Diferencia entre revisiones de «Enlace iónico»
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| + | El enlace iónico involucra la formación de un sólido cristalino ordenado, en el que se distribuyen espacialmente los iones con carga positiva (cationes y los iones con carga negativa (aniones) siguiendo un patrón similar al de un papel [[mural]], pero dispuestos de manera tridimensional. En un compuesto iónico hay un completo balance de la carga eléctrica. Así por ejemplo: | ||
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===Estructura=== | ===Estructura=== | ||
| − | La fórmula de los compuestos iónicos, indican la relación que existe entre los iones que forman estos compuestos. Las sustancias iónicas, forman cristales de diversas formas geométricas, en lo que las [[partícula]]s fundamentales son iones, que se mantienen unidos por [[fuerzas electrostática]]s ejercidas en todas las direcciones del | + | La fórmula de los compuestos iónicos, indican la relación que existe entre los iones que forman estos compuestos. Las sustancias iónicas, forman cristales de diversas formas geométricas, en lo que las [[partícula]]s fundamentales son iones, que se mantienen unidos por [[fuerzas electrostática]]s ejercidas en todas las direcciones del espacio, desde cada [[ion]] en particular, a continuación se muestra distintos tipos de estructuras iónicas. |
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| − | Las consideraciones anteriores en relación con las estructuras de las redes cristalinas iónicas permiten comprender que en los sólidos iónicos existe un empaquetamiento de iones lo mas compacto posible, en dependencia de las cargas y de los radios de los iones. | + | |
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La estructura que se describirá es el modelo que describe a un gran número de sólidos iónicos. | La estructura que se describirá es el modelo que describe a un gran número de sólidos iónicos. | ||
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| − | + | * Son sólidos estables de estructura cristalina en el sistema cúbico, como consecuencia de las atracciones electrostáticas entre los iones de cargas contrarias. | |
| − | + | * Los cristales iónicos son frágiles y pueden experimentar fracturas a lo largo de determinados planos del cristal. | |
| + | * Son solubles en [[agua]] y otros solventes polares, siendo pequeña su solubilidad en los disolventes orgánicos. | ||
| + | * Altos puntos de fusión (entre 300°C y 1000°C) y [[ebullición]]. | ||
| + | Sin embargo existen excepciones como el CaF<sub>2</sub> el cual presenta un elevado punto de fusión pero es insoluble en agua. | ||
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| + | Los compuestos iónicos también presentan una baja conductividad eléctrica en el estado sólido pero se hacen buenos conductores de la electricidad cuando se funden o cuando se disuelven en disolventes polares como el agua. | ||
| + | * Una vez fundidos o en [[solución_(Química)|solución]] acuosa, conducen la [[electricidad]], pero no en estado cristalino, porque los iones individuales son demasiado grandes para moverse libremente a través del cristal. | ||
| + | * Los sólidos iónicos presentan estructuras con bajos números de coordinación, a diferencia de los sólidos metálicos, lo que explica su menor densidad. | ||
| + | De hecho, la distinción entre un sólido iónico y uno covalente puede establecerse en función del número de coordinación, al que puede llegarse de forma experimental mediante técnicas de difracción de rayos X. Sin embargo, algunos sólidos covalentes como el diamante presentan también bajos números de coordinación, por lo que es necesario un criterio más específico para establecer un sólido como iónico. | ||
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| + | ==Relación con la posición en el sistema periódico== | ||
| + | En los átomos de los elementos químicos de los periodos cortos, los electrones de valencia son los de la capa de eterna solamente; pero en los de los periodos largos, además de estos en ocasiones, lo son también una parte de los electrones de la inmediatamente interior a la externa. | ||
| + | [[Imagen: Enlace_litio.jpg|thumb|right|Enlace iónico producido por la presencia de atracción electrostática entre los iones de carga positiva y negativa]] | ||
| + | A partir de la configuración electrónica se puede deducir la capacidad para ceder ó aceptar electrones. Así, los [[Metales alcalinos]] puede ceder un [[electrón]] y transformarse en un catión con un gasto de energía igual a la energía de ionización. | ||
| + | Pero un [[halógeno]] puede captar un electrón transformándose en un anión y cediendo una energía igual a su [[afinidad electrónica]]. | ||
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| + | Los [[átomo]]s han tendido a completar la última capa: el [[litio]] cediendo (pérdida) el electrón y el [[flúor]], captándolo (ganancia). Este comportamiento ocurre en la mayoría de los casos. | ||
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| + | Los [[átomo]]s al formar un [[enlace]] adquieren la estructura electrónica que tenga completa la capa externa.suele decirse también, que toman la configuración de [[Gases nobles|gas noble]]. Asi el ión de [litio]] tiene la estructura del gas [[helio]] (1s<sup>2</sup>): Li [He]2s<sup>1</sup>; y el ión de [[flúor]] también: F [He]2s<sup>2</sup>2p<sup>5</sup> | ||
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| + | El enlace iónico se da entre átomos con [[electronegatividad]]es muy diferentes. Tiene lugar una transferencia de electrones desde el elemento menor electronegativo al más electronegativo, formándose los iones respectivos, que se unirán por fuerzas electrostáticas. | ||
