Propiedades de los compuestos según su tipo de enlace
Isidora toma un cristal de sal de mesa y una vela. La sal no se derrite ni en la llama de la cocina, pero la cera se ablanda con el calor de una mano. Las dos son compuestos, ¿por qué se comportan tan distinto? La respuesta está en cómo se mantienen unidas sus partículas. Al final de la página volveremos a esta pregunta.
Dos tipos de compuestos, dos tipos de fuerzas
En el apartado anterior viste que hay dos formas básicas de unir átomos:
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Enlace iónico: un metal cede electrones a un no metal. Se forman iones de carga opuesta ($\text{Na}^+$ y $\text{Cl}^-$) que se atraen por fuerzas eléctricas y se ordenan en un cristal.
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Enlace covalente: dos no metales comparten electrones y forman moléculas ($\text{H}_2\text{O}$, $\text{CH}_4$, $\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$).
La idea clave de esta página: las propiedades dependen de qué hay que vencer para separar las partículas.
| Compuesto iónico | Compuesto covalente molecular | |
|---|---|---|
| Formado por | metal + no metal | no metal + no metal |
| Partículas | iones en un cristal | moléculas |
| Qué se vence al fundir | atracción entre iones (muy fuerte) | atracción entre moléculas (débil) |
Clasifica cada sustancia como compuesto iónico o covalente: sal de mesa ($\text{NaCl}$), azúcar ($\text{C}{12}\text{H}{22}\text{O}{11}$), agua ($\text{H}2\text{O}$) y…
Clasifica cada sustancia como compuesto iónico o covalente: sal de mesa ($\text{NaCl}$), azúcar ($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$), agua ($\text{H}_2\text{O}$) y cal ($\text{CaO}$). Fundamenta cada clasificación en los elementos que la forman.
Punto de fusión y estado de agregación
Para fundir un sólido hay que dar energía hasta que las partículas puedan deslizarse unas sobre otras.
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En un cristal iónico, cada ion está atraído por varios iones vecinos de carga opuesta. Separarlos exige mucha energía: los puntos de fusión son altos (el $\text{NaCl}$ funde a $801\ °\text{C}$) y a temperatura ambiente son sólidos cristalinos.
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En un compuesto molecular, dentro de cada molécula los átomos están muy unidos, pero entre moléculas la atracción es débil. Para fundir o hervir solo se separan moléculas, sin romper los enlaces internos. Por eso los puntos de fusión son bajos y pueden ser sólidos blandos, líquidos o gases a temperatura ambiente.
| Sustancia | Tipo | Punto de fusión | Estado a 20 °C |
|---|---|---|---|
| $\text{NaCl}$ | iónico | $801\ °\text{C}$ | sólido |
| $\text{MgO}$ | iónico | unos $2.800\ °\text{C}$ | sólido |
| $\text{H}_2\text{O}$ | covalente | $0\ °\text{C}$ | líquido |
| $\text{CH}_4$ (metano) | covalente | $-182\ °\text{C}$ | gas |
Completa la comparación entre compuestos iónicos y covalentes moleculares. Indica, para cada tipo, si lo habitual es que tengan puntos de fusión altos o bajos, y si a…
Completa la comparación entre compuestos iónicos y covalentes moleculares. Indica, para cada tipo, si lo habitual es que tengan puntos de fusión altos o bajos, y si a temperatura ambiente suelen ser sólidos cristalinos, líquidos o gases.
Explica por qué los compuestos iónicos tienen puntos de fusión altos, mientras que muchos compuestos covalentes moleculares, como el agua o el metano, tienen puntos de…
Explica por qué los compuestos iónicos tienen puntos de fusión altos, mientras que muchos compuestos covalentes moleculares, como el agua o el metano, tienen puntos de fusión bajos. Relaciona tu explicación con lo que debe vencerse en cada caso: las fuerzas entre iones o las fuerzas entre moléculas.
Fragilidad: por qué la sal se quiebra
Los cristales iónicos son duros pero frágiles: si los golpeas, se parten en vez de doblarse.
El motivo está en el orden de las cargas. En el cristal, cada ion tiene como vecinos a iones de carga opuesta. Si un golpe desplaza una capa de iones una posición, quedan frente a frente iones de igual carga, que se repelen. La repulsión separa las capas y el cristal se fractura.
En un sólido molecular como la cera, las moléculas solo se atraen débilmente y no hay cargas: al golpearlas, se deslizan y el material se deforma sin romperse.
Benjamín golpea con un martillo un cristal de sal y otro de cera de vela. El cristal de sal se quiebra en fragmentos, mientras que la cera se deforma. Explica la…
Benjamín golpea con un martillo un cristal de sal y otro de cera de vela. El cristal de sal se quiebra en fragmentos, mientras que la cera se deforma. Explica la fragilidad del cristal iónico considerando lo que ocurre con las posiciones de los iones al desplazarse unas capas respecto de otras y cómo cambian las fuerzas eléctricas entre ellos.
