Propiedades físicas de los compuestos covalentes

Fecha de publicación

diciembre, 2025

Completar esta clase te permitirá:

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.

Completar 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

A primera vista, todas las moléculas podrían parecer simples combinaciones de átomos unidos entre sí. Sin embargo, basta formular una pregunta aparentemente inocente para abrir una grieta en esa idea: ¿qué molécula es más compleja, el metano o una proteína? El metano está formado por un solo átomo de carbono y cuatro de hidrógeno; una proteína, en cambio, puede contener miles de átomos organizados en una estructura tridimensional altamente específica. Pero la complejidad no depende solo del tamaño o del número de átomos, sino también del tipo de enlaces, de la disposición espacial y de las interacciones con el entorno.

Esta reflexión nos conduce a otro interrogante clave: ¿por qué el agua, una molécula tan pequeña, se encuentra en estado líquido en condiciones normales, mientras que otras moléculas de tamaño similar son gases? La respuesta no está en la masa de la molécula, sino en una propiedad fundamental: la polaridad. La distribución desigual de cargas eléctricas en el agua permite que sus moléculas se atraigan entre sí, generando interacciones que modifican profundamente su comportamiento físico. Comprender estas ideas exige revisar lo que ya sabemos y, al mismo tiempo, aceptar que algunas intuiciones cotidianas deben ser cuestionadas.

La forma de las moléculas de un enlace covalente

Las propiedades físicas de las moléculas y compuestos covalentes como el punto de fusión, ebullición, la densidad y estado se determinan por su polaridad. Si la molécula contiene solo dos átomos, la diferencia de electronegatividad nos mostrará si es polar o no polar. La situación se complica cuando en ella encontramos enlaces con otros átomos y/o pares de electrones no enlazantes. El que una molécula contenga enlaces polares o no polares no siempre determina que en conjunto la molécula presente polaridad o sea apolar. Para determinar si una molécula es polar o no polar es necesario analizar, aparte del tipo de enlace, los electrones compartidos y no compartidos y la forma geométrica que estos le dan a la molécula. Mientras más átomos y enlaces se involucran en una molécula, su estructura molecular resulta ser más compleja y su estado de agregación dependerá de estos factores y de su masa molecular.

Así, el dióxido de carbono, una molécula pequeña y polar, se encuentra normalmente en estado gaseoso debido a su baja masa molecular y a que sus fuerzas intermoleculares son débiles.

El agua, a pesar de tener una masa molecular reducida, es líquida en condiciones ambientales porque su polaridad permite fuertes interacciones entre moléculas.

El hidrógeno molecular, no polar y extremadamente ligero, permanece en estado gaseoso.

En cambio, sustancias no polares pero de mayor masa, como el yodo y el bromo, presentan estados sólidos o líquidos, respectivamente, debido al aumento de las fuerzas de atracción entre moléculas.

La gasolina, formada por hidrocarburos no polares de mayor tamaño, es líquida.

mientras que el sulfuro ferroso, un compuesto polar con estructura iónica y elevada masa, se encuentra en estado sólido.

Estos ejemplos ilustran el hecho de que el estado de agregación no depende de una sola propiedad, sino del balance entre polaridad, masa molecular y tipo de interacciones intermoleculares.

Sistemas dispersos: soluciones, coloides y suspensiones

Cuando analizamos un sistema disperso observamos que sus componentes no reaccionan químicamente entre sí y que cada sustancia conserva sus propiedades. En una solución, el sistema está formado por un soluto, que es la sustancia que se disuelve, y un solvente, que es el medio en el cual ocurre la disolución. En un coloide y en una suspensión también se distinguen dos componentes: la fase dispersa, constituida por la sustancia distribuida en el sistema, y la fase dispersante, que actúa como el medio continuo en el cual se difunde dicha fase.

La diferenciación entre solución, coloide y suspensión se basa en una serie de características observables. A simple vista, tanto las soluciones como los coloides se presentan como sistemas de una sola fase aparente, mientras que las suspensiones muestran dos fases distinguibles. Al observarlos con el microscopio, las soluciones continúan presentando una sola fase, en tanto que los coloides y las suspensiones revelan la presencia de dos fases.

Cuando un rayo de luz atraviesa una solución, este sigue su trayecto sin desviarse; en un coloide, el rayo se dispersa debido al efecto Tyndall; y en una suspensión, la luz no logra atravesar el sistema. Al dejar estos sistemas en reposo, las soluciones mantienen sus componentes mezclados de forma uniforme, los coloides también conservan una dispersión homogénea, mientras que en las suspensiones la fase dispersa se decanta con el tiempo.

La formación de un sistema disperso depende de varias condiciones relacionadas con la naturaleza de las sustancias involucradas. El tipo de molécula es determinante, ya sea iónica, polar o no polar. También influye el tamaño de la molécula o partícula, que puede variar desde moléculas pequeñas hasta macromoléculas. Finalmente, la solubilidad cumple un papel central: las sustancias polares tienden a disolver sustancias polares, mientras que las no polares disuelven preferentemente sustancias no polares. La combinación de estos factores explica por qué algunos materiales forman soluciones verdaderas, otros sistemas coloidales y otros suspensiones.

Los sistemas dispersos se muestran homogéneos y pueden presentarse en todos los estados de agregación.

El agua forma una enorme cantidad de sistemas dispersos, por esto se la llama solvente universal. La capacidad de una sustancia para disolverse en el agua siempre está en relación con la polaridad de sus moléculas o la facultad de disociarse en iones.

Competencia matemática. Cuando tenemos una suspensión, podemos observar que con el tiempo, si se la deja en reposo, la fase dispersa se decanta o sedimenta. La velocidad con la que esto sucede depende del tamaño y peso de las partículas de la fase dispersa y de las características de la fase dispersante. Mientras mayor tamaño tengan las partículas, tendrán un mayor peso y se decantarán más rápido. ¿Esta es una relación directa o indirectamente proporcional?

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