CUESTIONES y PROBLEMAS de ENLACE QUMICO 1. a) Escribir las configuraciones electrnicas de los tomos: X (Z = 19) e Y (Z = 17). b) Justificar el tipo de enlace que se formar cuando se combinen X-Y o Y-Y. c) Justificar si las dos especies formadas en b) son solubles en Agua. 2. Dadas las especies qumicas: Cl2, HCl y CCl4, a) Indicar el tipo de enlace que existir en cada una. b) Justificar si los enlaces estn polarizados. c) Razonar si dichas molculas son polares o apolares. 3.Representar las frmulas electrnicas por puntos (Estructuras de Lewis) para cada una delas especies que seindican,y acontinuacin, utilizando elModelo dela RPECV, predecir la geometra de esas mismas especies: a) NH3; b) BeBr2; c) CCl4. 4. Razonar qu tipo de enlace o fuerza de atraccin se rompe al: a) Fundir Bromuro de Litio. b) Fundir xido de Calcio. c) Disolver Bromo molecular en Tetracloruro de Carbono. d) Evaporar Agua. 5.Cul de las siguientes afirmaciones es verdadera? a) La molcula de Hidrgeno, H2, presenta un enlace covalente polar. b) Todos los metales son duros y de alto punto de fusin. c)ElClorurodeSodioestformadoporunareddeionesenlaquecadainest rodeado por seis iones de signo contrario. d) El Diamante est formado por tomos de Carbono unidos por dos enlaces covalentes. e) Los enlaces por Puente de Hidrgeno son ms fuertes que los covalentes. 6.ApartirdelasconfiguracioneselectrnicasdeloselementosNitrgeno,Oxgenoy Flor,razonarlasestructurasmolecularesdedichoselementosylasestequiometras de sus compuestos hidrogenados. 7. Una de las afirmaciones siguientes sobre el enlace qumico es falsa. Razonar cul. a) El Metano es una sustancia covalente. b)Lassustanciascovalentessedisuelvengeneralmenteendisolventesapolares, como la Gasolina. c)Unamolculadiatmicaespolarsilostomosqueestnunidosporenlace covalente tienen diferente electronegatividad. d)EnlamolculadeClorurodeHidrgeno,losdoselectronesdelenlaceson aportados por el Cloro. e)La molcula diatmica del Cloro es apolar. 8. a) Dar dos ejemplos de sustancias moleculares y dos de slidos covalentes o atmicos. b) A qu se debe la diferencia de propiedades que tienen ambos tipos de sustancias? 9. Se comprueba por va experimental que el HF tiene un punto de ebullicinmayor que loquelecorrespondeporserhalogenurodehidrgeno.Cmosepodraexplicareste comportamiento? Solucin a las Cuestiones y Problemas sobre El Enlace Qumico 1. a) X (Z = 19) 19X : 1s2-2s22p6-3s23p6-4s1 Es el potasioK Y (Z = 17) 17Y : 1s2-2s22p6-3s23p5 Es el cloroCl b)Launindeunelementometlicodebajaelectronegatividadydeunelementono metlicocomoelclorodeelevadaelectronegatividaddalugarauncompuestoinico, dado que el potasio tiene, tendencia a perder el electrn de la ultima capa, y el cloro tiene tendencia a captarlo, y de esta forma se producen iones que quedan enlazados por fuerzas de atraccin electrosttica.EnelcasoY-Yloqueseformaesuncompuestocovalentecomoeselclorogaseoso, compartiendo un par electrnico.c)ElcompuestoKClessolubleenaguaqueesundisolventepolar,laenergade hidratacindecadainconelaguaesmayorquelaenergaquemantieneunidoslos iones, y por tanto el KCl se disuelve. El Cl2 es un compuesto covalente y por tanto no se disuelve en agua. 2. Cl2; HCl; CCl4. a) Son compuestos covalentes. b) El enlace Cl-CldelCl2 es apolar; el enlace H-Cl del HCl es polar por la diferencia de electronegatividades, as como los enlaces C-Cl del CCl4 por el mismo motivo. c) El Cl2 es una molcula lineal apolar, elHCl es una molcula lineal polary por tanto tieneunmomentodipolar,elCCl4esunamolculatetradrica,yporladistribucin simtrica de sus enlaces polares su momento dipolar resultante es cero. 3. Las estructuras Lewis de las molculas de NH3, BeCl2, y CCl4 son: Enlamolculadeamoniacoelnitrgenoqueeseltomocentraldelamolculaest rodeado por cuatro pares de electrones, tres enlazantesy un par de electroneslibres,lo que hace que la molcula no sea tetradrica sino de pirmide triangular, porque el par de electrones libres fuerza a los pares de electrones de enlace, y eso hace que el ngulo de enlace H-N-H no sea de 109,5 sino de 107,5. La molcula de BeCl2 es lineal porque los dos pares de electrones que hay alrededor del berilio tienen que disponerse as por cuestiones de repulsin electrosttica. EnelcasodelamolculadeCCl4comohaycuatroparesdeelectronesdeenlacela molcula es tetradrica con el C en el centro del tetraedro y los cloros en los vrtices del tetraedro. 