PREGUNTAS Y EJERCICIOS

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1 PREGUNTAS Y EJERCICIOS 1) Sugiera productos y escriba ecuaciones igualadas para cada una de las siguientes reacciones a) KH + H 2 O b) NaOH + SO 2 c) NaOH + CO (a 450 K) d) Na + CH 3 OH e) NaH + BCl 3 f) Na + NH 3 (l) g) NaF + BF 3 2) Explique por qué para un metal alcalino determinado, la segunda energía de ionización es mucho mayor que la primera. 3) Comente las siguientes observaciones: a) el Li es el metal alcalino que forma el nitruro más estable en relación a la descomposición en sus elementos b) el E para M + (ac) + e M(s) es casi constante para los metales alcalinos 4) Describa las similitudes entre Li y Mg. Dé una breve explicación que las justifique. 5) Los metales alcalino-térreos presentan en sus compuestos estado de oxidación +2 y no +1 ó +3. Justifique. 6) Sugiera productos y escriba ecuaciones igualadas para cada una de las siguientes reacciones a) Mg + N 2 ( ) b) NaCl + BeCl 2 c) BeF 2 + H 2 O d) CaH 2 + H 2 O e) BaO 2 + H 2 SO 4 f) MgCO 3 ( ) 7) Discuta las tendencias en los puntos de fusión y los radios iónicos para los metales del bloque s. 8) Estudie las variaciones en la estabilidad termodinámica de los hidruros de los elementos del bloque s. 9) Ordene los siguientes haluros en orden creciente de f H y justifique : a) LiF, LiBr, LiI b) LiF, NaF, CsF c) LiI, NaI, CsI 10) Grafique la variación de las energías de ionización I 1, I 2 e I 3 para los elementos del grupo 13. Discuta las características observadas. 11) Discuta qué factores determinan la estabilidad relativa de los estados de oxidación de los metales del bloque p, dentro de cada grupo. 12) Dé ejemplos del efecto del par inerte. 1

2 13) El Tl forma una serie de compuestos con estado de oxidación formal +2 : TlCl 2, TlBr 2, TlSO 4, TlS. Explique. 14) A temperatura ambiente el BF 3 es un gas, altamente corrosivo y reactivo; en cambio el AlF 3 es un sólido de elevado punto de fusión, que se presenta con una estructura en capas que incluyen octaedros distorsionados AlX 6. Explique. 15) Describa el enlace por OM en las moléculas Ga 2 H 6 y Ga 2 Cl 6, sabiendo que ambos tienen la misma estructura que el diborano. 16) Describa brevemente el enlace y la reactividad química del boraceno, indicando similitudes y diferencias con el benceno. 17) Sugiera estructuras para [GaBr 6 ] 3, [GaCl 5 ] 2 y [GaBr 4 ]. 18) Describa las similitudes entre Be y Al. Dé una breve explicación que las justifique. 19) Enumere las propiedades químicas características de los elementos metálicos y de los no metálicos. 20) Comente la tendencia en los puntos de fusión de los elementos del grupo ) Prediga la forma de las siguientes moléculas o iones: a) ClCN b) OCS c) [FCO] + d) [SiH 3 ] e) [SnCl 5 ] f) Si 2 OCl 6 g) [PbCl 6 ] 2 h) [SnS 4 ] 4 22) Sugiera productos y escriba ecuaciones igualadas para cada una de las siguientes reacciones a) GeCl 4 + H 2 O b) GeH 4 + O 2 c) SiCl 4 + NaOH d) SiH 3 Cl + H 2 O e) CH 2 Cl 2 + H 2 O f) Sn + NaOH g) SO 2 + PbO 2 23) Utilizando la descripción del enlace en Sn 2 R 4 como guía, sugiera un esquema de enlace para una molécula hipotética HSi SiH con la geometría siguiente: H Si Si H 2

3 24) La forma α del SnF 2 es un ciclotetrámero. Describa el enlace en esta molécula y explique por qué el anillo no es plano. 25) Discuta la posibilidad de sintetizar compuestos del tipo Si n Cl n+2. 26) Deduzca si el tetracloruro de silicio reaccionará con fluoruro de hidrógeno en estado gaseoso y escriba la ecuación igualada correspondiente, teniendo como datos las energías de enlace. Coinciden estos valores de energías de enlace con lo que se esperaría? enlace Si-F Si-Cl H-F H-Cl energía (kj/mol) ) Estime la entalpía estándar de formación para los compuestos hipotéticos Sn 2 O y Sn 2 O 3. Suponga válido el modelo iónico de enlace y estime las energías reticulares en base a las de SnO y SnO 2. Qué conclusiones saca respecto a la estabilidad termodinámica de estos compuestos hipotéticos? 28) Indique qué óxidos forma el Pb y el estado de oxidación del Pb en cada uno de ellos. a) Son estos estados de oxidación los esperados por su posición en la tabla periódica? Porqué no se forman óxidos con estados de oxidación intermedios del Pb? b) Al calentar PbO 2 éste se reduce primero a Pb 3 O 4 y luego a PbO. Identifique las reacciones que ocurren y justifique este comportamiento 29) Indique cuáles óxidos de los elementos del grupo 14 son anfóteros. 30) La siguiente tabla muestra posibles óxidos y sulfuros de los elementos del grupo 14. Sin embargo, tres de los sulfuros y uno de los óxidos que allí se encuentran nunca han sido aislados. Indique cuáles serán probablemente esos compuestos y justifique su respuesta: CO 2 SiO 2 GeO 2 SnO 2 PbO 2 CS 2 SiS 2 GeS 2 SnS 2 PbS 2 CO SiO GeO SnO PbO CS SiS GeS SnS PbS 31) Compare el poder reductor de los metales del bloque p con el de los metales de otros bloques. 32) Escriba las estructuras de Lewis para los siguientes compuestos y calcule el estado de oxidación formal del nitrógeno: a) [NO 3 ] b) [NO 2 ] c) NO 2 d) NO e) NH 2 OH 33) Utilizando valores de energías de enlace, estime los valores de H para las siguientes reacciones: a) 2 N 2 N 4 (estructura tetraédrica) b) 2 P 2 P 4 (estructura tetraédrica) c) 2 C 2 H 2 C 4 H 4 (tetraedrano, con un núcleo C 4 tetraédrico) 34) Describa el enlace en la especie [N 3 ] 35) Explique por qué al pasar de NO a [NO] + la distancia de enlace disminuye. 3

