Enlace químico y geometría molecular

a) Ciclo de Born-Haber del $\text{NaF}$.

Camino directo (formación del sólido a partir de los elementos en su estado estándar):$$\text{Na}(s) + \tfrac{1}{2}\,\text{F}_2(g) \longrightarrow \text{NaF}(s) \qquad \Delta H_f^\circ = -573{,}6\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$$Camino por etapas:Las etapas 1, 2 y 3 son endotérmicas (hay que aportar energía para separar los átomos y arrancar el electrón); la 4 y, sobre todo, la 5 son exotérmicas. La energía que se desprende al formarse la red es la que hace que el $\text{NaF}$ sea estable.

La energía de ionización se refiere en realidad al sodio gaseoso, $\text{Na}(g)$: solo se puede arrancar un electrón a un átomo aislado, por eso en el ciclo va después de la sublimación.

Sumando las cinco etapas se obtiene la reacción de formación, así que, por la ley de Hess:$$\Delta H_f^\circ = \Delta H_{\text{sub}} + \tfrac{1}{2}\,D + EI + AE + U$$b) Entalpía de disociación del $\text{F}_2$.

Despejamos el término de la disociación:$$\tfrac{1}{2}\,D = \Delta H_f^\circ - \Delta H_{\text{sub}} - EI - AE - U$$y sustituimos los datos, cada uno con su signo:$$\tfrac{1}{2}\,D = -573{,}6 - 107{,}3 - 495{,}8 - (-328) - (-928{,}2) = 79{,}5\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$$Esto es lo que cuesta romper medio mol de $\text{F}_2$. La entalpía de disociación se refiere a un mol de moléculas:$$\text{F}_2(g) \longrightarrow 2\,\text{F}(g) \qquad D = 2 \cdot 79{,}5 = 159\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$$Es positiva, como debe ser: romper un enlace siempre exige energía. Además es un valor pequeño para un enlace covalente (el del $\text{Cl}_2$ ronda los $242\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$): el enlace $\text{F–F}$ es débil porque los pares solitarios de dos átomos tan pequeños se repelen mucho.