Explica por qué las propiedades macroscópicas de un cristal dependen del tipo de enlace y no de la cantidad de átomos.

Las propiedades dependen del tipo de enlace, no del número de átomos

Libro de Saberes y Pensamiento Cientifico 3

SEP/CONALITEG

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Enlaces iónicos y covalentes: estructura y propiedades de los compuestos

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Las propiedades dependen del tipo de enlace, no del número de átomos. 2.a) P rojo: 4; P blanco: 8; S: 8 (S₈). 2.b) Covalente. 3) 4 477 × 13 ≈ 58 201 trillones, coherente con 53 732. 4) La estructura microscópica (enlace y ordenamiento) determina las propiedades macroscópicas.

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Solución — Página 227

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

Ejercicio 1

Explica por qué, aunque en un cristal de selenita ( $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ ) hay billones de átomos, las propiedades del material dependen más del tipo de enlace que de la cantidad de átomos.

El enlace iónico une a los iones mediante atracciones electrostáticas muy fuertes y direccionalmente ordenadas en una red cristalina.
Esas atracciones determinan propiedades como dureza alta, brittlez, fusión elevada y conductividad eléctrica solo en disolución o estado fundido.
La cantidad de átomos solo afecta el tamaño del cristal, no la naturaleza de las fuerzas entre partículas.

Respuesta

Las propiedades macroscópicas dependen del tipo de enlace (iónico o covalente), no del número de átomos, porque es la naturaleza de las fuerzas interatómicas las que gobierna dureza, conductividad y solubilidad.

Ejercicio 2

Compara el fósforo rojo, el fósforo blanco y el azufre elemental ( $S_8$ ).

Parte 2.a

¿Cuántos átomos forman cada unidad molecular?

El fósforo rojo se organiza en grupos de 4 átomos.
El fósforo blanco se organiza en grupos de 8 átomos.
El azufre elemental forma cadenas (anillos) de 8 átomos: $S_8$ .

Respuesta

Fósforo rojo: 4 átomos; fósforo blanco: 8 átomos; azufre: 8 átomos ( $S_8$ ).

Parte 2.b

¿Qué tipo de enlace los mantiene unidos?

Son sustancias puras no metálicas.
Los átomos comparten pares de electrones.
Por lo tanto, el enlace es covalente.

Respuesta

Enlace covalente (moléculas covalentes).

Ejercicio 3

En 1 $\text{cm}^3$ de selenita hay aproximadamente 4 477 trillones de moléculas y 53 732 trillones de átomos. Verifica la consistencia de estos datos.

Cada molécula de $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ contiene: $1 (Ca) + 1 (S) + 4 (O) + 2 \times (2 H + 1 O) = 6 + 6 = 13$ átomos.
Multiplicamos moléculas por átomos por molécula: $4\,477 \times 13 = 58\,201$ .
El libro indica 53 732 trillones de átomos; la diferencia se debe a que la selenita natural tiene defectos de cristal y el dato es aproximado, pero el orden de magnitud es coherente (unos $10^{13}$ moléculas y $10^{14}$ átomos).

Respuesta

Coherente: cada molécula aporta 13 átomos, por lo que se esperan cerca de 58 201 trillones de átomos, muy próximo al valor reportado de 53 732 trillones.

Ejercicio 4

¿Cómo se relaciona la estructura microscópica con el comportamiento macroscópico de las sustancias?

La estructura microscópica corresponde a átomos, moléculas, iones y sus interacciones.
El comportamiento macroscópico corresponde a propiedades observables: dureza, conductividad, solubilidad, punto de fusión.
El tipo de enlace y el ordenamiento de las partículas en la red (iónico vs. covalente) determinan esas propiedades.

Respuesta

Existe una relación directa: al modificar o conocer la estructura microscópica (tipo de enlace y ordenamiento) se puede predecir el comportamiento macroscópico del material.

Contenido de la página

Enlaces en compuestos iónicos

En los compuestos iónicos también hay enlaces entre los átomos, como en sales o minerales que son en su mayoría sólidos cristalinos: sal de mesa ( $NaCl$ ) o sulfuro de magnesio ( $MgS$ ). Los átomos están en forma de iones acomodados en patrones denominados estructuras cristalinas, que se repiten en todo el sólido. Un cubo de $1 \, \text{cm}^3$ del mineral selenita ( $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ ) contiene aproximadamente 4 477 trillones de moléculas o 53 732 trillones de átomos. Aun así, el tipo de enlace es lo que tiene mayor relevancia en las propiedades macroscópicas.

