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Enlace químico 3.º y 4.º ESO: iónico, covalente, metálico y propiedades
Enlace químico en 3.º y 4.º ESO: iónico, covalente, metálico y propiedades
Del modo de unirse a lo que podemos observar
Clasificar una sustancia por dos palabras —metal o no metal— puede servir como primera pista, pero la Química empieza de verdad cuando conectamos partículas, estructura y propiedades. Entonces entendemos por qué la sal conduce fundida y no sólida, por qué el cobre se deforma sin romperse o por qué el diamante y el grafito son tan distintos.
Esta guía separa moléculas y redes, corrige los atajos que suelen fallar y propone problemas en los que hay que justificar, no adivinar.
1. Doce preguntas para localizar el punto de partida
- ¿NaCl está formado por moléculas aisladas?
- ¿Qué significa que un electrón esté deslocalizado?
- ¿Por qué un metal conduce en estado sólido?
- ¿Por qué NaCl sólido no conduce?
- ¿Qué partículas se mueven cuando NaCl está fundido?
- ¿Todas las sustancias covalentes son moléculas?
- ¿El diamante y el grafito contienen elementos distintos?
- ¿Qué representan los puntos de Lewis?
- ¿El octeto es la causa física del enlace?
- ¿Metal más no metal garantiza siempre un enlace puramente iónico?
- ¿Qué determina en gran medida la ebullición de una sustancia molecular?
- ¿HCl gaseoso y HCl disuelto contienen las mismas especies?
Comprobar el diagnóstico
- No: forma una red iónica; NaCl expresa la proporción.
- Que no pertenece a un solo átomo o enlace localizado, sino que puede extenderse por la estructura.
- Porque posee electrones deslocalizados capaces de responder a un campo eléctrico.
- Sus iones están fijados en la red.
- Cationes y aniones.
- No: también existen redes covalentes.
- No; ambos son formas del carbono con estructuras distintas.
- Electrones de valencia.
- No; es un patrón útil para muchas estructuras sencillas, no una fuerza.
- No; es una orientación inicial con límites.
- Las fuerzas entre moléculas.
- No exactamente: en agua se forman iones hidratados.
2. Por qué se unen los átomos
Un sistema enlazado puede ser más estable que las partículas separadas cuando alcanza una disposición de menor energía. La atracción eléctrica entre núcleos y electrones es central, pero el equilibrio también incluye repulsiones: si las partículas se acercan demasiado, la energía vuelve a aumentar.
Iónico
Se modela mediante la atracción entre iones de cargas opuestas que se ordenan en una red extensa.
Covalente
Los átomos comparten densidad electrónica. Puede originar moléculas discretas o redes continuas.
Metálico
Los centros positivos del metal se mantienen unidos por electrones de valencia deslocalizados en toda la estructura.
3. Sustancias iónicas: iones ordenados en una red
En el modelo escolar, un metal puede perder electrones y un no metal ganarlos. El resultado no es una pareja aislada, sino un conjunto tridimensional de cationes y aniones atraídos en muchas direcciones.
La expresión \(\mathrm{NaCl}\) es una unidad fórmula: indica una proporción \(1:1\) que hace neutra la red. No representa una molécula de sal común.
Sólidos a temperatura ambiente
Las atracciones de la red suelen exigir mucha energía para separar los iones.
Duros y frágiles
Resisten la deformación, pero un desplazamiento de capas puede enfrentar cargas iguales y provocar rotura.
Conductividad condicionada
No conducen como sólidos; sí pueden hacerlo fundidos o disueltos si los iones quedan móviles.
4. Covalente no significa siempre “molécula”
Sustancias moleculares
Dentro de cada molécula los enlaces covalentes pueden ser fuertes, pero al fundir o hervir se vencen principalmente las fuerzas entre moléculas. Por eso muchas sustancias moleculares presentan puntos de fusión y ebullición relativamente bajos, aunque hay una gran variedad.
