Mol y Enlaces Químicos: Tipos y Propiedades Fundamentales

En el estudio de la química, comprender las unidades fundamentales y los tipos de enlaces que mantienen unida la materia es crucial. Este documento explora el concepto de mol, una unidad esencial para cuantificar sustancias, y detalla los principales tipos de enlaces químicos: iónico, covalente y metálico, junto con sus propiedades distintivas.

El Mol: Unidad de Cantidad de Sustancia

El mol es la unidad de cantidad de sustancia en el Sistema Internacional (SI) y constituye una magnitud fundamental. Se define como la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas, iones, electrones, etc.) como átomos hay en 12 gramos del isótopo de carbono-12.

Este número constante, aproximadamente 6,022 x 10²³ partículas, recibe el nombre de número de Avogadro (N_A).

En la práctica, para calcular el número de moles (n) se utilizan dos fórmulas principales:

• Relación con la masa: n = masa (m) / masa molar (M)
• Relación con el número de partículas: n = número de partículas (N) / número de Avogadro (N_A)

Enlace Iónico: Unión por Transferencia de Electrones

Dos o más átomos permanecen unidos si la energía del sistema es menor cuando están enlazados que cuando están separados. La regla del octeto es una regla práctica aproximada que, aunque presenta numerosas excepciones, sirve para predecir el comportamiento de muchas sustancias, especialmente en la formación de enlaces iónicos.

Propiedades de las Sustancias con Enlace Iónico

Los compuestos iónicos son muy estables porque su estructura cristalina es difícil de romper. Cuando un número muy grande de iones positivos interacciona con un número muy grande de iones negativos, el conjunto adquiere estabilidad y se forma un cristal iónico.

• Son sólidos a temperatura ambiente y tienen puntos de fusión elevados.
• Son duros y difíciles de rayar.
• Son solubles en agua.
• En estado sólido no conducen la electricidad porque los iones están fijos en la estructura cristalina, pero fundidos o disueltos sí la conducen.

Enlace Covalente: Unión por Compartición de Electrones

La unión entre dos átomos de elementos no metálicos se produce por compartición de electrones.

Tipos y Propiedades de los Compuestos Covalentes

Existen dos tipos principales de compuestos covalentes:

1. Sustancias moleculares: Formadas por moléculas individuales (ej. H₂, F₂, Cl₂, N₂, H₂O, NH₃).
   • Son gases o líquidos no volátiles a temperatura ambiente.
   • No conducen la electricidad.
   • Son poco solubles en agua.
2. Cristales covalentes: Formados por una red tridimensional de átomos unidos covalentemente (ej. diamante, cuarzo, corindón).
   • Son sólidos muy duros.
   • No conducen el calor.
   • Son insolubles.

Enlace Metálico: La Nube de Electrones

Los átomos de los metales tienden a ceder electrones para completar su última capa, por lo que todos forman iones positivos. Estos iones se disponen ordenadamente en los nudos de una red y todos comparten los electrones cedidos, que forman una nube o gas electrónico en toda la red. El enlace metálico se produce cuando los iones positivos de un metal comparten esta nube de electrones. Los iones se colocan en el espacio del modo más compacto posible.

Propiedades de los Metales

• Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio).
• Son buenos conductores del calor y la electricidad.
• Son maleables y dúctiles.
• Tienen brillo metálico.

La comprensión de estos conceptos fundamentales es esencial para cualquier estudiante o profesional de la química, ya que sientan las bases para entender la estructura, las propiedades y las reacciones de las sustancias.