13.6: Propiedades físicas y fuerzas intermoleculares

El carbono es un elemento interesante y versátil. Se conocen más de veinte millones de compuestos que contienen carbono, englobados en el creciente campo de la química orgánica. El elemento en sí puede existir en dos formas principales. El diamante es una forma de carbono extremadamente duro, y es uno de los pocos materiales que puede rayar el vidrio. La otra forma de carbono es el grafito, un material muy blando que encontramos en los lápices de “plomo”. Las dos formas difieren principalmente en cómo los átomos de carbono están conectados entre sí. Las diferencias en la disposición de los átomos afectan las propiedades del material.

Propiedades físicas y fuerzas intermoleculares

El estado físico y las propiedades de un compuesto en particular dependen en gran parte del tipo de unión química que muestra. Los compuestos moleculares, a veces llamados compuestos covalentes, muestran una amplia gama de propiedades físicas debido a los diferentes tipos de atracciones intermoleculares, como diferentes tipos de interacciones polares. Los puntos de fusión y ebullición de los compuestos moleculares son generalmente bastante bajos en comparación con los de los compuestos iónicos. Esto se debe a que la energía requerida para interrumpir las fuerzas intermoleculares entre moléculas es mucho menor que la energía requerida para romper los enlaces iónicos en un compuesto iónico cristalino. Dado que los compuestos moleculares están compuestos por moléculas neutras, su conductividad eléctrica es generalmente bastante pobre, ya sea en estado sólido o líquido. Los compuestos iónicos no conducen la electricidad en estado sólido debido a su estructura rígida, sino que conducen bien cuando se funden o disuelven en una solución. La solubilidad en agua de los compuestos moleculares es variable y depende principalmente del tipo de fuerzas intermoleculares involucradas. Las sustancias que exhiben fuerzas de enlace de hidrógeno o dipolo-dipolo son generalmente solubles en agua, mientras que las que exhiben solo fuerzas de dispersión de Londres son generalmente insolubles. La mayoría, pero no todos, los compuestos iónicos son bastante solubles en agua. La siguiente tabla resume algunas de las diferencias entre compuestos iónicos y moleculares.

Comparación de compuestos iónicos y moleculares

Tabla\(\PageIndex{1}\): Comparación de compuestos iónicos y moleculares
\ (\ PageIndex {1}\): Comparación de compuestos iónicos y moleculares” style="vertical-align:middle; "> Propiedad	Compuestos Ionicos	Compuestos Moleculares
\ (\ PageIndex {1}\): Comparación de compuestos iónicos y moleculares” style="vertical-align:middle; ">Tipo de elementos	Metal y no metal	Solo no metales
\ (\ PageIndex {1}\): Comparación de Compuestos Ionicos y Moleculares” style="vertical-align:middle; ">Vinculación	Iónico - transferencia de electrón (s) entre átomos	Covalente - reparto de par (s) de electrones entre átomos
\ (\ PageIndex {1}\): Comparación de compuestos iónicos y moleculares” style="vertical-align:middle; ">Unidad representativa	Unidad de fórmula	Molécula
\ (\ PageIndex {1}\): Comparación de compuestos iónicos y moleculares” style="vertical-align:middle; ">Estado físico a temperatura ambiente	Sólido	Gas, líquido o sólido
\ (\ PageIndex {1}\): Comparación de compuestos iónicos y moleculares” style="vertical-align:middle; ">Solubilidad en agua	Por lo general alto	Variable
\ (\ PageIndex {1}\): Comparación de compuestos iónicos y moleculares” style="vertical-align:middle; ">Temperaturas de fusión y ebullición	Generalmente alto	Generalmente bajo
\ (\ PageIndex {1}\): Comparación de compuestos iónicos y moleculares” style="vertical-align:middle; ">Conductividad eléctrica	Bueno cuando se funde o en solución	Pobre

Un tipo de compuesto molecular se comporta de manera bastante diferente a los descritos hasta ahora. Un sólido de red covalente es un compuesto en el que todos los átomos están conectados entre sí por enlaces covalentes. El diamante está compuesto completamente por átomos de carbono, cada uno unido a otros cuatro átomos de carbono en una geometría tetraédrica. La fusión de un sólido de red covalente no se logra superando las fuerzas intermoleculares relativamente débiles. Más bien, todos los enlaces covalentes deben romperse, proceso que requiere temperaturas extremadamente altas. El diamante, de hecho, no se derrite en absoluto. En cambio, se vaporiza a un gas a temperaturas superiores\(3500^\text{o} \text{C}\).

Resumen

• Las propiedades físicas de un material se ven afectadas por las fuerzas intermoleculares que mantienen unidas las moléculas.
• Los puntos de fusión y ebullición de los compuestos moleculares son generalmente bastante bajos en comparación con los de los compuestos iónicos.