PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2000 QUÍMICA TEMA 3: ENLACES QUÍMICOS

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1 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 000 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción A Junio, Ejercicio 5, Opción B Reserva 1, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción A

2 a) Escriba la estructura de Lewis para las moléculas NF y CF. b) Dibuje la geometría de cada molécula según la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Considerando las geometrías moleculares, razone acerca de la polaridad de ambas moléculas. Números atómicos: C = 6; N = 7; F = 9. QUÍMICA JUNIO EJERCICIO. OPCIÓN A a) Según la teoría de Lewis, sabemos que dos átomos pueden formar enlace covalente compartiendo los electrones desapareados, quedando ambos con estructura de gas noble. Las configuraciones electrónicas de los átomos implicados serían: C (Z 6) : 1s s p 1 C excitado (Z 6) : 1s s p (cov alencia ) N (Z 7) : 1s s p (cov alencia ) 5 F (Z 9) : 1s s p (cov alencia 1) En el trifluoruro de nitrógeno, puesto que el N tiene tres electrones desapareados, y el F uno, el diagrama de Lewis es: F : N :F F En el tretrafluoruro de carbono, puesto que el C tiene cuatro electrones desapareados en su F configuración excitada, y el F uno, el diagrama de Lewis es: C F : :F F b) La geometría de las moléculas esta determinada por la distribución espacial de los núcleos de los átomos y, por tanto, depende de los ángulos de enlace que se conocen de manera experimental. Sin embargo, de modo más simple, mediante la teoría de repulsión entre los pares de electrones de valencia (RPECV), podemos prever en moléculas poliatómicas sencillas el tipo de geometría. El NF tiene un par de electrones no enlazantes que se disponen lo más lejos posible, hacia uno de los vértices de un tetraedro imaginario, por tanto, la geometría de la molécula con átomos de F periféricos y un N central, será piramidal. El CF distribuye sus pares de electrones enlazantes hacia los vértices de un tetraedro. Así, la geometría de la molécula con átomos de F periféricos y un C central será tetraédrica con ángulos de enlace de º. c) Para saber la polaridad de una molécula hay que tener en cuenta los momentos bipolares que se crean entre los átomos unidos por un enlace covalente polar. Esto se debe a las diferencias de electronegatividades entre los átomos enlazados. En el NF tenemos enlaces polares, que según la geometría de la molécula dan lugar a un momento dipolar resultante no nulo, luego la molécula será polar. En el CF tenemos enlaces polares, que según la geometría de la molécula dan lugar a un momento dipolar resultante nulo, luego la molécula será apolar.

3 a) Haga un esquema del ciclo de Born-Haber para el NaCl. b) Calcule la energía reticular del NaCl (s), a partir de los siguientes datos: Entalpía de sublimación del sodio = 108 kj/mol Entalpía de disociación del cloro = kj/mol Entalpía de ionización del sodio = 95 7 kj/mol Afinidad electrónica del cloro = 8 kj / mol Entalpía de formación del cloruro de sodio = 01'8 kj / mol QUÍMICA JUNIO. EJERCICIO 5. OPCIÓN B a) 1 Cl (g) Na (s) + Q F NaCl (cristal) S D/ U Na (g) + Cl (g) P.I. Na (g) Cl (g) A.E. b) 1 1 Q F S D P.I. A.E. U 01'8 108 ' 95'7 8 U U 779'1 kj / m

4 a) Escriba las estructuras de Lewis correspondientes a las moléculas de etano (CHCH ) y eteno (CH CH ) b) Explique qué tipo de hibridación tiene el carbono en cada compuesto. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Las estructuras de Lewis son: H H H C C H H C C H b) En el etano la hibridación del carbono es H H H H sp y en el eteno la hibridación es sp.

5 Los elementos A, B, C y D pertenecen al mismo periodo y tienen 1,, 5 y 7 electrones de valencia, respectivamente. Indique, razonando la respuesta: a) Qué elemento tiene la energía de ionización más alta y cuál la más baja. b) Qué fórmulas tendrán los compuestos A-D y B-D. c) Si el compuesto formado por C y D será iónico o covalente. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) La energía de ionización es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el electrón más débil retenido. En un periodo aumenta de izquierda a derecha, luego, el elemento que tiene mayor energía de ionización es el D y el que tiene menor energía de ionización es el A. b) AD y BD. c) Es covalente polar.

6 Dadas las especies químicas H S y PH : a) Represéntelas mediante diagramas de Lewis b) Prediga la geometría de las especies anteriores según la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Indique la hibridación que presenta el átomo central en cada especie. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Las estructuras de Lewis son: H S H H P H H b) La molécula de sulfhídrico es una molécula del tipo AB E, (dos pares de electrones enlazantes y dos no enlazantes), tendrá forma angular. S H La molécula de fosfina es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. H P C H H c) En el sulfhídrico, el azufre presenta una hibridación sp. c) En la fosfina, el fósforo presenta una hibridación sp. H

7 La tabla que sigue corresponde a los puntos de fusión de distintos sólidos iónicos: Compuesto NaF NaCl NaBr NaI Punto de fusión (ºC) Considerando los valores anteriores: a) Indique cómo variará la energía reticular en este grupo de compuestos. b) Razone cuál es la causa de esa variación. QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO. OPCIÓN A a) La energía reticular (U) variará en este grupo de compuestos, de la siguiente forma: Variación de U: NaF NaCl NaBr NaI Variación de los p.f.: NaF NaCl NaBr NaI Ya que al disminuir la energía reticular disminuye el punto de fusión del compuesto y viceversa. La energía reticular es la energía necesaria para separar los iones negativos de los iones positivos de un mol de sustancia cristalina, hasta una distancia infinita entre ellos. Cuanto mayor sea la energía reticular de una sustancia, más favorecida está, energéticamente, la formación de su cristal iónico. b) La energía reticular puede calcularse a partir de la ecuación de Madelung: N A M Z1 Z e 1 U 1 R n 0 Donde: N : Número de Avogadro. A M : Constante de Madelung, que depende de la geometría del cristal. Z y Z : Cargas de los respectivos iones positivo y negativo. 1 e : Carga del electrón. n : Exponente de Born, que mide la compresibilidad del cristal y cuyos valores van de 9 a 1. La energía reticular es, por tanto, proporcional a la carga de los iones e inversamente proporcional a la distancia entre ellos. Variación de Z1 y Z : NaF = NaCl = NaBr = NaI Variación de R 0 : NaF < NaCl < NaBr < NaI Con lo cual, al aumentar R 0, el valor de U va disminuyendo.

