Te conviene dominar: Periodicidad de las propiedades (décimo año (Educación Diversificada académica, «cuarto año» del colegio))
Cuando usted le echa sal al gallo pinto, el cloruro de sodio del salero no está hecho de «moléculas de NaCl» sueltas: es una red tridimensional gigantesca de iones $\mathrm{Na^+}$ y $\mathrm{Cl^-}$ unidos por atracción electrostática. Esa red es tan estable que medir cuánta energía hace falta para separarla en iones gaseosos exige un rodeo termodinámico ingenioso: el ciclo de Born-Haber. Al final de la página calcularemos esa energía para la sal de mesa.
Un cristal iónico no es una molécula
La diferencia con el $\mathrm{HCl}$ es clara: el cloruro de hidrógeno forma moléculas diatómicas discretas con un enlace covalente, y entre moléculas hay solo interacciones débiles. En el $\mathrm{NaCl}$ sólido, en cambio, cada $\mathrm{Na^+}$ interacciona con seis $\mathrm{Cl^-}$ vecinos y viceversa, en todas las direcciones, sin que se pueda separar un «par» del resto.
Practica★☆☆Sin empezar
El cloruro de sodio, $\mathrm{NaCl}$, cristaliza formando una estructura tridimensional de tipo sal gema (dos subredes iónicas interpenetradas), mientras que el cloruro…
El cloruro de sodio, $\mathrm{NaCl}$, cristaliza formando una estructura tridimensional de tipo sal gema (dos subredes iónicas interpenetradas), mientras que el cloruro de hidrógeno, $\mathrm{HCl}$, forma moléculas diatómicas discretas en fase gas a temperatura ambiente. Justifique con base en el tipo de enlace y la estructura por qué no tiene sentido físico hablar de «molécula de $\mathrm{NaCl}$» en estado sólido, indicando cómo se define la fórmula empírica de dicho compuesto iónico.
El $\mathrm{NaCl}$ funde a $801\ ^\circ\mathrm{C}$, el $\mathrm{NaF}$ a $996\ ^\circ\mathrm{C}$ y el $\mathrm{MgO}$ a unos $2.850\ ^\circ\mathrm{C}$. ¿Qué magnitudes microscópicas hacen que separar los iones requiera mucha más energía en un cristal que en otro?
El ciclo de Born-Haber
En el laboratorio se puede medir la entalpía de formación de la sal o la ionización del sodio, pero ningún aparato evapora un cristal en iones gaseosos aislados. ¿Cómo calcular una energía que no se puede medir directamente?
El resultado es negativo: formar la red libera una gran cantidad de energía, que compensa con creces los pasos endotérmicos de sublimación e ionización. Ese es el motivo último de la estabilidad del $\mathrm{NaCl}$ sólido.
Iones con más de una carga
Carácter covalente parcial: reglas de Fajans
Vuelva al principio: separar en iones gaseosos un mol de sal de mesa exige aportar unos $787\ \mathrm{kJ}$. Esa energía enorme muestra por qué el $\mathrm{NaCl}$ es un sólido cristalino estable y no un conjunto de moléculas libres.
Resumen
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