo modo, el CaCl₂ ₍ que tiene una configuración de gas noble en su catión) es iónico, pero el HgCl₂ _es covalente.

• Adrian Faiers. "Capítulo 4: Enlace químico" . Química en perspectiva . chembook.co.uk.