Ejemplos Cotidianos de Compuestos Iónicos
Los compuestos iónicos son comunes en la vida cotidiana, encontrándose en la sal de mesa (cloruro de sodio, NaCl), el bicarbonato de sodio (NaHCO3) utilizado en repostería, y el carbonato de calcio (CaCO3) presente en antiácidos. Estos ejemplos demuestran la relevancia de los enlaces iónicos en la formación de sustancias de uso diario.Configuración Electrónica y Formación de Iones
Los elementos del grupo 1A, como el sodio, pierden un electrón para formar cationes con carga +1, alcanzando una configuración electrónica estable similar al gas noble más cercano, el neón. Los elementos del grupo 2A pierden dos electrones para formar cationes con carga +2. En contraste, los no metales como el cloro ganan un electrón para formar aniones con carga -1, logrando una configuración electrónica similar al argón. Los radios iónicos cambian al perder o ganar electrones, siendo generalmente menores en cationes y mayores en aniones en comparación con sus átomos neutros.Enlace Covalente y Compartición de Electrones
Los enlaces covalentes se forman cuando átomos no metálicos comparten pares de electrones para satisfacer la regla del octeto, resultando en la formación de moléculas con orbitales solapados. La capacidad de un átomo para formar enlaces covalentes está relacionada con la cantidad de electrones que necesita para completar su capa de valencia.Enlace Metálico y Propiedades de los Metales
El enlace metálico se caracteriza por una estructura de cationes metálicos inmersos en un mar de electrones deslocalizados, lo que confiere a los metales su capacidad para conducir electricidad y calor. Además, esta estructura permite que los metales sean dúctiles y maleables, ya que las capas de cationes pueden deslizarse unas sobre otras sin romper la red de enlace. Los metales suelen ser sólidos a temperatura ambiente, con excepción del mercurio, y tienen altas densidades y puntos de fusión y ebullición.Teoría de Bandas y Conductividad
La teoría de bandas, derivada de la mecánica cuántica, explica la conductividad en los metales a través de la existencia de bandas de energía continuas y zonas de energía prohibida. Los conductores tienen bandas de conducción parcialmente llenas, lo que permite el flujo de electrones. Los aislantes poseen un amplio gap energético entre la banda de valencia y la banda de conducción, impidiendo el flujo de electrones. Los semiconductores tienen un gap más estrecho, lo que permite el flujo de electrones bajo ciertas condiciones, como la adición de energía térmica o lumínica.Semiconductores Intrínsecos y Extrínsecos
Los semiconductores intrínsecos, como el silicio puro, tienen una banda de conducción accesible con una excitación energética moderada. Los semiconductores extrínsecos se crean al introducir impurezas, como átomos de fósforo en la red cristalina de silicio, generando niveles de energía adicionales que facilitan la conductividad. El proceso de dopaje permite modificar las propiedades eléctricas de los semiconductores, siendo esencial en la fabricación de dispositivos electrónicos.Fuerzas de Dispersión y Dipolos Temporales
Las fuerzas de dispersión o fuerzas de London son interacciones débiles que ocurren entre moléculas no polares debido a la formación momentánea de dipolos temporales. Estas fuerzas son consecuencia de fluctuaciones en la distribución electrónica y son más notables en moléculas de mayor tamaño. Aunque son las más débiles de las fuerzas intermoleculares, juegan un papel crucial en la determinación de las propiedades físicas de las sustancias, como los puntos de ebullición y fusión.