Respuestas
Respuesta:Las redes covalentes son sustancias macromoleculares, formadas por un número muy elevado de átomos iguales o distintos, unidos entre sí por enlaces covalentes, es decir, enlaces muy fuertes. En la naturaleza existen diversas redes covalentes, de las cuales consideraremos dos formas alotrópicas del carbono (grafito y diamante) y la sílice, óxido de silicio (SiO2). Puesto que son redes con gran cantidad de átomos unidos muy fuertemente, son sólidos a temperatura ambiente y, además, sus puntos de fusión y de ebullición son altísimos. Vemos los puntos de fusión para las tres redes covalentes comentadas:
C (diamante) = 3823 K
C (grafito) = 3800 K
Sílice (SiO2) = 1986 K
Estos puntos de fusión y ebullición son muy altos, porque para fundirlos es necesario romper la red cristalina de enlaces covalentes.
Además son compuestos en general muy duros (el diamante es el compuesto más duro que se conoce, con una dureza de 10 en la escala de Mohs) a excepción del grafito, que tiene una dureza de 1-2 por su peculiar estructura en capas. Por el mismo motivo, su estructura en capas, el grafito es el único capaz de conducir la corriente eléctrica.
Todos ellos son insolubles en prácticamente cualquier disolvente.
A continuación veremos con mayor detalle las estructuras del grafito y del diamante.
Estructura del grafito y propiedades
Aunque el grafito está formado por carbono, igual que el diamante (son dos formas alotrópicas del mismo elemento, es decir, con distinta estructura), las diferencia en la forma en que se enlazan dichos átomos de carbono en ambas estructuras les confiere propiedades totalmente distintas (de hecho, sabemos que el grafito, la mina de lápiz, es un material barato, mientras que el diamante vale un potosí).
La estructura del grafito está formada por capas planas de áto, mos de carbono con hibridación sp2, formando hexágonos, en los que cada átomo de carbono está en el centro de un triángulo equilátero y unido a otros tres átomos de carbono, que serían los vértices del triángulo. Estos enlaces son C-C de tipo sigma, σ, entre un orbital sp2 de un carbono y el orbital sp2 del carbono vecino, y su distancia es de 0,142 nm. Esta distancia es el valor intermedio entre un enlace simple y un enlace doble, debido a que hay una serie de enlaces pi deslocalizados por encima y por debajo del plano de hexágonos.
¿A qué se deben estos enlaces pi deslocalizados? Puesto que tenemos hibridación sp2 para los átomos de carbono, esto implica que cada uno de ellos tendrá un obital p sin hibridar, que albergará un electrón desapareado. La configuración electrónica de un carbono sp2 es:
Configuración electrónica con híbridos sp2 para el átomo de carbono
Como hemos dicho, este orbital p es perpendicular al plano de los hexágonos, y se superpone lateralmente con los 3 orbitales 2p de los átomos de carbono vecinos, de forma que la densidad electrónica se distribuye por encima y por debajo de las capas de hexágonos. Después, estas capas se apilan las unas sobre las otras, pero se trata de enlaces débiles, y por este motivo es un compuesto blando. La distancia entre capas es muy grande, de 0,35 nm.
Explicación: