Propiedades de los compuestos covalentes

Compuestos covalentes

Antes de hablar de sus propiedades, veamos qué son realmente los compuestos covalentes.

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:

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.

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 del enlace covalente viene determinada por el orden de enlace.

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:

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.