Enlaces Quimicos

Qumica P.A.U. ENLACE QUMICO 1

ENLACE QUMICO

CUESTIONES

ENLACE INICO

1. Contesta razonadamente Cul de los siguientes compuestos tendr mayor punto de fusin: fluoruro de sodio o bromuro de potasio?

(P.A.U. Jun. 96)

Solucin: Fluoruro de sodio.

El punto de fusin es una propiedad que depende directamente de la fuerza del enlace inico, que a su vez depende de la energa reticular del enlace. Esta energa reticular es bsicamente una energa electrosttica, de expresin

U=K Z+ Z e2

d

en la que K es la constante de Coulomb, e es la carga del electrn, Z+ y Z son los nmeros de oxidacin de los iones positivo y negativo, y d la distancia entre las cargas. Esta distancia est relacionada con la estructu-ra cristalina y los radios inicos r+ y r. Al no conocer la estructura cristalina tendremos que suponer que

d r+ + r

Suponiendo que el fluoruro de sodio y el bromuro de potasio tengan el mismo tipo de red, al ser en ambos casos las mismas cargas positiva (+1) y negativa (1), el factor determinante es el radio inico.Puesto que el radio inico del ion fluoruro es menor que el del bromuro (tiene menos niveles energticos) y el del ion sodio es menor que el del ion potasio, (por la misma razn) se deduce que

dNaF < dKBr => UNaF > UKBrpor lo que el fluoruro de sodio tendr mayor punto de fusin.Nota: Los valores tabulados de las energas reticulares son: NaF: 923 y KBr: 682 kJ/mol.

2. Cul de los siguientes compuestos ser ms soluble en agua: yoduro de cesio u xido de cal-cio?

(P.A.U. Jun. 96, Jun. 02)

Solucin: Yoduro de cesio.

Aunque la solubilidad en agua depende tanto de la energa de red (inversamente), como de la energa de sol-vatacin de los iones (directamente), vamos a suponer que la energa de red es el factor decisivo. Por la ex-presin anterior, vemos que la influencia del trmino de la carga (Z+ Z) es muy importante, tanto, que el xido de calcio (Ca2+O2) tendr una energa reticular del orden de cuatro veces mayor que el yoduro de ce-sio (Cs+ I). Eso hace que sea mucho ms difcil disolver el xido de calcio que el yoduro de cesio. (El tr-mino de los radios inicos tambin hace que la energa reticular del xido de calcio sea mayor que la del yo-duro de cesio, pero su influencia es mucho menor).Nota: Los valores tabulados de las energas reticulares son: CsI: 604 y CaO: 3 401 kJ/mol.

3. Considerando el elemento alcalinotrreo del tercer perodo y el segundo elemento del grupo de los halgenos.a) Escriba sus configuraciones electrnicas y los cuatro nmeros cunticos posibles para el lti-

mo electrn de cada elemento.


b) Qu tipo de enlace corresponde a la unin qumica de estos elementos entre s? Escriba la frmula del compuesto que forman. Razone la respuesta.

(P.A.U. Jun. 11)

Solucin:

En el sistema peridico vemos que el elemento alcalinotrreo del tercer perodo es el magnesio y el segundo elemento del grupo de los halgenos es el cloro.Mg: (1s)2 (2s)2 (2p)6 (3s)2 (3, 0, 0, +) o (3, 0, 0, -) Cl: (1s)2 (2s)2 (2p)6 (3s)2 (3p)5 (3, 1, 0, +) o (3, 1, 1, +) o (3, 1, -1, +) o (3, 1, 0, -) o (3, 1, 1, -) o (3, 1, -1, -)

Inico. MgCl2Los metales tienen una energa de ionizacin relativamente baja, aunque en el caso del magnesio habra que tener en cuenta a segunda energa de ionizacin para que la configuracin electrnica fuera la de un gas no-ble.Los halgenos tienen una afinidad electrnica que provoca un desprendimiento de energa cuando ganan un electrn. Esta energa no es suficiente para compensar las energas de ionizacin del magnesio, pero tambinse desprende la energa de red que es la energa electrosttica que mantiene unidos a los iones. En este caso la energa de red es bastante elevada porque es directamente proporcional a las cargas (y la carga del in magnesio es 2+) e inversamente proporcional a la distancia entre los iones que depende de sus radios. (El in magnesio tiene un radio pequeo y el in cloruro tiene uno de los radios ms pequeos de los aniones)

4. Dados los elementos A, B y C de nmeros atmicos 11, 13 y 17, respectivamente, razona:a) Su configuracin electrnica.b) Tipo de enlace de los compuestos obtenidos al combinarse los elementos AC; CC y BB.

(P.A.U. Set. 96)

Solucin:

b) A y C: inico.A es un metal. Para alcanzar la configuracin de gas noble perder su electrn 3 s1 y quedar:

A ([Ne] (3s1) ) A+ ([Ne]) + e

C es un no metal. Cuando gana un electrn adquiere la configuracin del gas noble Ar.

C ([Ne] (3s)2 (3p)5) + e C ([Ne] (3s)2 (3p)6 = [Ar])

La atraccin electrosttica entre estos iones A+ y C dar una red cristalina, en la que los iones ocuparn los nudos de la red.La energa de ionizacin de A es relativamente baja (es la ms baja en su perodo) y la afinidad electrnica de C es elevada (alcanzar una configuracin de gas noble al ganar un electrn). La energa de red del com-puesto AC, sin ser excesivamente alta, compensar suficientemente los aportes energticos necesarios para la formacin de un enlace inico entre A y C.

CC: covalente.Al ser no metal, su energa de ionizacin ser tan elevada que la posible energa reticular no la compensar. Una comparticin de electrones ser la mejor solucin para el enlace, ya que ambos tomos adquiriran la configuracin electrnica de un gas noble.

BB: metlico.Aunque el aluminio no es un metal tpico, el enlace entre dos tomos de aluminio es metlico. Su afinidad electrnica es muy baja y la energa de ionizacin demasiado elevada para poder formar enlace inico. En fase gaseosa, cabra la posibilidad de un enlace covalente, entre los orbitales 3p, aunque no cumplira la re-gla del octete.


5. Los elementos qumicos A y B tienen nmero atmico 20 y 35, respectivamente. Indique razona-damente:a) Los iones ms estables que formarn cada uno de ellos.b) Las propiedades del compuesto formado por A y B.

(P.A.U. Jun. 09)

Solucin:

a) Las configuraciones electrnicas de los elementos neutros son:A (Z = 20): (1s)2 (2s)2 (2p)6 (3s)2 (3p)6 (4s)2B (Z = 35): (1s)2 (2s)2 (2p)6 (3s)2 (3p)6 (4s)2 (3d)10 (4p)5El elemento A perder los 2 electrones del cuarto nivel de energa para alcanzar la configuracin del gas no-ble ms prximo. Formar el in A2+El elemento B ganar 1 electrn para completar el cuarto nivel de energa y alcanzar la configuracin del gas noble ms prximo. Formar el in B

b) El compuesto ms probable entre Ay B ser el compuesto inico AB2.Las propiedades de los compuestos inicos son:Temperaturas de fusin y ebullicin elevadas. Estn marcadas por el valor de la energa de red, que a su vez dependen de las cargas de los iones y de los radios.Solubilidad en disolventes polares como el agua.Conductividad elctrica fase lquida, disuelta o gaseosa, por la presencia de iones libres, (pero no en estado slido al encontrarse los iones fijos en los nudos de las redes cristalinas)Elevada dureza (tambin en funcin de la energa de red) y fragilidad.

