Por Claire Gillespie – Actualizado el 24 de marzo de 2022
El punto de fusión es la temperatura a la que un sólido se convierte en líquido. En un cambio de fase reversible, el punto de fusión de una sustancia pura es igual a su punto de congelación (la temperatura a la que se solidifica). Por ejemplo, el hielo se derrite a 0°C (32°F) y se congela a la misma temperatura, convirtiéndose nuevamente en agua sólida. Determinar el punto de fusión de una sustancia es una forma confiable de confirmar su identidad, porque es difícil calentar sólidos mucho más allá de sus umbrales de fusión intrínsecos.
Tres factores clave dan forma al punto de fusión:la composición molecular, la intensidad de las fuerzas intermoleculares y la presencia de impurezas.
Cuando las moléculas se empaquetan de manera apretada y simétrica, el material resiste la fusión. El neopentano simétrico, por ejemplo, tiene un punto de fusión más alto que su contraparte isopentano ramificado porque sus moléculas encajan mejor entre sí. El tamaño también importa:las moléculas más pequeñas requieren menos energía térmica para alterar su disposición. El etanol (C₂H₆O) se funde a –114,1 °C (–173,4 °F), mientras que el polímero más voluminoso, la etilcelulosa, se funde a 151 °C (303,8 °F). Las redes covalentes gigantes, como las del diamante, el grafito y la sílice, contienen cientos de fuertes enlaces covalentes que deben romperse antes de fundirse, lo que les confiere puntos de fusión excepcionalmente altos.
Las fuertes atracciones entre moléculas elevan el punto de fusión. Los compuestos iónicos exhiben altos puntos de fusión debido a poderosas interacciones electrostáticas ion-ion. En química orgánica, la polaridad y los enlaces de hidrógeno elevan aún más los puntos de fusión. Por ejemplo, la molécula polar monocloruro de yodo se funde a 27°C (80,6°F), mientras que el bromo no polar se funde a –7,2°C (19,0°F). Cuanto mayor sea la polaridad o la capacidad de formar enlaces de hidrógeno, más energía se necesitará para separar las moléculas.
Los sólidos puros tienen un rango de fusión estrecho y agudo (normalmente entre 1 y 2 °C) porque sus moléculas están empaquetadas uniformemente. Cualquier impureza introduce defectos estructurales que debilitan la cohesión intermolecular, lo que lleva a una temperatura de fusión más baja y a un rango de fusión más amplio. Este fenómeno, conocido como depresión del punto de fusión, es un indicador clásico de la pureza de la muestra. Por ejemplo, un compuesto orgánico cristalino que es una molécula única y bien ordenada se fundirá a una temperatura distinta, mientras que una mezcla de dos moléculas orgánicas diferentes se fundirá en un rango más amplio porque no pueden encajar perfectamente.
