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492 CAPÍTULO 11 Fuerzas intermoleculares y líquidos y sólidos

335 pm

a) b)
Figura 11.28 a) Estructura del diamante. Cada carbono está enlazado de manera tetraédrica a
otros cuatro átomos de carbono. b) Estructura del grafi to. La distancia entre las capas sucesivas
es de 335 pm.

Cristales covalentes
Los átomos de los cristales covalentes se mantienen unidos en una red tridimensional
únicamente por enlaces covalentes. Los dos alótropos del carbono , el diamante y el gra-
fi to, son ejemplos bien conocidos (vea la fi gura 8.17). En el diamante, cada átomo de
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carbono presenta hibridación sp ; está enlazado a otros cuatro átomos (fi gura 11.28). Los
El electrodo central en las baterías de
las lámparas de mano está hecho de enlaces covalentes fuertes en tres dimensiones contribuyen a la dureza particular del dia-
grafi to.
mante [es el material más duro que se conoce) y a su elevado punto de fusión (3 550°C)].
Los átomos de carbono se distribuyen en el grafi to en forma de anillos de seis miembros.
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Todos los átomos tienen hibridación sp ; cada átomo está enlazado a otros tres átomos
mediante enlaces covalentes. El orbital 2p remanente sin hibridar se utiliza para formar
un enlace pi. De hecho, cada capa de grafi to tiene la clase de orbital molecular desloca-
lizado que se encuentra en el benceno (vea la sección 10.8). Como los electrones se
pueden mover libremente en este orbital, el grafi to es un buen conductor de electricidad
en dirección de los planos de los átomos de carbono. La dureza del grafi to se debe a los
enlaces covalentes; sin embargo, como las capas se mantienen unidas por fuerzas débiles
de van der Waals se pueden deslizar entre sí. Por esta razón, el grafi to es untuoso al tac-
to, y esta propiedad lo hace útil como lubricante. También se utiliza en los lápices, en las
cintas de impresoras para computadoras y en máquinas de escribir.
El cuarzo (SiO 2 ) es otro tipo de cristal covalente. La distribución de los átomos de
silicio en el cuarzo es semejante a la del carbono en el diamante, pero en el cuarzo hay
Cuarzo. un átomo de oxígeno entre cada par de átomos de Si. Como el Si y el O tienen diferentes
electronegatividades, el enlace Si—O es polar. No obstante, el SiO 2 comparte algunas de
las propiedades del diamante, como la dureza y el punto de fusión alto (1 610°C).

Cristales moleculares
En un cristal molecular , los puntos reticulares están ocupados por moléculas que se man-
tienen unidas por fuerzas de van der Waals y enlaces de hidrógeno. El dióxido de azufre
(SO 2 ) sólido es un ejemplo de un cristal molecular, en el que la fuerza de atracción pre-
dominante es una interacción dipolo-dipolo . Los enlaces de hidrógeno intermoleculares
son los que mantienen la red tridimensional del hielo (vea la fi gura 11.12). Los cristales
de I 2 , P 4 y S 8 son otros ejemplos de cristales moleculares.
Con excepción del hielo, las moléculas de los cristales moleculares suelen empacarse
Azufre. tan juntas como su tamaño y forma lo permitan. Debido a que las fuerzas de van der Waals
y los enlaces de hidrógeno son más débiles que los enlaces iónicos y covalentes, los cris-
tales moleculares son más quebradizos que los cristales covalentes o iónicos . De hecho,
la mayoría de los cristales moleculares se funden a temperaturas menores de 100°C.