CN.Q.5.3.1. Examinar y clasificar las características de los distintos tipos de sistemas dispersos según el estado de agregación de sus componentes y el tamaño de las partículas de la fase dispersa.
NotaCompletar esta clase te permitirá:
CN.Q.5.1.10. Deducir y explicar las propiedades físicas de compuestos iónicos y covalentes desde el análisis de su estructura y el tipo de enlace que une a los átomos, así como de la comparación de las propiedades de sustancias comúnmente conocidas.
Profesor: Marcelo Amores Palma
En el mundo cotidiano, solemos pensar en los materiales como entidades uniformes: agua, leche, aire, crema, pintura. Sin embargo, la química revela que muchas de estas sustancias no son tan homogéneas como parecen. Algunas están formadas por partículas tan diminutas que se dispersan completamente; otras contienen partículas más grandes que se mantienen suspendidas; y otras, todavía más grandes, pueden separarse si las dejamos reposar. Estos hábitos silenciosos de la materia conforman los llamados sistemas dispersos.
Un ejemplo simpático para abrir el tema aparece en este meme, donde un oso grita “¡Me estoy disolviendo!” mientras otro le responde “Pero si los osos somos insolubles”, y el primero replica: “Eso es porque tú no eres polar”. La broma funciona porque condensa, en una escena absurda, la lógica molecular real: una sustancia solo se disuelve cuando su estructura y su polaridad son compatibles con el solvente. Lo que parece humor es, en el fondo, una ventana directa hacia la química de la solubilidad.
Aquí surge un pequeño desafío intelectual: si dos mezclas parecen visualmente similares, ¿por qué una es una disolución verdadera, otra un coloide y otra una suspensión? Esta pregunta abre la puerta a examinar el papel exacto del estado de agregación, el tamaño de las partículas y la interacción entre fases. Comprender estos sistemas dispersos no solo organiza mejor el mundo de las mezclas, sino que conecta directamente con la estructura microscópica de la materia: cómo se unen los átomos, cómo interactúan las moléculas y por qué un compuesto iónico o uno covalente influyen tanto en la solubilidad y el comportamiento de una sustancia.
Enlace covalente coordinado o dativo
Se forma si los dos electrones compartidos son aportados por uno de los dos átomos. En vez de un guion se utiliza una flecha dirigida hacia el átomo que no aportó ningún electrón. Por ejemplo, la molécula del ion amonio (NH4)1+ y el trióxido de azufre (SO3).
Enlace covalente polar y no polar
En enlaces covalentes con átomos diferentes, y debido a la diferencia de electronegatividades, el átomo más electronegativo ejerce mayor fuerza de atracción al par de e compartidos, generándose una molécula con un polo positivo (+) y otro polo negativo (-). Esta molécula es un dipolo permanente. A este tipo de enlace se lo denomina enlace covalente polar.
En el caso de que los dos átomos ejerzan igual atracción por el par de e compartidos o la diferencia de sus electronegatividades sea muy pequeña, inferior a cero punto cuatro, se considera que es un enlace no polar y la molécula formada es apolar, porque carece de polos.
Características del enlace covalente
Los compuestos con enlace covalente poseen puntos de fusión y ebullición bajos, son malos conductores del calor y la electricidad; por este motivo se los utiliza como aislantes. Cuando están en estado sólido no cristalizan, tiene apariencia pastosa, pueden ser líquidos, evaporarse con facilidad, y también pueden presentarse en estado gaseoso, como el dióxido de carbono.
Sistemas dispersos y polaridad de los enlaces
A través del enlace covalente los átomos tienden a formar pequeñas y grandes moléculas, por lo tanto, los sistemas dispersos que pueden crearse con estas especies químicas van desde soluciones hasta suspensiones.
En las soluciones, las partículas dispersas corresponden a moléculas covalentes de tamaño muy pequeño, como la glucosa. Su diámetro es menor que cien nanómetros, lo que permite una distribución homogénea en el medio sin sedimentación ni dispersión significativa de la luz. Un ejemplo común es la mezcla de agua con azúcar, donde la glucosa se disuelve completamente. En los coloides, las partículas están formadas por moléculas covalentes más grandes y complejas, como las proteínas primarias, cuyo tamaño se encuentra entre cien y mil nanómetros. Estas partículas no se disuelven por completo, pero se mantienen suspendidas gracias a interacciones físico-químicas que impiden su sedimentación. Un ejemplo cotidiano es agua con gelatina, donde las proteínas originan una matriz coloidal estable. En las suspensiones, las partículas poseen un tamaño mayor que mil nanómetros. Esto ocurre con moléculas grandes o agregados presentes en sustancias como la penicilina en ciertos preparados farmacéuticos. Debido a su tamaño, estas partículas pueden sedimentarse si la mezcla permanece en reposo. Un ejemplo representativo es penicilina con agua, donde las partículas permanecen suspendidas solo de manera temporal. Este recorrido desde soluciones hasta suspensiones evidencia cómo el tamaño molecular y las propiedades del enlace covalente definen comportamientos físicos distintos, permitiendo interpretar la estructura y dinámica de la materia en diversos sistemas.
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# Datossistemas<-data.frame( Sistema =c("Soluciones", "Coloides", "Suspensiones"), Min =c(1, 100, 1000), Max =c(100, 1000, 100000), Ejemplo =c("Agua + azúcar", "Agua + gelatina", "Penicilina + agua"))# Calcular posición central en escala logarítmica# El centro debe ser geométrico, no aritméticosistemas$Centro<-sqrt(sistemas$Min*sistemas$Max)# Gráfico con barras logarítmicas y texto internoggplot(sistemas, aes(y =Sistema))+# barras horizontalesgeom_segment(aes(x =Min, xend =Max, yend =Sistema, color =Sistema), linewidth =10, alpha =0.7)+# texto dentro de la barra (centrado geométricamente)geom_text(aes(x =Centro, label =Ejemplo), color ="black", size =4, fontface ="bold")+scale_x_log10( breaks =c(1, 10, 100, 1000, 10000, 100000), labels =c("1 nm", "10 nm", "100 nm", "1 000 nm", "10 000 nm", "100 000 nm"))+labs( title ="Tamaño de partícula en sistemas dispersos", subtitle ="Soluciones, coloides y suspensiones en escala logarítmica", x ="Tamaño de partícula (nanómetros)", y ="", color ="")+theme_minimal(base_size =14)+theme( legend.position ="none", panel.grid.minor =element_blank(), plot.title =element_text(size =16, face ="bold"), plot.subtitle =element_text(size =12))+coord_cartesian(xlim =c(1, 200000))
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