8 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 001 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción B Reserva 1, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción B

9 Dados los siguientes compuestos: CaF, CO, HO. a) Indique el tipo de enlace predominante en cada uno de ellos. b) Ordene los compuestos anteriores de menor a mayor punto de ebullición. Justifique las respuestas. QUÍMICA JUNIO. EJERCICIO. OPCIÓN B a) CO (covalente); HO (covalente polar); CaF (iónico). b) CO HO CaF

10 Cuatro elementos se designan arbitrariamente como A, B, C y D. Sus electronegatividades se muestran en la tabla siguiente: Elemento A B C D Electronegatividad Si se forman las moléculas AB, AC, AD y BD: a) Clasifíquelas en orden creciente por su carácter covalente. Justifique la respuesta. b) Cuál será la molécula más polar? Justifique la respuesta. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN B a) AD < BD < AC < AB. Ya que va disminuyendo la diferencia de electronegatividad. b) La molécula más polar será la que tenga una mayor diferencia de electronegatividad, es decir, la AD.

11 Dadas las siguientes moléculas: CCl, BF y PCl a) Represente sus estructuras de Lewis. b) Prediga la geometría de cada una de ellas según la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Indique la polaridad de cada una de las moléculas. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Las estructuras de Lewis son: Cl Cl C Cl Cl F F B F Cl P Cl Cl b) La molécula de tetracloruro de carbono es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones enlazantes), tendrá forma tetraédrica. La molécula de trifluoruro de boro es una molécula del tipo AB, (tres pares de electrones enlazantes), tendrá forma de triángulo equilátero. La molécula de tricloruro de fósforo es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. c) El tetracloruro de carbono y el trifluoruro de boro son apolares. El tricloruro de fosforo es polar.

12 En función del tipo de enlace explique por qué: a) El NH tiene un punto de ebullición más alto que el CH. b) El KCl tiene un punto de fusión mayor que el Cl. c) El CH es insoluble en agua y el KCl es soluble. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Ya que el NH tiene enlaces covalentes y su molécula es polar, mientras que el CH tiene enlaces covalentes, pero su molécula es apolar. b) Ya que el KCl es un compuesto iónico y el Cl un compuesto covalente. c) Ya que el KCl es un compuesto iónico y el CH es un compuesto covalente no polar.

13 Dadas las siguientes moléculas: SiH, NH y BeH. a) Represente sus estructuras de Lewis. b) Prediga la geometría de cada una de ellas según la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Indique la hibridación del átomo central. QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Las estructuras de Lewis son: H H Si H H H N H H H Be H b) La molécula de silano es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones enlazantes), tendrá forma tetraédrica. La molécula de amoníaco es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. La molécula de hidruro de berilio es una molécula del tipo AB, (dos pares de electrones compartidos y 0 pares de electrones sin compartir), tendrá forma lineal. c) En el silano, el silicio presenta una hibridación sp. En el amoníaco, el nitrógeno presenta una hibridación sp. En la molécula de hidruro de berilio, el berilio presenta una hibridación sp.

14 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 00 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Reserva 1, Ejercicio 5, Opción A Reserva 1, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción A

15 a) Represente el ciclo de Born-Haber para el fluoruro de litio. b) Calcule el valor de la energía reticular del fluoruro de litio sabiendo: Entalpía de formación del [LiF(s)] = 59 1 kj/mol Energía de sublimación del litio = 155 kj/mol Energía de disociación del F = kj/mol Energía de ionización del litio = 50 0 kj/mol Afinidad electrónica del flúor = 0 kj/mol. QUÍMICA. 00. RESERVA 1. EJERCICIO 5. OPCIÓN A a) 1 F (g) Li (s) + Q F Li F (cristal) S D/ U Li (g) Li (g) F (g) F (g) + P.I. A.E. b) 1 1 Q F S D P.I. A.E. U 59'1 155' 150'6 50 U U 1011' 6 kj / m

16 Dadas las sustancias PCl y CH : a) Represente sus estructuras de Lewis. b) Prediga la geometría de las moléculas anteriores según la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Indique la hibridación que presenta el átomo central en cada caso. QUÍMICA. 00. RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Las estructuras de Lewis son: H H : C : H H y Cl Cl : P : Cl b) La molécula de metano es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones enlazantes), tendrá forma tetraédrica. La molécula de tricloruro de fósforo es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. c) En el metano, el carbono presenta una hibridación sp. En el tricloruro de fósforo, el fósforo presenta una hibridación sp.

17 Explique, en función del tipo de enlace que presentan, las siguientes afirmaciones: a) El cloruro de sodio es soluble en agua. b) El hierro es conductor de la electricidad. c) El metano tiene bajo punto de fusión. QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) El cloruro sódico es un compuesto iónico y como tal, se disolverá bien en disolventes polares como el agua, dada la facilidad con que las moléculas de agua solvatarán los iones cloruro y los iones sódico. b) En general todos los metales, y entre ellos el hierro, son buenos conductores de la electricidad por poseer muchos electrones libres (teoría del gas electrónico) o por no haber diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción (teoría de orbitales moleculares). c) El metano es un gas en el que las moléculas están atraídas por débiles fuerzas de Van der Waals. Sus puntos de fusión y ebullición serán muy bajos: 18 5 y ºC, respectivamente.

18 Dadas las sustancias: NH y HO. a) Represente sus estructuras de Lewis. b) Prediga la geometría de las moléculas anteriores mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Indique la hibridación del átomo central en cada caso. QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Las estructuras de Lewis son: H : O : H y H H : N : H b) La molécula de agua es una molécula del tipo AB E, (dos pares de electrones enlazantes y dos no enlazantes), tendrá forma angular. La molécula de amoníaco es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. c) En el agua, el oxígeno presenta una hibridación sp. En el amoníaco, el nitrógeno presenta una hibridación sp.

19 a) Cuál es la geometría de la molécula BCl? b) Es una molécula polar? c) Es soluble en agua? Justifique las respuestas. QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) La estructura de Lewis es: Cl Cl : B : Cl RPECV: Es una molécula del tipo AB, (tres pares de electrones enlazantes), tendrá forma de triángulo equilátero. Enlace de valencia: el boro presenta una hibridación sp. b) Es apolar. Aunque los enlaces sean polares por la mayor electronegatividad del cloro, la geometría anula los tres momentos dipolares de los enlaces y la molécula, en definitiva, es apolar. c) No, por ser apolar. El agua es un disolvente polar y, como tal, sólo disolverá sustancias polares.