6. Supongamos que los slidos cristalinos de cada uno de los grupos siguientes cristalizan en la misma red: (1) NaF, KF, LiF. (2) NaF, NaCl, NaBr. (3) MgS, CaS. Razona:a) Cul es el compuesto de mayor energa reticular de cada grupo?b) Cul es el compuesto de menor punto de fusin de cada grupo?

(P.A.U. Jun. 99)

Solucin:

a) (1) LiF. La energa reticular U es bsicamente una energa electrosttica,

U=K Z+ Z e2

d

en la que K es la constante de Coulomb, e es la carga del electrn, Z+ y Z son los nmeros de oxidacin de los iones positivo y negativo, y d la distancia entre las cargas. Esta distancia est relacionada con la estructu-ra cristalina y los radios inicos r+ y r . Al no conocer la estructura cristalina tendremos que suponer que

d r+ + r

En todos los casos los iones tienen las mismas cargas positiva (+1) y negativa (1), por lo que el factor de-terminante es el radio inico. Se supone que los tres fluoruros tienen el mismo tipo de red.Puesto que el radio inico del ion litio es menor que los de los iones sodio y potasio (tiene menos niveles energticos) se deduce que dLiF < dNaF < dKF => ULiF > UNaF > UKF

(2) Por el mismo argumento el compuesto con mayor energa reticular es el NaF.(3) MgSNota: Energas reticulares: NaF: 923, KF: 821 y LiF: 1 036 kJ/mol.

NaF: 923, NaCl: 786 y NaBr: 747 kJ/mol.MgS: 3 255, CaS: 3 024 kJ/mol.

b) El punto de fusin es una propiedad que depende directamente de la fuerza del enlace inico, que a su vezdepende de la energa reticular del enlace. Tendr menor punto de fusin el compuesto que tenga menor


energa reticular de enlace, o sea, mayor distancia interinica. Como los radios inicos en un grupo aumen-tan hacia abajo, los compuestos con menor punto de fusin sern (1) KF, (2) NaBr y (3) CaS.

7. Dados los elementos A, B y C de nmeros atmicos 19, 17 y 12, respectivamente, indica razo-nando las respuestas:a) Estructura electrnica de sus respectivos estados fundamentales.b) Tipo de enlace formado cuando se unen A y B.

(P.A.U. Jun. 99)

Solucin:

b) A y B formarn un compuesto inico.A es un metal. Para alcanzar la configuracin de gas noble perder su electrn 4 s1 y quedar:

A ([Ar] (4s)1) A+ ([Ar]) + e

B es un no metal. Cuando gana un electrn adquiere la configuracin del gas noble Ar.

B ([Ne] (3s)2 (3p)5) + e B ([Ne] (3s)2 (3p)6 = [Ar])

La atraccin electrosttica entre estos iones A+ y B dar una red cristalina, en la que los iones ocuparn los nudos de la red.La energa de ionizacin de A es relativamente baja (es la ms baja en su perodo) y la afinidad electrnica de B es elevada (alcanzar una configuracin de gas noble al ganar un electrn). La energa de red del com-puesto AB, sin ser excesivamente alta, compensar suficientemente los aportes energticos necesarios para la formacin de un enlace inico entre A y B.

8. Para cada uno de los siguientes pares de elementos, justique si el compuesto binario que for-man es inico o covalente, indique la frmula, el nombre y dos propiedades qumicas del com-puesto que formaran.a) B y F.b) K y Br.

(P.A.U. Set. 14)

Solucin:

a) El boro y el flor formarn un compuesto covalente, el trifluoruro de boro BF3.La configuracin electrnica del flor es [He] (2s)2 (2px)2 (2py)2 (2pz)1El flor alcanzara la disposicin de un gas noble ganando un electrn: [He] (2s)2 (2px)2 (2py)2 (2pz)2 = [Ne]La configuracin electrnica del boro es [He] (2s)2 (2px)1El boro tendra que perder los tres electrones del segundo nivel de energa. Este proceso es demasiado costo-so en energa y la formacin del un hipottico compuesto inico (B3+)(F)3 no lo compensara energetica-mente.Es ms viable la comparticin de los tres electrones del boro, aunque tendra que gastar energa en pasar un electrn del orbital (2s) al orbital (2py), con el electrn desapareado de cada uno de los tres tomos de flor.El compuesto formado, BF3, sera una excepcin a la regla del octete ya que el tomo de boro slo tendra tres pares de electrones. La molcula del BF3 es plana triangular y apolar.Los compuestos covalentes moleculares tienen bajos puntos de fusin y ebullicin, (el BF3 probablemente sea gaseoso a temperatura ambiente) y no suelen ser solubles en agua sino en disolventes apolares.

a) El bromo y el potasio formarn un compuesto inico, el bromuro de potasio KBr.La configuracin electrnica del bromo es [Ar] (4s)2 (3d)10 (4px)2 (4py)2 (4pz)1, El bromo alcanza la disposicin de gas noble ganando un electrn: [Ar] (4s)2 (3d)10 (4px)2 (4py)2 (4pz)2 = [Kr]La configuracin electrnica del potasio es [Ar] (4s)1 El potasio alcanza la disposicin de gas noble perdiendo el electrn un electrn (4s)1. La energa de red asocia-da a la unin de los iones K+ y Br compensara con creces el gasto de sublimacin e ionizacin del potasio y la vaporizacin y disociacin de la molcula de bromo.


Los compuestos inicos tienen altos puntos de fusin y ebullicin, (el KBr es slido temperatura ambiente) y suelen ser solubles en agua sino (el KBr es bastante soluble en agua ya que su energa de red es relativa-mente baja)

9. Indique la estructura electrnica de los elementos cuyos nmeros atmicos son: 11, 12. 13, 15 y 17. Razone la naturaleza de los enlaces que daran:a) El del nmero atmico 11 con el de nmero atmico 17.b) El de 12 con el de 17.c) El de 13 con el de 17.d) El de 15 con el de 17.

(P.A.U. Jun. 03)Rta.: 11: [Ne] (3s)1; 12: [Ne] (3s)2; 13: [Ne] (3s)2 (3px)1; 15: [Ne] (3s)2 (3px)1 (3py)1 (3pz)1;

17: [Ne] (3s)2 (3px)2 (3py)2 (3pz)1. a), b) y c) inico; d) covalente.

