Propiedades quimicas de los compuestos ionicos y covalentes
Propiedades de los compuestos iónicos y covalentes laboratorio
(a) Los iones con carga positiva y negativa de un sólido iónico, como el cloruro sódico (NaCl), se mantienen unidos mediante fuertes interacciones electrostáticas. (b) En esta representación del empaquetamiento de moléculas de metano (CH4) en metano sólido, un sólido molecular prototípico, las moléculas de metano se mantienen unidas en el sólido sólo por fuerzas intermoleculares relativamente débiles, aunque los átomos dentro de cada molécula de metano se mantienen unidos por fuertes enlaces covalentes.
Los compuestos covalentes, muestran una amplia gama de propiedades físicas debido a los diferentes tipos de atracciones intermoleculares, como los diferentes tipos de interacciones polares. Los puntos de fusión y ebullición de los compuestos moleculares suelen ser bastante bajos en comparación con los de los compuestos iónicos. Esto se debe a que la energía necesaria para interrumpir las fuerzas intermoleculares entre las moléculas es mucho menor que la energía necesaria para romper los enlaces iónicos en un compuesto iónico cristalino (Figura \(\PageIndex{1}\)) . Los sólidos iónicos suelen fundirse a altas temperaturas y hervir a temperaturas aún más altas. Por ejemplo, el cloruro de sodio se funde a 801 °C y hierve a 1413 °C. (A modo de comparación, el compuesto molecular agua se funde a 0 °C y hierve a 100 °C). La solubilidad en agua de los compuestos moleculares es variable y depende principalmente del tipo de fuerzas intermoleculares implicadas.
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Como has aprendido, los iones son átomos o moléculas con carga eléctrica. Un catión (ion positivo) se forma cuando un átomo neutro pierde uno o más electrones de su capa de valencia, y un anión (ion negativo) se forma cuando un átomo neutro gana uno o más electrones de su capa de valencia.
Los compuestos formados por iones se denominan compuestos iónicos (o sales). Los iones se mantienen unidos por enlaces iónicos: fuerzas electrostáticas de atracción entre cationes y aniones de carga opuesta. Las propiedades de los compuestos iónicos arrojan algo de luz sobre la naturaleza de los enlaces iónicos. Los sólidos iónicos presentan una estructura cristalina y tienden a ser rígidos y quebradizos. También suelen tener puntos de fusión y ebullición elevados, lo que sugiere que los enlaces iónicos son muy fuertes. Los sólidos iónicos también son malos conductores de la electricidad por la misma razón: la fuerza de los enlaces iónicos impide que los iones se muevan libremente en el estado sólido. Sin embargo, la mayoría de los sólidos iónicos se disuelven fácilmente en agua. Una vez disueltos o fundidos (dos procesos diferentes), los compuestos iónicos son excelentes conductores de la electricidad y el calor porque los iones pueden moverse libremente.
Experimento sobre las propiedades de los compuestos iónicos y covalentes
Los compuestos iónicos contienen enlaces iónicos. Un enlace iónico se forma cuando existe una gran diferencia de electronegatividad entre los elementos que participan en el enlace. Cuanto mayor sea la diferencia, más fuerte será la atracción entre el ion positivo (catión) y el ion negativo (anión).
Un ejemplo familiar de compuesto iónico es la sal de mesa o cloruro sódico. La sal tiene un punto de fusión elevado, de 800ºC. Mientras que un cristal de sal es un aislante eléctrico, las soluciones salinas (sal disuelta en agua) conducen fácilmente la electricidad. La sal fundida también es conductora. Si se examinan los cristales de sal con una lupa, se puede observar la estructura cúbica regular resultante de la red cristalina. Los cristales de sal son duros, pero quebradizos: es fácil aplastar un cristal. Aunque la sal disuelta tiene un sabor reconocible, la sal sólida no huele porque tiene una presión de vapor baja.
En cambio, el azúcar es un compuesto covalente. Tiene un punto de fusión más bajo que la sal. Se disuelve en agua, pero no se disocia en iones, por lo que su solución no conduce la electricidad. El azúcar forma cristales, pero se puede oler su dulzor porque tiene una presión de vapor relativamente alta.
Propiedades de los compuestos iónicos y covalentes clave de respuestas de laboratorio
Los enlaces químicos se dividen generalmente en dos tipos fundamentalmente diferentes: iónicos y covalentes. En realidad, sin embargo, los enlaces de la mayoría de las sustancias no son ni puramente iónicos ni puramente covalentes, sino que se sitúan en un espectro entre estos extremos. Aunque los enlaces puramente iónicos y los puramente covalentes representan casos extremos que rara vez se encuentran en sustancias que no sean muy simples, un breve análisis de estos dos extremos ayuda a explicar por qué las sustancias con distintos tipos de enlaces químicos tienen propiedades muy diferentes. Los compuestos iónicos están formados por iones cargados positiva y negativamente que se mantienen unidos por fuertes fuerzas electrostáticas, mientras que los compuestos covalentes suelen estar formados por moléculas, que son grupos de átomos en los que se comparten uno o más pares de electrones entre los átomos enlazados. En un enlace covalente, los átomos se mantienen unidos por la atracción electrostática entre los núcleos cargados positivamente de los átomos enlazados y los electrones cargados negativamente que comparten. Este capítulo se centrará en las propiedades de los compuestos covalentes.