Enlace metálico
Teoría del mar de electrones
Esta teoría intenta entre otras cosas explicar algunas propiedades de los metales como por ejemplo: la maleabilidad, dureza, brillo característico… para ello lo define como la unión de varias moléculas de tal manera que se superponen en laminas distribuyéndose los electrones sobrantes entre ellas. Esto permite fundamentalmente la explicación de la alta conductividad eléctrica de los metales
Teoría de bandas
Banda: zona del espacio donde se pueden situar los electrones.
En estas bandas se encuentran los electrones de valencia situándose en los orbitales moleculares de menor energía: banda de valencia
Debido a que las diferencias de energía entre los diferentes niveles ocupados son pequeñas un electrón excitado puede pasar fácilmente de los niveles llenos más altos a los vacios lo que produce corriente eléctrica
Semiconductores
En este caso las bandas de conducción y las de valencia están bastante próximas y con una pequeña variación de energía se puede saltar de una a otra.
Una propiedad de los semiconductores es la posibilidad de aumentar la energía necesaria mediante procesos como el dopaje que consiste en la introducción de impurezas.
Estructuras compactas
Los átomos al unirse forman distintas estructuras una de ellas son cajas que ocupan todo el espacio al apilarse y otras son esferas en las que siempre hay espacios sin ocupar. Sin embargo en algunos casos de las esferas, estas llegan a estar lo mas próximas posibles y los agujeros se reducen al mínimo.
Estas estructuras se denominan de empaquetamiento compacto y son la base de muchas estructuras cristalinas.
Número de coordinación
Es el número de átomos con los que está en contacto un átomo dado.
Fuerzas de Van der Waals
La fuerza de van der Waals (o interacción de van der Waals ),es la fuerza atractiva o repulsiva entre moléculas (o entre partes de una misma molécula) distintas a aquellas debidas al enlace covalente o a la interacción electrostática de iones con otros o con moléculas neutras.
Como los electrones están continuamente desplazándose, se generan en las moléculas dipolos instantáneos. Estos a su vez generan dipolos inducidos. La polarizabilidad es la tendencia de una molécula a que se produzcan separaciones de carga en ella. Aumenta con el número de electrones y con la masa molecular. Las interacciones dipolo-dipolo se producen en sustancias polares cuando las moléculas alinean sus extremos positivos con los negativos de las moléculas contiguas. En resumen:
- Las fuerzas de dispersión existen en todos los tipos de moléculas.
- Las fuerzas asociadas con los dipolos permanentes implican desplazamiento de los pares de electrones.
- Las fuerzas entre dipolos pueden producir cambios importantes en las propiedades de las sustancias.
- En sustancias de masas moleculares diferentes, las fuerzas de dispersión son mas importantes que las polares.
Enlace de hidrogeno
Un enlace de hidrógeno es la fuerza atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo. Resulta de la formación de una fuerza dipolo-dipolo con un átomo de hidrógeno unido a un átomo de nitrógeno , oxígeno o flúor . La sustancia mas ordinaria en la que tiene lugar este enlace es en el agua.
5.7. SÓLIDOS:
a) Fusión: es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia del estado sólido al estado líquido por la acción del calor . Cuando se calienta un sólido, se transfiere energía a los átomos que vibran con más rapidez a medida que gana energía.
b) Sublimación: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido . Se puede llamar de la misma forma al proceso inverso; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido, pero es más apropiado referirse a esa transición como sublimación inversa .
5.8. FLUIDO SUPERCRÍTICO. CRISTAL LÍQUIDO:
a) Un fluido supercrítico es cualquier sustancia que se encuentre en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico , puede difundir como un gas, y disolver materiales como un líquido. Los FSC se caracterizan por el amplio rango de densidades que pueden adoptar. Por encima de las condiciones críticas, pequeños cambios en la presión y la temperatura producen grandes cambios en la densidad.
b) El cristal líquido es un tipo especial de estado de agregación de la materia que tiene propiedades de las fases líquida y la sólida . Dependiendo del tipo de cristal líquido, es posible, por ejemplo, que las moléculas tengan libertad de movimiento en un plano, pero no entre planos, o que tengan libertad de rotación, pero no de traslación.
5.9. TIPOS DE SÓLIDOS:
Tipos de sustancias según sus enlaces
Compuestos iónicos
Compuestos covalentes moleculares
Compuestos covalentes atómicos
Metales
Partículas en el cristal (Especies químicas enlazadas)
Iones: Cationes y aniones.
(Cristales iónicos)
Moléculas.
Átomos
(cristales covalentes)
Cationes y electrones deslocalizados
(cristales metálicos)
Fuerzas presentes
Enlaces iónicos.
Enlaces covalentes intramoleculares. Fuerzas intermoleculares. (De Van der Waals o de puentes de Hidrógeno)
Enlaces covalentes.
Enlaces metálicos.
Puntos de fusión
Altos, por encima de 600 ºC
Bajos en general, de -272 ºC a 400 ºC.
Elevados, entre 1.200 ºC y 3.600 ºC.
Variados, de -39 ºC a 3.400 ºC.
Solubilidad
Solubles en agua y otros disolventes polares.
Insolubles en agua.
Las sustancias apolares son solubles en disolventes apolares (orgánicos). Las polares, en disolventes polares (como el agua).
Insolubles.
Insolubles
Solubles en otro metal fundido (aleaciones).
Conductividad eléctrica
Conductores sólo en disolución o fundidos.
(Electrolitos de 2º orden)
Sustancias apolares, no conductoras.
Sustancias polares, algo conductoras.
No conductores,
Buenos conductores en estado sólido.
