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Afinidad electrónica

La afinidad electrónica (A.E.), también denominada electroafinidad, es la energía que se libera o aporta cuando un átomo eléctricamente neutro, gaseoso y en su estado energético fundamental, capta un electrón para convertirse en ion de carga negativa o anión. Se trata en definitiva de una cuantificación de la tendencia de un átomo a ganar electrones para formar aniones. En los grupos de la tabla periódica, la afinidad electrónica aumenta de abajo arriba y en los periodos lo hace de izquierda a derecha.

Agua

Compuesto químico formado por oxígeno e hidrógeno, de fórmula molecular H2O. Fue Cavendish quien en 1781 obtuvo agua, mediante la combustión del hidrógeno y, finalmente, Antoine-Laurent Lavoisier quien demostró que los componentes de aquélla eran únicamente hidrógeno y oxígeno. En 1890 Morley estableció su fórmula, como consecuencia de los análisis efectuados sobre ella.       . El agua pura es, a temperatura ambiente, un líquido inodoro, insípido e incoloro, cuya densidad crece de forma anómala en el intervalo de 0 ºC a 3,98 ºC, temperatura a la que alcanza el valor máximo, de 1g/cm3, que puede presentar. Tiene un elevado calor específico (vale la unidad), lo que la hace invariable frente a grandes cambios térmicos, convirtiéndose así en un magnífico regulador de las temperaturas. Sus calores latentes de cambio de estado son, análogamente, muy altos. Su geometría molecular es angular, con enlaces que teóricamente, forman 90º entre sí, aunque las determinaciones experimentales...

Carga eléctrica

Propiedad intrínseca de la materia que, a nivel atómico, se manifiesta en los átomos que pierden o ganan las cargas negativas de sus electrones para formar iones. En condiciones normales los átomos son eléctricamente neutros. Sin embargo, hay casos en los que, en las reacciones químicas o en colisiones con otras partículas, los átomos pierden o ganan electrones, con lo que pasan a denominarse iones. Si un átomo pierde un electrón, se convierte en ion positivo o catión, mientras que si lo gana, se transforma en ion negativo o anión. La carga de una partícula se mide en múltiplos enteros de la carga del electrón, a la que se denomina carga fundamental y cuyo valor es e = 1,602 · 10–19 culombios. Esta constante es válida para toda la materia, excepto para los quarks, partículas elementales que tienen valores de carga de +2/3 e y –1/2 e , pero que sólo existen de forma agrupada y en los que cada grupo de ellos presenta también una unidad entera de carga fundamental.

Ciclo de Born-Haber

Modelo teórico desarrollado por Fritz Haber y Max Born, aplicable al cálculo de la energía reticular. El ciclo de Born-Haber está basado en la ley de Hess, la cual afirma que la energía desprendida o absorbida en un proceso sólo depende de los estados inicial y final y nunca de los estados intermedios. Los cuerpos que presentan enlace iónico, salvo que se encuentren en estado vapor, no se hallan como moléculas aisladas, sino disociados en sus iones, los cuales están ensamblados en una estructura ordenada, llamada red cristalina, que hace máxima la atracción electrostática entre ellos. La formación de una red cristalina, llamada en este caso red iónica, exige la existencia de dos condiciones:. ·      La carga total positiva debe ser igual a la carga total negativa, ya que la carga neta del cristal debe ser nula. ·      La ordenación de los iones debe tener lugar de manera que se logre el mayor grado de compactación posible. La formación de una red cristalina exige el...

Complejo de coordinación

Se llama complejo, o compuesto de coordinación, a las sustancias con una estructura química en la que un átomo metálico central queda rodeado por átomos o grupos atómicos, a los que se denomina ligandos o ligantes, enlazados al primero. El átomo central puede ser neutro o iónico, al igual que los ligandos, y el enlace entre ambos se establece compartiendo pares de electrones. Un ligando se fija al átomo metálico mediante un enlace, en cuyo caso se llama monodentado, o a través de varios, lo que determina que sea polidentado y presente estructura cíclica. Los complejos con un átomo o ion metálico y un anillo de ligandospolidentados se llaman quelatos o agentes quelantes (del griego, kelé, pinza). Dentro de este grupo se cuentan el hemo, grupo funcional de la hemoglobina, o el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), empleado en la fabricación de detergentes y en el tratamiento de las intoxicaciones por metales pesados, como el plomo. Entre los parámetros a tener en cuenta para los...

