Problema resuelto de Química: Fuerzas intermoleculares y propiedadesSelectividad (PAU) · País Vasco 2025 · Julio

a) Tipo de enlace.

• $\text{Cl}_2$: dos átomos de un no metal con la misma electronegatividad comparten un par de electrones: enlace covalente apolar, formando moléculas. Entre las moléculas solo hay fuerzas de dispersión de London.
• $\text{CaCl}_2$: un metal muy electropositivo (Ca, que cede 2 electrones y queda como $\text{Ca}^{2+}$) y un no metal muy electronegativo (Cl, que gana uno y queda como $\text{Cl}^-$): enlace iónico, con una red cristalina de iones.
• Ca: un metal: enlace metálico, una red de cationes $\text{Ca}^{2+}$ en un «mar» de electrones deslocalizados.
• Diamante: cada carbono se une por enlaces covalentes a otros cuatro (hibridación $sp^3$, disposición tetraédrica) formando una red tridimensional: sólido covalente (red covalente).

b) Conductor en estado sólido: el Ca. En el enlace metálico los electrones de valencia están deslocalizados y pueden moverse por toda la red al aplicar una diferencia de potencial. En el diamante todos los electrones están fijos en enlaces localizados, y el $\text{Cl}_2$ y el $\text{CaCl}_2$ sólidos tampoco tienen cargas libres.

c) Conductor fundido y en disolución, pero no en sólido: el $\text{CaCl}_2$. En el sólido iónico los iones ocupan posiciones fijas de la red y no se desplazan. Al fundirlo o disolverlo en agua la red se rompe y los iones $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{Cl}^-$ quedan libres para moverse y transportar la carga.

d) Punto de fusión más bajo: el $\text{Cl}_2$. Es la única sustancia molecular: para fundirlo no hay que romper enlaces, solo vencer las débiles fuerzas de London entre moléculas apolares. De hecho, es un gas a temperatura ambiente (funde a unos −101 ºC). El Ca (enlace metálico), el $\text{CaCl}_2$ (red iónica) y el diamante (red covalente, el más alto de todos) son sólidos con puntos de fusión altos.

e) Muy soluble en agua: el $\text{CaCl}_2$. El agua es un disolvente polar: sus moléculas rodean a los iones (los O, con carga parcial negativa, hacia el $\text{Ca}^{2+}$; los H, hacia el $\text{Cl}^-$) y la energía de esa solvatación compensa la de la red. El $\text{Cl}_2$ es apolar y apenas se disuelve (lo poco que lo hace es reaccionando con el agua); el diamante y el calcio metálico no se disuelven (el calcio reacciona con el agua, que no es disolverse).