Formación y Propiedades de Compuestos Iónicos, Covalentes y Metálicos

Enlace Iónico

El enlace iónico consiste en la unión de iones con cargas eléctricas opuestas, mediante fuerzas de atracción electrostáticas.

Energía Reticular

La energía reticular es la energía que se libera en el proceso de formación del enlace iónico a partir de los iones en estado gaseoso. Esta energía justifica termodinámicamente el proceso. Cuanto mayor sea la energía liberada, más estable será la red iónica y mayores serán las fuerzas de atracción entre los iones.

Propiedades de los Compuestos Iónicos

  • A temperatura ambiente son sustancias sólidas que forman redes cristalinas.
  • Los puntos de fusión y ebullición son muy elevados, debido a las intensas fuerzas electrostáticas que los unen. Para fundirlos o disolverlos es necesario romper la red cristalina.
  • Su escasa compresibilidad hace que sean duros y frágiles. Son duros por las intensas atracciones electrostáticas y frágiles porque al deslizar una capa sobre otra, iones del mismo signo quedan enfrentados, produciendo repulsión y rotura de la red.
  • Son solubles en disolventes polares como el agua, ya que las cargas son rodeadas por el disolvente (solvatación), rompiendo la red. La solubilidad será mayor cuanto menos estable sea el compuesto (menor valor absoluto de la energía reticular).
  • La conductividad eléctrica es nula en estado sólido, ya que los iones están en posiciones fijas. Solo conducen la corriente fundidos o en disolución, donde los iones tienen movilidad.

Enlace Covalente

En el enlace covalente, la unión entre átomos se justifica por la compartición de pares de electrones.

Longitud de Enlace

La longitud de enlace es la distancia de equilibrio entre los átomos enlazados. Se mide en ángstroms. A menor distancia, mayor fuerza de enlace.

Ángulo de Enlace

El ángulo de enlace es el formado por las líneas imaginarias que pasan por el centro de dos átomos enlazados. Se mide en grados.

Teoría de Lewis

La teoría de Lewis explica que el enlace covalente se basa en la compartición de uno o más pares de electrones entre dos átomos para alcanzar el octeto electrónico y una configuración de gas noble.

TRPECV

La teoría de la Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia (TRPECV) establece que las moléculas estables adoptan la orientación que minimiza la repulsión entre los pares de electrones de la capa de valencia.

Promoción Electrónica

La promoción electrónica consiste en aportar energía a los electrones apareados para que ocupen orbitales de mayor energía, permitiendo al átomo tener más electrones desapareados y formar más enlaces.

Polaridad

La separación de carga en una molécula crea un momento dipolar, representado por una flecha que apunta hacia el elemento más electronegativo. Se mide en Debyes (D).

Propiedades de Sustancias Covalentes

Sustancias Atómicas

  • A temperatura ambiente, las sustancias atómicas (grafito, diamante, cuarzo) son sólidos cristalinos covalentes con alto punto de fusión. Para romper el enlace, se debe romper la red cristalina.
  • Solo el grafito conduce la corriente, debido a la movilidad electrónica entre sus capas de átomos.
  • Los compuestos atómicos no se disuelven en agua debido a su estructura compacta.

Sustancias Moleculares

  • A temperatura ambiente, las sustancias covalentes moleculares pueden ser sólidos, líquidos o gases, dependiendo de su masa molecular. Tienen puntos de fusión y ebullición bajos, ya que solo se rompen las fuerzas intermoleculares, no el enlace covalente.
  • En general, no conducen la corriente, excepto compuestos muy polares en disolución acuosa.
  • Los compuestos apolares (gasolina) se disuelven en sustancias apolares (benceno), y los compuestos polares se disuelven en disolventes polares.

Propiedades de los Metales

  • Forman redes cristalinas metálicas, donde los cationes están ordenados y los electrones se mueven libremente. Las estructuras más comunes son la cúbica centrada en caras y la hexagonal.
  • Alta conductividad térmica y eléctrica, debido a la movilidad de los electrones de valencia.
  • Gran deformabilidad, permitiendo que sean dúctiles (hilos) y maleables (láminas).
  • Puntos de fusión y ebullición elevados, ya que los átomos están unidos fuertemente en la red metálica.
  • Densidad elevada, debido a sus estructuras compactas.
  • Emisión de electrones o efecto fotoeléctrico, donde la superficie del metal emite electrones al incidir radiación.