Sustancias Covalentes

Propiedades de las Sustancias Covalentes

• Puntos de fusión y ebullición bajos (en comparación con las sustancias iónicas y metálicas). Estos puntos aumentan en función de la mayor polaridad de las moléculas o del mayor peso molecular. Al ser más fácil crear el dipolo, las uniones serán más fuertes.
• A temperatura ambiente y presión atmosférica, suelen presentarse como gases, aunque a medida que las fuerzas intermoleculares aumentan pueden llegar a ser líquidos e incluso sólidos.
• Solubilidad: Las sustancias polares se disuelven en disolventes polares, mientras que las apolares se disuelven en disolventes apolares.
• Conductividad: Malos conductores, pues no tienen cargas libres, aunque las moléculas polares poseen cierta conductividad.
• Dureza: Blandos y fáciles de rayar. Las moléculas apolares son sólidos blancos, mientras que las polares son algo más duros, ya que las fuerzas que unen las moléculas son algo más grandes.

Sólidos Covalentes

Cuarzo

El cuarzo es una estructura particular en la que cristaliza el dióxido de silicio. Cada átomo de silicio se encuentra enlazado con cuatro de oxígeno y, a su vez, cada oxígeno está unido a dos de silicio mediante enlaces covalentes polares, formando una red tridimensional de gran número de átomos.

Diamante

El diamante es un sólido cristalino covalente, cuyos átomos están unidos mediante enlaces covalentes. En el diamante, los átomos de carbono se unen para formar un retículo cristalino de dimensiones infinitas en la que cada átomo de carbono se une a otros cuatro mediante enlaces covalentes (tipo de enlace que se da entre elementos no metálicos de alta y parecida electronegatividad. En él se produce una compartición de pares de electrones, que se concentran entre los núcleos enlazándolos. El número de pares de electrones compartidos será el necesario para que los dos átomos adquieran una configuración electrónica de gas noble. El enlace covalente es direccional y más fuerte, y su formación también comporta una liberación de energía) formando estructuras tetraédricas. Al producir una fuerza sobre el carbono diamante, se producirá la ruptura de muchos enlaces covalentes, aportando al carbono diamante gran fragilidad. (Elevada dureza, baja reactividad, nula conductividad térmica)

Grafito

El grafito es un sólido covalente con redes en forma de capa. Contiene agrupaciones de átomos de carbono unidos por enlaces covalentes puros de dimensiones infinitas, pero en dos direcciones. De los cuatro electrones que tiene cada uno de los átomos de carbono, tres se utilizan para unirse con un enlace covalente puro a otros tres en un mismo plano, formando estructuras hexagonales de seis átomos, y el cuarto electrón está deslocalizado entre los planos, tratando de unirlos. (Conductor de la electricidad y del calor, carece de la dureza del diamante y se exfolia fácilmente, es decir, se puede laminar)

Propiedades de los Sólidos Covalentes

• Puntos de fusión y ebullición muy altos, por lo que son sólidos a temperatura ambiente.
• Gran dureza.
• Insolubles en todo tipo de disolvente.
• Malos conductores, pues no tienen electrones libres.

Sustancias Iónicas

El enlace iónico se da entre átomos de elementos con elevada diferencia de electronegatividad, entre un metal que pierde uno o varios electrones y un no metal que los captura, resultando iones positivos y negativos que se mantienen unidos por atracciones electrostáticas. Los iones forman una red cristalina que se repite en las tres direcciones del espacio, no formándose con un número limitado de iones, por lo que las fórmulas de los compuestos iónicos son empíricas. Solo dan la idea de las proporciones de átomos existentes en la red cristalina.

Propiedades de las Sustancias Iónicas

• Sólidos a temperatura ambiente.
• Puntos de fusión y de ebullición muy altos, ya que no contienen átomos, sino iones, y puesto que las fuerzas electrostáticas son muy fuertes.
• Son sólidos muy duros, porque las fuerzas electrostáticas que unen los iones son grandes (la dureza es la dificultad que ofrece un cuerpo a ser rayado; para rayar un cuerpo hay que romper muchos enlaces).
• Son frágiles, ya que al haber un ordenamiento tan perfecto en la red, pequeños desplazamientos de los iones hacen que las fuerzas que antes eran de atracción pasen a ser de repulsión.
• En estado sólido no conducen la electricidad, ya que los iones tienen posiciones fijas y carecen de movilidad, pero al fundirse o disolverse en agua se desmorona la red cristalina, quedando los iones en libertad, por lo que estos compuestos fundidos o disueltos conducen la electricidad.
• Los sólidos iónicos son solubles en disolventes polares y no en apolares, ya que las moléculas del disolvente se colocan alrededor de los iones y estos se separan de la red cristalina.
• Cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad de los elementos unidos, mayor será el porcentaje de carácter iónico del enlace.

Sustancias Metálicas

Según el modelo del gas de electrones, se supone al metal compuesto por una red tridimensional de cationes, dentro de un mar formado por los electrones de valencia. Estos electrones se mantienen unidos a la red de cationes mediante atracciones electrostáticas, de modo que ningún electrón está asignado a ningún catión específico. La estructura no se rompe, se deforma. Esto se debe a que son sustancias dúctiles y maleables, debido a la naturaleza de las fuerzas que mantienen unida al sólido, es decir, que siempre que la separación entre los cationes no sea muy grande, la nube electrónica los mantendrá unidos.

• Son buenos conductores eléctricos, ya que los electrones de la nube electrónica se pueden mover con total libertad. Si los metales se calientan, los electrones adquieren mayor energía cinética que se va trasladando por todo el metal.

Punto de Ebullición

Atendiendo a las fuerzas de unión descritas anteriormente, los puntos de ebullición en orden creciente son: N₂ < H₂S < NH₃ < C_diamante (por presentar una red tridimensional de muchos enlaces covalentes).

El Agua

El agua es un disolvente polar y en él solo se pueden disolver sustancias polares. El diamante es insoluble en cualquier tipo de disolvente.