4 36) El NF 3 es termodinámicamente estable respecto a la descomposición en sus elementos, mientras que el NCl 3 es inestable. Explique. 37) Discuta la variación estructural entre los haluros de fósforo(iii) y fósforo(v). 38) Describa las formas alotrópicas más importantes de los elementos del grupo ) Sugiera productos y escriba ecuaciones igualadas para cada una de las siguientes reacciones a) Ca 3 P 2 + H 2 O b) SbCl 5 + PCl 5 c) KF + AsF 5 d) BiCl 3 + H 2 O e) PCl 3 + H 2 O f) Pb(NO 3 ) 2 ( ) g) Ti(III) + NH 2 OH Ti(IV) + h) H 3 PO 2 + I 2 I + 40) Prediga la forma de las siguientes moléculas o iones: a) [NF 4 ] + b) [N 2 F 3 ] + c) SPCl 3 d) PCl 3 F 2 41) Cómo puede explicar que: a) no se conoce el AsCl 5 b) existe el PF 5, pero no el PH 5 c) el PF 5 se puede preparar a partir de PCl 5 y CaF 2 d) el PCl 5 es un sólido blanco con un ligero tinte verde 42) Utilizando valores de energías de enlace, demuestre que la formación de moléculas diatómicas está favorecida para el oxígeno, mientras que la formación de ciclos lo está para el azufre. 43) Los óxidos son más estables que los sulfuros, especialmente cuando el catión es pequeño y cargado. Explíquelo en base al modelo iónico. 44) Sugiera productos y escriba ecuaciones igualadas para cada una de las siguientes reacciones a) SF 4 + BF 3 b) SF 4 + CsF c) H 2 O 2 + I + H + d) [HSO 3 ] + I + H 2 O e) SCl 6 + H 2 O 45) El flúor forma con el azufre los fluoruros S 2 F 2, SF 2, SF 4 y SF 6. En cambio, sólo existen los cloruros S 2 Cl 2, SCl 2 y SCl 4. Por qué no se obtiene el SCl 6? 46) Prediga la forma de las siguientes moléculas o iones: a) H 2 Se b) S 2 F 2 c) S 2 O d) [S 2 O 3 ] 2 4

5 e) NSF 3 f) [NS 2 ] + g) [SO 3 ] 2 h) SeO 3 i) [TeF 5 ] 47) Discuta la tendencia en las longitudes de enlace S-S en los siguientes compuestos: S 6 (206 pm) S 2 (189 pm) [S 4 ] 2+ (198 pm) H 2 S 2 (206 pm) S 2 F 2 (189 pm) S 2 Cl 2 (193 pm) 48) En las siguientes series de compuestos o iones identifique los que son isoelectrónicos y los que son isoestructurales: a) [SiO 4 ] 4, [PO 4 ] 3 y [SO 4 ] 2 b) CO 2, SiO 2, SO 2, TeO 2 y [NO 2 ] + c) SO 3, SeO 3 y [PO 3 ] d) [P 4 O 12 ] 4, Se 4 O 12 y [Si 4 O 12 ] 8 49) Dibuje estructuras de resonancia que no excedan el octeto de electrones para el azufre en las moléculas NSF 3 y SF 6 y describa el enlace en ambos compuestos. 50) Dado el siguiente diagrama de Frost, comente toda la información detallada disponible sobre la estabilidad de los distintos estados de oxidación del azufre, y compare el comportamiento del azufre con el del selenio. 51) Explique brevemente la tendencia en las energías de enlace X-X al descender en la familia de los halógenos. 52) Para un átomo dado Y, el enlace Y-F es normalmente más fuerte que el correspondiente enlace Y-Cl. Una excepción es cuando Y es oxígeno. Sugiera una explicación para este hecho. 53) Explique la variación observada en las energías de ionización y en las afinidades electrónicas de los halógenos. 54) Comente las reacciones de los distintos halógenos con agua. 5

6 55) Sugiera productos y escriba ecuaciones igualadas para cada una de las siguientes reacciones a) AgCl + ClF 3 b) ClF + BF 3 c) CsF + IF 5 d) K[BrF 4 ] ( ) e) Cl 2 + OH f) ClO 2 + OH g) [ClO 3 ] + F H + h) [IO 3 ] + [SO 3 ] 2 56) Predecir las estructuras de las siguientes moléculas o iones: a) [ICl 4 ] b) [BrF 2 ] + c) BrF 5 d) [ClO 2 ] + 57) Describa brevemente la química de los fluoruros de xenón. 6