Redes covalentes
En diamante o dióxido de silicio no hay moléculas discretas: los enlaces forman una red extensa. Suelen ser sólidos con puntos de fusión muy altos y gran dureza. El grafito recuerda que la estructura concreta importa: sus capas se deslizan y dispone de electrones móviles dentro de ellas.
| Tipo | Partículas o estructura | Ejemplos | Lectura habitual |
|---|---|---|---|
| Molecular | Moléculas discretas | \(\mathrm{H_2O}\), \(\mathrm{CO_2}\), \(\mathrm{I_2}\) | Fusión y ebullición ligadas a fuerzas intermoleculares; conductividad generalmente baja. |
| Red covalente | Átomos unidos en una red | Diamante, \(\mathrm{SiO_2}\) | Muy altos puntos de fusión; materiales duros, con excepciones estructurales. |
5. Enlace metálico: una estructura que puede reorganizarse
En un metal, los electrones de valencia no quedan localizados entre una pareja concreta de átomos. Están deslocalizados y pueden moverse a través de la estructura. Esa imagen explica varias propiedades a la vez.
Conducción
Los electrones móviles transportan carga eléctrica incluso cuando el metal permanece sólido.
Maleabilidad y ductilidad
Las capas pueden cambiar de posición sin que el enlace dependa de parejas rígidas y orientadas.
Brillo y conductividad térmica
La respuesta de los electrones a la luz y su capacidad de transferir energía contribuyen a estas propiedades.
6. Pasar de una propiedad aislada a un conjunto de pruebas
Una sola pista rara vez identifica de forma única una sustancia. Ser duro y tener punto de fusión alto puede ser compatible con una red iónica o covalente. La clasificación mejora cuando combinamos estado, conductividad, deformación y comportamiento al fundir.
| Observación | Iónica | Molecular | Red covalente | Metálica |
|---|---|---|---|---|
| Unidad estructural | Red de iones | Moléculas | Red de átomos | Red metálica con electrones deslocalizados |
| Conduce como sólido | No | Generalmente no | Generalmente no; grafito es excepción | Sí |
| Conduce fundida | Sí | Generalmente no | No suele fundir con facilidad | Sí |
| Deformación | Frágil | Variable | Habitualmente frágil | Maleable y dúctil |
| Punto de fusión | Habitualmente alto | Frecuentemente bajo o moderado | Muy alto | Variable, a menudo moderado o alto |
7. Lewis esencial para 3.º y 4.º ESO
Los símbolos de Lewis muestran electrones de valencia. Un par compartido puede dibujarse como dos puntos o como una línea; los pares no compartidos también deben aparecer.
Hidrógeno
Cada H completa su primera capa con dos electrones.
Agua
El O forma dos enlaces y conserva dos pares libres.
Nitrógeno, ampliación
Un enlace triple permite completar el octeto; cada N conserva además un par libre.
8. Método de cinco decisiones
9. Doce modelos razonados
¿Por qué no basta decir “quieren completar el octeto”?
Los átomos no tienen intención. Se enlazan cuando la interacción permite un estado de menor energía que la situación de referencia. El octeto resume muchas estructuras estables, pero no explica la fuerza.
Interpreta NaCl
Na puede representarse como \(\mathrm{Na^+}\) y Cl como \(\mathrm{Cl^-}\). La atracción se extiende por una red; NaCl indica una proporción \(1:1\), no una molécula aislada.
¿Por qué MgO es \(1:1\) y CaCl₂ es \(1:2\)?
\(\mathrm{Mg^{2+}}\) y \(\mathrm{O^{2-}}\) se compensan uno a uno. \(\mathrm{Ca^{2+}}\) necesita dos \(\mathrm{Cl^-}\): \(+2-2=0\).
Lewis de H₂ y Cl₂
H₂ comparte un par y cada H alcanza dos electrones. En Cl₂ hay un par enlazante; cada Cl conserva tres pares libres.
Por qué H:O:H está incompleto
Muestra los dos enlaces O–H, pero una estructura de Lewis completa debe añadir dos pares libres sobre el oxígeno. O tiene seis electrones de valencia: aporta uno a cada enlace y conserva cuatro en los dos pares libres.
O₂ y N₂
En la representación escolar, O₂ posee un doble enlace y N₂ un triple enlace. Cada O conserva dos pares libres y cada N, uno:
O = O
·· ·· :N≡N:
Explicar cobre con una sola estructura
Los electrones deslocalizados justifican la conductividad. Como el enlace no depende de parejas rígidas, las capas pueden reorganizarse y el cobre puede estirarse en hilos.
