Técnico Profesional QUÍMICA

Transcripción

1 Programa Técnico Profesional QUÍMICA Geometría molecular Nº Ejercicios PSU 1. La siguiente figura muestra la estructura del gas metano. C Al respecto, qué valor adopta el ángulo de enlace en este compuesto? A) 90,0º B) 104,0 C) 109,5 D) 120,0 E) 180,0 GUICTC043TC33-A16V1 2. Cuál es la representación de Lewis correspondiente al ion calcio? MTP A) [Ca] 2+ B) [Ca] 2+ C) [Ca] 2+ D) [ Ca ] 2+ E) [ Ca ] 2+ Cpech 1

2 QUÍMICA 3. Qué tipo de geometría molecular exhibirá el tetracloruro de carbono (C 4 )? A) Lineal B) Triangular plana C) Tetraédrica D) Piramidal E) Angular 4. Según la configuración electrónica, cuáles de las siguientes especies cumplen con la regla del octeto? A) Na +, 2 y B) Na, 2 y C) Na +, K + y Li D), Br y I E) Na +, 2 y 5. La molécula diatómica del nitrógeno (N 2 ) presenta A) 1 par de electrones enlazantes y 4 pares no enlazantes. B) 2 pares de electrones enlazantes y 3 pares no enlazantes. C) 3 pares de electrones enlazantes y 1 par no enlazante. D) 3 pares de electrones enlazantes y 2 pares no enlazantes. E) 4 pares de electrones enlazantes. 6. La geometría octaédrica corresponde a un tipo de molécula clasificada como A) AB 2 B) AB 3 C) AB 4 D) AB 5 E) AB 6 7. La geometría del ion hidronio ( 3 + ) es de tipo A) angular. B) lineal. C) tetraédrica. D) piramidal trigonal. E) trigonal plana. 2 Cpech

3 GUÍA 8. El ion nitrito (N 2- ) presenta una geometría molecular de tipo A) angular. B) lineal. C) tetraédrica. D) piramidal trigonal. E) trigonal plana. 9. Cuál de las siguientes estructuras de Lewis es correcta? MTP A) C D) N B) C E) C) N 10. Cuál de las siguientes moléculas posee un enlace triple? MTP A) CN B) S 2 C) 2 D) Br E) Br Cuántos pares enlazantes presenta la molécula de amoniaco (N 3 )? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 Cpech 3

4 QUÍMICA 12. A continuación, se presenta la estructura de Lewis de un elemento X. X Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta con respecto a X? A) Su número atómico es 7. B) Pertenece al séptimo periodo del sistema periódico. C) Tiende a formar cationes de carga +1. D) Presenta 7 electrones de valencia. E) Se trata de un gas noble. 13. Considerando la siguiente representación de Lewis B se puede afirmar que la molécula de trifluoruro de boro (B 3 ) A) presenta geometría piramidal trigonal. B) no cumple con la regla del octeto. C) tiene un exceso de electrones de valencia en sus átomos. D) tiene 3 pares de electrones no enlazantes. E) tiene ángulos de enlace de 109,5º. 14. El átomo de azufre es el átomo central en cada una de los siguientes compuestos. En cuál MTP presenta solo un par de electrones no enlazantes? A) 2 S B) S 2 C) S 2 D) S 3 E) S Cpech

5 GUÍA 15. Cuántos pares de electrones no compartidos tiene la molécula de cloro ( 2 ) en su estructura? A) 1 B) 3 C) 6 D) 7 E) Los modelos son muy utilizados en ciencias. Por ejemplo, para determinar si una molécula es polar o no polar, se debe tener en cuenta la electronegatividad de los elementos involucrados y la geometría de la molécula. Para conocer la geometría de las moléculas se utiliza el modelo de repulsión de pares de electrones de valencia, que permite predecir la forma de las moléculas de forma simple. Este modelo está basado en el grado de repulsión electrostática de los pares de electrones de valencia alrededor del átomo. En el texto anterior podemos entender que los modelos en ciencias A) deben ser representaciones detalladas de la realidad, para que puedan ser aplicados por la comunidad científica. B) una vez que son validados por la comunidad científica, es muy difícil que sufran modificaciones. C) son representaciones inexactas de un fenómeno complejo y difícil de describir. D) deben considerar el mayor número posible de variables relacionadas con un fenómeno. E) son representaciones de la realidad que se aceptan como válidas si permiten explicar los datos conocidos. 17. La siguiente tabla indica la distribución de pares de electrones en el átomo central en varias MTP moléculas y su geometría molecular. Molécula Pares enlazantes Pares no enlazantes Geometría molecular Be Lineal 2 2 P Angular N 3 3 Q Pirámide trigonal C Tetraédrica S 6 R 0 ctaédrica Qué valores sustituyen las letras P, Q y R? A) B) C) D) E) P Q R Cpech 5

6 QUÍMICA 18. En la siguiente imagen se observa la geometría molecular del metano (C 4 ) y del amoniaco (N 3 ). 109,5º C N 107,3º El menor valor del ángulo N de la molécula de amoniaco con respecto al ángulo C de la molécula de metano, se debe A) a que el amoníaco adquiere una geometría plana trigonal. B) a la alta interacción que presentan los átomos de hidrógeno en la molécula de amoníaco. C) a que el par libre repele con más fuerza a los pares enlazantes. D) a que toda molécula de geometría angular presenta ese valor de ángulo. E) al aumento de las fuerzas de London que sufre el amoníaco con respecto al metano. 19. De las siguientes moléculas de geometría angular, cuál presenta un mayor ángulo de enlace? MTP A) S 2 B) 2 C) 2 S D) 2 E) S Al realizar la estructura de Lewis para el monóxido de carbono (C), es correcto afirmar que I) el C forma un enlace triple con el. II) se forma un enlace covalente polar dativo. III) presenta una geometría lineal. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III 6 Cpech

