Fundamentos del Enlace Químico y Estructura Molecular: Tipos y Propiedades

Conceptos Fundamentales del Enlace Químico y Estructura de la Materia

El enlace químico es la fuerza de unión entre átomos, moléculas e iones, cuyo objetivo es formar estructuras más estables y con menor energía. Este proceso tiene lugar mediante la ganancia, pérdida o compartición de electrones, buscando en ambos casos alcanzar la estructura de gas noble.

Tipos de Enlaces y Uniones Intermoleculares

1. Enlace Covalente

Los átomos no metálicos se unen mediante enlace covalente.

2. Uniones entre Moléculas

Las moléculas se unen a otras moléculas mediante fuerzas intermoleculares, enlazando estructuras multimoleculares.

3. Redes Gigantes Covalentes

El carbono y el silicio se enlazan formando redes gigantes que resultan en cristales muy duros y con un punto de fusión elevado.

4. Enlace Metálico

Los metales se unen mediante enlaces metálicos. Los electrones de valencia se mueven a través de los cristales entre los iones positivos ($\text{Iones}^+$). Estos materiales son:

• Conductores de electricidad.
• Conductores de calor.
• Dúctiles y maleables.

5. Enlace Iónico

Los iones positivos ($\text{Iones}^+$) y negativos ($\text{Iones}^-$) se unen mediante enlace iónico. Estos compuestos presentan:

• Elevados puntos de fusión.
• Son muy frágiles.

Geometría de las Moléculas: Modelo de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia (RPEV)

El modelo de repulsión de los pares de electrones de valencia nos permite predecir los ángulos que forman los enlaces en una molécula.

1. Los pares de electrones de la capa de valencia se representan por nubes o globos de carga eléctrica negativa ($-$).
2. Los pares enlazantes y los pares solitarios se disponen lo más alejado posible entre sí para minimizar la repulsión.

Fuerzas Intermoleculares (FIM)

Son las fuerzas que generan la unión de varias moléculas y son responsables de que, al enfriar los elementos, se formen líquidos y sólidos.

1. Fuerza Dipolo-Dipolo

Al formarse un enlace covalente, el par de electrones compartido es atraído con más fuerza por el átomo más electronegativo, adquiriendo este un exceso de carga negativa ($\delta^-$). El átomo menos electronegativo adquiere un exceso de carga positiva ($\delta^+$). Dos dipolos se acercan y se unen por atracción.

2. Fuerzas de Dispersión de London

Son fuerzas intermoleculares que se establecen entre las moléculas debido a la formación de dipolos instantáneos.

3. Enlace por Puente de Hidrógeno

Los enlaces por puente de hidrógeno son fuerzas intermoleculares intensas que se establecen entre el átomo de $\text{H}$ de una molécula y un átomo muy electronegativo de otra molécula, específicamente $\text{F}$ (Flúor), $\text{O}$ (Oxígeno) o $\text{N}$ (Nitrógeno).

Propiedades de las Sustancias de Acuerdo con su Enlace

Sustancias Moleculares (Covalentes simples)

1. Presentan fuerzas de atracción débiles, resultando en puntos de fusión y ebullición bajos.
2. Son blandas y frágiles.
3. No conducen corriente eléctrica.
4. La solubilidad varía según su constitución.

Sólidos Covalentes (Redes Gigantes)

1. Presentan altas temperaturas de fusión.
2. Presentan gran dureza.
3. Son muy frágiles.
4. Tienen baja conductividad eléctrica.
5. No son solubles (generalmente).

Sólidos Iónicos

1. Presentan temperaturas de fusión y ebullición muy altas.
2. Son sólidos duros, casi no pueden ser rayados.
3. Son frágiles.
4. Son solubles en agua.
5. Si están disueltos o fundidos, son buenos conductores de la electricidad.

Propiedades del Enlace Metálico

1. Presentan brillo metálico.
2. Alta densidad.
3. Altas temperaturas de fusión.
4. Son muy duros.
5. Conductores de electricidad y calor.
6. Todos son sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio ($\text{Hg}$).
7. Presentan efecto termoiónico y fotoeléctrico.