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a) Existe una elevada diferencia entre los puntos de fusión del () y el (). b) El punto de fusión del agua es y el del sulfuro de hidrógeno es . c) En general, los compuestos iónicos son frágiles y los metales no.d) A , el diyodo es un sólido y el dicloro es un gas.
a) Los puntos de fusión de los compuestos iónicos dependen de la fuerza de las interacciones electrostáticas entre sus iones, que a su vez se rigen por la Ley de Coulomb. Esta ley establece que la fuerza es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia interiónica. En el , los iones son y , con cargas de y , respectivamente, lo que resulta en un producto de cargas de . En el , los iones son } y }, con cargas de y , lo que da un producto de cargas de . La mayor magnitud de las cargas en el ( y frente a y ) conduce a interacciones electrostáticas mucho más intensas. Además, el radio iónico de y es menor que el de } y }, lo que reduce la distancia interiónica y aumenta aún más la fuerza de atracción. Se requiere mucha más energía para superar estas fuerzas más fuertes en la red cristalina del , justificando su punto de fusión significativamente más alto.b) El punto de fusión de las sustancias moleculares depende de la intensidad de las fuerzas intermoleculares. El agua () es una molécula polar que puede formar puentes de hidrógeno debido a la alta electronegatividad del oxígeno y la presencia de átomos de hidrógeno unidos directamente a él. Los puentes de hidrógeno son fuerzas intermoleculares particularmente fuertes. El sulfuro de hidrógeno () también es una molécula polar, pero el azufre es menos electronegativo que el oxígeno y tiene un tamaño atómico mayor, lo que reduce la capacidad de formar puentes de hidrógeno significativos. Las principales fuerzas intermoleculares en el son las fuerzas dipolo-dipolo y las fuerzas de dispersión de London. Al ser los puentes de hidrógeno mucho más intensos que las fuerzas dipolo-dipolo y de dispersión de London, se necesita mucha más energía para superar las atracciones intermoleculares en el agua, lo que se refleja en su punto de fusión considerablemente más alto en comparación con el .c) Los compuestos iónicos están formados por redes cristalinas de iones positivos y negativos alternados, unidos por fuertes fuerzas electrostáticas. Cuando se aplica una fuerza mecánica y se intenta desplazar una capa de iones, los iones de la misma carga se alinean, lo que provoca una fuerte repulsión electrostática. Esta repulsión desestabiliza la red cristalina y causa la fractura del material, lo que los hace frágiles. En cambio, los metales consisten en una red de iones metálicos positivos inmersos en un "mar" de electrones deslocalizados. El enlace metálico no es direccional. Cuando se aplica una fuerza, las capas de iones metálicos pueden deslizarse unas sobre otras sin que se rompa el enlace, ya que el "mar" de electrones se reorganiza para mantener la cohesión entre los iones. Esta capacidad de deformación sin fractura es lo que hace que los metales sean maleables y dúctiles, es decir, no frágiles.d) El diyodo () y el dicloro () son moléculas no polares. Las únicas fuerzas intermoleculares presentes en ambas sustancias son las fuerzas de dispersión de London. La intensidad de las fuerzas de dispersión de London aumenta con el número de electrones y el tamaño de la nube electrónica de la molécula, ya que esto resulta en una mayor polarizabilidad y, por tanto, en dipolos instantáneos más fuertes. El tiene un número atómico y una masa molecular significativamente mayores que el (el yodo está debajo del cloro en el grupo 17). Esto implica que el posee una nube electrónica mucho más grande y polarizable que el . Como resultado, las fuerzas de dispersión de London entre las moléculas de son considerablemente más fuertes que entre las moléculas de . Se requiere más energía para superar las fuerzas intermoleculares más intensas del , lo que se traduce en un punto de fusión y ebullición más altos. Por ello, a , el se encuentra en estado sólido, mientras que el es un gas.