Compuesto binario

Se conoce como compuesto binario a aquel cuya composición consta de sólo dos elementos. Los compuestos formados por dos elementos se formulan escribiendo primero el menos electronegativo y, a continuación, el más electronegativo y se leen de derecha a izquierda. Por ejemplo en el NaCl, el sodio es efectivamente el átomo menos electronegativo y el compuesto se lee “cloruro sódico”. Para estos compuestos la nomenclatura sistemática establece que se han de emplear prefijos numerales griegos para indicar el número de átomos de cada elemento presentes en la molécula: mono- (1), di- (2), tri- (3), tetra- (4), penta-, (5), hexa- (6) y hepta- (7). Así, por ejemplo, el compuesto I 2 O 3 es, según la IUPAC , trióxido de diyodo. En la fórmula, se consigna el número de átomos con un subíndice, salvo en el caso de que exista uno solo, en el que el subíndice 1 se omite. Igualmente, se prescinde también del prefijo mono-. Por su parte, la nomenclatura de Stock señala que debe indicarse el...

Compuesto ternario

Los compuestos ternarios son aquellos cuya composición se encuentra integrada por tres elementos. Entre ellos se diferencian como categorías principales los hidróxidos, los oxiácidos y las oxisales. Hidróxidos. Son los compuestos constituidos por la combinación del anión hidroxilo, OH–, y de un metal o grupo de átomos que se comporte como tal, por ejemplo, el ion amonio, NH4+, que intercambian sus respectivas valencias. Oxiácidos. Los óxiácidos son compuestos formados por combinación de hidrógeno, oxígeno y un no metal o, minoritariamente, un elemento metálico. Oxisales. Las oxisales son compuestos que se forman por unión de un catión y un anión.

Compuestos cuaternarios y superiores

Categoría de compuestos que engloba a los formados por cuatro o más elementos diferentes. Se encuadran en este apartado las oxisales ácidas y básicas, y las sales dobles, triples o de orden superior, tanto catiónicas como aniónicas. Las sales ácidas se forman por sustitución de sólo algunos de los hidrógenos de las moléculas de los ácidos de origen por metales o grupos metálicos o electropositivos. La fórmula general que presentan es M k (H l R) n, donde M es el símbolo del metal, R, el resto del ácido, k el número de hidrógenos sustituidos y l y n los subíndices correspondientes a las valencias de los átomos del resto ácido. Según la nomenclatura sistemática, se designan con la palabra hidrógeno antecediendo al nombre de la correspondiente sal neutra. En la tradicional y la de Stock, iguales aunque para ésta última se incluye el estado de oxidación, la forma de nombrar estos compuestos es análoga a la de las sales neutras, anteponiendo al nombre del metal la palabra ácido...

Conductividad térmica

Transferencia de calor que se produce cuando se pone en contacto directo a dos cuerpos a diferente temperatura. El calor pasa desde el cuerpo más caliente al más frío hasta que ambos alcanzan una misma temperatura, llamada temperatura de equilibrio, a la cual cesa el tráfico de calor. Si el experimento se repite, pero situando entre ambos cuerpos una pared metálica, el fenómeno cursa de forma similar, aunque, en este caso, difundiéndose el calor a través de dicha pared, lo que condiciona el intercambio del mismo, ya que en él influirá el espesor del tabique separador, su naturaleza, la diferencia de temperaturas entre sus dos caras y el tiempo que se considere. La ecuación que relaciona todas estas variables es:. donde:. Q = Calor transmitido a través de la pared. K = Coeficiente que depende de la naturaleza del material con que esté hecha la pared. t1 = Temperatura de la cara caliente de la pared. t2 = Temperatura de la cara fría de la pared. S = Superficie del tabique. El...

Cristal

Estructura ordenada de los átomos o moléculas constitutivos de un sólido cristalino. Se pueden distinguir una estructura microcristalina, sólo observable por microscopio u otros métodos, como, por ejemplo, los métodos de difracción, y otra macroscópica, perceptible a simple vista. La segunda se origina a partir de un núcleo microscópico, mediante un proceso de crecimiento que se desarrolla en la región limítrofe entre el cristal que aumenta y el medio externo al mismo. Las características de esta región y las causas que producen el crecimiento son los factores que determinan la estructura final, la cual puede presentar variedades, según las calidades y cantidades en que intervengan dichos factores. De forma natural, los cristales pueden crecer mediante diversos modelos, como son:. Crecimiento sólido-sólido. En este modelo, hay un sólido inicial y otro final que sólo difieren en el tamaño del grano estructural, el cual suele pasar de un tamaño heterogéneo a otro homogéneo, por la...

