Fundamentos de Enlaces Químicos: Propiedades de Compuestos Iónicos, Metales y Sustancias Moleculares

Propiedades Fundamentales de los Compuestos Iónicos

• Alta Temperatura de Fusión

  Explicación: La gran intensidad de las fuerzas electrostáticas entre los iones requiere una energía considerable para romper su estructura cristalina, lo que resulta en temperaturas de fusión muy elevadas (por ejemplo, 808 °C para el NaCl).

• Fragilidad

  Explicación: Al aplicar una fuerza sobre el cristal, las capas de iones pueden resbalar unas sobre otras. Esto provoca que iones del mismo signo queden enfrentados, generando una fuerte repulsión que causa la ruptura del cristal.

• Solubilidad en Agua

  Explicación: Las moléculas polares del agua son capaces de atraer los iones (como los iones de sodio y cloruro) de la superficie del cristal. Una vez separados de la red cristalina, estos iones son rodeados por moléculas de agua (solvatación), lo que facilita su disolución.

• Conductividad Eléctrica en Estado Líquido y en Disolución

  Explicación: En estado líquido (fundido) y en disolución acuosa, los iones adquieren libertad de movimiento. Esta movilidad de cargas permite que los compuestos iónicos conduzcan la electricidad eficazmente.

Sustancias Moleculares y Estructuras Gigantes

Las sustancias moleculares, como el agua o el cloro, suelen presentarse como gases, líquidos o sólidos con bajas temperaturas de fusión. Esto se debe a que las fuerzas de atracción entre sus moléculas individuales son relativamente débiles.

Por otro lado, las sustancias con estructuras gigantes (o redes covalentes y metálicas), como el hierro, el diamante o el dióxido de silicio, son sólidos con muy altas temperaturas de fusión. Esto es consecuencia de las intensas fuerzas de atracción que mantienen unidos a sus átomos en una red continua.

El Enlace Covalente

Se denomina enlace covalente al tipo de enlace químico que se forma entre dos átomos como resultado de la compartición de uno o más pares de electrones. Este proceso permite a los átomos completar sus capas de valencia, alcanzando una configuración electrónica estable. Típicamente, este enlace se da entre átomos no metálicos y puede representarse mediante el diagrama de Lewis.

Fuerzas Intermoleculares: Uniendo Moléculas

Las fuerzas intermoleculares son las responsables de mantener unidas a las moléculas en las sustancias moleculares, tanto en estado sólido como líquido. Estas fuerzas son más débiles que los enlaces intramoleculares (covalentes, iónicos, metálicos) pero determinan muchas de las propiedades físicas de las sustancias.

• Fuerzas Dipolo-Dipolo: Se presentan entre moléculas polares, donde existe una distribución asimétrica de la carga eléctrica.
• Fuerzas de Dispersión (de London): Se dan en todas las moléculas, tanto no polares (ej. I₂, Cl₂) como polares. Son el resultado de dipolos instantáneos y transitorios que se forman debido al movimiento de los electrones.

Propiedades Clave de los Metales

• Alta Temperatura de Fusión

  Explicación: Con la excepción de los metales alcalinos, los metales presentan una elevada temperatura de fusión debido a la intensa fuerza de atracción entre los cationes metálicos y la "nube" de electrones de valencia deslocalizados que los rodea (enlace metálico).

• Alta Densidad

  Explicación: Exceptuando los metales alcalinos, la mayoría de los metales poseen una alta densidad. Esto se debe a que el tipo de enlace metálico permite una estructura cristalina muy compacta de los iones positivos.

• Ductilidad y Maleabilidad

  Explicación: Los metales son dúctiles (pueden estirarse en hilos) y maleables (pueden deformarse en láminas). Esto es posible porque el desplazamiento de una capa de átomos metálicos sobre otra no rompe el enlace metálico, ya que los electrones deslocalizados pueden adaptarse y mantener la cohesión entre los iones.

• Insolubilidad en Agua

  Explicación: La gran intensidad del enlace metálico impide la separación de los átomos metálicos por parte de las moléculas de disolvente, como el agua, lo que los hace generalmente insolubles.

• Alta Dureza

  Explicación: La elevada intensidad de la fuerza de atracción entre los cationes metálicos y los electrones deslocalizados confiere a los metales una alta dureza, es decir, resistencia a ser rayados o deformados.