Cuando oyes las palabras "compuesto químico", ¿en qué piensas? La mayoría de la gente probablemente hablaría de medicamentos artificiales o de las palabras raras que no pueden pronunciar en la lista de ingredientes de su comida. Sin embargo, prácticamente cualquier material que no sea un elemento singular está formado por compuestos químicos.
En este artículo hablaremos de un tipo concreto de compuestos químicos: los compuestos covalentes. Hablaremos de lo que son, de los distintos tipos y de sus características comunes.
Este artículo trata sobre los compuestos covalentes y sus propiedades.
En primer lugar, definiremos qué son los compuestos covalentes.
A continuación, veremos los distintos tipos de enlace covalente.
A continuación, conoceremos las tendencias en la longitud de los enlaces covalentes.
A continuación, aprenderemos algunas características comunes de los compuestos covalentes.
Por último, veremos algunos compuestos covalentes y sus usos.
Compuestos covalentes
Antes de hablar de sus propiedades, veamos qué son realmente los compuestos covalentes.
Un compuesto covalente es un compuesto que sólo contieneenlacescovalentes. Suele darse entre dos no metales o un no metal y un metaloide (elemento que comparte propiedades tanto metálicas como no metálicas).
Un enlace covalente es un enlace en el que se comparten electrones entre elementos.
A modo de ejemplo, aquí tienes una lista de algunos compuestos covalentes:
H2O-Agua
SiO2-Dióxido de silicio (el silicio (Si) es un metaloide)
NH3-Amoniaco
F2-Fluor
Tipos de enlace covalente
Existen distintos tipos de enlace covalente. Estos "tipos" pueden dividirse en dos categorías: categorías basadas en el número y categorías basadas en la electronegatividad.
Vamos a desglosar estos tipos en función de la categoría
Tipos de enlace covalente: números
Existen tres tipos de enlaces covalentes numerados:
Sencillo
Doble
Triple
Los enlaces covalentes numerados dependen de dos factores: el número de electrones compartidos y los tipos de solapamiento orbital.
En cuanto a los electrones compartidos, cada enlace contiene 2 electrones. Por tanto, los enlaces dobles comparten 4 electrones en total, mientras que los triples comparten 6.
Y ahora, el solapamiento orbital:
Los orbitales son regiones en las que es probable que se encuentren electrones. En un orbital puede haber un máximo de dos electrones.
Hay 4 tipos principales de orbitales, que son
Orbitales S
Contienen 1 suborbital (tienen un total de 2 electrones)
Orbitales P
Contienen 3 suborbitales (tienen un total de 6 electrones, 2 cada uno)
Orbitales D
Contienen 5 suborbitales (tienen un total de 10 electrones, 2 cada uno)
Orbitales F
Contienen 7 suborbitales (tienen un total de 14 electrones, 2 cada uno)
A continuación se muestra el aspecto de estos orbitales:
Fig.1 Las diferentes formas orbitales y suborbitales
Los enlacescovalentes simples se producen por solapamiento orbital directo. Estos enlaces también se denominan enlaces sigma (σ). En los enlaces dobles y triples, el primero de estos enlaces es un enlace σ , mientras que el otro u otros son enlaces pi (π). Los enlaces Π se producen por el solapamiento lateral entre orbitales.
A continuación se muestra un ejemplo de ambos tipos de enlace:
Fig.2-Ejemplos de enlace sigma y pi
En la fila superior hay ejemplos de enlace sigma, mientras que en la fila inferior son enlaces pi. El enlace pi sólo puede producirse entre orbitales de energía orbital p o superior (es decir, d o f), mientras que el enlace sigma puede producirse entre cualquier orbital.
Este es el aspecto de estos enlaces:
Fig.3-Diferentes tipos de enlaces covalentes numerados
Tipos de enlace covalente: Electronegatividad
La segunda categoría de enlace covalente se basa en la electronegatividad.
La electronegatividad es la tendencia de los elementos a atraer/ganar electrones.
Los elementos con mayor electronegatividad están cerca de la parte superior derecha de la tabla periódica (flúor), mientras que los elementos con menor electronegatividad están cerca de la parte inferior izquierda (francio), como se muestra a continuación:
Fig.4-Tabla de electronegatividades
Los dos tipos de enlaces covalentes de esta categoría son:
Covalente no polar
Covalente polar
Aquí, "polaridad" se refiere a la diferencia de electronegatividad entre los elementos. Cuando un elemento tiene una electronegatividad significativamente mayor (>0,4), el enlace se considera polar.
Lo que ocurre es que los electrones son atraídos por este elemento más electronegativo, lo que provoca una distribución desigual de electrones. Esto hace que el lado con más electrones tenga una carga ligeramente negativa (δ-) y el lado con menos electrones una carga ligeramente positiva (δ+).
Por ejemplo, a continuación se muestra el HF (fluoruro de hidrógeno), que es un compuesto covalente polar:
Fig.5-El fluoruro de hidrógeno tiene un enlace covalente polar
La separación de estas cargas se denomina dipolo.