Dipolos

Moléculas en las que las que los electrones no están equitativamente repartidos entre sus átomos componentes. Este hecho hace que en algunas regiones de las mismas, exista concentración de carga negativa y, en otras, ausencia de dicha carga, lo que equivale a hablar de presencia de carga positiva. La aparición de ambas regiones induce a que en la molécula en cuestión aparezca un polo positivo y otro negativo y de ahí el nombre que se les da. Los dipolos aparecen en dos ocasiones:. ·        En el enlace iónico. Este tipo de enlace se verifica por cesión de electrones de un átomo a otro, lo que implica la formación de un ión de carga positiva o catión (el que cede los electrones) y de otro de carga negativa o anión (el que acepta esos electrones). Ambos iones configuran un dipolo. Por ejemplo, en el NaCl, el Na, muy electropositivo y con acusada tendencia a perder el único electrón que posee en su último nivel, lo cede al Cl, ávido de tomarlo para completar a ocho el número de...

El enlace covalente

El enlace covalente. El enlace covalente es el que da lugar a la formación de compuestos inorgánicos básicos para la vida como las moléculas de oxígeno o agua, y de todos los compuestos orgánicos. Así pues, puede afirmarse que es el mecanismo de unión entre átomos del que dependen todos los procesos biológicos que se desarrollan sobre nuestro planeta. Se trata de un enlace fuerte, que da lugar a moléculas homoatómicas como las de hidrógeno, H2, y oxígeno, O2, cuyas energías de disociación son proporcionalmente elevadas respecto de las de otros compuestos moleculares y que es responsable también de la consecución de estructuras químicas como la del carbono en su estado alotrópico de diamante, el cual presenta el grado máximo en la escala de dureza establecida en 1812 por el alemán Friedrich Mohs para las sustancias minerales. Son reseñables por otra parte conceptos como los de hibridación de orbitales, polaridad de enlace y localización y deslocalización. Todos ellos resultan...

El enlace metálico

El enlace metálico. El conocimiento y la manipulación de los metales han discurrido, desde la antigüedad, parejos a la evolución tecnológica del ser humano. Ya en tiempos prehistóricos se trabajaban metales puros, como el hierro, y se obtenían aleaciones como el bronce, formado por cobre y estaño. En nuestros días, la ultraestructura de los metales y sus combinaciones se analiza en profundidad mediante técnicas como la microscopia electrónica o la difracción de rayos X. Así, se logran aleaciones de última generación, como las de níquel-cromo, de elevada resistencia al calor y la deformación o las de níquel-titanio, que presentan memoria de forma, es decir, que recuperan espontáneamente su conformación original, después de haber sido sometidas a fuerzas deformantes. Las propiedades de los metales son, en definitiva, uno de los pilares sobre los que se asienta la tecnología desde los orígenes de la humanidad y, en el mundo actual, suponen un área de estudio esencial para todo tipo...

Electronegatividad

Capacidad que tiene un átomo que forma parte de una molécula para atraer hacia sí los electrones de un enlace covalente. En general, la electronegatividad es tanto mayor cuanto más a la derecha se halle el elemento en la Tabla Periódica y cuanto más abajo dentro de un mismo grupo. Por ello, los no metales son más electronegativos que los metales y el elemento más electronegativo es el flúor, seguido del oxígeno. Como se ha dicho, en un enlace covalente, la mayor electronegatividad de un átomo frente a otro condicionará la distribución de los electrones involucrados, la electronegatividad y por tanto, unas características u otras. Si los elementos que se ligan son iguales, por ejemplo dos átomos de cloro para formar la correspondiente molécula, Cl2, al ser idénticas las electronegatividades de ambos, los dupletes de electrones estarán equitativamente repartidos entre ellos. Esta homogeneidad constituye el llamado enlace apolar. Sin embargo, si los átomos que se unen son distintos,...

Electronegatividad

La electronegatividad (E) es una magnitud que mide la fuerza de atracción que un átomo ejerce para llevar hacia él el par de electrones de otro átomo, par que es compartido en el enlace covalente. Es ésta una propiedad, relacionada con el potencial de ionización y la afinidad electrónica, que puede determinar el tipo de enlace que formarán al unirse en moléculas con otros. Cuando la afinidad electrónica es alta, el átomo en cuestión presenta una elevada tendencia a captar electrones, razón por la cual su electronegatividad será también elevada. En general, la electronegatividad se representa como la semisuma del potencial de ionización y la afinidad electrónica:. La variación de esta propiedad en la tabla periódica se plantea en el sentido de aumentar de abajo arriba en los grupos y de izquierda a derecha en los periodos, razón por la cual es mínima en el cesio –el francio al que debería corresponder esta posición es una mezcla de isótopos radiactivos– y máxima en el flúor. A este...

