Propiedades, estructura y formación de los compuestos iónicos

Formación de un compuesto iónico

Los compuestos iónicos se forman cuando dos elementos de la tabla periódica se combinan o se mantienen juntos debido a sus grandes diferencias para atraer electrones de otro átomo. Los metales , que normalmente se encuentran en el lado izquierdo de la tabla periódica, y los no metales , que normalmente se encuentran en el lado derecho de la tabla periódica, van juntos para formar compuestos iónicos.

Los metales, con los más comunes sombreados en rosa aquí, forman el catión o la porción cargada positivamente de los compuestos iónicos. Los no metales, sombreados en azul aquí, forman los iones cargados negativamente ( aniones ) en los compuestos iónicos.

electronegatividad

Un ejemplo de formación de un compuesto iónico: cómo se ve un enlace iónico

Un metal como el sodio (Na) del metal del Grupo I forma un catión al transferir o perder un electrón de su nivel de energía más externo o de su capa de valencia.. La configuración electrónica del sodio como metal del Grupo 1 da como resultado la preferencia de perder un electrón para convertirse en un catión con una sola carga positiva. El sodio forma fácilmente un compuesto iónico con un no metal como el cloro (Cl), un halógeno del Grupo VII de la tabla periódica. La configuración electrónica del cloro da como resultado su preferencia por ganar un electrón en su nivel de energía más externo. De esta manera, el cloro se convierte en un anión cargado negativamente con una sola carga negativa. El enlace iónico entre el sodio (Na) y el cloro (Cl) se forma a partir de la transferencia completa de un electrón del sodio al cloro. La carga positiva resultante en el sodio es fuertemente atraída por la carga negativa resultante en el cloro. La unidad de fórmula o la proporción de átomos en números enteros más baja en el compuesto iónico llamado cloruro de sodio sería NaCl (un átomo de sodio y un átomo de cloro).

Propiedades de los compuestos iónicos

La carga iónica presente en los átomos o los iones poliatómicos presentes en un compuesto iónico mantiene los átomos en su lugar con fuerza en el compuesto. Este enlace iónico es tan fuerte que los compuestos iónicos suelen tener las siguientes propiedades:

• Altos puntos de fusión
• Puntos de ebullición altos
• Una estructura de celosía cristalina
• Los sólidos se rompen fácilmente en hojas
• Los sólidos no conducen la electricidad y son buenos aislantes.

Estructura de compuestos iónicos: celosía cristalina

El fuerte enlace iónico resultante de los átomos cargados en un compuesto iónico, como el sodio (Na +) y el cloro (Cl-), da como resultado una estructura rígida y muy ordenada. Esta estructura se conoce como red cristalina . La carga del ión sodio y la carga del ión cloruro mantienen unidas las moléculas del compuesto, con iones positivos alineándose estrictamente con iones negativos.

Los cationes de sodio (mostrados aquí en verde, carga +1) se mantienen en estrecha asociación con los aniones de cloro (mostrados aquí en amarillo, carga -1) para formar la estructura de red cristalina.

Energía de celosía de compuestos iónicos

Los compuestos iónicos sólidos se presentan como una estructura de red cristalina rígida. En esta red cristalina, los iones positivos se mantienen atraídos por los iones negativos y se encuentran en un estado más estable y de menor energía que los iones individuales. Cuando los iones individuales forman la red cristalina sólida, se libera la energía de formación de enlaces. Si esta cantidad de energía de formación de enlaces se agrega a un compuesto iónico sólido, los enlaces que mantienen unidos los iones positivos y negativos se romperán. La energía requerida para romper o separar un mol de iones de un compuesto iónico se conoce como energía reticular .

Punto de fusión y ebullición de los compuestos iónicos

Los puntos de fusión y ebullición de los compuestos iónicos son típicamente altos en relación con otros compuestos. Las fuertes fuerzas intermoleculares entre las cargas iónicas significan que se necesitan temperaturas más altas para romper la interacción entre las moléculas de un compuesto iónico, lo que resulta en altos puntos de fusión y ebullición.

Compuestos iónicos líquidos y en solución: buenos conductores; Compuestos iónicos sólidos: buenos aislantes

El agua es un compuesto polar . Tiene una carga parcial positiva en un lado de su molécula y una carga parcial negativa en el otro lado de su molécula. La siguiente figura muestra lo que sucede cuando un compuesto iónico sólido como una red cristalina (cloruro de sodio, por ejemplo) se coloca en un matraz de agua. El lado positivo de la molécula de agua es atraído por los iones de cloro negativos y el lado negativo de la molécula de agua es atraído por los iones de sodio positivos. De esta manera, el agua se disuelve o forma una solución acuosa con compuestos iónicos separando los iones constituyentes del compuesto iónico sólido en una solución. La solución resultante de iones en agua es un buen conductor de electricidad.. La carga eléctrica puede ser conducida fácilmente por los iones ahora móviles del compuesto iónico. Por tanto, los compuestos iónicos en solución son buenos conductores de electricidad. Los compuestos iónicos derretidos, los que se convierten en líquidos por las altas temperaturas, también serían buenos conductores de electricidad. Los compuestos iónicos sólidos secos (la red cristalina) no serían buenos conductores de electricidad y, por lo tanto, son buenos aislantes.

Un ejemplo de la disolución de un compuesto iónico en agua. Los aniones de cloro (amarillo) y los cationes de sodio (verde) se disuelven en iones con carga negativa y positiva, respectivamente, en presencia de la molécula de agua polar cargada (azul). La estructura cristalina del compuesto iónico sólido se separa en sus iones en solución.

Resumen de la lección

Los compuestos iónicos se forman típicamente a partir de metales y no metales que se encuentran en lados opuestos de la tabla periódica. También pueden formarse entre iones poliatómicos cargados. Los metales, debido a su configuración electrónica, prefieren perder electrones y formar cationes con carga positiva. Los no metales, debido a su configuración electrónica, prefieren ganar electrones y formar aniones con carga negativa. La carga del catión y del anión, respectivamente, da como resultado una atracción iónica que mantiene unidos a los átomos o especies como un enlace iónico. La fuerte naturaleza de esta interacción en los compuestos iónicos da como resultado varias propiedades relacionadas de los compuestos iónicos. Los compuestos iónicos tienen una estructura de red cristalina rígida y altos puntos de fusión y ebullición. Los sólidos de compuestos iónicos se rompen fácilmente en láminas y son malos conductores de la electricidad como sólido. Como sólidos, los compuestos iónicos son buenos aislantes. Los compuestos iónicos cuando se derriten o forman soluciones en agua son buenos conductores de electricidad. La energía requerida para romper o separar un mol de iones de un compuesto iónico se conoce como energía reticular.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador