Fuerzas intermoleculares y propiedades

a) VERDADERA.

Identificación:$$\text{A} \;(Z=11): [\text{Ne}]\,3s^1 \;\to\; \text{sodio, metal del grupo 1}$$$$\text{B} \;(Z=8): [\text{He}]\,2s^2 2p^4 \;\to\; \text{oxígeno, no metal del grupo 16}$$Metal más no metal con $\Delta\chi = 3{,}5 - 0{,}9 = 2{,}6 > 1{,}7$: enlace iónico. El sodio cede un electrón y el oxígeno capta dos, así que hacen falta dos sodios:$$\text{Na}_2\text{O} \qquad (2\,\text{Na}^+ \text{ y } 1\,\text{O}^{2-})$$Conductividad. Los sólidos iónicos no conducen en estado sólido, porque sus iones están fijos en la red. Pero al fundirlos la red se destruye y los iones quedan libres para migrar hacia los electrodos:$$\text{sólido: iones fijos} \;\to\; \text{no conduce} \qquad \text{fundido: iones móviles} \;\to\; \textbf{sí conduce}$$La proposición es correcta.

b) VERDADERA según el criterio de energía reticular.

Comparamos los dos compuestos con la expresión de Born-Landé:$$U \;\propto\; \frac{|q_+ \cdot q_-|}{r_+ + r_-}$$Los dos factores apuntan en la misma dirección: el $\text{Mg}^{2+}$ tiene el doble de carga y es más pequeño que el $\text{Na}^+$, así que atrae a los cloruros con mucha más fuerza.$$|U(\text{MgCl}_2)| = 2\,526 \;\gg\; |U(\text{NaCl})| = 787 \; \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$$Mayor energía reticular significa que cuesta más romper la red, es decir, mayor punto de fusión. Según este razonamiento, $T_f(\text{NaCl}) < T_f(\text{MgCl}_2)$: la proposición es verdadera.

Matiz experimental. Conviene saber que los valores reales van al revés ($T_f(\text{NaCl}) = 801\ ^\circ$C frente a $T_f(\text{MgCl}_2) = 714\ ^\circ$C). El motivo es que el $\text{Mg}^{2+}$, por su alta densidad de carga, polariza fuertemente al $\text{Cl}^-$ y confiere al $\text{MgCl}_2$ un carácter covalente apreciable (reglas de Fajans), lo que rebaja su punto de fusión. El razonamiento que se pide en Selectividad es el de la energía reticular, pero conocer la excepción demuestra criterio.

c) FALSA. El orden correcto es $\text{NaF} > \text{HF} > \text{F}_2$.

Clasificamos las tres sustancias:

1. $\text{NaF}$: iónico, red tridimensional de $\text{Na}^+$ y $\text{F}^-$. Fundirlo exige romper esa red. $T_f = 993\ ^\circ$C.
2. $\text{HF}$: molecular polar con hidrógeno unido a flúor, así que presenta enlaces de hidrógeno, las fuerzas intermoleculares más intensas después de las iónicas. $T_f = -83{,}6\ ^\circ$C.
3. $\text{F}_2$: molecular apolar (dos átomos iguales). Solo hay fuerzas de dispersión de London, y muy débiles por su pequeño tamaño. $T_f = -220\ ^\circ$C.

$$\text{NaF} \;(993\ ^\circ\text{C}) \;>\; \text{HF} \;(-83{,}6\ ^\circ\text{C}) \;>\; \text{F}_2 \;(-220\ ^\circ\text{C})$$La proposición coloca el $\text{F}_2$ por encima del $\text{HF}$, y es justo al revés.