En química, ¿qué es un bivalente?
En química, bivalente es un término antiguo para divalente, que significa un átomo o ion con una valencia de dos. La valencia se refiere al número de enlaces covalentes que el átomo o ion puede formar con otros átomos. Los enlaces covalentes se forman al compartir electrones en la capa o órbita de valencia más externa de un átomo, por lo que un átomo o ion bivalente tiene, por definición, dos electrones de valencia con los que formar enlaces. Los aniones y cationes bivalentes, iones con cargas negativas y positivas, respectivamente, son importantes en muchos sistemas biológicos, incluido el metabolismo humano.
Los electrones se pueden visualizar como orbitando el núcleo de un átomo en una serie de capas, cada una de las cuales solo puede contener un cierto número de electrones antes de que se llene. Las conchas más cercanas al núcleo se llenan primero. Cuando los átomos reaccionan entre sí, tienen la tendencia a unirse de tal manera que llenen su capa de electrones más externa o de valencia. En casi todos los casos, una capa de valencia completa consta de ocho electrones: la misma configuración de valencia que los elementos de la familia de gases nobles, la última columna vertical en la tabla periódica de elementos. La tendencia de los átomos a ganar o perder electrones de otros átomos para alcanzar este octeto de valencia estable se conoce como la regla del octeto.
Los elementos bivalentes tienen dos electrones de valencia, por lo que la forma más fácil de lograr una capa de valencia de octeto completo es perder esos dos electrones externos, dejando la capa debajo llena en su lugar. Por ejemplo, cuando el magnesio, que tiene dos electrones de valencia, se une con el oxígeno, que tiene seis electrones de valencia, el átomo de oxígeno gana los dos electrones del magnesio para llenar su octeto. Esto forma el compuesto MgO, óxido de magnesio.
En la tabla periódica, los elementos químicos con la misma configuración de electrones de valencia se muestran en el mismo grupo o columna vertical. Los miembros de cada grupo tienden a reaccionar químicamente de manera similar debido a su número común de electrones de valencia. Los elementos con dos electrones de valencia se encuentran en el Grupo 2 e incluyen berilio, magnesio, calcio, estroncio y bario. Algunos metales de transición, como el hierro y el manganeso, también pueden existir de esta forma.
Los iones bivalentes a menudo también son importantes en química. Cuando un átomo pierde sus dos electrones de valencia pero no se une covalentemente, se convierte en un ion o catión cargado positivamente. Del mismo modo, se dice que un átomo que gana electrones de su estado neutral es un anión. Por ejemplo, el sulfuro, un anión bivalente, tiene una carga negativa de dos: tiene dos electrones más que protones. El magnesio y el calcio, que comúnmente forman cationes bivalentes, tienen cada uno una carga positiva de dos.
Los cationes de calcio y magnesio a menudo se encuentran en agua dura, agua con un alto contenido mineral. También juegan un papel importante en los procesos biológicos. Los cationes de calcio, por ejemplo, se unen a proteínas en las células y actúan como mensajeros en la transducción de señales; en otras palabras, estimulan eventos dentro de la célula. También son cruciales como componente estructural de las paredes celulares de las plantas y para activar la contracción muscular en los animales.