7 GUÍA Tabla de corrección Ítem Alternativa abilidad 1 Comprensión 2 Comprensión 3 Comprensión 4 Aplicación 5 Aplicación 6 Reconocimiento 7 Aplicación 8 Aplicación 9 ASE 10 Aplicación 11 Aplicación 12 Comprensión 13 ASE 14 Aplicación 15 Aplicación 16 Comprensión 17 Aplicación 18 ASE 19 ASE 20 ASE Cpech 7

8 QUÍMICA Resumen de contenidos Estructura de Lewis Los electrones de valencia de los átomos se representan mediante las llamadas estructuras de Lewis. En ellas, los electrones de valencia están típicamente graficados mediante puntos y los enlaces, formados por pares de electrones, con líneas. Para dibujar la estructura de Lewis de un compuesto, se siguen los pasos descritos a continuación: 1. Elegir el átomo central. Este generalmente es el menos electronegativo y nunca es hidrógeno. 2. Contar los electrones de valencia de cada átomo, recordando incorporar las cargas si se trata de un ion molecular. 3. Unir el átomo central con los periféricos a través de un par enlazante. 4. Los electrones restantes se sitúan como pares no enlazantes para completar el octeto, comenzando con los átomos periféricos. 5. Si algún átomo no cumple con la regla del octeto, se establecen enlaces múltiples. Por ejemplo, siguiendo los pasos 1 a 4 para el C 2, se obtiene la siguiente estructura de Lewis: C Sin embargo, en esta estructura el carbono solo tiene 4 electrones de valencia, por lo que debemos establecer enlaces dobles, como se muestra a continuación: C C 6. Si hay dudas entre dos estructuras de Lewis válidas, asignar cargas formales (C) a cada átomo. Esta corresponde a la carga hipotética que tiene cada átomo en la estructura de Lewis y se calcula como: C = n e valencia (e no enlazantes e enlazantes) Se prefiere la estructura sin cargas, con la mínima carga formal o con el menor número de átomos con carga formal. Las estructuras con cargas formales del mismo signo en átomos adyacentes son poco probables. Si debe tener carga formal, se prefiere que la carga negativa se sitúe en el átomo más electronegativo. 8 Cpech

9 GUÍA Teoría de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) La estructura de Lewis muestra una representación de las moléculas en dos dimensiones, sin entregar información sobre la disposición espacial de los átomos en la molécula (geometría molecular). La teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia permite predecir la geometría de una molécula, a partir del número de pares de electrones enlazantes y no enlazantes alrededor de un átomo central. De acuerdo a esto, la geometría de la molécula será aquella que permita minimizar las repulsiones entre pares electrónicos que se encuentran alrededor de un átomo central. Cuando solo existen pares enlazantes alrededor del átomo central, estos se disponen con la mayor separación posible. Según el número de pares de electrones enlazantes (B) alrededor del átomo central (A), podemos predecir las siguientes geometrías moleculares: Tipo de molécula Molécula Estructura de Lewis Pares enlazantes AB 2 Be 2 Be 2 Distribución de los pares electrónicos A Be Lineal Geometría de la molécula Lineal 180º AB 3 B 3 B 3 A B 120º Plana trigonal Plana trigonal AB 4 C 4 C 4 A Tetraédrica C Tetraédrica 109,5º AB 5 P 5 P 5 A Bipiramidaltrigonal P Bipiramidal trigonal 90º 120º AB 6 S 6 S 6 ctaédrica S ctaédrica 90º 90º Cpech 9

10 QUÍMICA Los pares de electrones no enlazantes generan mayor repulsión sobre los pares electrónicos vecinos que los pares enlazantes, produciendo una reducción de los ángulos de enlace con respecto a una molécula sin electrones libres alrededor del átomo central. Así, para moléculas con pares de electrones no enlazantes (E) en torno al átomo central, tenemos: Tipo de molécula Molécula Estructura de Lewis Pares enlazantes Pares libres Distribución de los pares electrónicos Geometría de la molécula AB 2 E S 2 S 2 1 S Plana trigonal S angular 119,5º AB 2 E Tetraédrica angular 104,5º AB 3 E N 3 N 3 1 N Tetraédrica N Piramidal trigonal 107,3º inalmente, para iones moleculares, se pueden aplicar las mismas reglas: Tipo de molécula Molécula Estructura de Lewis Pares enlazantes Pares libres Distribución de los pares electrónicos Geometría de la molécula AB 2 E N 2 (Nitrito) N 2 1 N Triangular plana N angular C 2 3 AB 3 (Carbonato) C 3 0 C Triangular plana 2 C Triangular plano AB 3 E CI 3 (orato) 3 1 Tetraédrica Piramidal trigonal 10 Cpech

11 GUÍA Mis apuntes Cpech 11

12 Registro de propiedad intelectual de Cpech. Prohibida su reproducción total o parcial.