En los enlaces covalentes no polares, hay una diferencia de electronegatividad lo suficientemente pequeña (<0,4) como para que no se produzca distribución de cargas, por lo que no hay polaridad. Un ejemplo de ello sería F2.
Determinación de la longitud del enlace covalente
Pasemos ahora a la longitud del enlace.
La longitud de enlace es la distancia entre los núcleos de los elementos de un enlace.
La longitud del enlace covalente viene determinada por el orden de enlace.
El orden de enlace es el número de pares de electrones compartidos entre dos elementos enlazados.
Cuanto mayor sea el orden de enlace, más corto será el enlace. La razón por la que los enlaces más grandes son más cortos es que las fuerzas de atracción entre ellos son más fuertes.
En los compuestos diatómicos (de dos átomos), el orden de enlace es simplemente igual al número de enlaces (es decir, simple=1, doble=2 y triple=3). Sin embargo, para los compuestos con más de dos átomos, el orden de enlace es igual al número total de enlaces menos el número de cosas enlazadas a ese átomo.
Hagamos un ejemplo rápido para explicarlo:
¿Cuál es el orden de enlace del carbonato (CO32-)?
Fig.6--Estructura del ion carbonato
El carbonato tiene un total de cuatro enlaces (dos sencillos y uno doble). Sin embargo, el carbono sólo está unido a tres cosas (los tres oxígenos), por lo que el orden de los enlaces es 4/3.
Características y propiedades de los compuestos covalentes
Ahora que ya hemos cubierto los aspectos básicos, ¡por fin podemos hablar de las propiedades de los compuestos covalentes!
Éstas son algunas de las propiedades/características comunes de los compuestos covalentes:
Puntos de fusión y ebullición bajos
Aunque los enlaces en sí son fuertes, las fuerzas entre moléculas (llamadas fuerzas intermoleculares) son más débiles que las que existen entre compuestos iónicos, por lo que son más fáciles de romper/destruir
Malos conductores de la electricidad
Los compuestos covalentes no contienen iones/partículas cargadas, por lo que no pueden transportar bien los electrones
Blandos y flexibles
Sin embargo, si los compuestos son cristalinos, no es así
Los compuestos covalentes no polares se disuelven mal en el agua
El agua es un compuesto polar, y la regla de disolución es "lo semejante se disuelve con lo semejante" (es decir, lo polar disuelve lo polar y lo no polar disuelve lo no polar)
Usos de los compuestos covalentes
Hay una plétora de compuestos covalentes, y como tales, hay una plétora de usos para ellos. He aquí algunos de los muchos compuestos covalentes y sus usos:
La sacarosa (azúcar de mesa) (C12H22O11) es un edulcorante común en los alimentos
El agua (H2O) es un compuesto necesario para toda la vida
El amoníaco (NH3) se utiliza en varios tipos de productos de limpieza
El metano (CH4) es el principal componente del gas natural y puede utilizarse para calefacciones domésticas y estufas de gas.
Propiedades de los compuestos covalentes - Puntos clave
Un compuesto covalente es un compuesto que sólo contieneenlacescovalentes. Suele darse entre dos no metales o un no metal y un metaloide (elemento que comparte propiedades tanto metálicas como no metálicas.
Un enlace covalente es un enlace en el que se comparten electrones entre elementos.
Triple (comparten 6 electrones: 1 enlace σ y 2 enlaces π)
Existen dos tipos de enlace covalente basados en la electronegatividad (tendencia a atraer/ganar electrones)
No polar
Polares
Cuanto mayor es el orden de enlace, más corto es el enlace
Las principales propiedades generales de los compuestos covalentes son
Puntos de fusión y ebullición bajos
Malos conductores de la electricidad
Blandos y flexibles
Los compuestos covalentes no polares se disuelven mal en el agua
Referencias
Fig.1- Las diferentes formas orbitales y suborbitales (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4a/Single_electron_orbitals.jpg/640px-Single_electron_orbitals.jpg) por haade bajo licencia CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)
Fig.2-Ejemplos de enlace sigma y pi (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2b/Sigma_and_pi_bonding.jpg/640px-Sigma_and_pi_bonding.jpg) by Tem5psu licensed by CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)
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Preguntas frecuentes sobre Propiedades de los compuestos covalentes
¿Qué son las propiedades de los compuestos covalentes?
Las propiedades de los compuestos covalentes incluyen bajos puntos de fusión y ebullición, mala conductividad eléctrica y frecuentemente son solubles en solventes orgánicos.
¿Por qué los compuestos covalentes tienen puntos de fusión y ebullición bajos?
Los compuestos covalentes tienen puntos de fusión y ebullición bajos porque las fuerzas intermoleculares entre ellos son débiles y requieren poca energía para romperse.
¿Los compuestos covalentes conducen electricidad?
Los compuestos covalentes generalmente no conducen electricidad porque no tienen iones libres o electrones móviles para transportar la corriente.
¿Son solubles los compuestos covalentes en agua?
Muchos compuestos covalentes no son solubles en agua pero sí en solventes orgánicos debido a la similitud en polaridad entre ellos y los solventes orgánicos.
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Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
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