Propiedades de las sustancias según su enlace

La sal común funde a $801\ \celsius$: hay que calentarla muchísimo para derretirla. Un trocito de su red cristalina se muestra en la figura.

Explica, a partir de su enlace iónico y de su estructura en red cristalina, por qué el punto de fusión del $\text{NaCl}$ es tan alto.

El agua hierve a $100\ \celsius$, mientras que la sal funde a $801\ \celsius$.

1. a) Indica qué estructura tiene cada sustancia: ¿moléculas o red cristalina?
2. b) Explica, a partir de esa diferencia estructural, por qué cambiar de estado al agua cuesta mucho menos energía que fundir la sal.

El $\text{NaCl}$ funde a $801\ \celsius$ y el $\text{MgO}$ a $2852\ \celsius$, y ambos son cristales iónicos con la misma estructura. Los puntos de fusión se comparan en la figura.

1. a) Indica las cargas de los iones de cada compuesto.
2. b) Explica, comparando esas cargas, por qué la atracción electrostática es mucho mayor en el $\text{MgO}$.
3. c) Relaciona esa atracción con su punto de fusión altísimo: el $\text{MgO}$ se usa, de hecho, para recubrir el interior de los hornos industriales.

Los cables de las casas son de cobre, un sólido que conduce la corriente. El modelo del mar de electrones se muestra en la figura.

Explica, usando el modelo del mar de electrones, por qué el cobre conduce la electricidad en estado sólido, a diferencia de un trozo de sal.

Un cristal de sal no conduce la corriente, pero si lo fundes o lo disuelves en agua, sí conduce.

1. a) Explica qué les ocurre a los iones en cada una de las tres situaciones.
2. b) ¿Qué condición deben cumplir unas partículas cargadas para poder transportar la corriente eléctrica?

Montas un circuito con una pila, una bombilla y dos electrodos para probar la conductividad de la sal. El montaje se muestra en la figura.

1. a) Predice qué observarás al colocar sal común sólida entre los electrodos y explica el resultado.
2. b) Repite la predicción disolviendo antes la sal en agua.
3. c) ¿Qué papel juega la movilidad de los iones en la diferencia de resultados?

El agua destilada apenas conduce la corriente, la del grifo conduce un poco y el agua de mar, mucho.

1. a) Explica qué partículas transportan la corriente en el agua del grifo y de dónde proceden ($\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{Na}^{+}$, $\text{Cl}^{-}$... disueltos).
2. b) ¿Por qué el agua destilada casi no conduce, si la molécula de agua tiene electrones?
3. c) Ordena las tres aguas por su concentración de iones y relaciónala con su conductividad.

Las brocas para perforar roca llevan puntas de diamante, el material natural más duro que se conoce. Un fragmento de su red covalente se muestra en la figura.

Explica, a partir de su red covalente tridimensional, por qué el diamante es tan duro.

La «mina» de un lápiz es de grafito: al escribir, las capas de carbono se deslizan unas sobre otras y se desprenden sobre el papel. La estructura en capas se muestra en la figura.

1. a) Explica, a partir de su estructura en capas, por qué el grafito es blando y deja trazo.
2. b) ¿Qué tipo de fuerzas unen unas capas con otras? Compáralas con los enlaces dentro de cada capa.

El pan de oro que se usa en decoración son láminas de oro finísimas obtenidas batiendo el metal. Explica, con el modelo del enlace metálico, por qué los metales se deforman al golpearlos en lugar de romperse, como sí haría un cristal de sal.

Diamante y grafito son carbono puro, pero sus propiedades son casi opuestas: el diamante es durísimo y no conduce la electricidad; el grafito es blando y sí conduce. Las dos estructuras se comparan en la figura.

1. a) Explica la diferencia de dureza a partir de la estructura de cada uno.
2. b) Explica la diferencia de conductividad eléctrica.
3. c) Razona por qué el grafito raya el papel y el diamante, en cambio, raya el vidrio.

Un cristal de sal se rompe limpiamente al golpearlo con un martillo, mientras que una lámina de cobre solo se abolla.

1. a) Dibuja en tu cuaderno dos capas de iones y explica qué ocurre cuando una capa de la red iónica se desliza sobre la otra: ¿qué signos de carga quedan enfrentados?
2. b) Contrasta lo anterior con lo que sucede en el metal al deslizarse sus capas de cationes.
3. c) Concluye por qué decimos que las sales son «frágiles» y los metales, «maleables».

En la cocina, la sal desaparece al removerla en agua, pero el aceite forma gotas y no se mezcla.

1. a) Explica, por su enlace, por qué la sal se disuelve en agua: las moléculas de agua, polares, rodean y separan a los iones.
2. b) Razona, con la regla «lo semejante disuelve a lo semejante», por qué el aceite no se disuelve en agua.

A $20\ \celsius$ se pueden disolver hasta $36\ \text{g}$ de $\text{NaCl}$ por cada $100\ \text{g}$ de agua, pero solo $0,0002\ \text{g}$ de $\text{AgCl}$.

1. a) Calcula cuántos gramos de sal común se pueden disolver, como máximo, en $250\ \text{g}$ de agua a $20\ \celsius$.
2. b) Explica, con ayuda de un dibujo en tu cuaderno, cómo las moléculas de agua rodean y separan a los iones al disolverse la sal (hidratación de los iones).
3. c) Concluye por qué afirmar que «las sustancias iónicas se disuelven en agua» es solo una aproximación.

La arena de la playa es sílice, $\text{SiO}_2$: dura, no conduce la electricidad y funde a $1710\ \celsius$.

1. a) Deduce, a partir de esas propiedades, qué tipo de enlace y qué estructura tiene la sílice.
2. b) El $\text{CO}_2$, con el mismo tipo de enlace covalente, es gas a temperatura ambiente: explica cómo es posible.
3. c) Razona por qué la arena sirve como materia prima para fabricar vidrio y el $\text{CO}_2$ no podría servir.