Propiedades y Comportamiento de Enlaces Metálicos, Covalentes y Fuerzas de Van der Waals

Características del Enlace Metálico: Conductividad Eléctrica

Los materiales con enlace metálico presentan las siguientes características:

• Temperaturas de fusión y ebullición muy elevadas.
• Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio, que es líquido).
• Buenos conductores de la electricidad (nube de electrones deslocalizada) y del calor (facilidad de movimiento de electrones y de vibración de los restos atómicos positivos).
• Son dúctiles (facilidad de formar hilos) y maleables (facilidad de formar láminas) al aplicar presión. Esto no ocurre en los sólidos iónicos ni en los sólidos covalentes, dado que al aplicar presión en estos casos, la estructura cristalina se rompe.
• Son en general duros (resistentes al rayado).
• La mayoría se oxida con facilidad.

¿Por qué los Metales Conducen Bien la Electricidad?

Todos sabemos que existe una unidad muy pequeña en cualquier elemento o material: los átomos. Bien, todo átomo es una partícula neutra, con carga positiva en el centro y electrones de carga negativa en las diferentes órbitas externas. La carga eléctrica de cada elemento se determina de acuerdo a su estructura atómica. Los metales tienen varios millones de átomos, cada uno con dos o tres electrones en su órbita externa (electrones de valencia). Estos electrones de valencia, en los metales, se caracterizan por una tendencia a liberarse para lograr cierta estabilidad en cuanto a la configuración de los mismos. Cabe destacar que, en cambio, en su gran mayoría, los no metales tienen entre unos cuatro y ocho electrones de valencia, que carecen de esta tendencia.

Los átomos de los metales se unen formando enlaces metálicos que le dan una estructura más estrecha y estable al metal en sí. Esos átomos liberados forman una suerte de nube de electrones, la cual conduce la electricidad con suma facilidad. Cuando se aplica un campo eléctrico al material, los electrones de la misma comienzan a fluir desde un extremo del metal a otro libremente. Lo mismo ocurre con el calor en la conductividad térmica.

Flotabilidad del Hielo: Una Propiedad Clave para la Vida

¿Por qué Flota el Hielo en el Agua?

Al bajar la temperatura se favorece la formación de nuevos enlaces y cuando el agua se vuelve sólida se sabe que cada molécula de agua se coordina tetraédricamente con otras cuatro moléculas, formando una estructura muy abierta con grandes espacios entre las moléculas. Esto determina que la densidad del agua sólida sea menor que la del agua líquida, razón por la cual el agua sólida (hielo) flota sobre el agua líquida. El hecho de que el hielo flote sobre el agua líquida tiene una importancia crucial en la vida, ya que el hielo que flota en superficie hace de colchón térmico, impidiendo que la congelación de lagos o mares prosiga. Así el agua se mantiene líquida, haciendo posible la vida, cosa que no ocurriría si el hielo tuviera una densidad mayor que la del agua líquida y se hundiera.

Punto de Ebullición del Enlace Covalente

Tanto el punto de fusión como el punto de ebullición del enlace covalente son bajos.

Fuerzas de Van der Waals: Interacciones Dipolo-Dipolo

Las fuerzas o interacciones de Van der Waals son las fuerzas atractivas o repulsivas entre moléculas (o entre partes de una misma molécula) distintas a aquellas debidas a un enlace intramolecular o a la interacción electrostática de iones con otros o con moléculas neutras.

Tipos de Fuerzas de Van der Waals

Hay distintos tipos de fuerzas:

• Fuerza entre dos dipolos permanentes (Fuerzas de Keesom): Si las interacciones son entre moléculas que están polarizadas de manera permanente. (Por ejemplo, las moléculas de agua que atraen otras moléculas de agua u otras moléculas polares).
• Fuerza entre un dipolo permanente y un dipolo inducido (Fuerzas de Debye): Cuando un dipolo inducido interactúa con una molécula que tiene un momento dipolar permanente. (Ejemplo: las fuerzas entre las moléculas de agua y las de tetracloruro de carbono).
• Fuerza entre dos dipolos inducidos instantáneamente (Fuerzas de London): Si las interacciones son entre dos dipolos que están inducidos en los átomos o moléculas. (Ejemplo: el tetracloruro de carbono).