(TEMA 12) 20. ¿Cuál de las siguientes sustancias tiene punto de fusión más alto?
(A). CO2
(B). SiO2
(C). SO2
(D). Hg
Solución: B. El SiO2 (cuarzo) es un sólido covalente y, por tanto, tiene un punto de fusión muy alto, como es característico de los sólidos covalentes (piénsese en el diamante). El CO2 y el SO2 son sólidos moleculares. Los sólidos moleculares tienen puntos de fusión muy bajos, lo que explica que sean gases a temperatura ambiente. El Hg es un metal, pero los metales tienen puntos de fusión muy variados. Es sabido que el mercurio es el metal con punto de fusión más bajo.
(TEMA 12) 21. Teniendo en cuenta las reglas de Fajans, indicar cuál de las siguientes ordenaciones de menor a mayor punto de fusión es correcta:
(A). CaBr2 < CaCl2 < CaF2
(B). LiF < LiCl < LiBr < LiI
(C). BaCl2 < SrCl2 < CaCl2 < MgCl2 < BeCl2
(D). AlCl3 > MgCl2 > NaCl
Solución: A. Las reglas de Fajans se utilizan para predecir qué grado de carácter covalente tendrá un compuesto “iónico”, grado que depende principalmente de la carga del catión y del tamaño relativo del catión y el anión (a mayor carga del catión, menor volumen del catión y mayor volumen del anión, mayor carácter covalente). El carácter covalente está inversamente relacionado con el punto de fusión: a menor carácter covalente (mayor carácter iónico), mayor punto de fusión.
En la serie de los haluros de calcio que nos presentan, al ser el catión el mismo, quien determina los puntos de fusión es el anión. Al bajar en el grupo de los halógenos, el tamaño del anión aumenta, por lo que aumenta el carácter covalente y disminuye el punto de fusión. Los puntos de fusión de estos compuestos son: CaBr2: 730 oC; CaCl2: 772 oC; CaF2: 1418 oC. (El yoduro de calcio, excepcionalmente, tiene un punto de fusión ligeramente por encima del del bromuro: 779 oC). Lo mismo cabe aplicar a la serie de haluros de litio (LiI: 469 oC; LiBr: 552 oC; LiCl: 605 oC; LiF: 1553 oC)
En la serie de los cloruros alcalinotérreos, para un mismo anión, y al ser la carga del catión la misma, todo depende del tamaño del catión, que aumenta al bajar en el grupo. A mayor volumen del catión, mayor carácter covalente y menor punto de fusión. Estos son los medidos experimentalmente: BeCl2: 399 oC; MgCl2: 714 oC; CaCl2: 772 oC; SrCl2: 874 oC; BaCl2: 962 oC.
Finalmente, en el caso de los cloruros de aluminio, magnesio y sodio, al ser el anión el mismo de nuevo, todo depende del catión. Y, concretamente, de su carga y su volumen. Atendiendo solo a la carga, está claro que el AlCl3 debería ser el que tenga punto de fusión más bajo. Solo queda por considerar el tamaño de los cationes, pero es claro que el del Al será menor que el del Mg y el del Na, pues el radio atómico aumenta hacia la izquierda en la tabla periódica (con un efecto de contracción en los metales de transición) y además el Al tiene 3 cargas positivas, lo que disminuye mucho el tamaño del átomo neutro. Aparte de todo esto, por la posición en la tabla de los elementos que estamos considerando y, consiguientemente su valor relativo de electronegatividad, nos reiteramos en la conclusión de que el AlCl3 tiene mayor carácter covalente que el MgCl2 y el NaCl, pudiéndose predecir, por tanto, que el punto de fusión más bajo es el del AlCl3 (el valor experimental es 192 oC), seguido del MgCl2 (714 oC) y NaCl (801 oC).
