Fundamentos de la Unión Química: Enlaces y Fuerzas Intermoleculares

Repaso de Conceptos Fundamentales

Átomos Aislados

Los gases nobles son los únicos elementos químicos cuyos átomos se presentan aislados a temperatura ambiente, dando lugar a sustancias gaseosas.

Cristales

Es una agrupación de muchos átomos o iones con una estructura interna ordenada que se extiende en las tres direcciones del espacio.

Moléculas

Es una estructura eléctricamente neutra formada por un grupo concreto de átomos no metálicos, unidos siempre de la misma manera.

1. El Enlace Químico

Es el conjunto de fuerzas que mantienen unidas las partículas que forman las especies químicas. Se clasifican en dos tipos principales:

• Enlace químico entre átomos.
• Fuerzas intermoleculares.

1.1. Enlace Químico entre Átomos

Fuerzas que mantienen unidos los átomos que forman una molécula.

1.2. Fuerzas Intermoleculares

Conjunto de fuerzas que unen las moléculas.

Tipos de Enlaces Químicos

2. Enlace Iónico

Se establece cuando se combina un metal y un no metal. El enlace iónico resulta de la fuerza de atracción electrostática entre aniones y cationes. La fórmula del compuesto iónico indica la proporción en que se combinan los átomos.

Propiedades de los Compuestos Iónicos

• A temperatura ambiente son sólidos cristalinos.
• Son duros porque para rayarlos hay que separar los iones positivos y negativos.
• Son frágiles porque al golpearlos se enfrentan iones del mismo signo, provocando la ruptura.
• Se disuelven en agua (disolventes polares).
• Conducen la corriente eléctrica cuando están fundidos o disueltos, pero no en estado sólido.

3. Enlace Covalente

Se establece cuando se combinan átomos de elementos no metálicos. Existen dos tipos de sustancias covalentes: moleculares y atómicas (cristales covalentes).

Tipos de Enlace Covalente (Según el número de pares de electrones compartidos)

1. Enlace Covalente Simple: Se comparte un par de electrones. Ej: Cl₂.
2. Enlace Covalente Doble: Se comparten dos pares de electrones. Ej: O₂.
3. Enlace Covalente Triple: Se comparten tres pares de electrones. Ej: N₂.

Sustancias Covalentes Moleculares

Estructura neutra en la que un grupo concreto de átomos no metálicos se unen siempre de la misma manera.

Propiedades de las Sustancias Covalentes Moleculares

• Pueden ser sólidas, líquidas o gases.
• Son blandas y poco resistentes a los golpes.
• No conducen la electricidad porque no tienen electrones libres ni existen iones.
• Se disuelven en otras sustancias de polaridad semejante.

3.1. Cristales Covalentes (Sustancias Covalentes Atómicas)

Un número indeterminado de átomos se unen unos a otros mediante enlaces covalentes, formando una red tridimensional. Ejemplos: diamante, grafito, sílice.

Propiedades de los Cristales Covalentes

• Son sólidos a temperatura ambiente.
• Son extremadamente duros.
• No conducen la electricidad (excepto el grafito).
• Son insolubles en todo tipo de disolventes.

4. Enlace Metálico

Se debe a la atracción electrostática entre la “nube” o “mar” de electrones de valencia deslocalizados y los iones positivos (cationes) que quedan en la red cristalina.

Propiedades de los Metales

• Casi todos son sólidos a temperatura ambiente.
• Son buenos conductores del calor y de la electricidad.
• Son dúctiles, maleables y se pueden rayar.

5. Fuerzas Intermoleculares

Son las fuerzas de atracción existentes entre las moléculas de las sustancias covalentes. Las fuerzas intermoleculares entre moléculas polares son generalmente más fuertes que entre moléculas apolares.

Tipos de Fuerzas Intermoleculares (Ordenadas por fuerza decreciente)

1. Puentes de Hidrógeno: Las más fuertes.
2. Fuerzas Dipolo-Dipolo: Entre moléculas polares.
3. Fuerzas de Dispersión de London: Entre moléculas apolares (las más débiles).