SOLUCIONES EJERCICIOS DE ENLACE QUÍMICO. 1º BCT

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1 SOLUCIOES EJERCICIOS DE ELACE QUÍMICO. 1º CT 1. La teoría de la repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) dice que los pares electrónicos que rodean al átomo central se disponen lo más alejados posibles para minimizar las repulsiones entre ellos. Para ver la geometría de las moléculas nos ayudamos de las estructuras de Lewis: 3 Tenemos 4 pares de electrones : 1s 2 2s 2 p 3 alrededor del átomo central luego la geometría de los pares : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5 electrónicos (GPE) es tetraédrica, pero de los cuatro pares sólo tres son de enlace por lo que la geometría molecular (GM) es pirámide trigonal. 2 O O: 1s 2 2s 2 p 4 O O (GPE) es tetraédrica, pero de los cuatro pares sólo : 1s 1 dos son de enlace por lo que la geometría molecular (GM) es angular. 2. a) y b) 4 : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 2 : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5 (GPE) es tetraédrica, como los cuatro pares son de enlace la geometría molecular (GM) es tetraédrica. P 3 P P: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 3 P (GPE) es tetraédrica, pero de los cuatro pares sólo : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5 tres son de enlace por lo que la geometría molecular (GM) es pirámide trigonal 3 : 1s 2 2s 2 p 1 Tenemos 3 pares de electrones alrededor del átomo central, ya que el boro es una excepción, y lo más : 1s 1 alejado posible que pueden estar es cuando se disponen con geometría triangular plana (GPE), como los tres pares son de enlace la geometría molecular (GM) también es triangular plana c) Para ver la polaridad de las moléculas debemos dibujar los momentos dipolares (µ) de cada enlace y si al sumar todos no se anulan la molécula será polar, en caso contrario será apolar. Los dipolos se representan con vectores que van del átomo menos electronegativo al más electronegativo: 4 Al sumar los cuatro momentos dipolares se anulan entre si y la molécula es apolar µ T =0 El momento dipolar total (µ T ) se anula

2 P 3 P Al sumar los tres momentos dipolares no se anulan entre si y la molécula es polar µ T 0 El momento dipolar total (µ T ) no se anula 3 Al sumar los tres momentos dipolares se anulan entre si y la molécula es apolar µ T =0 El momento dipolar total (µ T ) se anula 3. a) X 2+ : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 esta es la configuración del ion dipositivo, es decir se ha formado por la pérdida de dos electrones por parte del átomo central, luego el átomo neutro tenía la siguiente configuración: X: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 2 el átomo neutro tiene 20 electrones por lo que también tendrá 20 protones, es decir, su número atómico es 20 y se trata del calcio. b) El elemento A tiene 9 electrones y por lo tanto 9 protones luego se trata del flúor. El calcio es un metal y el flúor un no metal luego formarán un enlace iónico. c) X: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 2 El elemento X debe perder dos electrones que le sobran en la última capa A: 1s 2 2s 2 p 5 y el elemento A debe ganar uno para tener configuración de gas noble, luego necesitamos dos átomos de A para que cada uno acepte un electrón de X luego la fórmula será: XA 2 que en este caso sería Ca 2 4. Se trataría de un sólido molecular. no conduce la electricidad no puede ser un metal, si tiene un punto de fusión bajo no puede ser un sólido iónico o covalente y al ser ligeramente soluble en agua y mucho en benceno no puede ser un sólido covalente o atómico que son insolubles. 5. A) La Er es la energía que se desprende cuando se forma 1 mol de compuesto iónico a partir de sus iones en estado gaseoso. a) a y a: 1s 2 2s 2 p 6 3s 1 a El a cede el único electrón de su última capa al y de a + esa forma ambos tienen configuración de gas noble : 1s 2 2s 2 p 5 órmula; a Mg y Mg: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 Mg 2+ Mg Mg : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5 órmula; Mg 2 El Mg cede los dos únicos electrones de su última capa a dos átomos de ya que éstos sólo pueden aceptar uno, de esa forma todos tienen configuración de gas noble.

