
Enlace metálico
Química
Conceptos clave
- Modelo del mar de electrones: cationes metálicos en una red cristalina rodeados de un "mar" de electrones de valencia deslocalizados que se mueven libremente.
- El enlace metálico es la atracción electrostática entre los cationes positivos y ese mar de electrones negativos.
- Los electrones deslocalizados explican conductividad, brillo y las capas de cationes que deslizan explican maleabilidad.
- Fuerza del enlace aumenta con: mayor carga del catión · menor radio iónico · más electrones de valencia aportados.
- Conducción en metales = electrones móviles (no iones); los iones solo conducen en sales fundidas o disueltas.
El modelo
- Cada átomo metálico cede sus electrones de valencia → queda como catión (, , ).
- Cationes ordenados en red cristalina compacta; electrones se deslocalizan por toda la estructura.
- El enlace no es localizado entre dos átomos: es una atracción colectiva en todo el cristal.
- Ejemplo: Na aporta 1 e⁻ de valencia (enlace relativamente débil) · Mg aporta 2 e⁻ (enlace más fuerte) · Al aporta 3 e⁻ (más fuerte aún).
Propiedades explicadas por el modelo
- Conductividad eléctrica: electrones deslocalizados se desplazan libremente al aplicar voltaje → corriente.
- Conductividad térmica: esos mismos electrones transportan energía cinética de zona caliente a fría.
- Brillo metálico: electrones libres absorben y re-emiten luz visible en todas las frecuencias.
- Maleabilidad y ductilidad: al deformar, las capas de cationes deslizan sin romper el enlace — el mar de electrones se redistribuye y mantiene la cohesión.
- Punto de fusión: generalmente alto (hay que romper la atracción catión–mar) · varia según carga y radio.
Factores que controlan la fuerza del enlace metálico
- Carga del catión (↑ carga → ↑ atracción → ↑ ): < < .
- Radio iónico (↓ radio → catión más pequeño → electrones más cerca → ↑ atracción): Li > Na > K en la misma carga.
- Número de electrones de valencia (↑ e⁻ aportados → mar más denso → ↑ enlace).
- Tendencia en el período 3: de Na (98 °C) < Mg (650 °C) < Al (660 °C) → carga del catión aumenta.
Ejemplo resuelto
¿Por qué el cobre conduce en estado sólido y el NaCl sólido no?
- En Cu: los electrones de valencia () están deslocalizados y libres de moverse → al aplicar voltaje, fluyen → corriente eléctrica.
- En NaCl sólido: los iones y están fijos en la red iónica → no hay portadores de carga móviles → aislante.
- NaCl solo conduce fundido o disuelto, cuando los iones quedan libres de moverse.
- Conclusión: la diferencia no es la carga, sino la movilidad de los portadores.
En el examen IB
- Error más penalizado: decir "los metales conducen porque los iones se mueven". En un metal sólido los cationes no se mueven — conducen los electrones.
- Error frecuente: confundir "enlace metálico débil" con "bajo punto de fusión siempre". El mercurio (Hg) funde a −39 °C por razones cuánticas; el W funde a 3422 °C. En IB SL basta la tendencia general.
- Al explicar maleabilidad: menciona que las capas de cationes deslizan (no se rompen) y el mar de electrones se redistribuye manteniendo la cohesión.
- Para comparar puntos de fusión entre metales: primero la carga del catión, luego el radio.
- Nunca digas que el enlace metálico "se rompe" al doblar el metal — se mantiene gracias a los electrones deslocalizados.