Conceptos Fundamentales de Química: Enlaces, Fuerzas y Propiedades Periódicas
Propiedades Periódicas
Radio atómico: Es la mitad de la distancia entre los núcleos de dos átomos contiguos enlazados entre sí.
Energía de ionización: La energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo aislado de un elemento en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, formando un ion positivo.
Afinidad electrónica (Electroafinidad): Es la energía, generalmente desprendida, cuando un átomo en estado gaseoso y en su estado fundamental capta un electrón para formar un ion negativo.
Electronegatividad: Mide la capacidad relativa que tiene un átomo de un elemento para atraer hacia sí los electrones que lo enlazan con otros átomos en un enlace químico.
Fuerzas Intermoleculares
Interacciones dipolo-dipolo: Se dan entre moléculas polares. La separación de cargas (dipolos permanentes) hace que el polo positivo de una molécula y el polo negativo de otra se atraigan mutuamente.
Puentes de hidrógeno: Este es un caso particular y especialmente fuerte de interacción dipolo-dipolo. Se produce entre moléculas en las que el hidrógeno (H) está unido a elementos muy electronegativos y pequeños, como el flúor (F), el oxígeno (O) o el nitrógeno (N).
Interacciones dipolo-dipolo inducido: Ocurren entre una molécula polar y una molécula apolar. La carga parcial de la molécula polar provoca una distorsión temporal en la nube electrónica de la molécula apolar, originando un dipolo inducido y generando una atracción.
Fuerzas de dispersión de London: Se dan entre todo tipo de moléculas, pero son las únicas fuerzas presentes en las moléculas apolares. Se originan por la formación de dipolos instantáneos debidos al movimiento de los electrones, que a su vez inducen dipolos en moléculas vecinas.
Tipos de Enlace y sus Propiedades Generales
Enlace Iónico
Propiedades de los compuestos iónicos:
- Puntos de fusión y ebullición elevados, ya que se requiere mucha energía para romper la red cristalina.
- Generalmente solubles en disolventes polares como el agua.
- Son sólidos duros pero frágiles a temperatura ambiente.
- No conducen la corriente eléctrica en estado sólido, pero sí lo hacen cuando están fundidos o disueltos en agua, debido a la movilidad de los iones.
Enlace Covalente
Sustancias moleculares
Las moléculas se unen entre sí por fuerzas intermoleculares débiles (fuerzas de Van der Waals o puentes de hidrógeno).
Unidas por fuerzas de Van der Waals:
- Puntos de fusión y ebullición bajos. Suelen ser gases, líquidos o sólidos muy volátiles.
- Generalmente no conducen la corriente eléctrica.
Unidas por puentes de hidrógeno:
- Puntos de fusión y ebullición más elevados que las anteriores.
- No conducen la corriente eléctrica.
- Pueden disolver compuestos iónicos y otras sustancias polares.
Sustancias covalentes reticulares (red de átomos)
- Puntos de fusión y ebullición muy elevados (ej. diamante, cuarzo).
- Son sólidos muy duros.
- Son insolubles en la mayoría de los disolventes.
- Generalmente son malos conductores de la corriente eléctrica (con excepciones como el grafito).
Enlace Metálico
Propiedades de los metales:
- Normalmente son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio).
- Su dureza es variable.
- Son dúctiles (pueden formar hilos) y maleables (pueden formar láminas).
- Son buenos conductores del calor y de la corriente eléctrica debido a la "nube" de electrones deslocalizados.
Polaridad de las Moléculas
Molécula polar: Se forma cuando los átomos que la componen tienen distinta electronegatividad, creando enlaces polares. Si la geometría de la molécula es asimétrica, los dipolos de enlace no se anulan y la molécula presenta un dipolo neto o momento dipolar total diferente de cero.
Molécula apolar: Puede formarse de dos maneras:
- Cuando los átomos que la componen son iguales y tienen la misma electronegatividad (ej. O₂, N₂).
- Cuando, a pesar de tener enlaces polares, la geometría de la molécula es simétrica y los momentos dipolares de los enlaces se anulan entre sí (ej. CO₂, CCl₄).