Propiedades de las Sustancias Covalentes: Moleculares y Redes Cristalinas

Propiedades de las Sustancias Covalentes

Los compuestos covalentes pueden presentarse en dos formas principales:

• Sustancias moleculares: Formadas por moléculas con pocos átomos unidos.
• Redes cristalinas: Compuestas por una gran cantidad de átomos unidos, formando estructuras cristalinas.

Sustancias Moleculares

En las sustancias moleculares, los átomos se unen para formar moléculas. Estas pueden ser:

• Gaseosas, como el O₂ y el H₂.
• Líquidas, como el H₂O y el Br₂.
• Sólidas, como el I₂.

Las moléculas pueden clasificarse en dos tipos según su polaridad:

• Apolares:
  • Puntos de fusión y ebullición bajos debido a fuerzas intermoleculares débiles.
  • Alta solubilidad en disolventes apolares.
  • Conductividad eléctrica nula.
• Polares:
  • Puntos de fusión y ebullición más altos a mayor polaridad, debido a fuerzas intermoleculares más intensas.
  • Solubles en disolventes polares, con alta solubilidad.

Redes Cristalinas Covalentes

Las redes cristalinas covalentes son sustancias formadas por la unión de un gran número de átomos, iguales o distintos, unidos por enlaces covalentes. Generalmente, están formadas por carbono o silicio. Algunos ejemplos notables son:

• Diamante: Formado por átomos de carbono unidos en tres direcciones del espacio con hibridación sp³.
• Grafito: Con hibridación sp², formado por hexágonos en planos paralelos o láminas, con electrones libres entre los planos.
• Sílice: Minerales como el cuarzo o la arena, con una estructura tetraédrica.

Las propiedades de las redes cristalinas covalentes incluyen:

• Estructuras muy rígidas.
• Altos puntos de fusión y ebullición.
• Gran dureza.
• Malas conductoras de la electricidad.
• Insolubles.
• A mayor simetría, mayores puntos de fusión y ebullición, y mayor dureza.

Fuerzas Intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares se dan entre moléculas y tienen un rango de energías menor a 40 kJ/mol. No son enlaces propiamente dichos, sino fuerzas atractivas que influyen en las propiedades físicas y químicas. Estas fuerzas pueden ser:

• Interacciones dipolo-dipolo.
• Enlaces de hidrógeno.
• Fuerzas de Van der Waals.

Enlaces de Hidrógeno

Los enlaces de hidrógeno se forman en moléculas con enlaces entre un átomo de hidrógeno (H) y un átomo pequeño y muy electronegativo, como flúor (F), oxígeno (O) o nitrógeno (N). El átomo pequeño atrae hacia sí el par de electrones del enlace, originando densidades de carga opuestas: una carga parcial positiva (δ+) en el hidrógeno y una carga parcial negativa (δ-) en el átomo pequeño. Las moléculas se unen por atracción electrostática, que no es muy grande.

La energía de los enlaces intramoleculares varía entre 125 y 1100 kJ/mol, mientras que la de los enlaces intermoleculares (como el enlace de hidrógeno) oscila entre 8 y 40 kJ/mol. Por esta razón, no se considera un enlace propiamente dicho. Los compuestos con enlaces de hidrógeno tienen altos puntos de fusión y ebullición, y su estado físico a temperatura ambiente puede variar.