Por lo general, depende de las propiedades atómicas e intermoleculares de la sustancia.
A nivel atómico, es una combinación tanto del peso atómico como de la nube electrónica. Por ejemplo: aunque el número atómico de Osmium es solo 76 (y hay varios otros elementos con números atómicos más altos), sus nubes electrónicas están muy compactas e incluso su orbital más externo está cerca del núcleo atómico. Recuerde que la densidad es básicamente la relación de masa y volumen, y el número atómico puede verse como “masa” y el tamaño de la nube electrónica puede verse como “volumen”.
A nivel intermolecular, depende de las interacciones intermoleculares (e interatómicas) entre átomos y moléculas. En general, por ejemplo, los sólidos son más densos que los líquidos porque las moléculas se empaquetan en cristales con fuerzas intemoleculares más fuertes, a pesar de tener siempre la misma fórmula molecular. Sin embargo, este no es siempre el caso. El agua, por ejemplo, tiene una densidad menor cuando es sólida (hielo) porque sus cristales tienen grandes espacios vacíos debido a su peculiar disposición y equilibrio de fuerzas moleculares. Cuando el agua es líquida, se mantiene unida por las fuerzas de van der Walls, que es mucho más eficiente en el empaque de moléculas que la estructura cristalina del agua.
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