Fundamentos de Enlaces Químicos: Propiedades y Características de Compuestos Iónicos, Covalentes y Metálicos

Introducción a los Enlaces Químicos

Los átomos interactúan entre sí de diversas maneras para formar especies cargadas o compuestos estables. Estas interacciones fundamentales se clasifican principalmente en tres tipos de enlaces:

• Enlace Iónico: Cediendo o aceptando electrones de otros átomos para formar especies cargadas (iones).
• Enlace Covalente: Compartiendo electrones con los átomos de otros elementos.
• Enlace Metálico: Aportando electrones que se mueven libremente a través de un numeroso conglomerado de átomos.

Enlace Iónico y Propiedades de los Compuestos Iónicos

Formación del Enlace Iónico

Los metales y los no metales reaccionan formando compuestos iónicos. En este proceso, el átomo metálico pierde electrones y se convierte en un catión (ion positivo), mientras que el átomo del no metal acepta esos electrones y se transforma en anión (ion negativo).

Propiedades de las Sustancias Iónicas

Las sustancias iónicas o compuestos iónicos poseen características distintivas debido a la gran fortaleza de los enlaces iónicos:

• Poseen elevados puntos de fusión y ebullición.
• Los cristales iónicos son duros, pero frágiles.
• Son malos conductores del calor y de la electricidad en estado sólido.
• Sin embargo, en estado fundido o en disolución, los iones pueden moverse con facilidad, lo que les permite conducir la electricidad.

Enlace Covalente y Propiedades de las Sustancias Covalentes

Formación del Enlace Covalente

Cuando dos átomos, como los de hidrógeno, se aproximan lo suficiente, sus capas de valencia se solapan de modo que los electrones son compartidos por igual. Las fuerzas que operan entre los núcleos y los electrones compartidos son muy intensas.

Tipos y Propiedades de Sustancias Covalentes

Sustancias Covalentes Moleculares

Estas sustancias poseen propiedades específicas:

• Poseen puntos de fusión y ebullición bajos (muchas de ellas por debajo de la temperatura ambiente, lo que las hace ser líquidos o gases en condiciones ordinarias).
• Son malos conductores del calor y de la electricidad.
• No suelen disolverse en agua, debido a que sus moléculas son neutras y carecen de iones y electrones libres.

Sustancias Covalentes Atómicas o Sólidos Covalentes

Debido a la gran fortaleza de sus enlaces, se trata de sustancias:

• Sólidas con puntos de fusión muy elevados.
• Transparentes.
• Duras.
• Insolubles en la mayoría de los disolventes.

Enlace Metálico y Propiedades de los Metales

Propiedades Generales de los Metales

Los metales presentan un conjunto de propiedades características:

• La mayoría son densos y muy resistentes, capaces de soportar elevadas presiones y esfuerzos mecánicos.
• Pueden extenderse fácilmente en láminas (maleabilidad) o en hilos (ductilidad).
• Conducen bien el calor y la electricidad.
• La mayoría poseen elevados puntos de fusión y ebullición.
• Son opacos y presentan un brillo característico en cortes recientes (brillo metálico).
• No se disuelven en la mayoría de los disolventes.

Modelo del Electrón Libre

En un sólido metálico, los átomos se empaquetan de forma muy compacta, dando lugar a una estructura gigante tridimensional o cristal metálico. Este modelo explica varias de sus propiedades:

• La alta densidad de los metales es consecuencia del empaquetamiento compacto de los átomos en el cristal.
• Los altos puntos de fusión y las dificultades para disolverse en la mayoría de los disolventes son consecuencia de las intensas fuerzas que operan entre los átomos del metal.
• La maleabilidad y la ductilidad tienen su explicación en el hecho de que, al deslizar unos planos de átomos sobre otros, no aparecen fuerzas de repulsión, como sí ocurriría en los compuestos iónicos.
• La excelente conductividad eléctrica y térmica se debe a la presencia de electrones libres que pueden moverse con facilidad a través de la estructura.
• Los metales son opacos debido a la interacción de la luz con estos electrones libres.