Enlace Químico y Sólidos: Estructura, Propiedades y Clasificación en Química
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Clasificación y Propiedades de los Sólidos
| Tipo de Sólido | Ejemplo de Sustancia | Partículas en el Cristal | Enlaces entre las Partículas | Propiedades |
|---|---|---|---|---|
| Molecular | Sustancias simples o compuestos de elementos no metálicos | Moléculas (estructura multimolecular) | Fuerzas intermoleculares | Temperaturas de fusión y ebullición bajas. No conductores. Solubles en disolventes polares si son polares, y apolares si son apolares. |
| Covalentes Gigantes | Diamante | Átomos (estructura gigante) | Covalente | Temperatura de fusión alta. Duros pero frágiles. No conductores. Insolubles en todo tipo de disolventes. |
| Iónico | Compuestos binarios con una gran diferencia de electronegatividad | Iones positivos y negativos (estructura gigante) | Iónico (atracción electrostática entre iones) | Temperatura de fusión alta. Frágiles. No conductores en estado sólido, pero sí en estado líquido. Solubles en disolventes polares, pero no en apolares. |
| Metálicos | Elementos metálicos | Iones metálicos | Metálico | Temperatura de fusión alta. Duros pero dúctiles y maleables. Densidad alta. Buenos conductores eléctricos en estado sólido y líquido. Insolubles en líquidos polares y apolares. |
Enlace Químico: Definición y Fundamentos
El enlace químico es la unión entre átomos o iones para formar moléculas. Las moléculas, a su vez, pueden unirse mediante fuerzas intermoleculares para formar estructuras multimoleculares.
Tipos de Enlaces Químicos
Enlace Iónico
El enlace iónico se origina como consecuencia de las fuerzas eléctricas entre iones de carga eléctrica de distinto signo, que forman un cristal iónico.
Enlace Covalente
El enlace covalente se origina entre átomos que comparten un par de electrones, de modo que complementan generalmente su capa de valencia.
Enlace Metálico
El enlace metálico se origina como consecuencia de la atracción eléctrica entre los iones positivos del metal y la nube electrónica que los rodea. Sus propiedades características incluyen:
- Brillo metálico
- Alta densidad
- Alta temperatura de fusión y dureza
- Buena conductividad eléctrica y térmica
Fuerzas Intermoleculares
Las fuerzas intermoleculares son interacciones más débiles que los enlaces químicos, pero fundamentales para las propiedades de las sustancias. Incluyen:
Fuerzas Dipolo-Dipolo
Se establecen entre la parte positiva del dipolo de una molécula y la parte negativa del dipolo de otra.
Fuerzas de Dispersión (London)
Se establecen entre moléculas debido a la formación de dipolos instantáneos como consecuencia del movimiento de los electrones.
Puentes de Hidrógeno
Se establecen entre el átomo de hidrógeno de una molécula y otro átomo de pequeño tamaño y alta electronegatividad (flúor, oxígeno o nitrógeno).
Regla del Octeto
Al formarse una molécula o estructura gigante, los átomos que se unen tienden a ganar, perder o compartir electrones hasta completar su capa de valencia con ocho electrones.
Modelo de Lewis
El Modelo de Lewis describe cómo, a medida que se aproximan dos átomos (por ejemplo, de hidrógeno), aparecen fuerzas electrostáticas de atracción entre el núcleo (protón) de un átomo y el electrón del otro, y también fuerzas de repulsión entre los dos núcleos y los dos electrones.
Tipos de Sólidos y sus Propiedades
Sólidos Moleculares
Están formados por moléculas que se mantienen unidas mediante fuerzas intermoleculares. En estado sólido, forman cristales moleculares. Sus propiedades incluyen:
- Pueden ser gaseosos, líquidos o sólidos a temperatura ambiente.
- La temperatura de fusión y ebullición dependen de la intensidad de estas fuerzas.
- Son blandos y frágiles.
- No conducen la corriente eléctrica.
- Solubilidad:
- Sustancias moleculares apolares: Se disuelven bien en disolventes apolares (ej: aguarrás).
- Sustancias moleculares polares: Solubles en disolventes polares (ej: agua).
Sólidos Covalentes Gigantes
Están formados por estructuras gigantes donde los átomos de algunos elementos (como el boro, el carbono o el silicio) se unen mediante enlaces covalentes de modo ininterrumpido. Sus propiedades son:
- Alta temperatura de fusión
- Gran dureza
- Fragilidad
- Baja conductividad eléctrica
- Insolubilidad
Ejemplos: Diamante, grafito y cuarzo.
Sólidos Iónicos
Están formados por redes o estructuras gigantes de iones positivos y negativos. Su cohesión se debe a las fuerzas electrostáticas de atracción entre los iones de carga opuesta. Sus propiedades incluyen:
- Temperatura de fusión muy alta
- Dureza elevada
- Fragilidad
- Solubilidad en disolventes polares
- No conducen la corriente eléctrica en estado sólido (pero sí en estado líquido o disuelto)
Ejemplos: Compuestos formados por elementos de los grupos 1 y 2 del sistema periódico con elementos de los grupos 16 y 17.