ENLACE COVALENTE

1. Dados los elementos del Sistema Peridico: A, B y C de nmeros atmicos 8, 16 y 19 respectiva-mente:a) Escribe su configuracin electrnica.b) Indica el tipo de enlace y dos propiedades caractersticas de los compuestos formados por los

elementos A y B. Raznalo.(P.A.U. Jun. 98)

Solucin:

b) La prdida de 6 electrones (para alcanzar la configuracin de gas noble) para cualquiera de los dos ele-mentos es muy desfavorable teniendo en cuenta la cantidad de energa que necesitara. Tendrn que compar-tir electrones de valencia para formar enlaces covalentes. Si slo comparten un electrn de valencia ningunode ellos alcanzar la configuracin de gas noble, por lo que debern compartir dos electrones y darn lugar aun enlace doble.Si la frmula del compuesto es A=B, la molcula ser polar pues el elemento A es ms electronegativo que el B (se encuentra ms arriba en la tabla peridica). La unin entre molculas ser una fuerza dipolo-dipolo. Como consecuencia, el compuesto covalente tendr bajos puntos de fusin y ebullicin. En estado slido ser blando. Ser ms soluble en compuestos apolares que en agua y sus disoluciones acuosas deberan ser muy malas conductoras de la corriente elctrica.(Eso hipotticamente. El elemento A es el oxgeno y el B es azufre. El compuesto ms estable de ambos es el dixido de azufre en el que hay una estructura resonante entre dos, cada una de ellas con un enlace doble S=O y un enlace dativo SO:

O=SO O S=OEl SO2 es un gas, (bajo punto de fusin y ebullicin) y se comporta como un cido segn Arrhenius, pues di-suelto en agua da SO2 + H2O HSO3 + H+. Por tanto sus disoluciones conducirn la corriente elctrica me-jor que el agua pura.).

2. Indica, razonando la respuesta, el tipo de enlace formado cuando se unen entre s tomos de carbono.

(P.A.U. Jun. 99)

Solucin:

La configuracin electrnica del carbono es: C: (1s)2 (2s)2 (2p)2Tanto la prdida de 4 electrones (para alcanzar la configuracin del gas noble He) como la ganancia de otros4 electrones (para adquirir la configuracin del gas noble en) son energticamente muy desfavorables. El tomo de carbono compartir sus electrones de valencia con otros tomos de carbono.

OH

H


En la forma alotrpica diamante, cada tomode carbono quedar rodeado de cuatro tomosde carbono situados en los vrtices de un te-traedro, compartiendo un par de electronescada dos carbonos. Esto da lugar a una red tri-dimensional del sistema cbico, con un ndicede coordinacin 4.En la forma alotrpica grafito, cada tomo decarbono est en un vrtice comn a tres anilloshexagonales, cada uno de ellos anlogo al delbenceno, que se extienden en un plano.

3. Indique razonadamente si es verdadera o falsas la afirmacin siguiente:b) La molcula de agua presenta geometra lineal.

(P.A.U. Jun. 13)

Solucin:

b) Falsa. La molcula de agua es triangular con un ngulo de 104,5.

La teora de repulsin de pares de electrones de la capa de valencia es la que da una justificacin ms senci-lla de los ngulos de enlace. Supone que los electrones de valencia, junto con los de los tomos que forman enlace con l, rodean a un tomo formando parejas, en las que la repulsin entre los electrones de cada pare-ja es pequea, debido la que tienen spin contrario, y slo hay que tener en cuenta la repulsin electrosttica clsica entre los pares enlazantes (excepto los ) y entre stos y los pares no enlazantes, de forma que se dis-pongan lo ms alejados posible. Una repulsin de dos pares da una disposicin lineal con ngulos de 180, tres pares dan una triangular con ngulos de 120 y cuatro pares se dirigen hacia los vrtices de un tetraedro con ngulos de 109,5. La configuracin electrnica del oxgeno en estado fundamental es: (1s)2 (2s)2 (2px)2 (2py)1 (2pz)1 El oxgeno, con seis electrones de valencia necesita unirse a dos tomos de hidrgeno (cada uno con un elec-trn de valencia) para completar el octete. Este octete est formado por dos pares de enlace y otros dos pares no enlazantes. Los cuatro pares se repelenhasta separarse en ngulos de 109,5.Pero el ngulo medido para el oxgeno es de 105. La teora de repulsin de pares lo explica porque los dos pares no enlazantes del oxgeno se encuentran ms cerca de l que los de enlace (puesto que no hay ningn tomo al otro lado del enlace que tire de ellos) y repeler con ms fuerza (usando la ley de Coulomb) a los otros dos pares enlazantes que se acercarn a ngulos algo menores que el de 109,5, en este caso a 104,5.

4. b) Razone si una molcula de frmula AB2 debe ser siempre lineal.(P.A.U. Set. 13)

Solucin:

b) No.La teora de repulsin de pares de electrones de la capa de valencia es la que da una justificacin ms senci-lla de los ngulos de enlace. Supone que los electrones de valencia, junto con los de los tomos que forman enlace con l, rodean a un tomo formando parejas, en las que la repulsin entre los electrones de cada pare-ja es pequea, debido la que tienen spin contrario, y slo hay que tener en cuenta la repulsin electrosttica clsica entre los pares enlazantes (excepto los ) y entre stos y los pares no enlazantes, de forma que se dis-pongan lo ms alejados posible. Una repulsin de dos pares da una disposicin lineal con ngulos de 180, tres pares dan una triangular con ngulos de 120 y cuatro pares se dirigen hacia los vrtices de un tetraedro con ngulos de 109,5. Hay molculas de frmula AB2 que son lineales, como el CO2 o el BeI2 y otras que son triangulares como el SO2 o el H2O.

H O H

diamante grafito


Molcula CO2 BeI2 SO2 H2Otomo central C Be S O

Configur.electrnica fundamental (2s)

2 (2px)1 (2py)1 (2s)2(3s)2 (3px)2 (3py)1

(3pz)1(2s)2 (2px)2 (2py)1

(2pz)1

Configur.electrnica excitada

(2s)1 (2px)1 (2py)1(2pz)1

(2s)1 (2px)1

Diagrama de Lewis

Pares

2 2 2 2 2 2 1 0no enlazantes 0 0 1 2que se repelen 2 2 3 4

Disposicin de los pares lineal lineal triangular tetradricangulo de enlace 180 180


Pero, debido a que la formacin de dos enlaces ms compensa la energa de excitacin, antes de formar enla-ces pasa a la configuracin excitada, [He] (2s)1 (2px)1 (2py)1 (2pz)1, con cuatro electrones desapareados que pueden formar cuatro enlaces covalentes.

Molcula CH3 CH3 CH2 = CH2 CH CH

Diagrama de Lewis

Pares

4 3 2 0 1 2no enlazantes 0 0 0que se repelen 4 3 2

Disposicin de los pares tetradrica triangular linealngulo de enlace 109,5 120 180

Forma de la molcula tetradrica plana lineal

7. a) Qu entiendes por orbitales hbridos? Contesta de forma clara y breve.b) Explica razonadamente las hibridaciones de los compuestos: BeCl2; BH3; CH4.