NaCl sólido, NaCl fundido y Cu sólido
En NaCl sólido, los iones no se desplazan; fundido, sí. En Cu sólido, los electrones deslocalizados ya son móviles. Tres observaciones, dos portadores de carga distintos.
CO₂ y SiO₂
CO₂ forma moléculas y es gas en condiciones ambientales. SiO₂ forma una red covalente extensa y es un sólido de muy alto punto de fusión. Compartir electrones no obliga a tener la misma escala estructural.
Diamante y grafito
Ambos son carbono. En diamante, la red tridimensional explica la dureza; en grafito, las capas se deslizan y los electrones móviles en ellas permiten conducir.
HCl gas y HCl en agua
El HCl gaseoso está formado por moléculas covalentes. En agua produce fundamentalmente \(\mathrm{H_3O^+}\) y \(\mathrm{Cl^-}\) hidratados, por eso la disolución conduce. El medio cambia las especies presentes.
¿Metal más no metal significa siempre “puramente iónico”?
No. Es una primera clasificación útil, no una regla absoluta. Sustancias como el cloruro de aluminio anhidro muestran carácter covalente importante. En un ejercicio básico deben usarse ejemplos claros o aportar datos de propiedades.
10. Dieciocho ejercicios graduados
Nivel 1 · Clasificar con una razón
- Propón el tipo de enlace predominante en NaCl y justifica.
- Haz lo mismo para H₂.
- Haz lo mismo para Cu.
- Distingue molécula y unidad fórmula usando CO₂ y MgO.
- Explica por qué una red iónica es neutra.
- Indica el portador de carga en un metal.
Nivel 2 · Dibujar y comparar
- Dibuja Lewis de H₂ y de Cl₂, con pares libres.
- Dibuja Lewis de H₂O e indica pares enlazantes y libres.
- Compara CO₂ molecular y SiO₂ reticular.
- Compara NaCl sólido y fundido en conductividad.
- Compara diamante y grafito sin cambiar de elemento.
- Explica maleabilidad y conductividad del aluminio con el modelo metálico.
Nivel 3 · Interpretar evidencias
- Una sustancia es sólida, frágil, no conduce sólida y sí fundida. Propón la estructura más compatible.
- Una lámina sólida conduce y puede doblarse. Propón un modelo.
- Un sólido es muy duro, no conduce y funde a temperatura muy alta. Da dos modelos inicialmente posibles y una prueba adicional útil.
- Corrige: “NaCl es una molécula con un átomo de cada clase”.
- Corrige: “Una sustancia covalente tiene siempre bajo punto de fusión”.
- Explica por qué conocer solo que hay metal y no metal no garantiza una clasificación completa.
Ver soluciones razonadas de los 18 ejercicios
- Predominantemente iónico: Na y Cl se modelan como iones opuestos en una red.
- Covalente molecular: dos H comparten un par electrónico.
- Metálico: estructura de centros positivos y electrones deslocalizados.
- CO₂ contiene moléculas discretas; MgO forma una red y MgO expresa la proporción \(1:1\).
- La suma de cargas positivas y negativas en la proporción global es cero.
- Electrones deslocalizados.
- H–H. Para Cl₂: ·· ··
··Cl : Cl··
·· ·· - Para H₂O: ··
H : O : H
·· - CO₂ está formado por moléculas; SiO₂, por una red extensa. Por ello difieren mucho en estado y fusión.
- Sólido: iones fijos, no conduce. Fundido: iones móviles, conduce.
- La red tridimensional del diamante es dura; las capas del grafito se deslizan y contienen electrones móviles.
- Los electrones deslocalizados transportan carga y el enlace persiste cuando las capas se reorganizan.
- Red iónica, porque combina fragilidad, falta de conducción sólida y conducción fundida.
- Estructura metálica, compatible con cargas móviles y deformación sin fractura inmediata.
- Podría ser red iónica o covalente. Sería útil medir la conductividad fundida o estudiar las partículas de la estructura.
- NaCl no forma moléculas discretas; es una red y la fórmula expresa proporción.
- Existen redes covalentes, como el diamante o SiO₂, con puntos de fusión muy altos.
