Punto de fusión y ebullición
Al alcanzar las temperaturas de fusión y ebullición se produce en el compuesto un cambio de estado físico, que requiere la rotura de las fuerzas intermoleculares. Como ya hemos dicho que éstas suelen ser débiles, es lógico pensar que presentan puntos de fusión y ebullición bajos.
De ello podemos deducir que los compuestos covalentes moleculares cambian de estado a bajas temperaturas y en consecuencia la mayor parte de estas sustancias son gases o líquidos a temperatura ambiente
Sin embargo, si las fuerzas intermoleculares que las mantienen unidas son intensas, pueden permanecer en estado sólido en algunos casos. Por ejemplo, el I2, en el que el mayor tamaño de la molécula con respecto a los de su grupo hace que tenga unas intensas fuerzas de London, que le permite estar en estado sólido a temperatura ambiente, mientras que el Br2 (con menor tamaño y fuerzas de London más débiles) se encuentra líquido.También debemos tener en cuenta la presencia de enlaces de Hidrógeno, por ejemplo en el H2O, que le confieren unos puntos de fusión y ebullición más elevados de los esperados y le permiten estar en estado líquido a temperatura ambiente mientras que compuestos similares, como el H2Te, son gaseosos (aun teniendo mayor masa molecular).
Solubilidad
:Compuestos apolares (CH4, C2H6…) son prácticamente insolubles en disolventes polares (como el agua) pero se disuelven bien en disolventes no polares (éter, benceno, tetracloruro de carbono…) mientras que las sustancias polares (HCl, NH3, alcoholes) son más solubles en compuestos polares (como el agua) sobre todo si pueden formar enlaces de hidrógeno
Esto se debe a que la disolución es posible cuando las fuerzas de atracción que ejercen las moléculas del soluto y las del disolvente son de naturaleza e intensidad similar y se pueden intercambiar.
Conductividad eléctrica y térmica: No conducen ni la electricidad ni el calor ya que los electrones permanecen vinculados a los átomos que participan en los enlaces.
Otras:Los compuestos moleculares que se encuentran en estado sólido suelen tener una dureza baja y otras propiedades mecánicas poco acentuadas.
En este segundo grupo de sustancias covalentes, al que pertenecen las dos formas cristalinas del carbono puro (grafito y diamante), el cuarzo (SiO2) y el corindón (Al2O3), no hay moléculas.
Podemos imaginarlo como una sola y gigantesca molécula en la que todos los átomos que la constituyen están unidos entre sí por fuertes enlaces covalentes, lo que les va a conferir suspropiedades carácterísticas:
Punto de fusión y ebullición:
Muy altos (algunos de ellos los más altos que se conocen). Ello hace que sean sólidos a temperatura ambiente. Se debe a que para separar los átomos de la red, es necesario romper los fuertes enlaces covalentes, lo que requiere mucha energía.
Solubilidad:
Insolubles en todo tipo de disolventes, tanto polares como apolares
La disolución requiere romper enlaces covalentes y eso solo puede conseguirse mediante una reacción química.
Conductividad eléctrica y térmica:
No conducen la electricidad ni el calor ya que no hay electrones libres. Los electrones de Valencia están fijos y localizados en los fuertes enlaces covalentes, con excepción del grafito, que al tener electrones deslocalizados, lo convierte en un aceptable conductor eléctrico.
Otras:Presentan una gran dureza y rigidez. La estructura del enlace covalente no permite la deformación y sometidos a grandes tensiones se fracturan
Modelo de gas de electrones:
Los átomos del metal ionizados por la pérdida de sus electrones de Valencia se han convertido en cationes de forma esférica que forman una red tridimensional ordenada y compacta que crea un campo de atracción electrónica.De esta manera, los electrones de Valencia (que ya no pertenecen a cada átomo sino al conjunto) rodean la red catiónica como si fuera un gas de electrones que se mueve libremente dentro de la red pero no puede escapar de ella por su potencial eléctrico atractivo
Este modelo debéis mencionarlo para poder justificar las propiedades de los metales:
Punto de fusión y ebullición: Son variables pero la mayoría son altos.
Solubilidad
:Insolubles en disolventes polares o apolares, pero se disuelven los unos en los otros formando aleaciones metálicas y amalgamas (con Mercurio).
Conductividad eléctrica y térmica:
Excelentes conductores como justifica el modelo de gas de electrones, donde los electrones movíéndose libremente permiten el paso de la corriente eléctrica y el calor
Otras:Dureza media o baja y buenas propiedades mecánicas: Son elásticos, dúctiles y maleables.Expulsan electrones cuando son calentados o expuestos a luz de alta energía (efecto fotoeléctrico).Bien pulidos, muestran un brillo carácterístico.
Punto de fusión y ebullición:En este tipo de compuestos, un enorme número de cationes y aniones se atraen mutuamente, dando lugar a una estructura tridimensional ordenada de iones llamada cristal iónico. Esta perfecta ordenación justifica que suelan encontrarse en estado sólido a temperatura ambiente,con puntos de fusión y ebullición medios y altos (aunque no tanto como los cristales covalentes) dependiendo de su energía reticular.Es decir, la energía reticular es la magnitud fundamental que indica la fortaleza del cristal iónico y se puede definir como la energía que debe aportarse para disgregar un mol de cristal iónico y transformarlo en iones aislados en fase gaseosa. Cuanto mayor es la energía reticular, mayores serán los puntos de fusión y ebullición.
Solubilidad:
Solubles en líquidos muy polares, como el agua
El agua, al ser una molécula polar, puede “introducirse” en la estructura reticular del cristal, “desmoronarla” y solvatar los iones.¡Aquí debemos tener cuidado! Piensa que el compuesto será más soluble cuanto menor sea la energía reticular, ya que de esta manera al agua le costará menos trabajo separar las cargas.
Conductividad eléctrica y térmica: Los requisitos generales para ser conductores son que existan cargas y que haya libertad de movimiento entre ellas.De esta manera, en estado sólido los compuestos iónicos no son conductores debido a que sus iones están ordenados y fijos fuertemente en la estructura iónica.
Sin embargo, fundidos o en disolución sí son conductores porque las cargas ahora sí que pueden moverse libremente permitiendo el paso de la corriente eléctrica y térmica.
Otras:Son duros pero quebradizos. La fragilidad se debe a que un ligero desplazamiento de los planos iónicos provoca repulsiones electrostáticas, con la siguiente fractura del cristal. Es decir, al contrario de lo que pasaba en el caso de los metales.