(P.A.U. Jun. 96)

Solucin:

a) Los orbitales hbridos son orbitales atmicos que se obtienen por combinacin lineal de los orbitales at-micos base (s, p, d y f). La combinacin de un nmero de orbitales atmicos produce el mismo nmero de orbitales hbridos. Todos los orbitales hbridos de un mismo tipo son iguales y se distribuyen alrededor del tomo en una disposicin de mxima separacin. Los ms frecuentes son:

Hbrido N A partir de ngulo Disposicinsp 2 s: 1 p: 1 180 linealsp2 3 s: 1 p: 2 120 triangular

sp3 4 s: 1 p: 3 109,5 tetradrica

b) Como la formacin de ms enlaces compensa la energa de excitacin, antes de formar enlaces, los to-mos centrales pasan a una configuracin excitada con ms electrones desapareados que la configuracin fundamental, con lo que pueden formar ms enlaces covalentes.

tomocentral

Conf. electr.fundamental

Configuracin electr-nica excitada * e.d. *p.n.e.

Disposi-cin

n-gulo

Hibrida-cin

BeCl2 Be (2s)2 (2s)1 (2px)1 2 0 lineal 180 sp

BH3 B (2s)2 (2px)1 (2s)1 (2px)1 (2py)1 3 0 triangular 120 sp2

CH4 C (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2s)1 (2px)1 (2py)1 (2pz)1 4 0 tetradrica 109,5 sp3

* e.d.: electrones desapareados * p.n.e.: pares no enlazantes

8. Indique razonadamente, si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:a) El enlace covalente se caracteriza por la transferencia de electrones entre los elementos que

forman el enlace. Ponga un ejemplo.

CH

H

H

C

H

HH

C

H

H

C

H

H

H C C H

H CH

HCH

HH C

H

HCH

HH C C H


b) El nmero de orbitales hbridos que se generan en la hibridacin es igual al nmero de orbita-les atmicos puros que participan en dicho proceso. Utilice la molcula BeCI2 para el razona-miento.

(P.A.U. Set. 14)

Solucin:

a) Falsa. El enlace covalente se caracteriza por la comparticin de electrones entre los elementos que forman el enlace. Por ejemplo, en la molcula de flor, F2, cada tomo de flor tiene una configuracin electrnica: [He] (2s)2 (2px)2 (2py)2 (2pz)1 y le falta un electrn para tener la configuracin electrnica del gas noble nen.No es posible energticamente que el otro tomo de flor pierda un electrn (y tampoco alcanzara la confi-guracin de gas noble), por lo que se forma un enlace covalente entre los dos tomos de flor en el que am-bos tomos aportan un electrn y comparten el par formado. El diagrama de Lewis para la molcula de flor sera:

b) Verdadera.Al combinar orbitales (s) y (p) se pueden formar tres tipos de orbitales hbridos: 2 orbitales (sp), formados por la hibridacin de 1 orbital (s) y 1 orbital (p), que son dos orbitales.3 orbitales (sp2), formados por la hibridacin de 1 orbital (s) y 2 orbitales (p), que son tres orbitales.4 orbitales (sp3), formados por la hibridacin de 1 orbital (s) y 3 orbitales (p), que son cuatro orbitales.Molcula de BeCl2La configuracin electrnica del tomo de berilio en el estado fundamental es [He] (2s)2, pero para poder enla-zarse tiene que separar, (desaparear) los dos electrones, elevando uno de ellos al orbital (2p) a costa de la energa de los enlaces que se van a formar.La configuracin electrnica del tomo de berilio excitado es [He] (2s)1 (2px)1Al tener dos electrones desapareados, puede formar dos enlaces. Para ello, los dos orbitales (s) y (px) se hi-bridan, dando lugar a dos orbitales hbridos (sp) que se disponen linealmente en sentidos opuestos.Al compartir cada una de los electrones que ocupan estos orbitales hbridos, con un electrn desapareado de un tomo de cloro, se forma la molcula de BeCl2 que es lineal.El diagrama de Lewis para la molcula de BeCl2 es: y su representacin , con un ngulo se 180 entre los enlaces.(La molcula de BeCl2 es una excepcin a la regla del octete ya que el tomo de berilio slo tiene dos pares de electrones en vez de los cuatro pares que exige la regla del octete.

9. Justificar, razonadamente, si es cierta la siguiente afirmacin:a) La molcula de acetileno (C2H2) presenta hibridacin sp2

(P.A.U. Set. 08)Rta.: a) Falso. Cada tomo de carbono est unido a slo dos tomos (un C y un H). Para formar dos or-

bitales hbridos slo se combina el orbital s con un orbital p para dar lugar a dos hbridos sp. Los orbitales p que no se hibridan se usan para formar los dos enlaces del enlace triple.

10. Cules son las diferencias ms importantes entre un enlace sigma y uno pi?(P.A.U. Jun. 02)

Solucin:

Cuando dos tomos se unen mediante un enlace covalente sencillo, el enlace es de tipo y los orbitales at-micos se superponen en una zona que se encuentra en la linea que une los ncleos de los tomos. La proba-bilidad ms alta de encontrar all los electrones hace que atraigan con mayor fuerza a ambos ncleos y por otro los apantalle, disminuyendo la fuerza de repulsin entre ellos.Si existen ms enlaces, por se el enlace doble o triple, los restantes enlaces son de tipo . La zona donde es ms probable encontrar a los electrones de enlace no se encuentra en la lnea que une los ncleos, sino por encima y por debajo de ella, ya que se debe a la superposicin de orbitales p perpendiculares a la linea de unin. Se encuentran ms alejados de los ncleos y no ejercen de pantalla, por lo que son ms dbiles que los enlaces sigma.

F F

Cl Be ClCl Be Cl


(Vase la respuesta de Set. 01 para la disposicin de los orbitales sigma y pi)

11. Justifique la geometra de las molculas de metano (tetradrica con ngulo de enlace de 1095') y de amoniaco (piramidal con ngulo de enlace de 1073'):a) Segn la teora de hibridacin de orbitalesb) Segn el modelo de RPECV (modelo de repulsin de los pares de electrones de la capa de va-

lencia)(P.A.U. Set. 09)