20 a) Por qué el H y el I no son solubles en agua y el HI sí lo es? b) Por qué la molécula BF es apolar, aunque sus enlaces estén polarizados? QUÍMICA. 00. SEPTIEMBRE. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Porque tanto el H como el I no son polares y el HI sí lo es. El agua como disolvente sólo disuelve a las sustancias que, como ella, sean polares. b) Aunque los enlaces sean polares por la mayor electronegatividad del flúor, la geometría triangular equilátera anula los tres momentos dipolares de los enlaces y la molécula, en definitiva, es apolar.

21 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 00 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción B Reserva 1, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A

22 Justifique las siguientes afirmaciones: a) A 5º C y 1 atm, el agua es un líquido y el sulfuro de hidrógeno es un gas. b) El etanol es soluble en agua y el etano no lo es. c) En condiciones normales el flúor y el cloro son gases, el bromo es líquido y el yodo es sólido. QUÍMICA. 00. JUNIO. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Debido a los enlaces de hidrógeno existentes en el agua y no en el H S. Ellos son los causantes de la elevación de su punto de fusión lo que hace que en condiciones estándar se presente en estado líquido. b) En agua se disuelven las sustancias polares como el etanol, pero no las apolares como el etano. c) Porque las fuerzas de Van der Waals aumentan con la masa molecular, razón por la cual, a medida que descendemos en el sistema periódico en un mismo grupo, los elementos tendrán mayor punto de fusión.

23 a) Represente la estructura de Lewis de la molécula NF. b) Prediga la geometría de esta molécula según la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Justifique si la molécula de NF es polar o apolar. QUÍMICA. 00. RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN B a) La estructura de Lewis indica tres pares de electrones compartidos y uno sin compartir: F F : N : F b) Según el método de RPECV, es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. c) Polar con momento dipolar total dirigido hacia la base de la pirámide donde están los átomos de flúor por ser estos mucho más electronegativos que el átomo de nitrógeno.

24 Razone la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) Los metales son buenos conductores de la electricidad. b) Todos los compuestos de carbono presentan hibridación sp. c) Los compuestos iónicos conducen la corriente eléctrica en estado sólido. QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Verdadero. Los metales son buenos conductores eléctricos, algunos de ellos a bajas temperaturas apenas si oponen resistencia al paso de la corriente (superconductores). Esta facilidad de conducción se explica con: 1. Teoría del gas electrónico: debido al gran número de cargas libres y la gran movilidad de las mismas.. Teoría de bandas: en los metales la banda valencia y la banda de conducción llegan a superponerse. b) Falso, si hay doble enlace presentan hibridación sp y si hay triple, sp. c) Falso: en estado fundido o en disolución. En estado sólido presenta las cargas necesarias para la conducción pero no disponen de movilidad al ocupar un sitio fijo en la red.

25 Para las moléculas BCl y NH, indique: a) El número de pares de electrones sin compartir de cada átomo central. b) La hibridación del átomo central. c) La geometría de cada molécula según la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) El BCl tiene pares de electrones compartidos y el NH tiene pares de electrones compartidos y 1 par de electrones sin compartir. a) En el BCl la hibridación del boro es sp. En el NH la hibridación del nitrógeno es c) El BCl Es una molécula del tipo AB, (tres pares de electrones enlazantes), tendrá forma de triángulo equilátero. Es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. sp.

26 Dadas las especies químicas HS, PH y CCl, indique: a) La estructura de Lewis de cada molécula. b) La geometría de cada molécula según la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) La hibridación que presenta el átomo central de cada una de ellas. QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Las estructuras de Lewis son: Cl Cl : C : Cl Cl ; H H : P : H y H : S : H b) CCl : Es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones compartidos), tendrá forma tetraédrica. PH : Es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones compartidos y uno sin compartir), tendrá forma de pirámide triangular. HS: Es una molécula del tipo AB E, (dos pares de electrones compartidos y dos sin compartir), tendrá forma angular. c) Hibridación sp en el carbono. Hibridación sp en el fósforo. Hibridación sp en el azufre.

27 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 00 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción B Reserva 1, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A

28 En los siguientes compuestos: BCl,SiF y BeCl. a) Justifique la geometría de estas moléculas mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. b) Qué orbitales híbridos presenta el átomo central?. QUÍMICA. 00. JUNIO. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Las estructuras de Lewis son: Cl B : Cl Cl ; F F : Si : F F y Cl : Be : Cl La molécula de tricloruro de boro es una molécula del tipo AB, (tres pares de electrones compartidos y 0 pares de electrones sin compartir), tendrá forma triangular equilátera. La molécula de tetrafluoruro de silicio es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones compartidos y 0 pares de electrones sin compartir), tendrá forma tetraédrica. La molécula de cloruro de berilio es una molécula del tipo AB, (dos pares de electrones compartidos y 0 pares de electrones sin compartir), tendrá forma lineal. b) En la molécula de tricloruro de boro, el boro presenta una hibridación tetrafluoruro de silicio, el silicio presenta una hibridación el berilio presenta una hibridación sp. sp. En la molécula de sp. En la molécula de cloruro de berilio,

29 A partir de los átomos A y B cuyas configuraciones electrónicas son, respectivamente, 6 5 1s s p y 1s s p s p a) Explique la posible existencia de las moléculas: AB, B y AB. b) Justifique la geometría de la molécula AB. c) Discuta la existencia o no de momento dipolar en AB. QUÍMICA. 00. RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN B a) El elemento A es el carbono (Z = 6) y el B es el cloro (Z = 17). Es imposible formar la molécula AB, ya que el carbono puede disponer de dos o de cuatro electrones desapareados y el cloro sólo tiene uno. Si existirá la molécula de B (molécula de cloro, Cl ) y se formará compartiendo un electrón cada átomo de B (cada cloro). También existirá la de AB que se formará compartiendo el átomo de A sus cuatro electrones con otros cuatro de sendos átomos de B ( CCl, tetracloruro de carbono). b) Según el método de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia, la molécula es del tipo AB, con cuatro pares de electrones compartidos y ninguno sin compartir, razón por la cual su geometría será tetraédrica regular. c) Aunque el cloro es más electronegativo que el carbono, originando cuatro enlaces polares, la geometría de la molécula hace que los cuatro momentos dipolares se anulen resultando un momento dipolar total nulo. La molécula será apolar.

30 Comente, razonadamente, la conductividad eléctrica de los siguientes sistemas: a) Un hilo de cobre. b) Un cristal decu(no ). c) Una disolución de Cu(NO ). QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) El cobre es un conductor por excelencia debido a sus cargas libres. b) El cristal de nitrato cúprico no será conductor por ser un compuesto iónico. c) La disolución de nitrato cúprico conduce la corriente eléctrica (conductor de ª especie).