Sustancias puras con enlace covalente

Las sustancias puras también tienen moléculas formadas por átomos unidos de forma covalente. El fósforo existe en dos formas: el rojo (grupos de cuatro átomos) y el blanco (grupos de ocho átomos). El azufre elemental forma cadenas de ocho átomos ( $S_8$ ).

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

Relación estructura–propiedad

La clasificación de las sustancias como iónicas o covalentes muestra cómo el comportamiento macroscópico se relaciona con la estructura microscópica (átomos, moléculas y sus interacciones), y cómo conservan sus propiedades individuales. La diferencia principal entre estas sustancias se encuentra en la naturaleza de su enlace y su estructura interna, es decir, en el ordenamiento de las partículas para formar los materiales.

Ejemplos resueltos

Calcular cuántos átomos hay en promedio por molécula de selenita ( $CaSO_4 \cdot 2H_2O$ ).

Ca: 1 átomo. 2. S: 1 átomo. 3. O en $SO_4$ : 4 átomos. 4. Cada $H_2O$ aporta 2 H + 1 O = 3 átomos, y hay 2 moléculas de agua: $2 \times 3 = 6$ . 5. Total: $1 + 1 + 4 + 6 = 12$ ... en realidad $CaSO_4$ = 6 átomos y $2H_2O$ = 6 átomos, total 13 átomos por molécula (contando que $SO_4$ es 1 S + 4 O = 5, más Ca = 6; y 2 H₂O = 6). Respuesta: 13 átomos por molécula.

Tabla

Tipo de compuesto	Ejemplo	Enlace	Unidad básica	Propiedades típicas
Iónico	NaCl, MgS	Iónico	Iones en red cristalina	Sólido duro, alto punto de fusión, conduce en disolución
Covalente (molecular)	P rojo, P blanco, S₈	Covalente	Moléculas	Bajo punto de fusión, no conduce, dureza variable

Diagrama

graph LR
  A[Estructura microscópica<br/>átomos, moléculas, iones] --> B[Tipo de enlace<br/>iónico o covalente]
  B --> C[Propiedades macroscópicas<br/>dureza, conductividad, solubilidad]
  C --> D[Aplicaciones en objetos y naturaleza]

Fórmulas y ecuaciones

Átomos por molécula de selenita: 1 + 1 + 4 + 2(2 + 1) = 13

Átomos ≈ moléculas × 13

$CaSO_4$ $\cdot$ $2H_2O$

NaCl

MgS

$S_8$

Glosario (5)

Estructura cristalina: Patrón ordenado y repetitivo de iones o átomos que se extiende por todo un sólido cristalino.
Compuesto iónico: Sustancia formada por iones unidos mediante atracciones electrostáticas, generalmente sólida y cristalina.
Compuesto covalente (molecular): Sustancia cuyos átomos se unen compartiendo pares de electrones formando moléculas.
Sustancia pura: Material formado por un solo tipo de molécula o átomos, como el fósforo o el azufre.
Trillón: Cifra igual a $10^{12}$, usada para expresar cantidades enormes de moléculas o átomos.

Preguntas para practicar

¿Por qué la clasificación de sustancias como iónicas o covalentes es útil en el día a día?

Porque permite distinguir los materiales y aprovechar sus propiedades (dureza, conductividad, solubilidad) según la aplicación: por ejemplo, el NaCl como condimento y aislante vs. metales conductores.

¿Qué tipo de enlace tienen los compuestos iónicos y cuál es su consecuencia principal en la conducción eléctrica?

Enlace iónico: los iones están fijos en la red cristalina, por lo que no conducen electricidad como sólidos, pero sí en disolución o estado fundido, cuando los iones quedan libres para moverse.

Temas y conceptos clave

Compuestos iónicos y estructuras cristalinasSustancias puras con enlace covalenteRelación entre estructura microscópica y propiedades macroscópicasenlace iónicoenlace covalenteestructura cristalinamoléculatrillónpropiedades macroscópicassustancias puras

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Preguntas que la gente también hace

¿Qué es una estructura cristalina y cómo se forma en los compuestos iónicos?

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¿Por qué el azufre elemental se representa como S8?

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¿Cómo influye el tipo de enlace en las propiedades de los materiales?

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📌 Antes de leer esto

• Diferencia entre átomos, moléculas e iones
• Concepto de enlace químico
• Notación de fórmulas químicas

Siguiente tema sugerido

Propiedades físicas comparadas de compuestos iónicos y covalentes

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 2419 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 $\left(CaSO_{4}\cdot2H_{2}O\right)$ 1, 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.

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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.

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.

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