(electrones libres)
Teoría del mar de electrones
Esta teoría intenta entre otras cosas explicar algunas propiedades de los metales como por ejemplo: la maleabilidad, dureza, brillo característico… para ello lo define como la unión de varias moléculas de tal manera que se superponen en laminas distribuyéndose los electrones sobrantes entre ellas. Esto permite fundamentalmente la explicación de la alta conductividad eléctrica de los metales
Teoría de bandas
Banda: zona del espacio donde se pueden situar los electrones.
En estas bandas se encuentran los electrones de valencia situándose en los orbitales moleculares de menor energía: banda de valencia
Debido a que las diferencias de energía entre los diferentes niveles ocupados son pequeñas un electrón excitado puede pasar fácilmente de los niveles llenos más altos a los vacios lo que produce corriente eléctrica
Semiconductores
En este caso las bandas de conducción y las de valencia están bastante próximas y con una pequeña variación de energía se puede saltar de una a otra.
Una propiedad de los semiconductores es la posibilidad de aumentar la energía necesaria mediante procesos como el dopaje que consiste en la introducción de impurezas.
Estructuras compactas
Los átomos al unirse forman distintas estructuras una de ellas son cajas que ocupan todo el espacio al apilarse y otras son esferas en las que siempre hay espacios sin ocupar. Sin embargo en algunos casos de las esferas, estas llegan a estar lo mas próximas posibles y los agujeros se reducen al mínimo.
Estas estructuras se denominan de empaquetamiento compacto y son la base de muchas estructuras cristalinas.
Número de coordinación
Es el número de átomos con los que está en contacto un átomo dado.
Fuerzas de Van der Waals
La fuerza de van der Waals (o interacción de van der Waals ),es la fuerza atractiva o repulsiva entre moléculas (o entre partes de una misma molécula) distintas a aquellas debidas al enlace covalente o a la interacción electrostática de iones con otros o con moléculas neutras.
Como los electrones están continuamente desplazándose, se generan en las moléculas dipolos instantáneos. Estos a su vez generan dipolos inducidos. La polarizabilidad es la tendencia de una molécula a que se produzcan separaciones de carga en ella. Aumenta con el número de electrones y con la masa molecular. Las interacciones dipolo-dipolo se producen en sustancias polares cuando las moléculas alinean sus extremos positivos con los negativos de las moléculas contiguas. En resumen:
- Las fuerzas de dispersión existen en todos los tipos de moléculas.
- Las fuerzas asociadas con los dipolos permanentes implican desplazamiento de los pares de electrones.
- Las fuerzas entre dipolos pueden producir cambios importantes en las propiedades de las sustancias.
- En sustancias de masas moleculares diferentes, las fuerzas de dispersión son mas importantes que las polares.
Enlace de hidrogeno
Un enlace de hidrógeno es la fuerza atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo. Resulta de la formación de una fuerza dipolo-dipolo con un átomo de hidrógeno unido a un átomo de nitrógeno , oxígeno o flúor . La sustancia mas ordinaria en la que tiene lugar este enlace es en el agua.
5.7. SÓLIDOS:
a) Fusión: es un proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia del estado sólido al estado líquido por la acción del calor . Cuando se calienta un sólido, se transfiere energía a los átomos que vibran con más rapidez a medida que gana energía.
b) Sublimación: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido . Se puede llamar de la misma forma al proceso inverso; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido, pero es más apropiado referirse a esa transición como sublimación inversa .
5.8. FLUIDO SUPERCRÍTICO. CRISTAL LÍQUIDO:
a) Un fluido supercrítico es cualquier sustancia que se encuentre en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico , puede difundir como un gas, y disolver materiales como un líquido. Los FSC se caracterizan por el amplio rango de densidades que pueden adoptar. Por encima de las condiciones críticas, pequeños cambios en la presión y la temperatura producen grandes cambios en la densidad.
b) El cristal líquido es un tipo especial de estado de agregación de la materia que tiene propiedades de las fases líquida y la sólida . Dependiendo del tipo de cristal líquido, es posible, por ejemplo, que las moléculas tengan libertad de movimiento en un plano, pero no entre planos, o que tengan libertad de rotación, pero no de traslación.
5.9. TIPOS DE SÓLIDOS:
Tipos de sustancias según sus enlaces
Compuestos iónicos
Compuestos covalentes moleculares
Compuestos covalentes atómicos
Metales
Partículas en el cristal (Especies químicas enlazadas)
Iones: Cationes y aniones.
(Cristales iónicos)
Moléculas.
Átomos
(cristales covalentes)
Cationes y electrones deslocalizados
(cristales metálicos)
Fuerzas presentes
Enlaces iónicos.
Enlaces covalentes intramoleculares. Fuerzas intermoleculares. (De Van der Waals o de puentes de Hidrógeno)
Enlaces covalentes.
Enlaces metálicos.
Puntos de fusión
Altos, por encima de 600 ºC
Bajos en general, de -272 ºC a 400 ºC.
Elevados, entre 1.200 ºC y 3.600 ºC.
Variados, de -39 ºC a 3.400 ºC.
Solubilidad
Solubles en agua y otros disolventes polares.
Insolubles en agua.
Las sustancias apolares son solubles en disolventes apolares (orgánicos). Las polares, en disolventes polares (como el agua).
Insolubles.
Insolubles
Solubles en otro metal fundido (aleaciones).
Conductividad eléctrica
Conductores sólo en disolución o fundidos.
(Electrolitos de 2º orden)
Sustancias apolares, no conductoras.
Sustancias polares, algo conductoras.
No conductores,
Buenos conductores en estado sólido.
(electrones libres)
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