por Plinio Sosa

Los materiales son las sustancias y las mezclas de sustancias de lo que están hechas las cosas. La humanidad tiene registradas la existencia de más de 29 millones de sustancias. Curiosamente, éstas sustancias no son una pasta continua (¡las apariencias engañan!). Más bien consisten de pequeñísimas partículas (átomos, iones o moléculas) interactuando eléctricamente entre sí. Y, obviamente, de muchos huecos entre ellas. Dichas partículas tienen una naturaleza eléctrica: sus núcleos son positivos mientras que los electrones que se mueven a su alrededor son negativos. Los electrones son tan ligeros (tienen tan poca masa) que no es posible conocer ni su tamaño, ni su forma, ni como se mueven. Sin embargo, sí es posible describir con gran detalle las zonas espaciales (los dominios electrónicos) donde se mueven.

Figura 1. Forma de algunas partículas químicas: ion amonio, NH₄⁺, molécula de agua, H₂O y átomo de Ne.

Estos dominios son muy sensibles a la presencia de cargas eléctricas vecinas. Se distorsionan fácilmente.

Figura 2. Efecto de una carga vecina sobre un dominio electrónico

En las moléculas con núcleos de distintos tipos, los dominios electrónicos no se distribuyen de forma pareja sino que se distorsionan hacia el núcleo que más atrae a los electrones. En otras palabras, la zona donde se mueven los electrones es mayor cerca del núcleo “más positivo”.

Figura 3. En las moléculas de hidrógeno, el dominio electrónico de enlace tiene un arreglo simétrico alrededor de los dos núcleos idénticos. Por lo tanto, la carga es exactamente cero de los dos lados. En cambio, en la molécula de cloruro de hidrógeno, el dominio electrónico de enlace se distorsiona hacia el núcleo de cloro. Y, en consecuencia, se genera una carga fraccionaria de cada lado. Se generan dos polos eléctricos. O, mejor dicho, un dipolo eléctrico.

Las moléculas -como las del cloruro de hidrógeno- con polos eléctricos se llaman moléculas polares. Aquellas sin polos eléctricos -como las del hidrógeno- son moléculas no polares.

Los estados físicos de las sustancias, la solubilidad de unas en otras y el inicio de las reacciones entre ellas dependen, en gran medida, de las interacciones entre partículas vecinas. Hay 6 posibilidades:

En particular, las interacciones polar-polar, ion-polar y ion-ion son sumamente fuertes. La ion-ion es la que ocurre en las sustancias iónicas (las sales). Las otras dos suelen ser frecuentes en las disoluciones. A partir de esta información se puede esperar que:

~        Una sustancia polar se disuelva en sustancias polares.

~        Una sustancia iónica (¡el colmo de la polaridad!) se disuelva en sustancias polares.

~        Una sustancia no polar se disuelva en sustancias no polares

O, todavía más general, lo similar (en polaridad) disuelve a lo similar.