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Enlaces iónicos y covalentes: estructuras cristalinas y propiedades macroscópicas

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Los compuestos iónicos forman redes cristalinas de iones; los covalentes forman moléculas discretas. El tipo de enlace determina dureza, conductividad y solubilidad.

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Solución — Página 227

Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

Análisis del contenido

Esta página es teórica y no contiene ejercicios con enunciado numerado. Se explican las diferencias entre compuestos iónicos y covalentes a partir de su estructura microscópica.

Ideas centrales

Compuestos iónicos: los átomos se presentan como iones acomodados en patrones repetitivos llamados estructuras cristalinas. Ejemplos: $NaCl$ (sal de mesa) y $MgS$ (sulfuro de magnesio).
Escala de los cristales: un cubo de $1\,\text{cm}^{3}$ de selenita, $CaSO_{4}\cdot 2H_{2}O$ , contiene aproximadamente $4\,477$ trillones de moléculas o $53\,732$ trillones de átomos.
Sustancias puras covalentes: forman moléculas discretas. El fósforo existe como $P_{4}$ (rojo) y $P_{8}$ (blanco); el azufre elemental forma cadenas de ocho átomos, $S_{8}$ .
Relación estructura–propiedades: el tipo de enlace (iónico o covalente) determina dureza, conductividad eléctrica y solubilidad, lo que permite predecir características de los materiales.

Cuadro comparativo

Característica	Compuestos iónicos	Compuestos covalentes o moleculares
Unidad estructural	Iones en red cristalina	Moléculas discretas
Fuerza de unión	Atracción electrostática	Enlace covalente entre átomos
Ejemplos	$NaCl$ , $MgS$ , $CaSO_{4}\cdot 2H_{2}O$	$P_{4}$ , $P_{8}$ , $S_{8}$
Conductividad eléctrica	Alta en disolución o fundidos	Generalmente baja
Punto de fusión	Alto	Bajo

Mapa conceptual

mindmap
  root((Enlaces químicos))
    Iónicos
      Iones en red cristalina
      NaCl
      MgS
      CaSO4·2H2O
    Covalentes
      Moléculas discretas
      P4 y P8
      S8
    Propiedades macroscópicas
      Dureza
      Conductividad
      Solubilidad

Respuesta orientativa: El tipo de enlace presente en una sustancia explica su comportamiento macroscópico: los compuestos iónicos forman redes cristalinas con altos puntos de fusión y conducen electricidad en disolución, mientras que los covalentes forman moléculas discretas con propiedades distintas.

Contenido de la página

En los compuestos iónicos también hay enlaces entre los átomos, como en sales o minerales que son en su mayoría sólidos cristalinos, por ejemplo, la sal de mesa ( $NaCl$ ) o el sulfuro de magnesio ( $MgS$ ). Entre ellos, los átomos están en forma de iones que se acomodan en ciertos patrones denominados estructuras cristalinas, las cuales se repiten en todo el sólido. Los cristales pueden ser de unos cuantos miles de átomos, hasta de trillones o más y tienen tamaños moleculares inmensos. Por ejemplo, en un cubo de $1\,\text{cm}^{3}$ del mineral selenita, formado por sulfato de calcio hidratado ( $CaSO_{4}\cdot 2H_{2}O$ ), hay aproximadamente 4 477 trillones de moléculas o 53 732 trillones de átomos. Sin embargo, a pesar de la cantidad involucrada de átomos, el tipo de enlace es el que tiene mayor relevancia en sus propiedades macroscópicas.

En el caso de las sustancias puras, también tienen moléculas formadas por átomos unidos de forma covalente, por ejemplo, el fósforo se encuentra en dos formas: el rojo y el blanco; cada uno constituye grupos de cuatro y ocho átomos, respectivamente. El azufre elemental también se presenta de esta forma como cadenas de ocho átomos de azufre ( $S_{8}$ ).

Los compuestos iónicos y covalentes o moleculares poseen propiedades generales debido al tipo de enlace presente en sus constituyentes, ya sean iónicos o covalentes. Estas diferencias permiten un uso diverso en sus aplicaciones, además de determinar sus propiedades físicas como dureza, conductividad eléctrica o solubilidad. Lo anterior permite decir que se pueden predecir algunas características de los materiales con los que están hechos los objetos a nuestro alrededor y en la naturaleza.

La clasificación de las sustancias como iónicas o covalentes, así como sus características generales, además de permitir distinguirlas y aprovecharlas en el día a día en distintas aplicaciones, muestra cómo está relacionado el comportamiento macroscópico de las sustancias con base en su estructura microscópica (átomos, moléculas y sus interacciones), y cómo conservan sus propiedades individuales.

Las propiedades generales de los compuestos iónicos y covalentes se pueden distinguir al estudiar sus características químicas. La diferencia principal entre estas sustancias se encuentra en la naturaleza de su enlace y su estructura interna, es decir, en el ordenamiento de esas moléculas para formar los materiales.

Ejemplos resueltos

Identifica el tipo de enlace y la unidad estructural del sulfato de calcio hidratado ( $CaSO_{4}\cdot 2H_{2}O$ ).

El $CaSO_{4}\cdot 2H_{2}O$ es un compuesto iónico que forma una red cristalina. Los iones $Ca^{2+}$ y $SO_{4}^{2-}$ se acomodan en un patrón repetitivo junto con moléculas de agua de hidratación. Por ello, un cubo de $1\,\text{cm}^{3}$ contiene aproximadamente $4\,477$ trillones de moléculas o $53\,732$ trillones de átomos.