31 Dadas las especies: HO, NH y PH a) Represéntelas mediante estructuras de Lewis. b) Justifique su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Las estructuras de Lewis son: H H H O : H ; H : N : H y : P : H H H b) HO: es una molécula del tipo AB E, (dos pares de electrones compartidos y pares de electrones sin compartir), tendrá forma angular. NH : es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones compartidos y 0 pares de electrones sin compartir), tendrá forma tetraédrica. PH : es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones compartidos y 1 par de electrones sin compartir), tendrá forma pirámide triangular

32 a) Escriba el ciclo de Born-Haber para el KCl. b) Cómo explica el hecho de que los metales sean conductores de la electricidad? QUÍMICA. 00. RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) H f K (s) + 1 Cl (g) KCl (cristal) S D/ U K (g) + Cl(g) P.I. K (g) Cl (g) A.E. D H f S I A E U b) Los metales son buenos conductores eléctricos, algunos de ellos a bajas temperaturas, apenas si oponen resistencia al paso de la corriente (superconductores). Esta facilidad de conducción se explica con: 1. Teoría del gas electrónico: debido al gran número de cargas libres y la gran movilidad de las mismas, muchos electrones libres.. Teoría de bandas: en los metales la banda de valencia y la banda de conducción llegan a superponerse.

33 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 005 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción B Reserva 1, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción B

34 Dadas las especies químicas Cl,HCl y CCl : a) Indique el tipo de enlace que existirá en cada una. b) Justifique si los enlaces están polarizados. c) Razone si dichas moléculas serán polares o apolares. QUÍMICA JUNIO. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Enlaces covalentes. b) En el HCl y en el CCl los enlaces están polarizados. c) Solamente es polar el HCl. El CCl a pesar de que tiene enlaces polares, la molécula es apolar debido a su geometría. La molécula de Cl es apolar.

35 Teniendo en cuenta la energía reticular de los compuestos iónicos, conteste razonadamente: a) Cuál de los siguientes compuestos tendrá mayor dureza: LiF o KBr? b) Cuál de los siguientes compuestos será más soluble en agua: MgO o CaS? QUIMICA RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Los iones que forman las redes cristalinas del fluoruro de litio y del bromuro de potasio tienen la misma carga. Para una misma carga los iones grandes generan energías de red inferiores, por lo tanto el fluoruro de litio tiene mayor energía reticular y, en consecuencia mayor dureza. b) Los iones que forman las redes cristalinas del óxido de magnesio y del sulfuro de calcio tienen la misma carga. Por lo tanto, el compuesto con mayor energía reticular es el óxido de magnesio, ya que tiene los iones de menor tamaño. Por lo tanto, el sulfuro de calcio, que tiene menor energía reticular se disolverá mejor.

36 Dadas las moléculas CF y NH : a) Represéntelas mediante estructuras de Lewis. b) Justifique su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Indique la hibridación del átomo central. QUIMICA RESERVA EJERCICIO OPCIÓN B a) La estructura de Lewis es: F F C F y F H N H H b) La molécula de tetrafluoruro de carbono es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones compartidos y 0 pares de electrones sin compartir), tendrá forma tetraédrica. La molécula de amoníaco es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. F C C N F F H H F H c) En la molécula de tetrafluoruro de carbono, el carbono presenta una hibridación amoníaco, el nitrógeno presenta una hibridación sp. sp. En el

37 Dadas las siguientes especies químicas: CH OH, CH y NH a) Indique el tipo de enlace que existe dentro de cada una. b) Ordénelas, justificando la respuesta, de menor a mayor punto de fusión. c) Razone si serán solubles en agua. QUIMICA RESERVA EJERCICIO OPCIÓN B a) El metanol es una molécula tetraédrica polar. El metano es una molécula tetraédrica apolar. El amoníaco es una pirámide trigonal polar. El metanol al tener una masa pequeña las fuerzas de dispersión serán débiles, como es polar posee fuerzas entre dipolos permanentes más fuertes que las anteriores, pero al tener átomos de oxígeno con pares de electrones no enlazantes se forman puentes de hidrógeno. El metano, al tener una masa menor que la del metanol, sus fuerzas de dispersión son menores. No tiene dipolos al ser apolar ni puentes de hidrógeno. El amoníaco tiene fuerzas de dispersión débiles, fuerzas entre dipolos permanentes y puentes de hidrógeno. b) CH NH CH OH c) El metanol y el amoníaco se disuelven en agua al ser moléculas polares. El metano no se disuelve al ser apolar.

38 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 006 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción A Reserva 1, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción B

39 Dadas las moléculas de BCl y HO a) Deduzca la geometría de cada una mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. b) Justifique la polaridad de las mismas. QUÍMICA JUNIO. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Es una molécula del tipo AB, (tres pares de electrones enlazantes), tendrá forma de triángulo equilátero. Cl B Cl Cl La molécula de agua es una molécula del tipo AB E, (dos pares de electrones enlazantes y dos no enlazantes), tendrá forma angular. O H H b) La molécula de BCl es apolar debido a su geometría. La molécula de agua es polar.

40 a) Qué se entiende por energía reticular? b) Represente el ciclo de Born-Haber para el bromuro de sodio. c) Exprese la entalpía de formación ( Hf) del bromuro de sodio en función de las siguientes variables: la energía de ionización (I) y el calor de sublimación (S) del sodio, la energía de disociación (D) y la afinidad electrónica (AE) del bromo y la energía reticular (U) del bromuro de sodio. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Energía necesaria para separar los iones negativos de los iones positivos de 1 mol de sustancia cristalina, hasta una distancia infinita entre ellos. b) 1 Br (g) Na (s) + NaBr (cristal) S D/ U Na (g) + Br (g) P.I. Na (g) Br (g) A.E. 1 c) H F S D P.I. A.E. U

41 Para las moléculas BCl, NH y BeH, indique: a) El número de pares de electrones sin compartir de cada átomo. b) La geometría de cada molécula utilizando la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) La hibridación del átomo central. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) En la molécula de tricloruro de boro, el boro no tiene par de electrones sin compartir. En el amoníaco, el nitrógeno tiene 1 par de electrones sin compartir. En la molécula de hidruro de berilio, el berilio no tiene par de electrones sin compartir. b) El tricloruro de boro es una molécula del tipo AB, (tres pares de electrones enlazantes), tendrá forma de triángulo equilátero. Cl B Cl Cl La molécula de amoníaco es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. N C H H H La molécula de cloruro de berilio es una molécula del tipo AB, (dos pares de electrones compartidos y 0 pares de electrones sin compartir), tendrá forma lineal. c) En la molécula de tricloruro de boro, el boro presenta una hibridación sp. En el amoníaco, el nitrógeno presenta una hibridación hibridación sp. sp. En la molécula de hidruro de berilio, el berilio presenta una

