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Enlace iónico

Ionic Bond

Cuando un metal que cede electrones con facilidad, como el sodio, se encuentra con un no metal que los acepta con facilidad, como el cloro, un electrón pasa de uno al otro y aparecen un catión y un anión. Los dos iones, de carga opuesta, se atraen por fuerza electrostática, y el enlace que mantiene esa atracción es el enlace iónico. La atracción disminuye con el cuadrado de la distancia, así que crece bruscamente al acercarse los iones, y cuanto mayor es la carga y menor el tamaño de los iones, más firme es el enlace y más alto el punto de fusión. La parte superior del diagrama muestra cómo cambian de tamaño los dos átomos al pasar el electrón; la inferior, lo rápido que se debilita la atracción al separarlos.

Cuando pasa un electrón

3 r₀
💡 Cómo leer las dos filas
①El Na cede su único electrón externo 3s y se convierte en Na⁺. Al vaciarse toda una capa externa, su radio baja de 186 pm a 102 pm
②El Cl recibe ese electrón y se convierte en Cl⁻. La carga del núcleo no cambia y el electrón extra añade repulsión, así que el radio sube de 99 pm a 181 pm
③En el cristal los dos iones se tocan a la distancia r₀, la suma de los radios, unos 283 pm. Si se acercan más, las nubes de electrones se repelen con fuerza y los iones se quedan a esa distancia
④Al duplicar la distancia la atracción baja a 1/4, y al triplicarla, a 1/9. Las flechas se acortan tan deprisa porque la fuerza disminuye con el cuadrado de la distancia

Ley de Coulomb y energía reticular

Ley de Coulomb
F = kq1 q2r²
q₁, q₂: cargas de los dos iones; r: distancia entre centros; k: constante de Coulomb
Energía reticular
U ∝ |q₁||q₂| / r
Energía necesaria para separar 1 mol de cristal iónico en iones gaseosos; cuanto mayor, más firme el enlace
🔍 La carga y el tamaño deciden el punto de fusión
①A mayor carga, mayor energía reticular. El producto de cargas de Mg²⁺ y O²⁻ es 4 veces el de Na⁺ y Cl⁻, y además están más cerca, por eso el MgO (unos 3800 kJ/mol) supera con mucho al NaCl (unos 790 kJ/mol)
②Con la misma carga, los iones pequeños quedan más cerca y la energía reticular es mayor; por eso el NaF funde a más temperatura que el NaCl
③Cuanto mayor es la energía reticular, más cuesta separar los iones y más alto es el punto de fusión: el NaCl funde a 801 °C y el MgO a unos 2800 °C

Cómo está construido un cristal de NaCl

💡 Propiedades de los cristales iónicos
①Na⁺ y Cl⁻ se alternan en filas y columnas, de modo que cada ion solo tiene vecinos de carga opuesta. En tres dimensiones, cada ion queda rodeado por 6 iones de carga contraria
②La fórmula NaCl no designa una molécula: indica que Na⁺ y Cl⁻ están en proporción 1 : 1
③En el sólido los iones están fijos y no conduce la electricidad; fundido o disuelto en agua, los iones pueden moverse y conduce
④Si una fuerza desplaza una capa un solo lugar, quedan enfrentadas cargas iguales que se repelen, por eso los cristales iónicos se rompen con facilidad

Practícalo

Ejemplo 1
Halla la fórmula química del compuesto iónico formado por iones sodio (Na⁺) e iones óxido (O²⁻).
1
Comprueba la carga de cada ion.
Na⁺: +1, O²⁻: −2
2
Elige la proporción de iones que deja la carga total en cero.
2 × (+1) + 1 × (−2) = 0 → Na₂O
▸ Na₂O
Las cargas de dos Na⁺ compensan la de un O²⁻. El subíndice 2 de la fórmula anota esa proporción.
Ejemplo 2
Cuando el magnesio (Mg) y el cloro (Cl) forman un enlace iónico, halla la fórmula resultante y cada ion.
1
Averigua qué ion forma cada elemento: el Mg pierde 2 electrones y el Cl gana 1.
Mg → Mg²⁺ + 2e⁻, Cl + e⁻ → Cl⁻
2
Ajusta el número de iones para que la carga total sea cero.
1 × (+2) + 2 × (−1) = 0 → MgCl₂
▸ MgCl₂ (Mg²⁺, Cl⁻)
Cada uno de los dos átomos de Cl toma uno de los 2 electrones que cede el Mg, así que un Mg²⁺ se combina con dos Cl⁻.

Resumen

Cuándo se forma un enlace iónico
átomo metálico → catión, átomo no metálico → anión → atracción electrostática
Se forma con facilidad entre un metal y un no metal con gran diferencia de electronegatividad
Tipo de simulacro KICE 2022 Química I, adaptado
¿Cuál es la fórmula del compuesto iónico formado por iones aluminio (Al³⁺) e iones óxido (O²⁻)?
①AlO
②Al₂O₃
③Al₃O₂
④AlO₂
⑤Al₂O
▸ ② Al₂O₃
1
Busca la proporción entera más simple a : b que cumple (+3) × a + (−2) × b = 0.
2
Igualando al mínimo común múltiplo de 3 y 2, que es 6, sale a = 2 y b = 3.
(+3) × 2 + (−2) × 3 = 0 → Al₂O₃
🎯 Puntos clave
①El enlace iónico es la atracción electrostática entre un catión metálico y un anión no metálico
②Un átomo metálico se encoge al convertirse en catión; un átomo no metálico crece al convertirse en anión
③La energía reticular es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional a la distancia entre centros
④El sólido no conduce la electricidad; el líquido fundido y la disolución acuosa sí
⑤En la fórmula va primero el catión, con la proporción entera más simple que deja la carga total en cero

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