Tipos de enlace

Julio César González Torres

Enlace iónicoEl enlace se debe a que los sistemas quedan cargados. Este enlace no es direccionado, por lo cual forma aglomerados tridimensionales.

Enlace iónicoLos enlaces iónicos generan cristales, estables.

Punto de fusión: 801° CPunto de ebullición: 1,465° C

Enlace covalenteEste tipo de enlaces se da entre elementos con

electronegatividades similares.

Los enlaces covalentes pueden formar una amplia gamade compuestos, que van desde unos cuantos átomos,hasta miles de átomos, cada uno de ellos con diferentespropiedades.

Agua Carbón amorfo Cuarzo

Para compuestos finitos, los compuestos forman moléculas con bajos puntos de ebullición. Para

compuestos periódicos los puntos de ebullición son altos.

Punto de fusión: 0° CPunto de ebullición: 100° C

Punto de fusión: 1,700° CPunto de ebullición: 2,230° C

Cuando los compuestos formados por enlaces covalentes tienen estructuras periódicas sus estructuras

pueden comprender miles de átomos.

C‐C SiO2

EnlaceEnergía de 

disociación media [kJ/mol]

C–H  412C–C 348C=C 612C≡C 837C–O 743C–N 305C–F 484C–Cl 338N=N 409O–O 157O–O 463

Principios de química, quinta edición.Atkins, Jones.

Los estados de agregación dependen de las fuerzas intra-moleculares del material.

Puentes de hidrógeno δ

Dipolo-DipoloFuerzas de

dispersión de London

Puentes de hidrógeno

Estado líquido a presión y temperatura ambiente

Dipolo-Dipolo

Fuerzas intra-moleculares que suceden entre moléculas polares.Es decir que tienen una distribución no uniforme de los electrones.

Dipolo-Dipolo

Dipolo-Dipolo

Dipolo inducido – Dipolo inducido

Fuerzas intra-moleculares que suceden entre no polares.

Tienen una distribución uniforme pero se pueden dejar influenciar por otra molécula o por si misma.

Dipolo inducido – Dipolo inducido

¿Qué tipo de enlace intra-molecular es más fuerte?

Estado Sólido

En contraste con los gases que no tienen un volumen ni forma definido,

con el líquido que tiene un volumen definido pero no una forma,

un sólido tiene la habilidad para mantener un volumen y una forma definida, bajo diferentes condiciones.

Este volumen y forma definida es debido a que los átomos del sólido están altamente ordenados

Oro presenta una estructura cúbica centrada en las caras

El hierro presenta una estructura cúbica centrada en el cuerpo

El cuarzo SiO2 presenta una estructura hexagonal compacta

El diamante es el material más duro que se conoce.

Hexagonal CúbicoHexo-octahedro

Cubico centrado en el cuerpo

Cubico centrado en las caras

¿Cuál de los materiales es más duro?

Hexagonal CúbicoHexo-octahedro

Cubico centrado en el cuerpo

Cubico centrado en las caras

Dureza

2.5

Dureza

4

Dureza

7

Dureza

10

¿Por qué?

Hexagonal CúbicoHexo-octahedro

Cúbico centrado en el cuerpo

Cúbico centrado en las caras

Dureza

2.5

Dureza

4

Dureza

7

Dureza

10

Un elemento puede formar diferentes estructuras.

Veamos tres “estructuras” sólidas del carbono.

CúbicoHexo-octahedroAmorfo

Hexagonal

Los siguientes materiales tienen la misma composición, ¿Cómo se explican sus

propiedades?

CúbicoHexo-octahedro

Dureza

10

AmorfoHexagonal

Dureza

2-3

Dureza

1-1.5

La estructura no define totalmente la naturaleza del material.

Cuarzo Hexagonal

Hielo Hexagonal

WurtzitaHexagonal

Estos materiales tienen la misma estructura.

¿Qué explica el orden de dureza en estos materiales?

Cuarzo Hexagonal

Hielo Hexagonal

Wurtzita ZnSHexagonal

Dureza

7

Dureza

3.5-4

Dureza

1.5

¿Cómo se puede endurecer un material?

Cubico centrado en el cuerpo

Dureza: 4

Hierro

Triclínica

Acero

Dureza: 10-15

Enlace metálicoSe da entre elementos del bloque d. Estos se distinguen por tener un número atómico grande, lo cual hace que tenga un gran número de electrones en la capa de valencia.

Debido al efecto pantalla los electrones no están tan atados al núcleo, lo que hace que se muevan “libremente” sobre otros núcleos también parcialmente positivos.

En el modelo de mar de electrones, los electrones no pertenecen a ningún ion, y se mueven constantemente tal como las olas del mar.

Los iones son parcialmente positivos, lo cual genera repulsión entre ellos. Los electrones libres son los que dan la consistencia

(el enlace) al sistema.

Debido al movimiento constante de la densidad electrónica, los iones también presentan oscilaciones periódicas.

Los iones se encuentran en una especie de gelatina, lo cual permite tanto la vibración en la red, como la reestructuración de los iones.

Esto se traduce macroscópicamente en que:-Los metales sean buenos conductores de la temperatura (la red vibra con facilidad).-Los metales tengan brillo (los electrones no atados se pueden excitar con facilidad).-La conducción eléctrica, los electrones fluyen por la red de iones.-La maleabilidad, se reestructuran fácilmente, permitiendo la formación de láminas.