Ejercicio resuelto de Enlace químico · Química · 2025

BLOQUE E (Consta de dos cuestiones, debes responder a 1 de ellas)
E2. Considera los siguientes compuestos: $\mathrm{Cl_2}$, $\mathrm{CaCl_2}$, Ca y diamante (C). De forma razonada, indicar:

a) El tipo de enlace presente en cada uno de ellos. (0,50)
b) Cuál será capaz de conducir la electricidad en estado sólido. (0,25)
c) Cuál es conductor en estado fundido y en disolución acuosa, pero no en estado sólido. (0,25)
d) Cuál presenta un punto de fusión más bajo. (0,25)
e) Cuál es muy soluble en agua. (0,25)

$\textbf{a) El tipo de enlace presente en cada uno de ellos. (0,50)}$

La clasificación se hace atendiendo a la naturaleza de los elementos: metal con no metal da enlace iónico, un metal solo da enlace metálico, y entre no metales el enlace es covalente, que puede formar moléculas discretas o una red extendida por todo el cristal.

Sustancia	Elementos	Tipo de enlace	Unidad estructural $\mathrm{Cl_2}$	un solo no metal	covalente	moléculas diatómicas $\mathrm{CaCl_2}$	metal + no metal	iónico	red de iones Ca	un solo metal	metálico	red de cationes y electrones deslocalizados C (diamante)	un solo no metal	covalente	red covalente tridimensional

El cloro y el diamante merecen un comentario, porque los dos tienen enlace covalente y aun así se comportan de forma opuesta. En el cloro los átomos se unen de dos en dos y forman moléculas independientes, entre las que solo actúan débiles fuerzas de dispersión. En el diamante, en cambio, cada carbono se une covalentemente a cuatro vecinos en las tres direcciones del espacio, sin cerrar nunca una molécula: el cristal entero es una sola red covalente.

$\textbf{b) Cuál será capaz de conducir la electricidad en estado sólido. (0,25)}$

Para conducir la electricidad hace falta que existan portadores de carga con libertad de movimiento. Se repasan las cuatro sustancias en estado sólido: el cloro y el diamante tienen todos sus electrones localizados en enlaces, el cloruro de calcio tiene iones pero inmovilizados en la red, y solo el calcio dispone de electrones deslocalizados.

$\mathrm{Ca}:\ \text{cationes } \mathrm{Ca^{2+}}\ \text{en una nube de electrones deslocalizados}$

Conduce la electricidad en estado sólido el calcio, por ser un metal: sus electrones de valencia no pertenecen a ningún átomo concreto y se desplazan por toda la red al aplicar una diferencia de potencial.

$\textbf{c) Cuál es conductor en estado fundido y en disolución acuosa, pero no en estado sólido. (0,25)}$

Ese comportamiento describe a una sustancia que tiene portadores de carga, pero inmóviles mientras el cristal se mantiene. Es exactamente el caso de un compuesto iónico: en el sólido los iones ocupan posiciones fijas en la red, y al fundirlo o disolverlo esas posiciones se destruyen y los iones quedan libres.

$\mathrm{CaCl_2}\,(s)\ \xrightarrow{\ \text{fusión o disolución}\ }\ \mathrm{Ca^{2+}}+2\,\mathrm{Cl^-}\ \text{(iones móviles)}$

El cloruro de calcio es conductor fundido y en disolución acuosa, pero aislante en estado sólido. Esta doble prueba es, de hecho, el ensayo clásico para distinguir un compuesto iónico de un metal: el metal conduce siempre y el iónico solo cuando sus iones pueden moverse.

$\textbf{d) Cuál presenta un punto de fusión más bajo. (0,25)}$

Fundir exige vencer las fuerzas que mantienen unidas las partículas del sólido, así que el punto de fusión más bajo lo tendrá aquella sustancia cuyas interacciones sean más débiles. En tres de los cuatro casos hay que romper enlaces o vencer atracciones electrostáticas intensas extendidas por toda la red; solo en uno basta con separar moléculas.

$\mathrm{Cl_2}:\ \text{molécula apolar}\Rightarrow \text{solo fuerzas de dispersión de London}$

El punto de fusión más bajo lo presenta el cloro, y con gran diferencia: sus moléculas son apolares y solo las une la más débil de las fuerzas intermoleculares. De hecho es la única de las cuatro sustancias que a temperatura ambiente no es sólida, sino un gas.

$\textbf{e) Cuál es muy soluble en agua. (0,25)}$

La regla es que lo semejante disuelve a lo semejante: el agua, muy polar, disuelve bien las sustancias iónicas y las polares. Al rodear cada ion, sus dipolos lo estabilizan mediante la energía de hidratación, que compensa la energía reticular que hay que aportar para desmontar el cristal.

$\mathrm{CaCl_2}\,(s)\ \xrightarrow{\ \mathrm{H_2O}\ }\ \mathrm{Ca^{2+}}\,(aq)+2\,\mathrm{Cl^-}\,(aq)$

Muy soluble en agua es el cloruro de calcio, por ser iónico y quedar sus iones hidratados. Las otras tres no lo son: el cloro es apolar, el diamante es una red covalente que obligaría a romper enlaces covalentes, y el calcio, como todos los alcalinotérreos, no se disuelve sino que reacciona con el agua desprendiendo hidrógeno.