Solucin:

a) La configuracin electrnica del carbono en estado fundamental es: (1s)2 (2s)2 (2px)1 (2py)1. Como esta configuracin no explica la formacin de cuatro enlaces con cuatro tomos de hidrgeno, se piensa que la promocin de un electrn (2s) al orbital (2pz) para dar una configuracin excitada: (1s)2 (2s)1 (2px)1 (2py)1 (2pz)1 precisa de una energa no excesivamente elevada que va a ser compensada por la formacin de dos en-laces ms, lo que justifica el proceso. Aun as, si el tomo de carbono mantuviera esa configuracin excitadano se justificaran los ngulos de enlace experimentales de 109,5, (por tanto tres enlaces deberan formar ngulos de 90, al estar dirigidos en las direcciones de los ejes X, Y y Z) lo que llev al desarrollo de la teo-ra de hibridacin. En esta teora, los orbitales s, px, py e pz, soluciones de la ecuacin de onda para determi-nadas condiciones regidas polos nmeros cunticos n, l y m, pueden ser sustituidos por ciertas combinacio-nes lineales de ellos llamadas orbitales hbridos. La combinacin de los orbitales s, px, py e pz, da cuatro or-bitales hbridos llamados sp3, en los que la funcin de probabilidad es mxima en las direcciones de los cua-tro vrtices de un tetraedro, direcciones que forman entre s ngulos de 109,5. La superposicin de cada unode estos orbitales hbridos sp3, conteniendo un electrn, con un orbital 1s, tambin con un electrn, de cada hidrgeno da un enlace sigma, por lo que los cuatro enlaces sigma estn separados por ngulos de 109,5.El caso del nitrgeno del amoniaco es muy similar al del carbono, slo que la configuracin excitada es (1s) 2(2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1. Se formaran tambin cuatro orbitales hbridos sp3, tres de ellos semiocupados que podran formar enlace con los orbitales 1s de los tres hidrgenos y el cuarto lleno que dara un orbital no en-lazante. El ngulo debera ser de 109,5 y slo ciertos complicados refinamientos de la teora podran justifi-car los ngulos de 107,3.

b) La teora de repulsin de pares de electrones de la capa de valencia da una justificacin ms sencilla de los ngulos de enlace. Supone que los electrones de valencia, junto con los de los tomos que forman enlace con l, rodean a un tomo formando parejas, en las que la repulsin entre los electrones de cada pareja es pequea, debido la que tienen spin contrario, y slo hay que tener en cuenta la repulsin electrosttica clsi-ca entre los pares enlazantes (excepto los ) y entre stos y los pares no enlazantes, de forma que se dispon-gan lo ms alejados posible. Una repulsin de dos pares da una disposicin lineal con ngulos de 180, tres pares dan una triangular con ngulos de 120 y cuatro pares se dirigen hacia los vrtices de un tetraedro con ngulos de 109,5. Lo que permite explicar los ngulos de enlace del metano sin hacer intervenir la ecuacinde onda y las matemticas correspondientes. Tambin explica cualitativamente la reduccin del ngulo de enlace en el amoniaco, puesto que el par no enlazante del nitrgeno se encuentra ms cerca de l que los de enlace (puesto que no hay ningn tomo al otro lado del enlace que tire de l) y repeler con ms fuerza (usando la ley de Coulomb) a los otros tres pares enlazantes que se acercarn a ngulos algo menores que el de 109,5, en este caso a 107,3.

12. Aplicando la teora de la repulsin de los pares electrnicos de la capa de valencia, indique razo-nadamente, la geometra de las molculas siguientes:a) NF3b) BF3

(P.A.U. Set. 12)

Solucin:

La teora de repulsin de los electrones de valencia dice que los pares de enlace y los pares no enlazantes se disponen alrededor de un tomo de forma que la repulsin entre ellos sea mnima.


Molcula BF3 NF3tomo central B N

Configuracin electrnica fundamental (2s)2 (2px)1 (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1

Configuracin electrnica excitada (2s)1 (2px)1 (2py)1 (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1

Diagrama de Lewis

Pares

3 3 0 0no enlazantes 0 1que se repelen 3 4

Disposicin de los pares triangular tetradricangulo de enlace 120 107

Forma de la molcula triangular plana piramidal achatada

La forma de la molcula se determina de la posicin de los tomos (sin tener en cuenta los pares no enlazan-tes). En la molcula de trifluoruro de nitrgeno, est el tomo de nitrgeno en el centro del tetraedro y tres tomos de flor en tres vrtices, pero en el cuarto est un par no enlazante que no se ve.

En la molcula de trifluoruro de boro, no existe ese par no enlazante y, por tanto, la molcula es triangular plana.

13. a) Indica la geometra de las molculas siguientes, de acuerdo con la teora de repulsin de los electrones de valencia: BH3; BeI2; CCl4 y NH3 . Razona la respuesta.b) Alguna de las molculas es polar? Justifica la respuesta.

(P.A.U. Jun. 97)

Solucin:

a) La teora de repulsin de los electrones de valencia dice que los pares de enlace y los pares no enlazan-tes se disponen alrededor de un tomo de forma que la repulsin entre ellos sea mnima.

Molcula BH3 BeI2 CCl4 NH3tomo central B Be C N

Configur.electrnica fundamental (2s)2 (2px)1 (2s)2 (2s)2 (2px)1 (2py)1

(2s)2 (2px)1 (2p)1(2pz)1


(2s)1 (2px)1(2p)1 (2s)1 (2px)1

(2s)1 (2px)1 (2p)1(2pz)1

(2s)2 (2px)1 (2py)1(2pz)1

Diagrama de Lewis

Pares


H BH

H I Be I Cl CCl

ClCl H N

HH

F NF

F

FN

FF

F BF

F

F

BF F


Disposicin de los pares triangular lineal tetradrica tetradricangulo de enlace 120 180 109,5 107

Forma de la molcula triangular lineal tetradrica piramidal achatada

Momentodipolar de enlace No Be

+ I C+ Cl H+ N

Momentodipolar de la molcula No

I-Be+I-No

No

NH

HH

SiLa forma de la molcula se determina de la posicin de los tomos (sin tener en cuenta los pares no enlazan-tes). En la molcula de amonaco, est el tomo de nitrgeno en el centro del tetraedro y tres hidrgenos en tres vrtices, pero en el cuarto est un par no enlazante que no se ve.

b) Slo la molcula de NH3 es polar. En las otras, aunque los enlaces tengan momento dipolar, debido a la diferencia de electronegatividad de los tomos, Be+ I+ , y C+ Cl, la suma vectorial de los momentos dipolares de enlace da cero, a causa de la simetra de las molculas.

14. Deducir razonadamente la forma geomtrica, el tipo de hibridacin y la polaridad de las siguien-tes molculas: BeCl2, NF3 y CH4.

(P.A.U. Set. 03)Rta.: BeCl2 : lineal, sp, apolar. NF3 : piramidal, sp3, polar. CH4 : tetradrica, sp3, apolar.

15. a) Justifique la polaridad de las siguientes molculas: HCl, I2 y CH2Cl2 y comente la naturaleza delas fuerzas intermoleculares presentes.b) Indique, mediante un ejemplo, una propiedad caracterstica que diferencie un compuesto ini-co slido de un compuesto molecular slido.

(P.A.U. Jun. 04)Rta.: a) HCl polar, Cl ms electronegativo que H. I2 apolar: misma electronegatividad.

CH2Cl2, polar, forma casi tetradrica, pero asimtrica. HCl y CH2Cl2, fuerzas dipolo-dipolo.I2, fuerzas de dispersin (Van der Waals).b) los compuestos inicos son ms duros y de puntos de fusin ms altos.

