Sobre el enlace químico y las aplicaciones de algunos compuestos inorgánicos (1ª parte)

Los átomos que se agrupan formando moléculas o cristales se mantienen unidos por un enlace químico. Hay varios tipos de enlaces:

• Iónicos: son fuerzas electrostáticas que se dan entre partículas de carga opuesta.
• Covalentes: son el resultado de compartir pares de electrones entre dos átomos.
• Metálicos: cada átomo del metal se une a varios átomos vecinos, estando los electrones enlazantes relativamente libres de moverse a través de la estructura tridimensional.

Imagen que ejemplifica los distintos tipos de enlaces químicos

Según esto, se distinguen diferentes clases de sustancias:

• Compuestos iónicos: en ellos no existen moléculas aisladas, sino una ordenación cristalina de iones.
• Sustancias covalentes: básicamente se pueden dividir en sustancias formadas por moléculas individuales (en ellas existen interacciones) y sustancias que forman redes de elevadas cantidades de átomos (no existen, aquí, moléculas individuales).
• Sustancias metálicas: en estado sólido se presentan en redes de átomos metálicos con empaquetamiento elevado.

Las propiedades de las sustancias suelen ser consecuencia de sus enlaces; por lo tanto, conocer su fórmula nos ayudará a predecir algunas de sus propiedades más características.

Compuestos que son ejemplos de enlace iónico son las piedras preciosas(diamante, zafiro, esmeralda y rubí) y semipreciosas. En ellas los compuestos cristalizan formando redes.

Tipos de piedras preciosas y semipreciosas. Imagen extraída de artesaniaparatodos

Éstas se encuentran en yacimientos naturales o bien son fabricadas artesanalmente por el hombre en laboratorios. Algunas de las más conocidas son:

• Zafiro: Al₂O₃ puro con indicios de Cr.
• Rubí: es la misma sustancia que el zafiro coloreada con aluminatos de Fe y Ti, apareciendo comúnmente con tonos rojos.
• Esmeralda: es un silicato complejo de Al, SiO₄F₂Al₂, coloreado en verde por llevar Cr en el caso de la esmeralda oriental, o bien un tono más claro en el caso de aguamarina, que es un silicato de aluminio y berilio. La esmeralda africana tiene igual composición que el mineral berilio, son ciclosilicatos de fórmula (SiO₃)₆Al₂Be₃.
• Granate: es un ortosilicato de Ca y Al, (SiO₄)₃Ca₃Al₂, que contiene Fe, Mn y Cr.
• Turquesa: es un fosfato hidratado, PO₄Al₂(OH)₃H₂O, que lleva Fe y Cu.
• Topacio: es una piedra semipreciosa formada por fluorsilicato de Al, comúnmente amarillo, pero a veces es azulado o incoloro, y si se calienta adquiere una coloración rojo vino.
• Turmalina: es bastante compleja en composición ya que está formada por la mezcla de fluorborosilicatos de Al y de otros metales; puede ser incolora o presentar variaciones de color desde verde, amarillo, azul, rojo o negro, incluso en un solo cristal policromía.

En joyería también son muy apreciadas las perlas que, aunque no se consideran piedras semipreciosas por ser carbonato cálcico y no silicatos, también son compuestos iónicos.

Una sustancia que no es piedra semipreciosa y que además no tiene valor como gema es el cuarzo, SiO₂ cristalizado, compuesto no iónico, pero que, sin embargo, se utiliza para la falsificación de aquellas. Cuando es puro, es incoloro, pero generalmente presenta sales extrañas que lo impurifican y le dan coloración (cuarzo rosa, ahumado, amatista, etc).

Imagen extraída de wikipedia

La unidad de medida mediante la cual se calcula el valor de una piedra preciosa es el quilate, que en peso corresponde a 0,2 gramos.

Otros ejemplos interesantes de sustancias con enlaces fundamentalmente iónicos o bien que en algún estado muestran dichos iones son los siguientes:

• HF, HCl, H₂SO₄: estos compuestos muestran los iones cuando están en disolución.
• CaO, NaBr, NaCl, KI, ZnS, CaCl₂, BaSO₄, Ag₂S, HgCl₂, CuSO₄, As₂O₃: estos compuestos están formados por iones que se organizan en redes cristalinas.

En el siguiente post contaremos una historia para algunos de ellos en la que averiguaremos cómo se aprovechan en la vida real.