Tabla

Característica	Compuestos iónicos	Compuestos covalentes o moleculares
Unidad estructural	Iones en red cristalina	Moléculas discretas
Fuerza de unión	Atracción electrostática	Enlace covalente entre átomos
Ejemplos	$NaCl$ , $MgS$ , $CaSO_{4}\cdot 2H_{2}O$	$P_{4}$ , $P_{8}$ , $S_{8}$
Conductividad eléctrica	Alta en disolución o fundidos	Generalmente baja
Punto de fusión	Alto	Bajo

Diagrama

mindmap
  root((Enlaces químicos))
    Iónicos
      Iones en red cristalina
      NaCl
      MgS
      CaSO4·2H2O
    Covalentes
      Moléculas discretas
      P4 y P8
      S8
    Propiedades macroscópicas
      Dureza
      Conductividad
      Solubilidad

Fórmulas y ecuaciones

$CaSO_{4}\cdot$ $2H_{2}O$

$S_{8}$

$CaSO_{4}\cdot$ $2H_{2}O$

NaCl

MgS

$S_{8}$

$P_{4}$

$P_{8}$

Glosario (5)

Estructura cristalina: Patrón ordenado y repetitivo en el que se acomodan los iones o átomos en un sólido.
Compuesto iónico: Sustancia formada por iones de carga opuesta unidos por atracción electrostática.
Compuesto covalente: Sustancia formada por átomos que comparten electrones mediante enlaces covalentes.
Selenita: Mineral de sulfato de calcio hidratado, $CaSO_{4}\cdot 2H_{2}O$.
Conductividad eléctrica: Capacidad de una sustancia para permitir el paso de la corriente eléctrica.

Preguntas para practicar

¿Por qué el tipo de enlace tiene mayor relevancia que la cantidad de átomos en las propiedades macroscópicas de un material?

Porque el enlace define cómo se unen y ordenan los átomos o iones, lo que determina propiedades como dureza, punto de fusión, conductividad y solubilidad. La cantidad de átomos influye en el tamaño del cristal, pero no cambia la naturaleza de las interacciones químicas.

¿Qué relación existe entre la estructura microscópica de una sustancia y su comportamiento macroscópico?

La estructura microscópica, es decir, el tipo de enlace y el arreglo de átomos, iones o moléculas, explica las propiedades observables del material. Por ejemplo, una red iónica con fuertes atracciones electrostáticas presenta alta dureza y altos puntos de fusión, mientras que las moléculas covalentes discretas suelen tener puntos de fusión bajos.

Temas y conceptos clave

Enlaces iónicosEnlaces covalentesEstructuras cristalinasPropiedades macroscópicas de los materialesIonRed cristalinaMolécula discretaEnlace covalenteConductividad eléctricaSolubilidad

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Preguntas que la gente también hace

¿Cuál es la diferencia entre un enlace iónico y uno covalente?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿Por qué los compuestos iónicos conducen electricidad en disolución?

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¿Qué son las estructuras cristalinas y cómo se forman?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

📌 Antes de leer esto

• Concepto de átomo y molécula
• Tabla periódica y símbolos químicos
• Diferencia entre sustancia pura y mezcla

Siguiente tema sugerido

Propiedades específicas de compuestos iónicos y covalentes: puntos de fusión, solubilidad y conductividad

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2418 caracteres

En los compuestos iónicos también hay enlaces entre los átomos, como en sales o minerales que son en su mayoría sólidos cristalinos, por ejemplo, la sal de mesa $(NaCl)$ o el sulfuro de magnesio (MgS). Entre ellos, los átomos están en forma de iones que se acomodan en ciertos patrones denominados estructuras cristalinas, las cuales se repiten en todo el sólido. Los cristales pueden ser de unos cuantos miles de átomos, hasta de trillones o más y tienen tamanos moleculares inmensos. Por ejemplo, en un cubo de 1 cm3 del mineral selenita, formado por sulfato de calcio hidratado $\left(CaSO_{4}\cdot2H_{2}O\right)$ , hay aproximadamente 4 477 trillones de moléculas o 53 732 trillones de átomos. Sin embargo, a pesar de la cantidad involucrada de átomos, el tipo de enlace es el que tiene mayor relevancia en sus propiedades macroscópicas.

En el caso de las sustancias puras, también tienen moleculas formadas por átomos unidos de forma covalente, por ejemplo, el fósforo se encuentra en dos formas: el rojo y el blanco; cada uno constituye grupos de cuatro y ocho átomos,respectivamente. El azufre elemental también se presenta de esta forma como cadenas de ocho átomos de azufre (S8).

Los compuestos iónicos y covalentes o moleculares poseen propiedades generales debido al tipo de enlace presente en sus constituyentes, ya sean iónicos o covalentes. Estas diferencias permiten un uso diverso en sus aplicaciones, además de determinar sus propiedades fisicas como dureza, conductividad eléctrica o solubilidad. Lo anterior permite decir que se pueden predecir algunas características de los materiales con los que están hechos los objetos a nuestro alrededor y en la naturaleza.

福

La clasificación de las sustancias como iónicas o covalentes, así como sus características generales, además de permitir distinguirlas y aprovecharlas en el dia a dia en distintas aplicaciones, muestra cómo está relacionado el comportamiento macroscópico de las sustancias con base en su estructura microscópica (átomos, moléculas y sus interacciones), y cómo conservan sus propiedades individuales.

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