16. Dadas las siguientes molculas: Diclorometano, trifluoruro de boro, etino y amonaco.a) Justifica su geometra molecular.b) Indica cules presentan momento dipolar.Raznalo. (P.A.U. Set. 00)

Solucin:


Molcula BF3 HCCH H2CCl2 NH3tomo central B C C N

Configur.electrnica fundamental (2s)2 (2px)1

(2s)2 (2px)1 (2py)1 (2s)2 (2px)1 (2py)1(2s)2 (2px)1 (2py)1

(2pz)1

H

BH H

I Be I

Cl

CCl Cl

Cl

NH H

H

N -H

+H+

H+

Cl-

C+

Cl-

Cl-Cl

-



(2s)1 (2px)1(2py)1

(2s)1 (2px)1 (2py)1(2pz)1

(2s)1 (2px)1 (2py)1(2pz)1

(2s)2 (2px)1 (2py)1(2pz)1

Diagrama de Lewis

Pares


Disposicin de los pares triangular lineal tetradrica tetradricangulo de enlace 120 180 109,5 107

Forma de la molcula triangular lineal tetradrica piramidal achatada

Momentodipolar de enlace B

+ F No C+ Cl H+ N

Momentodipolar de la molcula

No

No H

CH Cl

Cl

Si

NH

HH

Si

La forma de la molcula se determina de la posicin de los tomos (sin tener en cuenta los pares no enlazan-tes). En la molcula de amonaco, est el tomo de nitrgeno en el centro del tetraedro y tres hidrgenos en tres vrtices, pero en el cuarto est un par no enlazante que no se ve.

b) Como el flor es mucho ms electronegativo que el boro, el enlace B+ F ser polar, pero como la molcula de BF3 es simtrica, los vectores momento dipolar (de igual valor) se contrarrestan y la molcula ser no polar.Las electronegatividades del carbono y del hidrgeno son muy parecidas por lo que el enlace es casi apolar. De todos modos, al ser la molcula simtrica, los posible vectores momentos dipolar (de igual valor) se contrarrestan y la molcula ser no polar.El cloro es ms electronegativo que el carbono, y el enlace C+ Cl es polar. La molcula de H2CCl2 no essimtrica, los vectores momentos dipolar (de igual valor) dan una resultante no nula dirigida hacia el punto medio entre los dos tomos de cloro.El nitrgeno es ms electronegativo que el hidrgeno y el enlace H+ N es polar. Adems el par no enla-zante produce otro vector momento dipolar en la misma direccin y sentido que la resultante de los tres vec-tores momento dipolar H N, por lo que la molcula es polar.

17. De las siguientes molculas: trifluoruro de boro y amonaco.a) Indique la geometra molecular.b) Polaridad de cada molcula.Razone las respuestas. (P.A.U. Set. 07)

H C C HN

H HH

F

BF F

H

CH Cl

Cl

B

F

FF

H +

CH

+Cl

-Cl-

N -H

+H+

H+

F BF

F H C C H Cl CH

HCl H N

HH


Solucin:


Molcula BF3 NH3tomo central B N

Conf. electr. fundamental (2s)2 (2px)1 (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1

Conf. electr. excitada (2s)1 (2px)1 (2py)1 (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1

Diagrama de Lewis

Pares

3 3 0 0no enlazantes 0 1que se repelen 3 4

Disposicin de los pares triangular tetradricangulo de enlace 120 107

Forma de la molcula triangular piramidal achatada

Momentodipolar de enlace B

+ F H+ N

Momentodipolar de la molcula

No N

HH

H S

La forma de la molcula se determina de la posicin de los tomos (sin tener en cuenta los pares no enlazan-tes). En la molcula de amonaco, est el tomo de nitrgeno en el centro del tetraedro y tres hidrgenos en tres vrtices, pero en el cuarto est un par no enlazante que no se ve.

b) Como el flor es mucho ms electronegativo que el boro, el enlace B+ F ser polar, pero como la molcula de BF3 es simtrica, los vectores momentos dipolar (de igual valor) se contrarrestan y la molcula ser no polar.El nitrgeno es ms electronegativo que el hidrgeno y el enlace H+ N es polar. Adems el par no enla-zante produce otro vector momento dipolar en la misma direccin y sentido que la resultante de los tres vec-tores momento dipolar H N, por lo que la molcula es polar.

18. Ponga un ejemplo de una molcula que contenga:a) Un carbono con hibridacin spb) Un carbono con hibridacin sp2c) Un carbono con hibridacin sp3d) Un nitrgeno con hibridacin sp3Razone todas las respuestas. (P.A.U. Set. 01)

Solucin:

a) CH CH.

F

BF F

NH H

H

B

F

FFN -

H+H

+

H+

B +F-

F-

F-

F BF

F H NH

H


Cada tomo de carbono estunido a un tomo de hidr-geno y al otro tomo de car-bono. Cada carbono adoptauna hibridacin sp, quedan-do dos orbitales py y pz sinhibridar. Habr un electrndesapareado en cada hbrido y tambin en los orbitales p. Estos hbridos estn dirigidos en una lnea en sen-tidos opuestos. En los enlaces C H, se superponen un orbital hbrido sp del carbono con el orbital 1s del hidrgeno dando lugar a un enlace . En el enlace C C se superponen dos orbitales hbridos, uno de cada tomo de carbono, para dar lugar a otro enlace . Pero tambin se superponen los dos orbitales pz de los dos carbones, dando lugar a un enlace fuera de la lnea que une los dos tomos de carbono, y en la direccin del eje Y, otro enlace con los orbitales py.

b) CH2 = CH2Cada tomo de carbono est unido a dos tomos de hidr-geno y al otro tomo de carbono. Cada carbono adopta unahibridacin sp2, quedando un orbital pz sin hibridar. Habrun electrn desapareado en cada hbrido y tambin en el or-bital pz. Estos hbridos estn dirigidos hacia los vrtices deun tringulo equiltero. En los enlaces C H, se superpo-nen un orbital hbrido sp2 del carbono con el orbital 1s del hidrgeno dando lugar a un enlace . En el enlaceC C se superponen dos orbitales hbridos, uno de cada tomo de car-bono, para dar lugar a otro enlace . Pero tambin se superponen los dosorbitales pz de los dos carbones, dando lugar a un enlace fuera de la l-nea que une los dos tomos de carbono.

c) CH3 CH3.Cada tomo de carbono est unido a tres tomos de hidrgeno y al otrotomo de carbono. Para poder formar cuatro enlaces, el tomo de carbono, cuya configuracin en el estado fundamental es (1s)2 (2s)2 (2px)1 (2py)1, pasa a la configuracin excitada, [He] (2s)1 (2px)1 (2py)1 (2pz)1, con cuatro electrones desapareados que pueden formar cuatro enlaces covalentes. Cada carbono adopta una hi-bridacin sp3, con un electrn desapareado en cada hbrido. Estos hbridos estn dirigidos hacia los vrtices de un tetraedro. En los enlaces C H, se superponen un orbital hbrido sp3 del carbono con el orbital 1s del hidrgeno dando lugar a un enlace . En el enlace C C se superponen dos orbitales hbridos, uno de cada tomo de carbono, para dar lugar a otro enlace .

d) NH3.El tomo de nitrgeno tiene una configuracin electrnica, (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1, y forma cuatro hbridos sp3, con un electrn desapareado en tres de los hbridos y un par de electrones en el cuarto. Estos hbridos estn dirigidos hacia los vrtices de un tetrae-dro. En los tres enlaces N H, se superponen un orbital hbrido sp3 del carbono con el orbital 1s del hidrgeno dando lugar a un enlace . El par de electrones del cuarto hbri-do sp3 es un par no enlazante.