Energía reticular

La energía reticular es la que se desprende al formarse un compuesto iónico y constituir una red cristalina. Su magnitud, que es la misma que se ha de aplicar para separar los cationes y aniones de la red para disociarla, depende de la intensidad de las cargas eléctricas de los iones y del radio de los mismos. Constituye una cuantificación de la estabilidad de cada compuesto iónico, ya que, a mayor valor de energía de red mayor será su estabilidad.

Enlace covalente

El enlace covalente es un mecanismo de unión interatómica en el que un par de electrones es compartido por dos átomos, perteneciendo cada uno de los electrones del par, al que se denomina doblete, a uno de los dos átomos que se enlazan. Este tipo de unión se da en moléculas diatómicas de gases no metálicos como, por ejemplo, el cloro:. Con esta distribución de la capa exterior de electrones se alcanza la configuración electrónica de gas inerte, que en este caso corresponde a la del argón, el gas noble más próximo al cloro en la tabla periódica. Se cumple así la regla del octeto, que propugna el estado de mayor estabilidad para la molécula constituida. Los enlaces covalentes en los que se comparte un solo par de electrones son los llamados enlaces simples. Sin embargo, en numerosos compuestos y muy especialmente en los de naturaleza orgánica, los dobletes compartidos son dos o tres, por lo que también pueden formarse enlaces dobles o triples, a los que se llama enlaces múltiples. ...

Enlace covalente de coordinación

Tipo especial de enlace covalente que se produce cuando el par compartido de electrones procede de sólo uno de los átomos que se enlazan. Este comportamiento electrónico origina un enlace covalente, llamado de coordinación, y al que también se designa como coordinado, dativo o semipolar. Este enlace se produce cuando un átomo de un no metal comparte un par de electrones con otros átomos, sea en estado elemental o molecular. Al átomo o molécula que aporta el par de electrones se le denomina donante o donador, en tanto que el que lo capta para establecer el enlace se llama receptor o aceptor. Esta modalidad de unión es relativamente frecuente en compuestos como los óxidos de elementos no metálicos, a los que también se llama anhídridos, como el dióxido de carbono, CO2, o en los hidruros de no metales, como el amoniaco, NH3. Un ejemplo clásico de enlace de coordinación es el que se establece entre el amoniaco y el trifluoruro de boro; con él se ejemplifica también la teoría de Lewis...

Enlace de carbono

Enlace químico entre un átomo de carbono y otro de cualquier elemento. Este tipo de enlaces son la base de los compuestos orgánicos. En los compuestos orgánicos, los átomos al enlazarse tienden a adoptar la configuración electrónica del gas noble más próximo a ellos, mediante ganancia o pérdida de electrones (los números de electrones de capa completa son 2 para el helio, 10 para el neón (2 + 8), 18 para el argón (2 + 8 + 10), y así sucesivamente). Según la regla del octeto, los átomos tienden a rodearse de 8 electrones apareados, para cumplir la estructura de valencia de gas noble. Por ejemplo, en los elementos situados a la izquierda en la tabla periódica, la pérdida de un electrón da lugar a la configuración electrónica del gas noble del mismo periodo, definiéndose esos átomos como electropositivos. Otro tanto sucede para los ubicados a la derecha, aunque en este caso mediante captación de un electrón, y por lo que esos elementos son electronegativos. Así, para el sodio, se...

Enlace iónico

Tipo de enlace interatómico que se establece entre un metal y un no metal por cesión de electrones. Los átomos, que en su estado fundamental son neutros, es decir, que tienen el mismo número de protones que de electrones, bajo determinadas condiciones pueden desprenderse de electrones de su capa exterior, quedando como iones de carga positiva o cationes, o bien pueden captarlos, adquiriendo entonces carga negativa y transformándose en iones negativos o aniones. El enlace iónico tiene por consiguiente su fundamento en la atracción electrostática que se establece entre iones con cargas eléctricas de signo opuesto. Ejemplo prototípico de compuesto formado por enlace iónico es el que se establece para formar la molécula de sal común, cloruro sódico, NaCl. El átomo de sodio presenta una configuración externa 3s1, es decir, que tiene un electrón en su nivel de valencia, mientras que la del átomo del cloro es 3s2 3p5, por lo que su capa de valencia tiene siete electrones, faltándole sólo...