3 Ca y Se Ca: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 2 Ca 2+ 2 órmula; CaSe Ca Se Se: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 3d 10 4s 2 p 4 Se El Ca cede los dos únicos electrones de su última capa a un átomo de Se y de esa forma todos tienen configuración de gas noble. S y K Ca: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 4s 1 K K S 2 K K + S K + S: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 4 S órmula; K 2 S Cada K cede el único electrón de su última capa al S y de esa forma ambos tienen configuración de gas noble. + + ) a y K La energía reticular (Er) aumenta con la carga de los iones y cuando disminuye el radio de los mismos. Los dos compuestos tienen iones con la misma carga por lo que nos fijamos en el radio: r a + <r k + ya que el a está situado más arriba en el sistema periódico r <r ya que el está situado más arriba en el sistema periódico Por lo tanto la Er del a es mayor que la del K y por lo mismo tiene más punto de fusión Mg 2 y CaO r Mg 2+ <r Ca 2+ ya que el Mg está situado más arriba en el sistema periódico r <r O 2 ya que el está situado más arriba en el sistema periódico y sólo ha ganado un electrón al formar el ion Pero si nos fijamos en las cargas de los iones en el CaO la carga es mayor. En estos casos en que la carga indica que un compuesto tiene más Er y el radio indica lo contrario, tiene más importancia la carga, por lo tanto el CaO tiene mayor Er que el Mg 2 y por lo mismo tiene más punto de fusión. 6. A) y ) I e I 2 Ambas son moléculas diatómicas por lo que son de geometría lineal. En el I el único enlace que hay es polar ya que los átomos son distintos y tienen diferente electronegatividad mientras que en el I 2 el enlace es apolar. Por lo tanto la sustancia polar es el I. 3 y 3 (GPE) es tetraédrica, pero de los cuatro pares sólo tres son de enlace por lo que la geometría molecular µ T 0 (GM) es pirámide trigonal Al sumar los tres momentos dipolares no se anulan entre sí y la molécula es polar.

4 En el caso del 3, como el es una excepción por tener pocos electrones en la capa de valencia, sólo dispone de tres electrones para unirse y por lo tanto sólo tiene a su alrededor 3 pares de electrones. Tenemos 3 pares de electrones alrededor del átomo (GPE) es triangular plana, y como los tres pares son de enlace la geometría molecular (GM) es triangular plana µ T =0 Al sumar los tres momentos dipolares se anulan entre sí y la molécula es apolar. 2 S y e 2 S S (GPE) es tetraédrica, pero de los cuatro pares sólo dos son de enlace por lo que la geometría molecular µ T 0 (GM) es angular. Al sumar los dos momentos dipolares no se anulan entre sí y la molécula es polar. e En el caso del e 2, como el e es una excepción por tener pocos electrones en la capa de valencia, sólo dispone de dos electrones para unirse y por lo tanto sólo tiene a su alrededor 2 pares de electrones. e Tenemos 2 pares de electrones alrededor del átomo (GPE) es lineal, y como los dos pares son de enlace la µ T =0 geometría molecular (GM) es lineal Al sumar los dos momentos dipolares se anulan entre sí y la molécula es apolar 7. a) Deben romperse enlaces iónicos. b) Deben romperse fuerzas intermoleculares del tipo enlace de hidrógeno. c) Deben romperse fuerzas intermoleculares del tipo de uerzas de London o de dispersión (dipolos instantáneos). d) Deben romperse enlaces metálicos. 8. a) also, los compuestos iónicos sólo conducen la electricidad fundidos o disueltos y si nos están hablando de un cristal es que está en estado sólido. b) Cierto, la mayoría son apolares y no conducen la electricidad. c) also por partida doble, por un lado son buenos conductores porque tienen muchos electrones moviéndose por su red metálica y por otro cuando aumenta la temperatura disminuye su conductividad.