- El carácter del enlace forma un continuo y depende de la interacción real; hay que contrastar estructura y propiedades.
11. Simulacro final · 10 puntos
Propuesta de elaboración propia de Marlu Educativa. Se valora la cadena de razonamiento: partícula, estructura, movilidad de carga y propiedad. No basta con escribir el nombre del enlace.
- 1,5 puntosExplica por qué el enlace no debe describirse como “los átomos quieren completar el octeto”.
- 1,5 puntosInterpreta MgCl₂ como red iónica y justifica la proporción.
- 2 puntosRepresenta Lewis de H₂O con todos los pares y explica qué muestra.
- 2 puntosUna sustancia no conduce sólida, conduce fundida, es frágil y tiene alto punto de fusión. Identifica la estructura más compatible y razona cada pista.
- 1,5 puntosExplica dos diferencias entre CO₂ y SiO₂ a partir de su estructura.
- 1,5 puntosCompara la conducción eléctrica de Cu sólido, NaCl sólido y NaCl fundido.
Rúbrica común. En cada cuestión, aproximadamente un 40 % corresponde al modelo químico correcto, otro 40 % a conectar el modelo con los datos y el 20 % restante a usar términos y representaciones con claridad.
Ver soluciones y rúbrica
- El enlace surge de interacciones que pueden reducir la energía del sistema. El octeto es un patrón útil con excepciones, no una intención ni una fuerza.
- \(\mathrm{Mg^{2+}}\) requiere dos \(\mathrm{Cl^-}\) para neutralidad. La fórmula indica la proporción \(1:2\) en una red, no una molécula.
- ··
H : O : H
·· Lewis contabiliza electrones de valencia y pares, aunque no da por sí solo toda la geometría. - Red iónica: los iones quedan fijos en el sólido y móviles al fundir; las fuertes atracciones elevan la fusión; el desplazamiento de capas puede enfrentar cargas iguales y fracturar.
- CO₂ forma moléculas y es gas en condiciones ambientales; SiO₂ forma una red extensa, sólida y de punto de fusión muy alto.
- Cu conduce por electrones deslocalizados. NaCl sólido no conduce porque sus iones están fijos; fundido conduce porque los iones pueden desplazarse.
Errores frecuentes que cambian la respuesta
Llamar molécula a toda fórmula
Las sustancias iónicas se describen como redes y unidades fórmula.
Olvidar el estado físico
La movilidad de iones cambia entre sólido, fundido y disolución.
Omitir pares libres
Lewis no está completo si solo se dibujan enlaces.
Confundir molecular y covalente
También existen redes covalentes extensas.
Usar una sola propiedad
Combina varias evidencias antes de clasificar.
Tomar el atajo como ley
Metal y no metal orienta, pero no decide por sí solo.
12. Ruta para continuar
El siguiente paso es aprender a escribir y nombrar compuestos en formulación inorgánica. Cuando esa base esté segura, podrás continuar con reacciones químicas de 3.º ESO.
Cuando clasificar no basta y hay que justificar
Los problemas de enlace reúnen tabla periódica, estructuras, fórmulas y propiedades. En las clases trabajamos la conexión que falta y la convertimos en un razonamiento que pueda repetirse en ejercicios nuevos.
Ver clases particulares onlinePreguntas frecuentes
¿Cómo se distingue enlace iónico, covalente y metálico?
La composición ofrece una primera pista, pero la clasificación sólida usa también partículas, tipo de estructura, movilidad de cargas y propiedades.
¿NaCl es una molécula?
No. El cloruro de sodio forma una red iónica y NaCl expresa la proporción uno a uno entre iones.
¿Por qué una sal conduce cuando está fundida?
Porque los iones dejan de estar fijados en la red y pueden desplazarse, transportando carga.
¿Todas las sustancias covalentes tienen bajo punto de fusión?
No. Las sustancias moleculares suelen fundir más fácilmente, pero las redes covalentes pueden presentar puntos de fusión muy altos.
¿Qué electrones deben aparecer en Lewis?
Los electrones de valencia, tanto los pares compartidos en enlaces como los pares libres.
¿La regla del octeto se cumple siempre?
No. Es un patrón útil para muchas especies sencillas, pero tiene excepciones y no constituye la causa física del enlace.