En esta reacción participan dos elementos con propiedades muy diferentes. El sodio es un metal alcalino brillante y altamente reactivo que tiende a perder su electrón de valencia. El cloro es un gas amarillo-verdoso tóxico que forma moléculas diatómicas y tiene gran afinidad por los electrones. Sus configuraciones electrónicas complementarias hacen que esta reacción sea muy favorable energéticamente.
El mecanismo de reacción involucra una transferencia completa de electrones. Primero, el átomo de sodio pierde su electrón de valencia, transformándose en un catión sodio con carga positiva. Simultáneamente, la molécula de cloro se disocia y cada átomo de cloro captura un electrón, convirtiéndose en aniones cloruro con carga negativa. Esta transferencia electrónica genera iones con cargas opuestas que se atraen fuertemente.
Para balancear la ecuación química, debemos aplicar la ley de conservación de masa. Inicialmente tenemos sodio más cloro formando cloruro de sodio, pero esta ecuación no está balanceada. Como cada molécula de cloro contiene dos átomos, necesitamos dos átomos de sodio para formar dos unidades de cloruro de sodio. La ecuación balanceada final es: dos sodio más cloro gaseoso produce dos cloruro de sodio.
El producto final de la reacción es el cloruro de sodio, conocido comúnmente como sal de mesa. Los iones sodio y cloruro se organizan en una estructura cristalina cúbica muy ordenada, donde cada ion está rodeado por seis iones de carga opuesta. Esta estructura le confiere propiedades características como un alto punto de fusión, solubilidad en agua y la capacidad de conducir electricidad cuando está fundido o disuelto.
Resolvamos un problema cuantitativo práctico. Si tenemos cuatro punto seis gramos de sodio reaccionando con exceso de cloro, primero convertimos la masa de sodio a moles dividiendo entre su masa molar de veintitrés gramos por mol, obteniendo cero punto dos moles. Por la estequiometría uno a uno, se producen cero punto dos moles de cloruro de sodio. Finalmente, multiplicamos por la masa molar del cloruro de sodio para obtener once punto siete gramos como respuesta.