42 Supongamos que los sólidos cristalinos CsBr, NaBr y KBr cristalizan con el mismo tipo de red. a) Ordénelos de mayor a menor según su energía reticular. Razone la respuesta. b) Justifique cuál de ellos será menos soluble. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) CsBr KBr NaBr b) NaBr

43 Dadas las moléculas BF y PF : a) Son polares los enlaces boro-flúor y fósforo-flúor?. Razone la respuesta. b) Prediga su geometría a partir de la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Son polares esas moléculas?. Justifique su respuesta. QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Los enlaces boro-flúor y fósforo-flúor son polares debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos de boro-flúor y fósforo-flúor. b) La molécula de trifluoruro de boro es una molécula del tipo AB, (tres pares de electrones enlazantes), tendrá forma de triángulo equilátero. F B F F La molécula de trifluoruro de fósforo es una molécula del tipo ABE, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. P F F F c) La molécula de trifluoruro de boro es apolar debido a su geometría. La molécula de trifluoruro de fósforo es polar.

44 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 007 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción B Reserva 1, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción A

45 Para las moléculas CCl, NH y BeCl a) Determine su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. b) Qué tipo de hibridación presenta el átomo central? c) Razone si estas moléculas son polares. QUÍMICA JUNIO EJERCICIO. OPCIÓN B a) La teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia establece que los pares de electrones (enlazantes y no enlazantes) de la última capa se disponen en el espacio de forma que su separación sea la máxima posible para que de esa forma la repulsión eléctrica entre cargas del mismo signo sea lo más pequeña posible. En la molécula de CCl el átomo central (el de Carbono) presenta cuatro pares de electrones (enlazantes), por tanto, la repulsión eléctrica entre ellos será mínima cuando se sitúen hacia los vértices de un tetraedro (estando el átomo central en el vértice). Por tanto, la molécula tiene geometría tetraédrica con ángulos de enlace de 109,5º. En la molécula de NH el átomo central (el de nitrógeno) presenta tres pares de electrones enlazantes y un par no enlazante, por tanto, la geometría de los pares de electrones es tetraédrica (se dirigen hacia los vértices de un tetraedro) pero la geometría de la molécula es piramidal trigonal ya que el átomo de N estaría en el vértice superior de una pirámide y los tres átomos de H estarían en la base formando un triángulo. En la molécula de BeCl el átomo central (el de berilio) solamente tiene dos pares de electrones (que además son enlazantes) por lo que la distribución espacial en la que la repulsión entre cargas del mismo signo es mínima es aquella en la que los tres átomos se encuentran en la misma línea (geometría lineal) siendo los ángulos de enlace de 180º. b) La hibridación para CCl y NH es sp y para BeCl es sp. c) La molécula CCl es apolar ya que, aunque los enlaces C-Cl son polares, al estar distribuidos espacialmente de forma simétrica la resultante del momento dipolar es cero, es decir, se contrarrestan o anulan los efectos de la polaridad de los cuatro enlaces. La molécula NH es polar ya que los tres enlaces N-H son polares y la suma de los vectores momento dipolar no es nula sino que está dirigida hacia la zona donde se encuentra el átomo de N. La molécula de BeCl es apolar porque los momentos dipolares de los dos enlaces Be-Cl se anulan o contrarrestan al estar en la misma dirección pero en sentidos contrarios.

46 Dadas las moléculas de BF y HO: a) Determine la geometría de cada una mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. b) Razone si los enlaces son polares. c) Justifique si las moléculas son polares. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN B a) En el BF, el boro necesita rodearse de tres nubes electrónicas para alojar a tres pares enlazantes (tipo AB ), por tanto, su geometría es triangular plana con ángulos de 10º. En el agua el oxígeno ha de rodearse de cuatro nubes electrónicas para alojar dos pares enlazantes y dos solitarios (tipo AB E ), su geometría siendo de origen tetraédrico de ángulo 109 5º, es angular con un ángulo menor al teórico debido a la repulsión de lo pares de electrones solitarios. b) En el BF, los enlaces B F son polares ya que el flúor es más electronegativo que el boro. En el agua los enlaces también son polares ya que el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno. c) La molécula de BF es apolar debido a que por su geometría la polaridad de sus enlaces se anula. La molécula de agua es polar, ya que sus enlaces polares no se anulan.

47 Explique: a) Por qué el cloruro de hidrógeno disuelto en agua conduce la corriente eléctrica. b) La poca reactividad de los gases nobles. c) La geometría molecular del tricloruro de boro. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) El HCl es una molécula muy polarizada y que al disolverse en agua forma el ácido clorhídrico que es un ácido fuerte que está disociado en sus iones que son los responsables del transporte de la corriente eléctrica. b) Debido a la configuración de su última capa gran estabilidad. 6 n s p (excepto el helio 1s ) que les confiere una c) El boro se rodea de tres nubes electrónicas para alojar tres pares enlazantes (tipo AB ), por tanto, su geometría es triangular plana con ángulos de 10º.

48 Dadas las siguientes moléculas: F, CS, CH, CH, HO y NH. Indique en cuál o cuáles: a) Todos los enlaces son simples. b) Existe algún doble enlace. c) Existe algún triple enlace. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B Escribimos las fórmulas de Lewis para estas moléculas: a) En las moléculas de flúor, agua y amoniaco todos los enlaces son simples. b) En las moléculas de disulfuro de carbono y de eteno hay dobles enlaces. c) Sólo en la molécula de etino hay triple enlace.