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| + | El enlace iónico se produce entre [[metales alcalinos]] y [[Alcalinos-térreos]] con [[halógenos]] y elementos del grupo del [[oxígeno]] para dar lugar a sólidos de punto de fusión elevados, que fundidos ó en disolución conducen la electricidad. Suelen formar moléculas sencillas, pero estos compuestos generan redes cristalinas en las que los iones se sitúan unos alrededor de los otros para que la atracción electrostática sea máxima. | ||
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== Referencias== | == Referencias== | ||
| − | *Colectivo de autores: | + | *Colectivo de autores: Química. Tomo I. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1969. |
| − | * Lara Piñeiro. A.R. E. Calero Martín y J. Labadié Suárez: Materiales Complementarios de | + | * Lara Piñeiro. A.R. E. Calero Martín y J. Labadié Suárez: Materiales Complementarios de Química para Ingenieros. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1987. |
| − | * León Ramírez, R.: Química General. Ed. Pueblo y Educación. | + | * León Ramírez, R.: Química General. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1985. |
| + | * Mahan, B.H: Química Universitaria. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1975. | ||
| + | |||
== Fuentes== | == Fuentes== | ||
| − | * http://www.unalmed.edu.co/~cgpaucar/ENLACES.html<br> | + | * [http://www.unalmed.edu.co/~cgpaucar/ENLACES.html/ Sitio de Educación] <br> |
* http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=55&l=s<br> | * http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=55&l=s<br> | ||
* http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/enlace-ionico.<br> | * http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/enlace-ionico.<br> | ||
| − | * | + | * https://tematiqos.com/quimica/enlace-ionico<br> |
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== Enlace relacionado == | == Enlace relacionado == | ||
| − | * [ | + | * [[Enlace químico]] |
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| − | [[Category: | + | [[Category: Estructura de los compuestos inorgánicos ]] |
última versión al 16:38 3 nov 2020
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Enlace iónico o electrovalente. Es una unión de partículas que resulta de la presencia de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica). Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro.
Cuando una sustancia contiene átomos de metales y no metales, los electrones son atraídos con más fuerza por los no metales, elementos de elevadas electronegatividades y afinidad electrónica, los cuales se transforman en iones con carga negativa; los metales, con energía de ionización pequeña, a su vez, se convierten en iones con carga positiva.
Los iones de cargas diferentes se atraen electrostáticamente formando enlaces iónicos.
Sumario
Sustancias iónicas
Las partículas que componen las sustancias sólidas pueden ser: iones, átomos, moléculas, de acuerdo con la naturaleza de las mismas. Dichas partículas, al estar dispuestas en el espacio a determinada distancia y con un cierto orden, forman una red cristalina, en cuyos nodos se encuentran ellas.
La característica principal de un sólido, es la disposición de sus átomos e iones que conducen a la formación del cristal. Esta disposición suele representarse por medio de esferas sólidas. Un cristal de un compuesto iónico puede considerarse, desde el punto de vista formal de su construcción, como la repetición regular de unidades asimétricas, que pueden ser átomos, moléculas o iones.
La disposición de los iones en la red cristalina de un sólido iónico debe ser tal, que garantice la máxima estabilidad del cristal correspondiente a una mayor disminución de energía y el máximo valor posible de la energía reticular.
El enlace iónico involucra la formación de un sólido cristalino ordenado, en el que se distribuyen espacialmente los iones con carga positiva (cationes y los iones con carga negativa (aniones) siguiendo un patrón similar al de un papel mural, pero dispuestos de manera tridimensional. En un compuesto iónico hay un completo balance de la carga eléctrica. Así por ejemplo:
Si se dispone de iones aluminio (III) (Al+3) y óxido (O-2), la condición de electro neutralidad se puede expresar de este modo: si en un cristal de Óxido de Aluminio hay iones Al3+ e iones O-2, entonces para que exista neutralidad deberán existir dos iones Al+3 y tres iones O-2- en el compuesto sólido, de manera que la fórmula del compuesto es Al2O3.
Estructura
La fórmula de los compuestos iónicos, indican la relación que existe entre los iones que forman estos compuestos. Las sustancias iónicas, forman cristales de diversas formas geométricas, en lo que las partículas fundamentales son iones, que se mantienen unidos por fuerzas electrostáticas ejercidas en todas las direcciones del espacio, desde cada ion en particular, a continuación se muestra distintos tipos de estructuras iónicas.
| Tipo de estructura | Coordinacion | Tipo de cristalización | Ejemplos |
|---|---|---|---|
| Cloruro de sodio (NaCl) | Catión: 6 |
||
| Cloruro de cesio (CsCl) | Catión: 8 |
CsBr CsI | |
| Blenda (Sulfuro dezinc, ZnS) | Catión: 4 |
||
| Fluorita (Sulfuro de calcio, CaF2) | Catión: 8 |
||
| Rutilo (Óxido de titanio, TiO2) | Catión: 6 |
MnO2 IrO2 |
Las consideraciones anteriores en relación con las estructuras de las redes cristalinas iónicas permiten comprender que en los sólidos iónicos existe un empaquetamiento de iones lo mas compacto posible, en dependencia de las cargas y de los radios de los iones.