Conducción eléctrica y solubilidad
Una sustancia conduce la electricidad si tiene partículas con carga que se puedan mover.
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Compuesto iónico sólido: los iones existen, pero están fijos en el cristal. No conduce.
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Compuesto iónico fundido o disuelto en agua: los iones quedan libres y se desplazan. Sí conduce.
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Compuesto covalente molecular: las moléculas son neutras, no hay cargas libres. No conduce ni sólido, ni fundido, ni disuelto (con pocas excepciones que no veremos).
| Estado | Iónico | Covalente molecular |
|---|---|---|
| Sólido | no conduce | no conduce |
| Fundido | conduce | no conduce |
| Disuelto en agua | conduce | no conduce |
Es lo que pasa con el agua con sal: por eso un celular que se moja en el mar se echa a perder, y por eso la sal de las rejas de Valparaíso acelera la corrosión.
Solubilidad. Muchos compuestos iónicos se disuelven en agua porque las moléculas de agua, que tienen zonas con carga parcial, rodean a los iones y los separan del cristal. Muchos covalentes también se disuelven (el azúcar), pero sin liberar iones: la solución no conduce. Otros covalentes, como la parafina, casi no se disuelven en agua.
Explica por qué el cloruro de sodio sólido no conduce la electricidad, pero sí lo hace cuando se disuelve en agua. Menciona en tu respuesta qué partículas permiten el…
Explica por qué el cloruro de sodio sólido no conduce la electricidad, pero sí lo hace cuando se disuelve en agua. Menciona en tu respuesta qué partículas permiten el paso de la corriente.
Clasificar una sustancia a partir de datos
Con una tabla de propiedades puedes deducir el tipo de enlace. Busca primero los datos más decisivos: conducción al fundir o disuelta, y punto de fusión.
Cuidado con los casos que no encajan. Algunas sustancias, como el diamante o el cuarzo ($\text{SiO}_2$), son covalentes pero forman una red gigante de átomos unidos por enlaces covalentes en todas direcciones. Tienen puntos de fusión altísimos, son insolubles y no conducen. Si en una tabla ves punto de fusión alto, insoluble y sin conducción, los datos no bastan para decidir entre iónico y red covalente: harían falta más pruebas, como medir la conducción al fundir (el iónico conduce).
Florencia midió propiedades de dos sustancias blancas, A y B, en el laboratorio del liceo: | Sustancia | Punto de fusión | Soluble en agua | Conduce electricidad…
Florencia midió propiedades de dos sustancias blancas, A y B, en el laboratorio del liceo:
| Sustancia | Punto de fusión | Soluble en agua | Conduce electricidad disuelta |
|---|---|---|---|
| A | $801\ °\text{C}$ | Sí | Sí |
| B | $186\ °\text{C}$ | Sí | No |
Clasifica cada sustancia como iónica o covalente y justifica tu elección con los datos de la tabla.
En un laboratorio se analizan tres sustancias sólidas, X, Y y Z, a temperatura ambiente: | Sustancia | Punto de fusión | Solubilidad en agua | Conductividad del sólido |…
En un laboratorio se analizan tres sustancias sólidas, X, Y y Z, a temperatura ambiente:
| Sustancia | Punto de fusión | Solubilidad en agua | Conductividad del sólido | Conductividad al fundirse |
|---|---|---|---|---|
| X | $770\ °\text{C}$ | Alta | No conduce | Conduce |
| Y | $63\ °\text{C}$ | Baja | No conduce | No conduce |
| Z | $1.100\ °\text{C}$ | Insoluble | No conduce | No conduce |
Clasifica X e Y según su tipo de enlace y justifica con los datos. Para la sustancia Z, que no encaja en ninguno de los dos patrones anteriores, explica por qué la tabla no permite clasificarla con certeza y qué otro dato o ensayo necesitarías.
Elegir materiales según el enlace
Conocer el enlace permite decidir para qué sirve una sustancia.
Para argumentar bien, usa siempre este esquema: tipo de enlace → partículas presentes → ¿pueden moverse? → propiedad.
Antonella debe elegir un material para fabricar el aislante de un cable y otro para un electrodo que deba conducir corriente al estar fundido. Dispone de dos sustancias:…
Antonella debe elegir un material para fabricar el aislante de un cable y otro para un electrodo que deba conducir corriente al estar fundido. Dispone de dos sustancias: cloruro de potasio, $\text{KCl}$, y parafina, formada por moléculas covalentes de carbono e hidrógeno. Argumenta cuál conviene en cada caso, explicando el comportamiento eléctrico de cada una en estado sólido y fundido a partir de su tipo de enlace y de la presencia o ausencia de partículas con carga que puedan moverse.
Resumen
Vuelve al principio: la sal no se derrite en la llama porque sus iones se atraen con mucha fuerza en el cristal; la cera se ablanda porque solo hay que separar moléculas que se atraen débilmente.