5 9. a) e : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 2 El necesita hacer cuatro enlaces para tener configuración de gas noble y el sólo puede : 1s 1 puede hacer una unión por eso necesitamos cuatro átomos de. y : 1s 2 2s 2 p 1 El sólo puede hacer tres enlaces por ser una excepción a la regla del octeto y el sólo puede : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5 puede hacer una unión por eso necesitamos tres átomos de. S y S: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 4 S El S necesita hacer dos enlaces para tener configuración de gas noble y el sólo puede S : 1s 2 2s 2 p 5 una unión por eso necesitamos dos átomos de. b) y c) e central luego la geometría de los pares electrónicos (GPE) es tetraédrica, como los cuatro pares son de enlace la geometría molecular (GM) es tetraédrica. El es más electronegativo que el de ahí la dirección de los momentos dipolares. Al sumar los cuatro vectores se anulan debido a la geometría molecular tetraédica y la molécula es apolar. y Tenemos 3 pares de electrones alrededor del átomo central, ya que el boro es una excepción, y lo más lejos que pueden estar es cuando se disponen con geometría triangular plana (GPE), como los tres pares son de enlace la geometría molecular (GM) también es triangular plana. El es más electronegativo que el de ahí la dirección de los momentos dipolares. Al sumar los tres vectores se anulan debido a la geometría molecular triangular plana y la molécula es apolar. S y S central luego la geometría de los pares electrónicos (GPE) es tetraédrica, como de los cuatro pares sólo dos son de enlace la geometría molecular (GM) es angular. El es más electronegativo que el S de ahí la dirección de los momentos dipolares. Al sumar los dos vectores no se anulan debido a la geometría molecular angular y la molécula es polar.

6 10. a) e 2 e: 1s 2 2s 2 e El e es una excepción por tener pocos electrones en la capa de valencia y sólo puede hacer dos enlaces, luego : 1s 1 e se une a dos hidrógenos. r 3 El necesita hacer tres enlaces para r r : 1s 2 2s 2 p 3 tener configuración de gas noble y el r r sólo puede unirse una vez por lo tanto r: 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 6 3d 10 4s 2 p 5 r se necesitan tres bromos. C 4 C: 1s 2 2s 2 p 2 C El C necesita hacer cuatro enlaces para tener configuración C de gas noble y el sólo puede hacer una unión por eso necesitamos cuatro átomos de. : 1s 2 2s 2 p 5 O 2 O: 1s 2 2s 2 p 4 O El O necesita hacer dos enlaces para tener configuración O de gas noble y el sólo puede una unión por eso : 1s 2 2s 2 p 6 3s 2 p 5 necesitamos dos átomos de.. b) y c) e 2 e Tenemos 2 pares de electrones alrededor del átomo central luego la geometría de los pares electrónicos (GPE) es lineal, y como los dos pares µ T =0 son de enlace la geometría molecular (GM) es lineal Al sumar los dos momentos dipolares se anulan entre sí y la molécula es apolar r 3 r r r µ T 0 central luego la geometría de los pares electrónicos (GPE) es tetraédrica, pero de los cuatro pares sólo tres son de enlace por lo que la geometría molecular (GM) es pirámide trigonal Al sumar los tres momentos dipolares no se anulan entre sí y la molécula es polar.

7 C 4 C central luego la geometría de los pares electrónicos (GPE) es tetraédrica, como los cuatro pares son de enlace la geometría molecular (GM) es tetraédrica. El es más electronegativo que el C de ahí la dirección de los momentos dipolares. Al sumar los cuatro vectores se anulan debido a la geometría molecular tetraédica y la molécula es apolar. µ T =0 O 2 O central luego la geometría de los pares electrónicos (GPE) es tetraédrica, como de los cuatro pares sólo dos son de enlace la geometría molecular (GM) es angular. µ T 0 El O es más electronegativo que el de ahí la dirección de los momentos dipolares. Al sumar los dos vectores no se anulan debido a la geometría molecular angular y la molécula es polar. 11. CI, e, 2, aci, CO 2, S O 2, 2 O CI: sustancia covalente molecular polar e: sustancia metálica 2 : sustancia covalente molecular apolar aci: sustancia iónica CO 2 : sustancia covalente molecular apolar S O 2 : sólido de red covalente 2 O: sustancia covalente molecular polar Los sólidos de red covalente son las sustancias con más punto de fusión generalmente, por detrás vienen las iónicas o las metálicas según el caso, a continuación las sustancias covalentes moleculares polares y luego las apolares. Entre las covalentes polares debemos distinguir las que presentan atracciones de dipolos permanentes de las que tienen enlace de hidrógeno que son fuerzas intermoleculares mayores que las anteriores. Por último debemos distinguir entre las moléculas apolares que se unen por fuerzas de London que aumentan con el tamaño molecular. Teniendo en cuentas esto la clasificación de menor a mayor punto de fusión sería: 2 < CO 2 < CI < 2 O < a < e < S O 2 El 2 y el CO 2 se unen por fuerzas de London pero la molécula de CO 2 es mayor que la de 2. Entre el y el 2 O, la segunda presenta enlace de hidrógeno entre sus moléculas y el no.