fuerzas de enlace en un cristal




1


Las
fuerzas
de
enlace
en
un
cristal.



Enlace
:
Es
la
fuerza
que
une
a
los
átomos,
iones
o
grupo
de
iones
en
un
sólido

cristalino
eléctricamente
neutro.




De
los
tipos
de
enlace
depende:
la
dureza,
flexibilidad,
conductividad
térmica
y

eléctrica,
compresibilidad
y
expansión
térmica.

Entre
más
fuerte
es
un
enlace,
más
duro
es
el
mineral,
más
alto
es
el
punto
de
fusión
y
más
bajo
es
el
coeficiente
de
expansión
térmica.

Periclasa:
MgO
funde
a
2829
ºC.
(fuertemente
iónico)

Halita:
NaCl
funde
a
801
ºC.
(iónico)

Ambos
minerales
muestran
la
misma
estructura
atómica.



Tipos
de
enlace:


a‐ iónico

b‐ covalente

c‐ metálico

d‐ van
der
Waals

e‐ hidrógeno

Hay
transiciones
híbridas.



Distribución
de
la
densidad
electrónica:
En
la
figura
las
líneas
continuas
señalan
la
densidad
electrónica
positiva,
mientras

que
la
de
puntitos
los
contornos
de
la
densidad
negativa.
Las
líneas
discontinuas

muestran
los
contornos
con
cero
densidad.

Los
intervalos
se
miden
en
A3,
asi
la

distancia
entre
el
O2‐
y
el
Si4+
es
de
1.61A.

























































2








El
enlace
iónico:
Todos
los
átomos
tiendes
a
ser
un
gas
inerte.
Un
enlace
iónico
tiene
lugar
cuando

uno
o
más
electrones
de
la
capa
de
valencia
de
un
átomo
se
transfiere
a
la
capa
de

valencia
de
otro,
de
tal
manera
que
ambos
presentan
una
configuración
de
un
gas

inerte.





3
































Este
enlace
se
produce
cuando
átomos
de
elementos
metálicos
(especialmente
los
situados
más
a
la
izquierda
en
la
tabla
periódica
períodos
1,
2
y
3)
se
encuentran

con
átomos
no
metálicos
(los
elementos
situados
a
la
derecha
en
la
tabla
periódica

especialmente
los
períodos
6
y
7).

En
este
caso
los
átomos
del
metal
ceden
electrones
a
los
átomos
del
no
metal,

transformándose
en
iones
positivos
y
negativos,
respectivamente.
Al
formarse
iones
de
carga
opuesta
éstos
se
atraen
por
fuerzas
eléctricas
intensas,
quedando

fuertemente
unidos
y
dando
lugar
a
un
compuesto
iónico.
Estas
fuerzas
eléctricas

las
llamamos
enlaces
iónicos.





























































Na(1s2
2s2
2p6
3s1)
⇒
Na+
(1s2
2s2
2p6)
+

e‐

Cl(1s2
2s2
2p6
3s2
3p5)
+
e‐

⇒
Cl‐(1s2
2s2
2p6
3s2
3p6)








4








El
electrón
lo
pierde
el
sodio
y
lo
recoge
el
cloro.
La
atracción
entre
dos
iones
con
carga
opuesta
constituyen
un
enlace

electrostático
o
iónico.


La
formación
del
enlace
resulta
del
intercambio
de
electrones
del
metal
(catón)

con
el
no
metal
(anión)



Propiedades
físicas
de
los
enlaces
iónicos:

‐

Moderada
dureza
y
gravedad
específica.

‐

Punto
de
fusión
son
altos
a
muy
altos.

‐

Malos
conductores
eléctricos
y
de
calor.

Esto
se
debe
a
la
estabilidad
de
iones.
La
carga
electrostática
se
distribuye
sobre
el
ión,
los
cationes
buscan
rodearse
con

el
mayor
número
de
aniones.
Esto
indica
que
el
enlace
no
es
direccional

resultando
cristales
con
alta
simetría.



Fuerza
del
enlace
“u”
:

La
fuerza
depende
de
dos
factores:

1‐ el
espacio
de
centro
a
centro
entre
iones
(r).

2‐ El
producto
de
la
carga
(q).

Entonces:





























u
=
(Aq1q2)/r



A:
es
la
fuerza
numérica
de
la
constante
de
Madelung
que
es
una
expreción

similar
a
la
fuerza
de
Coulomb
que
opera
sobre
una
distancia

“d”.







5






Punto
de
fusión
vs.
Distancia
iónica.





6







Dureza
vs.
distancia
iónica.





Enlace
covalente.

Los
enlaces
covalentes
son
las
fuerzas
que
mantienen
unidos
entre
sí
los
átomos
no
metálicos
(los
elementos
situados
a
la
derecha
en
la
tabla
periódica
‐C,
O,
F,
Cl,

...).

Estos
átomos
tienen
muchos
electrones
en
su
nivel
más
externo
(electrones
de

valencia)
y
tienen
tendencia
a
ganar
electrones
más
que
a
cederlos,
para
adquirir

la
estabilidad
de
la
estructura
electrónica
de
gas
noble.
Por
tanto,
los
átomos
no
...