Propiedades de los Compuestos Iónicos
Redes Cristalinas
En el enlace iónico, cada ion tiende a rodearse de iones de signo contrario, formando una red cristalina, pero no moléculas individuales.
Punto de Fusión y de Ebullición
Como las fuerzas electrostáticas que mantienen los iones unidos entre sí son relativamente grandes, los compuestos iónicos son siempre sólidos cristalinos a temperatura ambiente. Únicamente a temperaturas elevadas los iones adquieren la energía necesaria para que el cristal se funda. Por ello, los compuestos iónicos tienen un punto de fusión y de ebullición elevados.
Dureza
La dureza es la capacidad de un objeto para rayar a otros o la capacidad para no ser rayado. Para rayar un cristal iónico habrá que romper un cierto número de enlaces y, como estos son fuertes, se comprende fácilmente que los compuestos iónicos presenten, en general, mucha dureza.
Dilatación
Para dilatar un cuerpo es necesario disminuir en parte las fuerzas de unión entre sus partículas (átomos, iones o moléculas). Como en los compuestos iónicos estas fuerzas son grandes, estos compuestos ofrecen bastante dificultad a la dilatación, por lo que tienen coeficientes de dilatación pequeños.
Solubilidad
Los compuestos iónicos se disuelven generalmente bien en disolventes polares, como agua o amoniaco. No lo hacen o lo hacen mal en disolventes no polares como el benceno o la gasolina. Los disolventes polares se llaman así porque sus moléculas, como consecuencia de una distribución asimétrica de las cargas, presentan polos eléctricos, uno positivo y otro negativo enfrentados uno en cada lado de la molécula. Las moléculas de los disolventes no polares no presentan polos eléctricos. La razón por la que los compuestos iónicos se disuelven muy fácilmente en disolventes polares se debe a que las moléculas de estos se fijan a los iones de la superficie del compuesto por atracción electrostática, contrarrestando en gran medida las fuerzas que mantienen unidos estos iones al retículo, pudiendo así quedar liberados.
Conductividad Eléctrica
Los compuestos iónicos conducen la corriente eléctrica cuando se encuentran disueltos o fundidos, ya que en este estado los iones que constituyen el compuesto poseen la libertad suficiente para poder desplazarse dentro de un campo eléctrico.
Factores que Afectan al Equilibrio Químico
Los factores que afectan al equilibrio químico son la temperatura, la presión y la concentración de las sustancias que intervienen en la reacción. Si tenemos una reacción en equilibrio y varía alguno de estos factores, se rompe el equilibrio. Entonces, la reacción evoluciona en un sentido u otro, hasta alcanzar un nuevo equilibrio. El sentido hacia el que se desplaza el equilibrio al modificar alguno de estos factores viene determinado por la ley de Le Chatelier: “cuando en un sistema en equilibrio se varía algún factor externo, el equilibrio se desplaza en el sentido que tienda a contrarrestar dicha variación”.
Enlace Iónico
Los elementos situados en la parte izquierda de la tabla periódica, los metales, poseen muy pocos electrones en el nivel externo y tienden a cederlos para conseguir una estructura estable, por lo que estos elementos tienen un potencial de ionización muy bajo. Los elementos de la derecha, al contrario, los no metales, tienen casi completo el nivel externo y tienden a capturar los electrones que les faltan para complementarlo y así adquirir una estructura estable; por tanto, estos elementos tienen una gran afinidad electrónica. Cuando un elemento de potencial de ionización bajo se encuentra con otro elemento que tenga una gran afinidad electrónica, se produce una transferencia de uno o varios electrones del átomo del primer elemento al segundo, con lo que se forman los iones de los respectivos elementos: el positivo o catión y el negativo o anión, que quedan unidos por la atracción electrostática.
Electrovalencia o valencia iónica de un elemento es el número de electrones que suele ganar o perder dicho elemento para formar sus iones. Así, la electrovalencia de sodio es 1 y la del cloro también es 1. La electrovalencia corresponde al número de oxidación del elemento en estos compuestos; en los no metales, corresponde al número de oxidación negativo.
Números Cuánticos
En la corteza atómica solamente son posibles ciertos orbitales y ciertas energías. La energía de cada electrón en el átomo viene determinada por cuatro parámetros denominados números cuánticos.
Número Cuántico Secundario
Se designa con la letra l y, para un valor de n, puede tomar los valores enteros desde 0 hasta n-1. Los valores 0, 1, 2, 3… del número cuántico l se representan con las letras s, p, d, f,… Este número determina la forma de la región donde se mueve el electrón.
Número Cuántico Magnético
Se designa con la letra m y, dado un valor de l, puede tomar los valores entre -l a l, incluido el 0. Determina la orientación de un orbital determinado según la dirección. Los orbitales s tienen forma esférica, por lo que su orientación en el espacio es única: m = 0.
Número Cuántico de Spin
Por otra parte, el electrón en su movimiento gira alrededor de sí mismo comportándose como un pequeño imán. Este comportamiento magnético del electrón recibe el nombre de Spin. Debido a que el electrón puede girar alrededor de sí mismo en dos sentidos posibles según el eje arbitrario, es necesario determinar para cada electrón cuál va a ser su giro; esto se consigue mediante el llamado número de Spin s, que solo puede tomar los valores +1/2 y -1/2. Los tres primeros números cuánticos n, l, m determinan el orbital, y el cuarto define a cada uno de los electrones que ocupan el orbital. Como el número cuántico de spin puede tomar dos valores diferentes, en cada orbital puede haber un máximo de dos electrones.
Ajuste de Reacciones Redox por el Método de Ion-Electrón
El número de oxidación o índice de oxidación se define como la carga eléctrica formal que se designa a un átomo en un compuesto si este estuviese constituido por iones:
- Identifica las especies que se oxidan y las que se reducen, calculando sus respectivos índices de oxidación.
- Escribe por separado las semirreacciones de oxidación y reducción.
- Ajusta el número de átomos en cada semirreacción.
- Ajusta la carga utilizando electrones.
- Combina las reacciones de modo que coincida el número de electrones ganados en una reacción con el número de electrones perdidos en la otra.