Propiedades Físicas de los Sólidos: Punto de Fusión y Fragilidad Iónica
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Experimento 2: Punto de Fusión
Calienta azúcar en un tubo de ensayo y observa cuándo empieza a fundirse. Notarás que se funde a una temperatura fija y definida; no se deforma gradualmente. ¿Por qué pasa esto?
Al calentar un sólido, le estás transfiriendo energía bajo forma de calor. Esa energía se convierte en energía cinética de las partículas, que empiezan a vibrar con cada vez mayor intensidad. Mientras las fuerzas de atracción sean mayores que la energía del movimiento, las partículas siguen manteniéndose en su lugar.
Pero al seguir calentando, llega un momento en el que la energía cinética de las partículas es suficiente para vencer las fuerzas de atracción que las mantienen unidas en la red cristalina. En ese instante, las partículas dejan de estar fijas y comienzan a desplazarse unas respecto a otras. El sólido pierde su forma rígida y pasa al estado líquido.
Esa temperatura es característica de cada sustancia porque depende exclusivamente de la intensidad de las fuerzas intermoleculares que mantienen unido el sólido. Cuanto más fuertes son las fuerzas, el punto de fusión es más alto. Por eso cada sustancia se funde siempre a la misma temperatura.
Experimento 3: Fragilidad (Quebradibilidad)
Golpea suavemente un cristal de sal. ¿Qué observas? No se deforma, sino que se rompe en pedazos. ¿Por qué pasa esto?
La red cristalina iónica es rígida porque las fuerzas de atracción entre iones de carga opuesta son muy intensas. Sin embargo, esa estructura tiene una debilidad: si se aplica una fuerza mecánica, las capas de la red se desplazan lateralmente.
Ese desplazamiento hace que iones de igual carga queden enfrentados entre sí (positivo con positivo y negativo con negativo). Como las cargas iguales se repelen, aparece una fuerza de repulsión que actúa en contra de las fuerzas de atracción que mantienen unido el cristal. Si esa repulsión supera a las fuerzas de atracción, las capas se separan y el cristal se fractura de forma limpia, sin deformarse antes. Por eso los sólidos iónicos son duros pero, a la vez, quebradizos.