49 a) Represente la estructura de la molécula de agua mediante el diagrama de Lewis. b) Deduzca la geometría de la molécula de agua mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Por qué a temperatura ambiente el agua es líquida mientras que el sulfuro de hidrógeno, de mayor masa molecular, es gaseoso?. QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO. OPCIÓN A a) El átomo de oxígeno con 6 electrones en su capa de valencia ( s p ), se une a dos átomos de hidrógeno compartiendo los dos pares de electrones de los enlaces covalentes, quedando los otros dos pares de electrones libres rodeándolo. La estructura de Lewis para la molécula de agua es, según lo expuesto: ** * * * * ** H O H b) La teoría RPECV dice: los pares de electrones compartidos y libres situados alrededor del átomo central, adquieren determinadas direcciones en el espacio, para conseguir la mínima repulsión entre ellos. Por ello, en la molécula de agua los enlaces se dirigen en el espacio hacia ambos lados del átomo de oxígeno formando un ángulo de 10,5 º; la geometría de la molécula es angular: H ** O ** H c) En el agua las moléculas se unen entre sí por enlaces de hidrógeno. Estos enlaces se forman cuando en la molécula, un átomo de hidrógeno se une covalentemente a un átomo de pequeño tamaño y muy electronegativo (F, O o N), razón por la que el par de electrones del enlace se desplaza, en este caso, hacia el átomo de oxígeno, apareciendo sobre éste una carga parcial negativa y sobre el átomo de hidrógeno una carga parcial positiva. El dipolo formado hace que el polo positivo de una de las moléculas de agua sea atraído, electrostáticamente, por el polo negativo y par de electrones no compartidos del átomo de oxígeno de otra molécula vecina, quedando cada molécula unida tetraédricamente a cuatro moléculas vecinas. Esta atracción molecular es bastante más intensa que las atracciones debidas a las fuerzas de Van der Waals que unen las moléculas de sulfuro de hidrógeno, por lo que el agua es líquida en condiciones normales y el sulfuro de hidrógeno gas.

50 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 008 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción B Reserva 1, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción B

51 Indique, razonadamente, cuántos enlaces y cuántos tienen las siguientes moléculas a) Hidrógeno. b) Nitrógeno. c) Oxígeno. QUÍMICA JUNIO EJERCICIO. OPCIÓN B a) La molécula de hidrógeno tiene un enlace simple, por lo tanto, tiene un enlace. b) La molécula de nitrógeno tiene un enlace triple, por lo tanto, tiene un enlace y enlaces. c) La molécula de oxígeno tiene un enlace doble, por lo tanto, tiene un enlace y 1 enlaces.

52 Deduzca, según la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia, la geometría de las siguientes moléculas e indique la polaridad de las mismas: a) Amoniaco. b) Tricloruro de boro. c) Metano. QUÍMICA RESERVA 1 EJERCICIO OPCIÓN A a) Es una molécula del tipo AB E, tres pares de electrones compartidos y uno sin compartir. Es una pirámide triangular. Es una molecular polar. b) Es una molécula del tipo AB, tres pares de electrones compartidos. Es una molécula triangular plana. Es una molecular apolar, ya que debido a su geometría se anulan los dipolos de cada enlace. c) b) Es una molécula del tipo AB, cuatro pares de electrones compartidos. Es una molécula tetraédrica. Es una molecular apolar, ya que debido a su geometría se anulan los dipolos de cada enlace.

53 Indique qué tipo de enlace hay que romper para: a) Fundir cloruro de sodio. b) Vaporizar agua. c) Vaporizar n-hexano. QUÍMICA RESERVA EJERCICIO. OPCIÓN A a) Será preciso romper los enlaces que mantiene unidos a los iones en el cristal, es decir, el enlace iónico. b) Cuando se vaporiza agua se sigue teniendo la misma sustancia pero en estado gaseoso, es decir, habrá que romper los enlaces que mantienen unidas a las moléculas de agua en estado liquido para que estas queden libres, es decir, hay que romper los enlaces de hidrógeno. c) Hay que realizar lo mismo que en el caso anterior, pero en este caso no se trata de enlaces de hidrógeno, sino de fuerzas de Van der Waals.

54 Para las moléculas de tetracloruro de carbono y agua: a) Prediga su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. b) Indique la hibridación del átomo central. c) Justifique si esas moléculas son polares o apolares. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) El tetracloruro de carbono es una molécula del tipo AB, cuatro pares de electrones compartidos, luego, tiene forma tetraédrica. La molécula de agua es una molécula del tipo AB E, alrededor del oxígeno hay cuatro pares de electrones, dos compartidos y dos sin compartir, su forma es angular plana. b) En el tetracloruro de carbono, alrededor del carbono hay cuatro pares de electrones compartidos por lo que se necesitan cuatro orbitales para formar los cuatro enlaces sigma, es decir, el carbono presenta una hibridación sp. En el agua, alrededor del oxígeno hay cuatro pares de electrones (dos compartidos y dos sin compartir) por lo que se precisan cuatro orbitales, dos para los dos enlaces sigma y dos para los dos pares sin compartir, luego, el oxígeno tiene hibridación sp. c) En el tetracloruro de carbono los enlaces son polares, pero la geometría de la molécula hace que los cuatro dipolos se anulen y la molécula resulte apolar. En el agua los dos dipolos no se anulan debido a la geometría de esta molécula, con lo cual resulta ser una molécula polar.

55 Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Algunas moléculas covalentes son polares. b) Los compuestos iónicos, cuando están fundidos o en disolución, son buenos conductores de la electricidad. c) El agua tiene el punto de ebullición más elevado que el resto de los hidruros de los elementos del grupo 16. QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Verdadero. Si son moléculas biatómicas, basta que sus átomos tengan diferente electronegatividad para que sean polares (Ejemplo: HCl ). Si están formadas por más de dos átomos, ha de haber diferencias de electronegatividad entre los mismos y, además, debe suceder que los momentos bipolares formados en cada uno de los enlaces de las moléculas no se anulen (Ejemplo: NH ). b) Verdadero. Son conductores de ª especie. Para que una sustancia sea buena conductora de la electricidad ha de cumplir dos condiciones: que posea cargas (los compuestos iónicos la poseen) y que éstas se puedan mover por acción de una diferencia de potencial (si la sustancia iónica está fundida o en disolución, las cargas se podrán mover libremente). c) Verdadero. Es debido a los enlaces de hidrógeno que posee el agua. La molécula de agua posee un átomo de oxígeno que es mucho más electronegativo que el hidrógeno, atraerá hacia sí los electrones de los enlaces covalentes que formas y se generará un dipolo en la molécula que provoca la formación de enlaces de hidrógeno entre dicha molécula y las contiguas. Esto se traduce en un aumento de los puntos de ebullición de la sustancia. De hecho, a temperatura ambiente tendría que presentarse en estado gaseoso, sin embargo, se presenta en estado líquido que no hierve hasta los 100ºC.