4.a) Fundir bromuro de litio supone romper su estructura cristalina, la de uncompuesto inico, los iones se separan de sus posiciones rgidas, y adquieren la propiedad de fluir o de desplazarse, es decir se rompe el enlace inico b) Fundir xido clcico supone romper el enlace inico lo mismo que en el caso anterior c) El bromo molecular es un liquido y lo que hacemos es solubilizarlo en el Tetracloruro de Carbono separando las molculas de bromo lo que supone romper las fuerzas de Van der Waals que las mantenan unidas. d)Suponequelasmolculasdeaguaenestadoliquidoescapandesusuperficieypor tanto supone romper el enlace por puente de hidrogeno. ClBe- Cl Cl Cl - C - Cl Cl H HN: H d) Evaporar agua. En el agua lquida las molculas de H2O estn unidas entre s por enlaces por puente de hidrgeno,ademsdelasfuerzasdeVanderWaals.Cuandohierve,lasmolculasse separanhacindoseindependientesunasdeotras.Porellohanderompersedichos enlaces, as como las fuerzas de Van der Waals. 5. a) falsa a)falsa b)verdadera c)falsa d)falsa 6. Configuraciones electrnicasson: N: 1s2-2s22p3 O: 1s2-2s22p4 F: 1s2-2s22p5 La frmula molecular del N2. SegnlaTeoradeLewisdelenlacecovalentecadatomotiendearodearsede8 electrones. Los electrones tericos necesarios son 16. Los electrones disponibles 10. Los electrones a compartir son 16 - 10 = 6, que representan un triple enlace nitrgeno -nitrgeno, porque cada enlace es un par de electrones. Los electrones no enlazados son 10 - 6 = 4, que corresponden a dos pares no enlazantes, uno sobre cada nitrgeno. La formula molecular del O2. Los electrones tericos necesarios son: 16. Los electrones disponibles son: 12. Los electrones a compartir son: 4, que representan un doble enlace oxigeno oxgeno. Los electrones no enlazados son 12 - 4 = 8, que corresponden a 4 pareslibres, 2 sobre cada tomo de oxigeno. La formula molecular delF2. Los electrones tericos necesarios son: 16. Los electrones disponibles son: 14. Los electrones a compartir son: 2, que representan un enlace sencillo flor flor. Los electrones no enlazados son: 14 2 = 12 que corresponden a 6 pares de electrones libres, 3 sobre cada tomo de flor. LasestequiometrasdesuscompuestoshidrogenadossonlasmolculasNH3,H2Oy HF. La molcula deNH3 es el resultado del solapamiento de cada uno de los tres orbitales p desapareados del nitrgeno con cada uno de los orbitales s de cada hidrgeno. La molcula deH2O es el resultado del solapamiento de 2 orbitales p desapareados del oxigeno con 2 orbitales s, uno de cada hidrgeno.LamolculadeHFeselresultadodelsolapamientodeunorbitalpdesapareadodel tomodeflorconunorbitalsdeuntomodehidrgenoparaformarelenlace hidrgeno flor. 7. La d) es la falsa. Eltomodeclorotieneunorbitalpdesapareadoconunsoloelectrnyeltomode hidrgeno tiene un orbital s con un solo electrn que es el que se solapa con el orbital p delcloroparadarlugaralenlaceH-Cl.Elcloroloquetieneesapetenciaparacaptar electrones para completar su capa externa con 8 electronesy por tanto no puede aportar un par de electrones para formar el enlace que sera covalente dativo. 8.a) De compuestos moleculares podemos citar el metano CH4 y el HCl y como slidos covalentes la slice (SiO2) y como atmicos el diamante. b) A que los primeros como el CH4 y HCl son sustancias gaseosas, que tienen puntos de fusin y ebullicin bajos. Mientras que las segundas tienen una estructura muy rgida, cristales constituidos por un nmeromuyelevadodetomosigualesodistintosunidosentresi.Estoscompuestos tienen altos puntos de fusin y ebullicin. 9.ElHFtieneunpuntodefusinyebullicinmayorqueporejemploelsiguiente halogenurodehidrgenoqueeselHCl.LaexplicacinseencuentraenqueenelHF pueden asociarse sus molculas formando enlaces por puente de hidrgeno cosa que no ocurreenelHClporquelostomosdeclorosonmsgrandesquelosdeflory,por tanto,nocumpleelrequisitodequeeltomotienequeserpequeoydeelevada electronegatividad para que pueda dar enlace por puente de hidrgeno. H-F- -H-F- -H-F