Enlaces Químicos y Estructura Molecular: Tipos, Propiedades y Aplicaciones en Materiales

Tipos de Enlaces Químicos

Enlaces Interatómicos (Fuertes)

• Enlace Iónico
• Enlace Metálico
• Enlace Covalente

Enlaces Intermoleculares (Débiles)

• Puentes de Hidrógeno
• Fuerzas de Van der Waals

Descripción de los Enlaces Químicos

Enlace Covalente

Se caracteriza por la compartición de electrones entre átomos. Se presenta en elementos aniónicos de similar electronegatividad, donde las parejas de electrones atraen a los núcleos protónicos. Este tipo de enlace es común en no metales y polímeros, y es de naturaleza direccional. También existen enlaces mixtos.

Enlace Metálico

En este tipo de enlace, los átomos metálicos ceden electrones a una "nube común", ordenándose en una retícula cristalina. Los cationes resultantes se incrustan en dicha nube. Se da en elementos similares y la movilidad electrónica resultante es responsable de la conductividad y la plasticidad del material.

Fuerzas de Van der Waals

Estas fuerzas se presentan en dipolos móviles y sustancias polares. Son de naturaleza electromagnética y su intensidad depende de la distancia y el momento dipolar. Son relevantes en polímeros.

Puentes de Hidrógeno

Se caracterizan por el "salto" de un protón H+ entre átomos. Se encuentran en el agua, polímeros y sales hidratadas.

Enlace Iónico

Ocurre cuando un átomo metálico cede electrones a otro no metálico, formando un catión (+) y un anión (-). Genera un campo electromagnético y no es direccional. Se presenta en átomos con diferente radio iónico, como en minerales y sales.

Plásticos: Estructura Molecular y Aditivos

Estructura Molecular

Los monómeros, unidades básicas de los plásticos, están compuestos por varios átomos unidos entre sí por medio de enlaces covalentes.

Aditivos

Los aditivos se utilizan para modificar las propiedades de los plásticos. Algunos ejemplos son:

• Colorantes: Pueden ser solubles o pigmentos (orgánicos o inorgánicos).
• Endurecedores: Proporcionan dureza superficial, especialmente en barnices y pinturas.
• Espumantes: Se utilizan para crear espumas mediante procesos mecánicos (agitación), físicos (introducción de gas a presión o volatilización de un material interno) o químicos (agentes de expansión).
• Ignifugantes: Hacen que los materiales solo ardan mientras se les aplica una llama.
• Plastificantes: Disminuyen la rigidez de los materiales plásticos.
• Antioxidantes: Se añaden durante la polimerización para inhibir la oxidación.

Calidad, Especificaciones y Normas

La calidad se define como el cumplimiento de los requisitos establecidos en un documento normativo. Es importante diferenciar entre "especificaciones" y "normas":

• Especificaciones: Documento que define las características requeridas de un producto o servicio.
• Norma: Especificación técnica establecida por consenso entre todas las partes interesadas, aprobada por un organismo cualificado y cuyo cumplimiento no tiene por qué ser obligatorio.

Tipos de Normas

• Normas Europeas: EN, HD, ENV, ISO.
• Normas Españolas: UNE, NBE, NTE.
• Otros Documentos Normativos: Instrucciones, Pliegos, Reglamentos y Ordenanzas.

Agrupaciones de Átomos y Fuerzas de Enlace

Los átomos se unen mediante fuerzas de enlace, debidas a atracciones interatómicas relacionadas con los orbitales incompletos de las nubes electrónicas que rodean al núcleo, hasta completar sus orbitales exteriores. Una vez que se produce la unión de átomos, se establece la separación de equilibrio como resultante de:

• Las fuerzas atractivas debidas a la propia naturaleza del enlace.
• Las fuerzas repulsivas debidas a la acción electrostática entre los núcleos y entre las nubes electrónicas.