56 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 009 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción B

57 Dada la molécula CCl a) Represéntela mediante estructura de Lewis. b) Por qué la molécula es apolar si los enlaces están polarizados?. c) Por qué a temperatura ambiente el CCl es líquido y el CI es sólido?. QUÍMICA JUNIO. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Diagrama de Lewis b) Los enlaces están polarizados hacia el cloro ya que éste es más electronegativo que el carbono. La distribución espacial de los átomos es tetraédrica estando el átomo de carbono en el centro de un tetraedro y los átomos de cloro en los vértices; de esta forma, los momentos dipolares de los cuatro enlaces se neutralizan entre sí danto lugar a un momento dipolar total igual a cero por lo que la molécula es apolar. c) El CI es sólido, a temperatura ambiente, porque es una molécula con un mayor tamaño que la de CCl ya que los átomos de yodo son mayores que los de cloro. Esto hace que los enlaces intermoleculares (por fuerzas de Van der Waals) sean mayores en CI que en CCl y así las moléculas se atraen más fuertemente dando lugar a una sustancia con mayores puntos de fusión y de ebullición. Las fuerzas intermoleculares aumentan con el tamaño de las moléculas.

58 Dadas las moléculas CF y NH a) Represente sus correspondientes estructuras de Lewis. b) Establezca su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Indique la hibridación del átomo central. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A La estructura de Lewis para la molécula de CF es: Es una molécula AX tetraédrica en donde el átomo central utiliza la hibridación La estructura de Lewis para la molécula de NH es: sp. Es una molécula AX E piramidal en donde el átomo central utiliza la hibridación sp.

59 a) Justifique la naturaleza del enlace que se formará cuando el oxígeno se combine con calcio. b) Justifique la naturaleza del enlace que se formará cuando el oxígeno se combine con hidrógeno. c) Cuál de los dos compuestos formados tendrá mayor punto de fusión? Razone la respuesta. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Iónico. Ya que los elementos implicados tienen elevadas diferencias de electronegatividad, se produce una transferencia electrónica casi total de un átomo a otro formándose iones de diferente signo y colocándose en una red cristalina que forman todos los compuestos iónicos b) Covalente. Se produce un enlace covalente por compartición de electrones entre ambos. Aunque hay diferencia de electronegatividad entre ellos, no es suficiente como para que se produzca una transferencia de electrones, razón por la que el enlace, a pesar de ser covalente, estará muy polarizado. c) Óxido de calcio. El óxido de calcio es un sólido cristalino a temperatura ambiente, en el que habrá que aportar gran cantidad de energía para fundirlo. El agua es líquida a temperatura ambiente. El óxido de calcio tendrá mucho mayor punto de fusión que el agua.

60 Para la molécula GeH : a) Establezca su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. b) Indique la hibridación del átomo central. c) Ordene, de forma razonada, de menor a mayor punto de fusión los compuestos CH y GeH. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones enlazantes), tendrá forma tetraédrica. b) El germanio presenta una hibridación sp. c) CH GeH

61 Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) La molécula de BF es apolar aunque sus enlaces están polarizados. b) El cloruro de sodio tiene menor punto de fusión que el cloruro de cesio. c) El cloruro de sodio sólido no conduce la corriente eléctrica y el cobre sí. QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Verdadera. Tiene enlaces polares, pero debido a su geometría que es triangular plana, la molécula resulta apolar. b) Falsa. Los puntos de fusión de los compuestos cristalinos depende de su energía reticular y en el caso del cloruro de sodio su energía reticular es mayor que la del cloruro de cesio. c) Verdadera. El cloruro de sodio en estado sólido no conduce la corriente eléctrica pues sus iones están fijos en la red cristalina. El cobre si pues es un metal y los electrones tienen movilidad.

62 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 010 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Junio, Ejercicio, Opción A Reserva 1, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción B

63 Supongamos que los sólidos cristalinos NaF, KF, y LiF cristalizan en el mismo tipo de red. a) Escriba el ciclo de Born-Haber para el NaF. b) Razone cómo varía la energía reticular de las sales mencionadas. c) Razone cómo varían las temperaturas de fusión de las citadas sales. QUÍMICA JUNIO. EJERCICIO. OPCIÓN A a) 1 F (g) Na (s) + Q F NaF (cristal) S D/ U Na (g) + F (g) P.I. Na (g) F (g) A.E. b) La energía reticular varía: LiF NaF KF. Ya que suponiendo que cristalizan en el mismo tipo de red y como la carga de los iones es la misma en todos los casos, y puesto que el tamaño del anión es el mismo, la única diferencia entre ellos está en el tamaño del catión. El tamaño del catión aumenta en este orden: Li Na K y la energía reticular es menor cuanto mayor es el radio del catión, ya que habrá más separación entre las cargas eléctricas. c) La temperatura de fusión es mayor cuanto mayor es la energía reticular ya que se necesita una mayor energía para separar los iones entre sí y romper la red cristalina, luego, el orden de temperatura de fusión será: LiF NaF KF

64 Dadas las moléculas PH y Cl O : a) Represente sus estructuras de Lewis. b) Establezca sus geometrías mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Indique la hibridación del átomo central. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Estructura de Lewis b) Geometría molecular (RPECV) Según la teoría RPECV, alrededor del fósforo hay cuatro pares de electrones, tres compartidos y uno sin compartir. Es del tipo AB E y su forma será plana piramidal triangular. Según la teoría RPECV, alrededor del oxígeno hay cuatro pares de electrones, dos compartidos y dos sin compartir. Es del tipo AB E y su forma será plana angular. c) Hibridación: Cuatro pares de electrones (cinco del fósforo y tres de los hidrógenos) precisan cuatro orbitales híbridos alrededor del fósforo. Será hibridación sp. Cuatro pares de electrones (seis del oxígeno y dos de los dos cloros) precisan cuatro orbitales híbridos alrededor del oxígeno. Será hibridación sp.

65 En función del tipo de enlace explique por qué: a) Una disolución acuosa de Cu(NO ) conduce la electricidad. b) El SiH es insoluble en agua y el NaCl es soluble. c) El punto de fusión del etano es bajo. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Verdadero. Los compuestos iónicos son conductores de ª especie. Para que una sustancia sea buena conductora de la electricidad ha de cumplir dos condiciones: que posea cargas (los compuestos iónicos las poseen) y que éstas se puedan mover por acción de una diferencia de potencial (si la sustancia iónica está disuelta o en disolución, las cargas se podrán mover libremente). b) Se debe a que, como el agua es un disolvente muy polar, disolverá aquellas sustancias que también lo sean como son los compuestos iónicos ( NaCl) pero no podrá disolver las sustancia covalentes que son apolares como es el caso del SiH. c) Es así porque las únicas fuerzas que mantienen unidas a sus moléculas son fuerzas de dispersión o de London (fuerzas de Van der Waals) que, además, en este caso serán muy débiles ya que posee una masa molecular muy pequeña.

