E1 Estructura Cristalina y Enlace Iónico-Covalente

Tópico

La naturaleza mixta del enlace químico de un cerámico —a la vez iónico y covalente— es el punto de partida de este modelo, y su efecto final es la fragilidad característica del cerámico: una fragilidad que resulta de combinar dos aspectos distintos de la estructura cristalina, uno que nace del propio enlace químico y otro que nace de la geometría con la que los iones se acomodan entre sí. Que esta fragilidad resulte de combinar dos aspectos distintos hace que no pueda explicarse mirando solo uno de los dos. Desarrollamos primero el que nace del enlace.

Ese enlace iónico-covalente tiene un grado de carácter iónico, medido mediante la regla de Pauling. Que la diferencia de electronegatividad entre los átomos del enlace sea mayor hace que el carácter iónico de ese enlace sea mayor; que esa diferencia sea menor, hace que el enlace resulte más covalente.

Que el carácter iónico del enlace sea mayor hace que la energía reticular del cristal sea, a su vez, mayor: cuanto más iónico es el enlace entre los iones que forman la estructura, más fuerte es la atracción electrostática entre ellos, y más energía reticular acumula el cristal.

La otra rama que confluye en la fragilidad del cerámico nace de la geometría con la que esos mismos iones se acomodan: la relación entre el radio del catión y el radio del anión es la que determina el número de coordinación, es decir, cuántos iones vecinos de signo opuesto rodean a cada ion dentro de la estructura cristalina. Que esa relación de radios catión/anión sea mayor —que el catión sea grande en relación al anión— hace que quepan más aniones alrededor de cada catión, y por lo tanto que el número de coordinación sea mayor; que esa relación sea menor, hace que quepan menos, y el número de coordinación sea menor.

Que la energía reticular que nace del carácter iónico del enlace y el número de coordinación que nace de la relación de radios catión/anión actúen juntos —y no cada uno por separado— hace que ambos determinen, en conjunto, la fragilidad característica del cerámico con la que se anticipó este modelo: ninguno de los dos alcanza por sí solo para explicar esa fragilidad.

Por eso esta fragilidad característica del cerámico, que nace de la naturaleza mixta del enlace químico con la que se abrió este modelo, alimenta conceptualmente a otro modelo de este conjunto, el que describe las propiedades mecánicas base de un cerámico a partir de esa misma fragilidad. Que esta fragilidad quede establecida aquí hace que ese otro modelo pueda partir de ella sin tener que redefinirla.

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