UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMTICAS ESCUELA DE FSICA QUIMICA INORGNICA Y ANALISIS QUIMICO (QU104)

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SEMINARIO N 8 Sustancias Slidas y Enlace Metlico

1. Tomando como base que los aniones de un slido cristalino inico ocupan una celda cbica primitiva calcule el radio mximo que puede tener el catin para que en conjunto conformen una celda cbica centrada en el cuerpo. Ahora para esta nueva celda cbica centrada en el cuerpo calcule el porcentaje volumtrico de los intersticios vacos.

2. Explique de acuerdo al modelo de empaquetamiento compacto de esferas para los slidos

cristalinos. Cmo es posible formar el empaquetamiento compacto hexagonal (ech) y el empaquetamiento compacto cbico (ecc)?

3. Complete el siguiente grfico de acuerdo a lo estudiado para la disolucin de un slido cristalino

inico en agua, especifique los nombres de las entalpas termodinmicas de cada uno de los pasos establecidos. Determine la relacin matemtica entre estas entalpas y explique la fuerza intermolecular presente en los iones hidratados.

4. Explique Cul de los modelos del enlace metlico justifica mejor la diferencia en la tendencia de

la temperatura de fusin de los metales consignados en la tabla?

Grupo 3B Grupo 6B Grupo 8B

Metal Sc Cr Ni

P. Fusin (C) 1541 1857 1455

Metal Y Mo Pd

P. Fusin (C) 1522 2617 1554

Metal La W Pt

P. Fusin (C) 918 3410 1772

5. Los para-mdicos emplean por lo general unas compresas instantneas que pueden ser calientes o fras, con el fin de aliviar el dolor o bajar la hinchazn, el empleo de unas u otras depende del tipo de emergencia. La compresa consiste en una bolsa de plstico resistente en cuyo interior hay agua y una sal especial, separadas por un plstico delgado; al oprimir la bolsa con fuerza, se rompe el plstico interior y la sal se mezcla con el agua. Al instante la compresa se enfra o se calienta, segn sea el caso. a) Determina la entalpa de formacin del CaCl2(s), con la siguiente informacin a 25 C :

Primera energa de ionizacin del Ca: 589,5 kJ/mol; 1e Ca Ca 2(g)(g) 1145,0 kJ/mol

Afinidad electrnica Cl: - 348,0 kJ/mol; Energa de enlace Cl-Cl: 243,4 kJ/mol Calor de sublimacin del Ca: 179,3 kJ/mol; Energa reticular del CaCl2: 2256,3 kJ/mol

b) Qu proceso se lleva a cabo cuando la compresa se comprime fuertemente? Justifica tu respuesta.

Configuracin Electrnica tpica: (n+1)s1 nd5 ; (n+1)s2 nd6

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c) Con el valor hallado anteriormente y los siguientes datos a 25 C, determina el calor de disolucin del CaCl2(s) La compresa fabricada ser fra o caliente?

6. En un equipo electrnico que se encontrar sometido a altas temperaturas resulta imprescindible

utilizar en algunos dispositivos de este, un slido cristalino como aislante elctrico, los nicos materiales disponibles son: C(grafito), NaCl(s) y SrCl2 (s). Considerando que para el cloruro de sodio la H red = 787,3 kJ/mol y que se cuenta con la siguiente informacin: H f = 804,2 kJ/mol para el cloruro de estroncio, para el Sr (g): I1= 549 kJ/mol, I2= 1064 kJ/mol, entalpa de sublimacin para el Sr (s) de 164,4 kJ/mol, para el Cl (g) su afinidad electrnica es de

349 kJ/mol y kJ/mol 121,7 )()(22

1 gg ClCl . Justifique Cul de los slidos escogera? Debe calcular para ello la entalpa de red del cloruro de estroncio.

7. Para una celda cbica primitiva. Considerando que los iones son del mismo tamao calcule el

porcentaje volumtrico de los intersticios no ocupados en la celda cbica primitiva.

8. En los nuevos diseos que la empresa automotriz est preparando, se ha pensado emplear una solucin de LiCl(ac) en las bateras que generan la energa elctrica. Se sabe que el calor de

disolucin del LiCl(s) es 37,1 kJ/mol.

a) Escribe la ecuacin termoqumica del proceso de disolucin del LiCl(s) para una solucin acuosa diluida.

b) Calcula la energa reticular del LiCl(s) a partir de la siguiente informacin:

H sublimacin del Li(s) = 155 kJ/mol Energa de ionizacin del Li(g) = 520 kJ/mol Energa de enlace del Cl2g) = 242,7 kJ/mol

Afinidad electrnica del Cl(g) = 380 kJ/mol Hf del LiCl(s) = 408,3 kJ/mol

c) Determina el calor de hidratacin del LiCl a partir de la informacin de a y b. 9. Explique grficamente e indique la fuerza relativa de los puentes de hidrgeno formados en las

esferas de hidratacin de las sustancias inicas, comparativamente con los formados solo por molculas de agua, utilizando como ejemplo el Li2SO4 (s). Donde sabemos que el Li

1+ (ac) es en

realidad el [Li (H2O)4]1+

.

10. Determine la entalpa de sublimacin del Mg(s) con los siguientes datos:

i) Mg (g) Mg+

(g) + 1e- : 738 kJ

ii) Segundo potencial de ionizacin del Mg(g)

: 1450 kJ

iii) Energa de enlace del F2(g):

159 kJ

iv) Afinidad electrnica del F(g)

: -328 kJ

v) Energa reticular del MgF2(s)

: 2962 kJ

vi) Calor de formacin del MgF2(s)

: -1123 kJ

11. Complete el siguiente cuadro

CARACTERSTICAS DE LOS SLIDOS

CRISTALINOS AMORFOS

Sustancia Ca2+

(ac) Cl-(ac)

H(kJ/mol) - 543,0 - 167,2

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12. Complete la informacin solicitada para las diferentes sustancias indicadas.

Slido Cristalino

Tipo de Slido

Cristalino

Fuerzas entre partculas

Radio (marque con X el correcto)

At I Co va

SiO2 (cuarzo)

Cu

CO2

Ar

KCl

C12H14O3(OH)8

At: Atmico I: Inico Co: Covalente va: van der Waals

13. En el modelo de Born para explicar las energas de red (enlace) en los cristales inicos, utiliza la

siguiente ecuacin:

Explique brevemente el significado de cada una de las variables de esta ecuacin 14. Explique como se obtuvo que las redes cristalinas de Bravais sean solo 14.

_____________________________

n

2

r

B

r

qAU