En este empaquetamiento las fuerzas que mantienen unidos a los iones son fuerzas de atracción entre cargas eléctricas las cuales no se producen en una dirección determinada, sino en todas las direcciones del espacio a partir de cada ion. Todo esto permite explicar las propiedades características de los sólidos que presentan enlace iónico
La estructura que se describirá es el modelo que describe a un gran número de sólidos iónicos.
Propiedades
- Tienden a formar sólidos cristalinos con temperaturas muy altas
- Son sólidos estables de estructura cristalina en el sistema cúbico, como consecuencia de las atracciones electrostáticas entre los iones de cargas contrarias.
- Los cristales iónicos son frágiles y pueden experimentar fracturas a lo largo de determinados planos del cristal.
- Son solubles en agua y otros solventes polares, siendo pequeña su solubilidad en los disolventes orgánicos.
- Altos puntos de fusión (entre 300°C y 1000°C) y ebullición.
Sin embargo existen excepciones como el CaF2 el cual presenta un elevado punto de fusión pero es insoluble en agua.
Los compuestos iónicos también presentan una baja conductividad eléctrica en el estado sólido pero se hacen buenos conductores de la electricidad cuando se funden o cuando se disuelven en disolventes polares como el agua.
- Una vez fundidos o en solución acuosa, conducen la electricidad, pero no en estado cristalino, porque los iones individuales son demasiado grandes para moverse libremente a través del cristal.
- Los sólidos iónicos presentan estructuras con bajos números de coordinación, a diferencia de los sólidos metálicos, lo que explica su menor densidad.
De hecho, la distinción entre un sólido iónico y uno covalente puede establecerse en función del número de coordinación, al que puede llegarse de forma experimental mediante técnicas de difracción de rayos X. Sin embargo, algunos sólidos covalentes como el diamante presentan también bajos números de coordinación, por lo que es necesario un criterio más específico para establecer un sólido como iónico.
Relación con la posición en el sistema periódico
En los átomos de los elementos químicos de los periodos cortos, los electrones de valencia son los de la capa de eterna solamente; pero en los de los periodos largos, además de estos en ocasiones, lo son también una parte de los electrones de la inmediatamente interior a la externa.
A partir de la configuración electrónica se puede deducir la capacidad para ceder ó aceptar electrones. Así, los Metales alcalinos puede ceder un electrón y transformarse en un catión con un gasto de energía igual a la energía de ionización. Pero un halógeno puede captar un electrón transformándose en un anión y cediendo una energía igual a su afinidad electrónica.
- Li 1s2 2s1 [Li 1s22s1 ]+1
- F 1s2 2s2 2p5 [F 1s2 2s22p6]-1
Los átomos han tendido a completar la última capa: el litio cediendo (pérdida) el electrón y el flúor, captándolo (ganancia). Este comportamiento ocurre en la mayoría de los casos.
Los átomos al formar un enlace adquieren la estructura electrónica que tenga completa la capa externa.suele decirse también, que toman la configuración de gas noble. Asi el ión de [litio]] tiene la estructura del gas helio (1s2): Li [He]2s1; y el ión de flúor también: F [He]2s22p5
El enlace iónico se da entre átomos con electronegatividades muy diferentes. Tiene lugar una transferencia de electrones desde el elemento menor electronegativo al más electronegativo, formándose los iones respectivos, que se unirán por fuerzas electrostáticas.
El enlace iónico se produce entre metales alcalinos y Alcalinos-térreos con halógenos y elementos del grupo del oxígeno para dar lugar a sólidos de punto de fusión elevados, que fundidos ó en disolución conducen la electricidad. Suelen formar moléculas sencillas, pero estos compuestos generan redes cristalinas en las que los iones se sitúan unos alrededor de los otros para que la atracción electrostática sea máxima.
Referencias
- Colectivo de autores: Química. Tomo I. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1969.
- Lara Piñeiro. A.R. E. Calero Martín y J. Labadié Suárez: Materiales Complementarios de Química para Ingenieros. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1987.
- León Ramírez, R.: Química General. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1985.
- Mahan, B.H: Química Universitaria. Ed. Pueblo y Educación. Ciudad de La Habana, Cuba. 1975.
Fuentes
- Sitio de Educación
- http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=55&l=s
- http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/enlace-ionico.
- https://tematiqos.com/quimica/enlace-ionico
