Átomos aislados, Cristales & Moléculas

Atomos aislados

Es el caso de los gases nobles. Sus átomos aislados tienen ya una gran estabilidad ya que su útima capa electrónica se encuentra completa; por eso no necesitan unirse a ningún otro átomo.

Las fuerzas entre átomos son muy débiles. Por eso en la naturaleza se encuentran en estado gaseoso a temperatura ambiente.

Todos los demás elementos, al no tener su última capa electónica completa, tratan de conseguirlo mediante la asociación con otros átomos, formando moléculas o cristales. Para alcanzar la estabilidad electrónica, los átomos de los elementos se unen mediante enlace químico, que es una fuerza de naturaleza electrostática.

Cristales

    Los cristales son sólidos cuyas partículas constituyentes (átomos, moléculas o iones) se ordenan conforme a un patrón que se repite en las tres direcciones del espacio. Se distinguen tres tipos de cristales según el tipo de enlace químico que se establece entre las partículas.

Los cristales se representan mediante fórmulas empíricas, que indican la proporción de los diferentes átomos que forman el compuesto. Por ejemplo: NaCl, significa que hay un átomo de cloro por cada átomo de sodio.

Cristales covalentes

    La unión entre los átomos es mediante enlace covalente. Esto origina sólidos muy duros, de puntos de fusión y ebullición muy elevados y que no conducen la corriente eléctrica.

Ejemplos de cristales covalentes: diamante, grafito y cuarzo.

Cristales metálicos

    Los átomos constituyentes están unidos por enlace metálico:

Los elementos metálicos poseen 1, 2 ó 3 electrones en la capa electrónica externa de sus átomos, los cuales están débilmente unidos al núcleo por lo que se pueden perder con facilidad. Cuando un conjunto de átomos de estos elementos se acercan hasta estar lo más cerca posible, las capas electrónicas externas se solapan por completo, haciendo que los electrones ya no estén asociados a un átomo en concreto, sino que son compartidos por todos los átomos del conjunto.

Los cristales metálicos tienen las siguientes propiedades:

• Son sólidos cristalinos, excepto el mercurio, que es líquido.

• Suelen ser bastante duros, al estar unidos los átomos de modo muy compacto.

• Son maleables (obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa)  y dúctiles (pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos), en mayor o menor grado, ya que es posible mover una capa de átomos sobre otra.

Cristales iónicos

•     Los átomos de ciertos elementos consiguen completar su última capa electrónica mediante la pérdida o ganancia de electrones:
  • Los elementos con pocos electrones en su última capa (como los metales), pueden perderlos fácilmente. El resultado es un ión (átomo con carga eléctrica neta distinta de 0 )con cargas positivas de más: un catión.
  • Los elementos a los que le faltan pocos electrones para completar su última capa electrónica (como  los no metales), tiene facilidad para atraer electrones hasta completarla. el resultado es un ión con exceso de cargas negativas: un anión.
    Cuando los átomos de un metal y un no metal se encuentran, el primero cede electrones al segundo. Como resultado, el metal se convierte en catión y el no metal se convierte en anión, es decir, dos iones con cargas eléctricas opuestas que, en consecuencia, se atraen entre sí mediante fuerzas de atracción electrostática. Este tipo de enlace químico se conoce como enlace iónico.
    Esta atracción no se limita a un solo ion, sino que cada uno se rodea del máximo número de iones de carga opuesta que pueden rodear a un ion en particular posible. El resultado es un cristal iónico.
      Los cristales iónicos tienen las siguientes propiedades:
  • Sólidos a temperatura ambiente.
  • Puntos de fusión y ebullición elevados.
  • No conducen la corriente eléctrica en estado sólido, pero si lo hacen en disolución.

Moléculas

   Para formar moléculas, los átomos que intervienen comparten electrones entre sí. En este caso se habla de enlace covalente.
    Los átomos que intervienen en la formación de las moléculas pueden ser:

• Iguales: en el caso de las sustancias simples.
• Distintos (2 ó más elementos): caso de los compuestos.

    Las moléculas, en general, se mantienen prácticamente aisladas o unidas por fuerzas débiles entre sí y tienen las siguientes características:

• Son mayoritariamente gases a temperatura ambiente. En casos menos frecuentes, pueden ser líquidos (como el agua) o sólidos (como el Iodo).
• No conducen la corriente eléctrica.
• Puntos de fusión y ebullición bajos.
• En el caso de las moléculas covalentes sólidas, son frágiles y quebradizas o blandas y de aspecto céreo.

    Las moléculas se representan mediante fórmulas moleculares, que indican el número y la clase de átomos que intervienen. Por ejemplo: H₂O, significa que en esta molécula hay dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.