El Enlace Iónico: Formación, Redes Cristalinas y Propiedades Fundamentales

El Enlace Iónico

Se establece entre un elemento muy electronegativo (no metal) y uno muy electropositivo (metal). El metal cede uno o más electrones al no metal, convirtiendo el primero en catión (ión positivo) y el segundo en anión (ión negativo). La fórmula del compuesto resultante es la necesaria para que el compuesto sea eléctricamente neutro.

El compuesto resultante forma una red o cristal de aniones y cationes, en la proporción marcada por la fórmula. La red de aniones y cationes es una distribución ordenada en el espacio.

Redes Iónicas

Estos compuestos son sólidos a temperatura ambiente, con cationes y aniones ocupando posiciones fijas, que se alternan en una estructura tridimensional denominada cristal iónico.

La descripción geométrica de los cristales iónicos se hace en función de:

• El tipo de malla o celda unidad.
• El índice de coordinación (número de iones de signo opuesto que rodean a un ión dado).
• La neutralidad eléctrica del conjunto.
• La simetría.
• La compactación (empaquetamiento de los iones).
• El tamaño relativo de los iones (relación de radios catión/anión).

Energía Reticular (U)

Se define como la energía requerida para separar completamente un mol de un compuesto iónico sólido en sus iones constituyentes en estado gaseoso:

AB(s) → A⁺(g) + B^-(g)

También se puede definir como la energía desprendida al formarse un mol de cristal iónico a partir de sus iones constituyentes en estado gaseoso (proceso inverso al anterior, con signo negativo).

Propiedades de los Compuestos Iónicos

• Estado de agregación: Las fuerzas electrostáticas que mantienen unidos los iones en un compuesto iónico son muy fuertes, por lo que son sólidos a temperatura ambiente y tienen puntos de fusión elevados.
• Dureza: Los compuestos iónicos son duros, ya que las intensas fuerzas electrostáticas entre los iones de la red hacen que sea muy difícil romper los enlaces. A mayor energía reticular del compuesto iónico, mayor dureza.
• Fragilidad: También son frágiles y quebradizos. La aplicación de una fuerza sobre el cristal iónico produce un desplazamiento de una capa de iones sobre otra, poniendo en contacto iones del mismo signo, lo que provoca repulsión y fractura del cristal.
• Solubilidad: Generalmente son solubles en disolventes polares (como el agua o el alcohol), que pueden solvatar (rodear) a los iones, debilitando las fuerzas de la red. Son insolubles en disolventes apolares.
• Conductividad eléctrica: Los compuestos iónicos no conducen la electricidad en estado sólido, ya que es necesario que haya cargas eléctricas libres (móviles); al ocupar posiciones fijas en la red, los iones no se pueden desplazar. Sin embargo, cuando se encuentran fundidos o disueltos en un disolvente polar como el agua, los iones adquieren movilidad y son buenos conductores de la corriente eléctrica.