66 Para la molécula CH Cl : a) Establezca su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. b) Razone si es una molécula polar. c) Indique la hibridación del átomo central. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Según RPECV es del tipo AB (cuatro zonas de máxima densidad electrónica alrededor del carbono que corresponden a los cuatro pares de electrones compartidos). Su geometría será tetraédrica pero irregular. El cloro es más electronegativo, atrae más a los pares de electrones y los hidrógenos se cerrarán un poco formando entre sí un ángulo algo menor que 109 5º. b) Por lo dicho sobre la electronegatividad del cloro, la molécula será polar con dipolo eléctrico dirigido hacia el cloro. c) El carbono ha de formar cuatro enlaces de tipo σ, precisa de cuatro orbitales híbridos a su alrededor por lo que tendrá una hibridación de tipo sp.

67 Dadas las siguientes sustancias: Cu, CaO, I, indique razonadamente: a) Cuál conduce la electricidad en estado líquido pero es aislante en estado sólido. b) Cuál es un sólido que sublima fácilmente. c) Cuál es un sólido que no es frágil y se puede estirar en hilos o láminas. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Ser conductor eléctrico en estado líquido o en disolución es característica de los compuestos iónicos, por tanto, se trata del óxido de calcio (CaO). b) Aquel con moléculas unidas por enlaces débiles como las fuerzas de Van der Waals, o sea, el yodo ( I ). c) Muchos metales se pueden hilar y laminar (ductilidad y maleabilidad) y además no son frágiles. Se trata, por tanto, del cobre (Cu).

68 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 011 QUÍMICA TEMA : ENLACES QUÍMICOS Reserva 1, Ejercicio, Opción B Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción A Reserva, Ejercicio, Opción B Septiembre, Ejercicio, Opción B

69 Responda razonadamente a las siguientes cuestiones: a) Por qué a 5 ºC y 1 atm el agua es un líquido y el sulfuro de hidrógeno es un gas. b) Qué compuesto será más soluble en agua, el yoduro de sodio o el yoduro de cesio. c) Discuta la polaridad de las moléculas de NH y de yodo molecular, respectivamente. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO. OPCIÓN B a) Es debido a los enlaces de hidrógeno que posee el agua. La molécula de agua posee un átomo de oxígeno que es mucho más electronegativo que el hidrógeno, atraerá hacia sí los electrones de los enlaces covalentes que forma y se generará un dipolo en la molécula que provoca la formación de enlaces de hidrógeno entre dicha molécula y las contiguas. Esto provoca un aumento del punto de ebullición de la sustancia. De hecho, a temperatura ambiente tendría que presentarse en estado gaseoso, sin embargo se presenta en estado líquido que no hierve hasta los 100ºC. b) La energía reticular aumenta a medida que aumenta la carga de los iones y a medida que disminuyen la distancia interiónica, o sea, los radios iónicos: En los dos cristales la carga iónica es la misma, +1 y 1, pero el radio iónico del cesio es mucho mayor que el de sodio. La solubilidad crece en orden inverso a la energía reticular. El más soluble será el yoduro de cesio. c) La diferencia de electronegatividad entre el nitrógeno y el hidrógeno hace que aparezcan dipolos en los enlaces entre ambos dirigidos hacia el más electronegativo, el nitrógeno. En este caso se suman los tres momentos dipolares de los tres enlaces y se origina un dipolo total dirigido hacia el átomo de nitrógeno. Para el caso del yodo molecular, como los átomos que se unen son iguales, no hay diferencia de electronegatividad entre ellos y el enlace será apolar. La molécula es apolar.

70 Dadas las especies Cl, KCl, Fe y HO: a) Indique el tipo de enlace que presenta cada una. b) Qué tipo de interacción hay que vencer para fundirlas cuando están en estado sólido? c) Razone qué especies conducirán la corriente eléctrica en estado sólido, cuáles lo harán en estado fundido y cuáles no conducirán la corriente en ningún caso. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) b) Cl : Los átomos de cloro entre sí tienen la misma electronegatividad y formarán un enlace covalente apolar. KCl: El cloro tiende a ganar el electrón que fácilmente pierde el potasio, formarán iones que se atraen y darán lugar a un enlace iónico entre ambos. Fe: Los átomos de hierro liberarán varios electrones dando lugar a cationes que se agrupan en una red cristalina alrededor de los cuales se moverán los electrones formando el llamado gas electrónico. Será pues, un enlace metálico. H O: En el agua hay dos tipos de enlaces: uno intramolecular entre el hidrógeno y oxígeno que será covalente simple y otro intermolecular debido a la polaridad de la molécula de agua y a la presencia de átomos de hidrógeno que formarán los enlaces de hidrógeno. Cl : hay que romper fuerzas de Van der Waals KCl: hay que romper enlaces iónicos Fe: hay que romper enlaces metálicos H O: hay que romper enlaces de hidrógeno. c) Para que una sustancia sea buena conductora de la electricidad ha de poseer cargas (los metales y los compuestos iónicos las poseen) y que éstas se puedan mover por acción de una diferencia de potencial (en los metales se pueden mover y si la sustancia iónica está disuelta o en disolución, las cargas también se podrán mover libremente). Los metales, como el Fe, son pues conductores y los compuestos iónicos, como el KCl, son conductores de ª especie, o sea, cuando están fundidos o disueltos.

71 Dadas las moléculas NH y CCl : a) Represente sus estructuras de Lewis. b) Deduzca sus geometrías mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c) Justifique la polaridad de los enlaces N H y C Cl y de las moléculas NH y CCl QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO. OPCIÓN A a) Las estructuras de Lewis son: b) La molécula de amoníaco es una molécula del tipo AB E, (tres pares de electrones enlazantes y uno no enlazante), tendrá forma de pirámide triangular. La molécula de tetracloruro de carbono es una molécula del tipo AB, (cuatro pares de electrones enlazantes), tendrá forma tetraédrica. Cl N C H H Cl Cl H Cl c) El nitrógeno es más electronegativo que el hidrógeno, con lo cual atrae con más fuerza el par de electrones y el enlace es polar. La molécula de NH es polar, ya que los tres enlaces N H son polares y la suma de los vectores momento dipolar no es nula, sino que está dirigida hacia la zona donde se encuentra el átomo de nitrógeno. El cloro es más electronegativo que el carbono, con lo cual atrae con más fuerza el par de electrones y el enlace es polar. La molécula de CCl es apolar, ya que los momentos dipolares de los cuatro enlaces C Cl se anulan debido a la geometría de la molécula.