La sal que se obtiene por evaporación del agua de mar en las salinas de Aguadulce, la misma que usas para el sancocho, no está hecha 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 vamos a calcular esa energía para la sal de cocina.
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. Justifica en base al tipo de enlace y 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 $2850\ ^\circ\mathrm{C}$. ¿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
Vuelve al principio: separar en iones gaseosos un mol de sal de cocina 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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