Ejercicios: Tipos de sólidos y sus propiedades

Clasifica cada sustancia como sólido iónico, sólido molecular o sólido de red covalente: cloruro de sodio $\text{NaCl}$, diamante $\text{C}$, hielo $\text{H}_2\text{O}$ y yodo $\text{I}_2$. Escribe una frase breve para justificar cada clasificación.

Ricardo sostiene un cristal de sal de mesa y lo golpea con un martillo pequeño: el cristal se rompe en fragmentos. Indica qué tipo de partículas forman el cristal de sal y qué tipo de fuerza las mantiene unidas.

Anabel tiene una muestra de cuarzo, $\text{SiO}_2$, y una muestra de parafina, un sólido molecular. Sin hacer ningún cálculo, indica cuál de las dos tiene el punto de fusión más alto y menciona en una frase el motivo.

En el laboratorio del colegio se estudian tres sólidos blancos desconocidos, A, B y C, con estos resultados:

1. a) Clasifica cada sólido como iónico, molecular o de red covalente.
2. b) Justifica tu clasificación usando el punto de fusión y la conductividad.

Dayana compara el diamante y el grafito, dos formas del carbono. El diamante es extremadamente duro y no conduce la electricidad, mientras que el grafito es blando, se usa en las minas de los lápices y sí conduce la electricidad.

1. a) Indica a qué tipo de sólido pertenecen ambos en términos generales.
2. b) Explica, con base en la forma en que están enlazados los átomos de carbono en cada uno, por qué sus propiedades son tan distintas.

Omar quiere ordenar de menor a mayor punto de fusión las siguientes sustancias: hielo $\text{H}_2\text{O}$, cloruro de potasio $\text{KCl}$ y sacarosa (azúcar de mesa), que se descompone al calentarla a unos 186 °C.

1. a) Propón un orden razonable para el punto de fusión de $\text{H}_2\text{O}$ y de $\text{KCl}$, y explica qué tipo de fuerza se debe vencer en cada caso.
2. b) Explica por qué un sólido molecular como el hielo funde a una temperatura mucho menor que un sólido iónico, aunque ambos sean sólidos cristalinos.

Gabriela recibe tres muestras de sólidos cristalinos sin etiqueta para identificarlas como cloruro de sodio, sílice ($\text{SiO}_2$) y naftaleno ($\text{C}_{10}\text{H}_8$, usado en bolas contra las polillas). Cuenta con una balanza, un mechero, agua, un montaje para medir conductividad y una pequeña herramienta para rayar.

1. a) Diseña una secuencia de al menos tres pruebas que permita distinguir las tres sustancias.
2. b) Indica el resultado esperado de cada prueba para cada sustancia.
3. c) Justifica cada resultado con la estructura y las fuerzas que mantienen unido a cada sólido.

Un ingeniero de un taller en Colón debe elegir un material para cada una de estas aplicaciones: (1) la punta de una herramienta de corte para perforar roca, (2) un recubrimiento aislante que no conduzca la electricidad en ningún estado sólido pero que se pueda fundir con facilidad, (3) un material que, una vez fundido, conduzca la electricidad y que pueda disolverse en agua para preparar una solución electrolítica.

1. a) Asigna a cada aplicación el tipo de sólido (iónico, molecular o de red covalente) más adecuado y propón un ejemplo de cada uno.
2. b) Argumenta tu elección en cada caso comparando la dureza, el punto de fusión y la conductividad.
3. c) Explica por qué un sólido iónico no conduce la electricidad en estado sólido pero sí fundido, y qué diferencia habría con un metal.