19. Ponga un ejemplo de una molcula que contenga:a) Un carbono con hibridacin sp.b) Un nitrgeno con hibridacin sp3.Razone todas las respuestas. (P.A.U. Set. 12, Jun. 06)

Solucin:

a) La hibridacin sp corresponde a un tomo central unido a otros dos tomos. Como el carbono (excitado) puede tener 4 electrones desapareados, en configuracin [He] (2s)1 (2px)1 (2py)1 (2pz)1, eso supone que, al menos, uno de los enlaces, debe ser mltiple. Las combinaciones posibles son un enlace triple junto a uno

NH

HH

Par no enlazante

C CHH

HH

enlace

1 s sp2 pz

H C C H

enlaces

1 s sp

H C C H

dos enlaces


sencillo como en el etino HCCH, o dos enlaces dobles como en la molcula de dixido de carbono O=C=O

El tomo de carbono tiene dos hbridos sp y dos orbitales at-micos py y pz sin hibridar. Los hbridos sp estn dirigidos en una linea recta en sentidos opuestos, dando n-gulos de enlace de 180. El solapamiento entre los hbridos sp del carbono y los orbita-les sp2 de los tomos de oxgeno da lugar a enlaces sigma . El orbital py sin hibridardel carbono se solapa con el orbital py sin hibridar de uno de los oxgenos formando unenlace . El solapamiento del otro orbital sin hibridar del carbono pz con el orbital pzsin hibridar del otro oxgeno forma el otro enlace .

b) La hibridacin sp3 se asigna a un tomo central de nitrgeno cuando est unido aotros cuatro tomos (in amonio [NH4]+), o a tres tomos (molcula de amonaco NH3). El tomo de nitrgeno tiene una configuracin electrnica, (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1, yforma cuatro hbridos sp3, con un electrn desapareado en tres de los hbridos y un par de electrones en el cuarto. Estos hbridos estn dirigidos hacia los vrtices de un tetraedro (en el caso del in amonio), dando ngulos de enlace de 109,5 (aunque en el caso del amonaco los ngulos son algo menores). En cada uno delos tres enlaces N H, se superponen un orbital hbrido sp3 del carbono con el orbital 1s del hidrgeno dan-do lugar a un enlace . El par de electrones del cuarto hbrido sp3 es un par no enlazante.

20. Explique, utilizando orbitales hbridos y razonando las respuestas, el tipo de enlace y geometra de las siguientes molculas:a) Etino o acetilenob) Amonacoc) Dixido de azufre.

(P.A.U. Jun. 05)

Solucin:


Molcula HC CH NH3 SO2tomo central C N S

Conf. electr. fundamental (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1 (3s)2 (3px)2 (3py)1 (3pz)1


(2s)1 (2px)1 (2py)1(2pz)1 (2s)2 (2px)1 (2py)1 (2pz)1

Diagrama de Lewis

Pares

2 3 2 2 0 1no enlazantes 0 1 1que se repelen 2 4 3

Disposicin de los pares lineal tetradrica triangular

H

HH

Par no enlazante

N

sp2 sp

OCO

sp2

sp2 sp

CO

sp2

O

pzpzpy

py

H NH

HH C C H O S O

H O H


ngulo de enlace 180 107


FUERZAS INTERMOLECULARES

1. Justifique la polaridad de las siguientes molculas: HCl, I2 y CH2Cl2 y comente la naturaleza de las fuerzas intermoleculares presentes.

(P.A.U. Jun. 04)Rta.: a) HCl polar, Cl ms electronegativo que H. I2 apolar: misma electronegatividad.

CH2Cl2, polar, forma casi tetradrica, pero asimtrica.HCl y CH2Cl2, fuerzas dipolo-dipolo. I2, fuerzas de dispersin (Van der Waals)

2. Contesta razonadamente: Por qu el agua es un lquido en condiciones normales y el sulfuro de hidrgeno es un gas?

(P.A.U. Jun. 96)Rta.: Las molculas de agua estn unidas por puentes de hidrgeno

3. Razona qu tipo de enlace o fuerza de atraccin se rompe al:a) Fundir monobromuro de litio.b) Fundir monxido de calcio.c) Disolver bromo molecular en tetracloruro de carbono.d) Evaporar agua.

(P.A.U. Set. 97)Rta.: a) y b) Enlace inico; c) Fuerzas de Van der Waals; d) Puentes de hidrgeno.

4. Indicar razonadamente en dnde se disolver con mayor facilidad el cloruro de sodio.a) En agua o en una disolucin acuosa de cloruro potsico.b) En agua o en benceno.Por qu el etanol siendo un compuesto orgnico es soluble en agua? Justifquelo brevemente.

(P.A.U. Set. 01)Rta.: a) y b) En agua; b) Forma puentes de hidrgeno con el agua.

5. Justificar, razonadamente, si es cierta la siguiente afirmacin:El agua ten un punto de ebullicin anormalmente alto comparado con el que presentan los hi-druros de los otros elementos de su grupo, por ejemplo el sulfuro de hidrgeno.

(P.A.U. Set. 08)Rta.: b) Las molculas de agua estn unidas por puentes de hidrgeno que son fuerzas de mayor inten-

sidad que las de dipolo-dipolo (que tambin estn presentes en el agua) y que las de Van der Wa-als, ya que el agua contiene tomos de hidrgenos unidos a un elemento electronegativo del se-gundo perodo (el oxgeno) y la molcula de agua es polar.


ndice de contenidoENLACE QUMICO......................................................................................................................................1CUESTIONES ....................................................................................................................................................1

ENLACE INICO.........................................................................................................................................1ENLACE COVALENTE................................................................................................................................5ENLACE METLICO.................................................................................................................................17FUERZAS INTERMOLECULARES............................................................................................................18

Cuestiones y problemas de las Pruebas de Acceso a la Universidad (P.A.U.) en Galicia.Respuestas y composicin de Alfonso J. Barbadillo Marn.Algunos clculos se hicieron con una hoja de clculo OpenOffice (o LibreOffice) del mismo autor.Algunas ecuaciones y las frmulas orgnicas se construyeron con la extensin CLC09 de Charles Lalanne-Cassou.La traduccin al/desde el gallego se realiz con la ayuda de traducindote, de scar Hermida Lpez.Se procur seguir las rec omenda ciones del Centro Espaol de Metrologa (CEM)

ENLACE QUMICO CUESTIONES ENLACE INICO1. Contesta razonadamente Cul de los siguientes compuestos tendr mayor punto de fusin: fluoruro de sodio o bromuro de potasio?2. Cul de los siguientes compuestos ser ms soluble en agua: yoduro de cesio u xido de calcio?3. Considerando el elemento alcalinotrreo del tercer perodo y el segundo elemento del grupo de los halgenos.a) Escriba sus configuraciones electrnicas y los cuatro nmeros cunticos posibles para el ltimo electrn de cada elemento.b) Qu tipo de enlace corresponde a la unin qumica de estos elementos entre s? Escriba la frmula del compuesto que forman. Razone la respuesta.

