Es la fuerza electrostática que mantiene unidos a iones de signo contrario. Se establece entre un elemento de baja energía de ionización, típicamente un metal, y otro de alta afinidad electrónica, típicamente un no metal: el primero cede electrones y el segundo los capta, de modo que se forman un catión y un anión que se atraen.
Como criterio práctico, aparece cuando la diferencia de electronegatividad supera aproximadamente 1,7.
Su rasgo característico es que
: cada ion se rodea del mayor número posible de iones de signo contrario y se forma una red cristalina tridimensional. Por eso una fórmula como
solo indica la proporción entre iones, no una partícula real.
De ahí sus propiedades: puntos de fusión y ebullición altos, dureza acompañada de fragilidad, solubilidad en disolventes polares y conductividad eléctrica solo fundidos o en disolución, nunca en estado sólido, porque en la red los iones no pueden desplazarse.
Es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón más externo a un átomo neutro, en estado gaseoso y en su estado fundamental, dando el catión monopositivo:
Es siempre
, porque hay que vencer la atracción del núcleo sobre el electrón, es decir, el proceso es endotérmico.
En la tabla periódica aumenta hacia la derecha, porque crece la carga nuclear efectiva, y hacia arriba, porque el electrón está más cerca del núcleo y menos apantallado. Los alcalinos son los que menos energía necesitan y los gases nobles, los que más.
Se pueden definir energías de ionización sucesivas, y cada una es mayor que la anterior, porque se arranca un electrón a un ion cada vez más positivo; el salto es especialmente grande cuando se empieza a tocar una configuración de gas noble.
Es una interacción
—no un enlace propiamente dicho— que se da cuando un átomo de hidrógeno está unido covalentemente a un átomo muy electronegativo y pequeño (flúor, oxígeno o nitrógeno) y se aproxima a un par de electrones no enlazantes de otro átomo de ese tipo.
El hidrógeno, al no tener más electrones que el del enlace, queda muy desprotegido y con una carga parcial positiva grande, lo que hace que esta atracción sea mucho más intensa que una interacción dipolo-dipolo corriente, del orden de 10 a 40 kJ/mol. Aun así es diez veces más débil que un enlace covalente.
Explica algunas de las anomalías más conocidas de la química: la elevada temperatura de ebullición del agua frente a la del sulfuro de hidrógeno, que el hielo sea menos denso que el agua líquida, la total miscibilidad de los alcoholes ligeros en agua, el emparejamiento de bases en la doble hélice del ADN y la estructura secundaria de las proteínas.
Es un sólido en el que todos los átomos están unidos entre sí por enlaces covalentes formando una red continua que se extiende por todo el cristal. Tampoco hay aquí moléculas discretas: el cristal entero es, en la práctica, una sola macromolécula.
La consecuencia directa es que fundirlo obliga a
, no simples fuerzas intermoleculares. De ahí sus propiedades extremas: temperaturas de fusión altísimas, dureza muy elevada, insolubilidad en cualquier disolvente y carácter aislante, porque no hay electrones ni iones libres.
Los ejemplos típicos son el diamante, el cuarzo (
), el carburo de silicio y el nitruro de boro. El grafito es un caso particular: dentro de cada lámina el enlace es covalente, pero las láminas se atraen entre sí por fuerzas débiles, lo que explica que sea blando, exfoliable y buen conductor a lo largo de las capas.
Conviene no confundirlo con un sólido molecular, como el hielo o el yodo, donde sí hay moléculas y lo único que se rompe al fundir son las fuerzas entre ellas.