Enlace Metálico y Fuerzas Intermoleculares: Propiedades y Ejemplos

Química: Enlace Metálico y Fuerzas Intermoleculares

Enlace Metálico

El enlace metálico se produce entre los átomos de los metales. Se considera que una porción de metal está constituida por una red de cationes, entre los cuales se mueven con bastante libertad los electrones, formando una “nube” o un “mar de electrones”. La unión se establece entre los cationes (iones metálicos con carga positiva) y la nube electrónica con carga negativa. Entonces, los metales pueden considerarse como una red de iones positivos sumergida en un “mar de electrones”. Cuando los metales están en estado sólido, sus átomos forman redes cristalinas metálicas, en donde no es posible reconocer moléculas (todos los cationes que hay formando el cristal constituyen una “molécula gigante”).

Propiedades de los Metales

• Brillo característico: se debe a la movilidad de los electrones: la luz que incide sobre un metal es absorbida por los electrones libres que se mueven rápidamente emitiendo energía radiante que se aprecia como brillo.
• Conductividad eléctrica: la corriente eléctrica es el desplazamiento de los electrones; éstos, al llegar a un trozo de metal, repelen los electrones externos libres de dicho metal por tener carga de igual signo y hacen que circulen a través del mismo.
• Maleabilidad y ductilidad: la facilidad con que pueden deslizarse unas capas sobre otras hace que sea muy fácil producir láminas delgadas o hilos metálicos.
• Insolubilidad: no se disuelven en ninguno de los solventes conocidos.
• Cristales: la red cristalina está constituida por cationes dentro de una “nube electrónica”.

Fuerzas Intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción que se producen entre las moléculas. Pueden ser de distinta intensidad y mantienen más o menos a las moléculas unidas entre sí. Estas fuerzas determinan las propiedades que caracterizan a las distintas sustancias, tales como el estado de agregación, punto de ebullición, etc.

Se denominan fuerzas de Van der Waals, y se pueden mencionar:

• Fuerzas de London: en las moléculas no polares puede producirse transitoriamente un desplazamiento relativo de los electrones originando un polo positivo y otro negativo (dipolo transitorio) que determinan una atracción entre dichas moléculas. Estas fuerzas de atracción son muy débiles y su intensidad es proporcional al grado de polarización momentáneo que se produce en las moléculas.
• Dipolo-dipolo inducido: en ciertas ocasiones, una molécula polar, al estar próxima a otra no polar, induce en ésta un dipolo transitorio, produciendo una fuerza de atracción intermolecular llamada dipolo-dipolo inducido.
• Dipolo-dipolo: cuando dos moléculas polares se aproximan, se produce una atracción entre el polo positivo de una de ellas y el negativo de la otra. Esta fuerza de atracción entre dos dipolos es tanto más intensa cuanto mayor es la polarización de dichas moléculas polares y se observa en las moléculas formadas por unión covalente polar.
• Unión puente de hidrógeno: en ciertas sustancias, constituidas por un elemento muy electronegativo y el hidrógeno, se observa una forma de atracción entre sus moléculas, denominada unión puente de hidrógeno.

El Caso del Agua

• Punto de ebullición: como consecuencia de la formación de conglomerados moleculares por la unión puente de hidrógeno, su punto de ebullición se eleva a 100°C y entonces a la temperatura ambiente es líquida.
• Densidad: aumenta alcanzando su máximo valor a 4°C. Una de sus consecuencias más importantes es que evita que en invierno los lagos y lagunas, al congelarse, se solidifiquen por completo. El agua fría de la superficie, por su mayor densidad, desciende hacia el fondo, mientras que la más caliente sube a la superficie donde se enfría y vuelve a descender. Mientras tanto, el agua superficial sigue enfriándose hasta convertirse en hielo, el cual forma una capa aislante que flota sobre la masa líquida (en ésta siguen viviendo la flora y fauna acuáticas).
• Calor específico: el calor específico del agua es igual a 1 caloría/g.°C, siendo superior al de la mayoría de las sustancias; esto significa que para calentar agua hasta una cierta temperatura se requiere mayor cantidad de calor que para calentar a la misma temperatura igual masa de otra sustancia. El elevado calor específico que presenta esta sustancia se debe al hecho de que es necesario suministrar calor suficiente para romper algunas uniones puente de hidrógeno.
• Tensión superficial: entre los líquidos más comunes, el agua es el que tiene uno de los valores más altos de tensión superficial. Esto demuestra que las fuerzas de cohesión intermoleculares debidas a las uniones puente de hidrógeno son muy intensas. Una consecuencia directa de esta característica es que las gotas tienden a adoptar una forma esférica.
• Presión de vapor: en los líquidos, las moléculas de su superficie pueden vencer la atracción que ejercen sobre ellas las otras moléculas y pasar a la fase gaseosa; de esta manera se genera una cierta cantidad de vapor que ejerce una determinada presión de vapor. En el caso del agua, el valor de presión de vapor es bajo en comparación con el de otros líquidos.