4. Dados los elementos A, B y C de nmeros atmicos 11, 13 y 17, respectivamente, razona:a) Su configuracin electrnica.b) Tipo de enlace de los compuestos obtenidos al combinarse los elementos AC; CC y BB.

5. Los elementos qumicos A y B tienen nmero atmico 20 y 35, respectivamente. Indique razonadamente:a) Los iones ms estables que formarn cada uno de ellos.b) Las propiedades del compuesto formado por A y B.

6. Supongamos que los slidos cristalinos de cada uno de los grupos siguientes cristalizan en la misma red: (1) NaF, KF, LiF. (2) NaF, NaCl, NaBr. (3) MgS, CaS. Razona:a) Cul es el compuesto de mayor energa reticular de cada grupo?b) Cul es el compuesto de menor punto de fusin de cada grupo?

7. Dados los elementos A, B y C de nmeros atmicos 19, 17 y 12, respectivamente, indica razonando las respuestas:a) Estructura electrnica de sus respectivos estados fundamentales.b) Tipo de enlace formado cuando se unen A y B.

8. Para cada uno de los siguientes pares de elementos, justique si el compuesto binario que forman es inico o covalente, indique la frmula, el nombre y dos propiedades qumicas del compuesto que formaran.a) B y F.b) K y Br.

9. Indique la estructura electrnica de los elementos cuyos nmeros atmicos son: 11, 12. 13, 15 y 17. Razone la naturaleza de los enlaces que daran:a) El del nmero atmico 11 con el de nmero atmico 17.b) El de 12 con el de 17.c) El de 13 con el de 17.d) El de 15 con el de 17.

ENLACE COVALENTE1. Dados los elementos del Sistema Peridico: A, B y C de nmeros atmicos 8, 16 y 19 respectivamente:a) Escribe su configuracin electrnica.b) Indica el tipo de enlace y dos propiedades caractersticas de los compuestos formados por los elementos A y B. Raznalo.

2. Indica, razonando la respuesta, el tipo de enlace formado cuando se unen entre s tomos de carbono.3. Indique razonadamente si es verdadera o falsas la afirmacin siguiente: b) La molcula de agua presenta geometra lineal.4. b) Razone si una molcula de frmula AB2 debe ser siempre lineal.5. b) Especique qu orbitales hbridos utiliza el carbono en el eteno (C2H4), as como el tipo de enlaces que se forman en la molcula. Razone la respuesta.6. Explica razonadamente el tipo de enlace en las siguientes molculas:a) Etano.b) Eteno.c) Etino.

7. a) Qu entiendes por orbitales hbridos? Contesta de forma clara y breve. b) Explica razonadamente las hibridaciones de los compuestos: BeCl2; BH3; CH4.8. Indique razonadamente, si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:a) El enlace covalente se caracteriza por la transferencia de electrones entre los elementos que forman el enlace. Ponga un ejemplo.b) El nmero de orbitales hbridos que se generan en la hibridacin es igual al nmero de orbitales atmicos puros que participan en dicho proceso. Utilice la molcula BeCI2 para el razonamiento.

9. Justificar, razonadamente, si es cierta la siguiente afirmacin: a) La molcula de acetileno (C2H2) presenta hibridacin sp210. Cules son las diferencias ms importantes entre un enlace sigma y uno pi?11. Justifique la geometra de las molculas de metano (tetradrica con ngulo de enlace de 1095') y de amoniaco (piramidal con ngulo de enlace de 1073'):a) Segn la teora de hibridacin de orbitalesb) Segn el modelo de RPECV (modelo de repulsin de los pares de electrones de la capa de valencia)

12. Aplicando la teora de la repulsin de los pares electrnicos de la capa de valencia, indique razonadamente, la geometra de las molculas siguientes:a) NF3b) BF3

13. a) Indica la geometra de las molculas siguientes, de acuerdo con la teora de repulsin de los electrones de valencia: BH3; BeI2; CCl4 y NH3 . Razona la respuesta. b) Alguna de las molculas es polar? Justifica la respuesta.14. Deducir razonadamente la forma geomtrica, el tipo de hibridacin y la polaridad de las siguientes molculas: BeCl2, NF3 y CH4.15. a) Justifique la polaridad de las siguientes molculas: HCl, I2 y CH2Cl2 y comente la naturaleza de las fuerzas intermoleculares presentes. b) Indique, mediante un ejemplo, una propiedad caracterstica que diferencie un compuesto inico slido de un compuesto molecular slido.16. Dadas las siguientes molculas: Diclorometano, trifluoruro de boro, etino y amonaco.a) Justifica su geometra molecular.b) Indica cules presentan momento dipolar.

17. De las siguientes molculas: trifluoruro de boro y amonaco.a) Indique la geometra molecular.b) Polaridad de cada molcula.

18. Ponga un ejemplo de una molcula que contenga:a) Un carbono con hibridacin spb) Un carbono con hibridacin sp2c) Un carbono con hibridacin sp3d) Un nitrgeno con hibridacin sp3

19. Ponga un ejemplo de una molcula que contenga:a) Un carbono con hibridacin sp.b) Un nitrgeno con hibridacin sp3.

20. Explique, utilizando orbitales hbridos y razonando las respuestas, el tipo de enlace y geometra de las siguientes molculas:a) Etino o acetilenob) Amonacoc) Dixido de azufre.

21. Al comparar dos molculas muy similares: CO2 y H2O se observa que en la primera el momento dipolar es cero, mientras que en la segunda no lo es. Justifquelo de forma razonada.22. Indique justificando la respuesta, si la siguiente afirmacin es cierta o falsa: c) La molcula CCl4 es apolar.

ENLACE METLICO1. Indique, de forma razonada, el tipo de enlace que presentan y dos propiedades para cada una de las sustancias siguientes:a) Limaduras de magnesio.b) Cloruro de sodio.

FUERZAS INTERMOLECULARES1. Justifique la polaridad de las siguientes molculas: HCl, I2 y CH2Cl2 y comente la naturaleza de las fuerzas intermoleculares presentes.2. Contesta razonadamente: Por qu el agua es un lquido en condiciones normales y el sulfuro de hidrgeno es un gas?3. Razona qu tipo de enlace o fuerza de atraccin se rompe al:a) Fundir monobromuro de litio.b) Fundir monxido de calcio.c) Disolver bromo molecular en tetracloruro de carbono.d) Evaporar agua.

4. Indicar razonadamente en dnde se disolver con mayor facilidad el cloruro de sodio.a) En agua o en una disolucin acuosa de cloruro potsico.b) En agua o en benceno.

5. Justificar, razonadamente, si es cierta la siguiente afirmacin: El agua ten un punto de ebullicin anormalmente alto comparado con el que presentan los hidruros de los otros elementos de su grupo, por ejemplo el sulfuro de hidrgeno.

Enlaces Quimicos

Documents

Transcript of Enlaces Quimicos