Explorando la Tabla Periódica y los Enlaces Químicos: Propiedades y Conceptos Fundamentales

Organización de los Elementos: La Tabla Periódica

Conceptos Clave

• Grupos (columnas): Conjunto de elementos que tienen el mismo número de electrones en su última capa y, por lo tanto, propiedades químicas muy parecidas.
• Periodos (filas): Conjunto de elementos que tienen el mismo número de capas electrónicas.
• Sistema periódico: La ordenación de todos los elementos conocidos por orden creciente de número de protones que tienen.

Fuerzas Entre Moléculas

Fuerzas Intermoleculares

Se llaman fuerzas intermoleculares a las que se ejercen entre sí unas moléculas con otras en aquellas sustancias que tienen moléculas independientes. Estas fuerzas se deben al desplazamiento de los electrones de enlace que se produce dentro de la molécula debido a la diferencia de electronegatividad de los átomos que forman el enlace. Este desplazamiento electrónico ocasiona dipolos en la molécula que hacen que aparezcan fuerzas de atracción eléctrica con otras moléculas.

Las fuerzas intermoleculares son de dos tipos:

• Fuerzas de Van der Waals
• Puentes de hidrógeno

Electronegatividad

La electronegatividad es la tendencia que tiene un átomo a atraer hacia sí los electrones de enlace. El átomo más electronegativo es el flúor, seguido del oxígeno, y el menos electronegativo es el francio, seguido del cesio.

Tipos de Enlaces Químicos

Enlace Covalente

El enlace covalente se forma entre átomos que tienen déficit de electrones. Cuando dos átomos con déficit de electrones se encuentran, solapan sus órbitas entre sí y forman una zona común donde comparten tantos electrones como déficit tengan. A esta zona de solapamiento se le llama orbital molecular. Esta zona hace que los dos átomos permanezcan unidos mediante lo que llamamos enlace covalente.

Propiedades de las Sustancias Covalentes

• El enlace covalente se forma entre átomos que están situados a la derecha del sistema periódico, es decir, entre no metales.
• A diferencia de los compuestos iónicos, aquí sí se forman moléculas independientes.
• Los puntos de fusión y ebullición son bajos, por lo que estas sustancias serán gases o líquidos a temperatura ambiente.
• Son poco o nada solubles en agua y sí son solubles en disolventes apolares.
• No son buenos conductores del calor ni de la electricidad.

Redes Covalentes

Una excepción al comportamiento de las sustancias covalentes se produce cuando los átomos que forman el enlace son el carbono y el silicio, generalmente. Debido a que tienen 4 electrones en su última capa y a su pequeño tamaño, forman enlaces covalentes con ellos mismos y con otros átomos en las tres dimensiones del espacio, originando redes tridimensionales de extrema fortaleza. Esto da lugar a sustancias duras, de altos puntos de fusión y ebullición y de alta resistencia. Por ejemplo, el grafito (aunque presenta propiedades particulares) y el diamante.

Enlace Metálico

Se forma entre átomos situados en el centro y a la izquierda del sistema periódico, es decir, entre metales. Estos átomos se caracterizan porque tienen exceso de electrones o, lo que es lo mismo, tienden a perder electrones para alcanzar la configuración de gas noble más próximo. Para conseguir esto, los átomos metálicos echan a una zona común, llamada mar de electrones o nube electrónica (asociada a la capa de valencia), los electrones sobrantes, que pasan a ser compartidos por todos los átomos. De esta forma, se genera una serie de iones positivos que permanecen unidos por la nube electrónica que los rodea. Los electrones de la nube pueden circular entre los iones positivos, manteniéndolos unidos.

Propiedades de las Sustancias Metálicas

• Tienen puntos de fusión y ebullición medios o altos.
• Son poco solubles en agua.
• Son buenos conductores del calor y de la electricidad debido a la libertad de movimiento de los electrones de la nube electrónica (capa de valencia).
• Son dúctiles (pueden formar hilos) y maleables (pueden formar láminas) debido a que, cuando se deforman, no se rompen las estructuras atómicas fácilmente, sino que las capas de iones pueden deslizarse unas sobre otras.