Tipos de unión en cristales

Los átomos se unen durante las reacciones químicas para dar como resultado la formación de cristales. Los cristales se definen como un estado sólido de materia en el que los átomos están empaquetados de manera apretada. La característica distintiva de los cristales es que su forma sólida es simétrica en todos los lados. La forma geométrica específica de los cristales se llama red cristalina. Cuando los electrones de los átomos se combinan con los átomos circundantes, se consuma un enlace químico y se forman cristales.

Cuando se forman cristales iónicos, los electrones saltan sus órbitas para unirse con el correspondiente átomo de soporte. La combinación resultante de fuerzas electrostáticas cargadas negativa o positivamente estabiliza los iones. El físico Charles Augustin de Coulomb definió estas fuerzas electrostáticas, o fuerzas de Coulombic, en forma de ley. Según la ley de Coulomb, las fuerzas de atracción formadas entre los átomos unen a los átomos, y esta acción se replica de manera adversa debido a las cargas similares entre los mismos iones. Esto da como resultado un enlace muy fuerte de átomos en los cristales. Estas fuerzas altamente intensas atribuyen a estos cristales altos puntos de fusión y estructuras rígidas.

Un enlace covalente, como su nombre indica, es una estructura cristalina en la que los electrones no abandonan sus órbitas. Los electrones, en cambio, se comparten entre dos átomos. De esta manera, un electrón compartido se une a cada dos átomos adyacentes. Los átomos ligados comparten además otro electrón de los átomos próximos a ellos y así sucesivamente. El enlace covalente entre los átomos de una sustancia da como resultado la formación de un cristal geométrico.

Un enlace de Van der Waals es una interacción débil entre los átomos de una sustancia, lo que da como resultado cristales de consistencia blanda. La órbita exterior de los átomos está completamente llena de electrones compartidos, pero su carga sigue transfiriéndose.

Un enlace de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno es atraído hacia los electrones respectivos de los átomos correspondientes. Esto interfiere con la formación de cristales. Un átomo de hidrógeno, después de estar unido a otro átomo, es atraído hacia la carga negativa de una molécula vecina. Esto confina el átomo de hidrógeno entre dos cargas negativas. Los enlaces de hidrógeno se encuentran comúnmente en los cristales de hielo, donde los átomos de hidrógeno están empaquetados firmemente entre dos átomos de oxígeno.

En la formación de cristales metálicos, todos los electrones de las órbitas atómicas se liberan de sus trayectorias. Estos se agrupan y forman una nube. Todo este cúmulo es atraído por los centros cargados positivamente de los átomos. Esta atracción mantiene unidos a los átomos. Todos los metales forman cristales de este tipo. Como los electrones pueden moverse libremente en el compuesto, los cristales formados son altamente conductores.