Enlaces Químicos: Iónico, Metálico y Covalente

Enlaces Químicos

Fuerzas Intermoleculares

Fuerzas entre Dipolos Permanentes

Si las moléculas tienen un momento dipolar permanente, a las fuerzas de dispersión se le añade un nuevo tipo de fuerza debido a las atracciones eléctricas entre los dipolos. Esta fuerza adicional, que afecta más cuanto más polar sea la molécula, hace que una sustancia siga siendo sólida o líquida a temperaturas superiores de las que cabría esperar por el tamaño de sus moléculas. Conviene recordar:

• En moléculas de masa similar, la presencia de dipolos permanentes origina diferencias apreciables en los puntos de fusión y ebullición.
• En moléculas de masa diferente, la fuerza de dispersión predomina sobre la contribución de los dipolos permanentes.

Fuerzas entre Dipolos Permanentes e Inducidos

Cuando se mezclan dos sustancias moleculares diferentes, puede aparecer un tercer tipo de fuerza de Van der Waals. Esto ocurre cuando una de ellas es apolar y la otra presenta moléculas con momento dipolar permanente. En tal situación, la presencia de moléculas polares provoca la aparición de dipolos inducidos en las moléculas inicialmente apolares. De esta forma, se produce una fuerza intermolecular adicional.

Enlace Iónico

Formación de Pares Iónicos

Si se combinan elementos con una gran diferencia de electronegatividad, se produce una transferencia electrónica desde el átomo más electropositivo hacia el átomo más electronegativo. Para que se forme un par iónico, la energía potencial eléctrica de atracción entre el catión y el anión debe compensar la energía gastada en formar los iones.

Energía Reticular y Ciclo de Born-Haber

Aunque la formación de un par iónico sea energéticamente favorable, en condiciones normales no existen moléculas iónicas; el enlace iónico es colectivo. Un enorme número de cationes y aniones se atraen mutuamente, dando lugar a una estructura llamada cristal iónico. Un catión atrae a muchos aniones y viceversa. Esa energía de interacción colectiva entre muchos iones confiere una estabilidad extra a los cristales iónicos. La energía de cohesión de un sólido es la energía que mantiene unidas a las partículas que lo componen. En el caso de los sólidos iónicos se denomina energía reticular: la energía que debe aportarse para disgregar un mol del cristal iónico y transformarlo en iones aislados en fase gaseosa. La energía reticular es la magnitud fundamental que indica la fortaleza de un cristal iónico y de ella dependen las principales propiedades de los sólidos iónicos. La energía de red depende de tres factores: carga de los iones, distancia entre cargas y distribución espacial de los iones.

Estructura Interna de los Cristales Iónicos

Como los aniones son más grandes que los cationes, podemos imaginar un cristal iónico como una red tridimensional de aniones en cuyos huecos se alojan los pequeños cationes. Formas: 8:1, 6:1, 4:1.

Propiedades Según su Enlace

Iónicos

No hay moléculas. Las fuerzas que sostienen al cristal son eléctricas. Las propiedades más notables son:

• Presentan puntos de fusión y ebullición medios y altos.
• Son duros pero quebradizos.
• En estado sólido son aislantes eléctricos, pero fundidos conducen la corriente eléctrica.
• Se disuelven en líquidos muy polares. Cuando se disuelven en agua, conducen la corriente eléctrica.

Metales

• Expulsan electrones cuando son calentados.
• Bien pulidos, muestran un brillo característico.
• Son excelentes conductores de la electricidad y del calor.
• La dureza es media-baja y tienen buenas propiedades mecánicas.
• Los puntos de fusión son muy variables, pero la mayoría son altos.
• No se disuelven. Se disuelven bien unos en otros y originan aleaciones y amalgamas.

Covalentes

Se dividen en dos grupos con propiedades diferentes. El primer grupo lo forman las sustancias moleculares.

• Sólidos: baja densidad, propiedades mecánicas deficientes: blandos y frágiles, malos conductores del calor y la electricidad.
• Líquidos: El tamaño y la forma de las moléculas determinan las dos propiedades mecánicas más importantes: tensión superficial y viscosidad. En cuanto a la miscibilidad, los líquidos polares se mezclan con polares y apolares con apolares. Algunos líquidos poseen moléculas con regiones polares y regiones apolares, por lo que se mezclan con ambos tipos. Respecto a la capacidad de formar disoluciones con otras sustancias, los líquidos polares son capaces de disolver sólidos iónicos y producir electrolitos.

El segundo grupo no tiene moléculas. Las propiedades más importantes son:

• Sólidos a temperatura ambiente con puntos de fusión muy altos.
• Son muy rígidos y duros.
• Buenos aislantes eléctricos y malos conductores del calor.
• Son insolubles.