Año 2018

Departamento de Electrónica y Automática

Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional de San Juan

Departamento de Electrónica y Automática – Facultad de Ingeniería – UNSJ INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Átomo-Íon – Molécula- Uniones químicas 1

Definiciones:

Mol de moléculas: representa la masa expresada en gramos de 6,023 x 1023 moléculas. Corresponde al peso molecular gramo de las moléculas en cuestión.

El mol hace referencia a 6,023 x 1023 partículas. Por ello podemos hablar de átomos, iones o moléculas. Entonces un mol de átomos corresponde a la masa de 6,023 x 1023 átomos, un mol de iones corresponde a la masa de 6,023 x 1023 iones, etc. Por otro lado:

El Mol se define como la cantidad de materia o masa (expresada en gramos) que contiene un Número de Avogadro de partículas.

El Número de Avogadro surge de determinar experimentalmente el número de átomos que están contenidos en 12 g del isótopo C12. Su valor es igual a 6,023 x 1023 partículas.

Entonces decimos que 1 mol representa la masa de 6,023 x 1023 partículas. Consideramos partículas a los átomos, iones, moléculas, protones, neutrones y electrones. Entonces tendremos moles de cada una de estas partículas y cada uno de estos moles tendrá siempre la misma cantidad; solo varía la partícula en cuestión; decimos entonces que un mol de átomos tiene 6,023 x 1023 átomos, un mol de iones presenta 6,023 x 1023 iones, un mol de protones contiene 6,023 x 1023 protones, etc. Explicado esto, podemos entonces definir al:

peso atómico gramo como la masa expresada en gramos de 6,023 x 1023 átomos de un determinado elemento.

Masa atómica real o peso atómico real Está en el orden de los 10-23g y representa la masa real de cada átomo. En la actualidad existen balanzas con precisiones muy buenas (más de 10-6g) pero a pesar de ello no podemos determinar masas atómicas por pesada directa. Para ello se utiliza el espectrómetro de masas. Al tener valores tan bajos de masa no es conveniente para los químicos utilizarlos. Para ello se aplican otros criterios.

Masa atómica relativa o peso atómico relativo La masa atómica relativa nos dice cuántas veces es más grande la masa real de un átomo, tomando como referencia una unidad. La unidad empleada es la UMA (unidad de masa atómica) y equivale a la doceava parte de la masa real del isótopo C12.

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¿Por qué se utiliza C12? Porque es un isótopo natural bastante estable y abundante en la naturaleza. Por espectroscopia de masas se determinó la masa real del C12, dando un valor de 1,99 x 10-23 g.

UMA = 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒊𝒔ó𝒕𝒐𝒑𝒐 𝒅𝒆 𝑪𝟏𝟐

𝟏𝟐 =

𝟏,𝟗𝟗 𝒙 𝟏𝟎−𝟐𝟑 𝒈

𝟏𝟐= 1,66 x 10 -24 g

La masa de cualquier átomo expresada en gramos es igual al peso atómico de ese átomo dividido por el número de Avogadro (6,02 x 1023 átomos por cada átomo gramo). Teniendo en cuenta esto, para el Carbono tendremos otra manera de calcular su masa:

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑛 á𝑡𝑜𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝐶12 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑡ó𝑚𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐶12

𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑣𝑜𝑔𝑎𝑑𝑟𝑜

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑛 á𝑡𝑜𝑚𝑜 𝑑𝑒 𝐶12 = 12

6, 023 𝑥 1023 = 1,99 𝑥 10−23

Peso atómico gramo, masa molar atómica o átomo gramo Corresponde al peso atómico relativo pero se le asigna la unidad gramo y como representa un mol de átomos se expresa en unidades de g/mol.

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1- Definir el concepto de ION ¿Cómo se forman los aniones, y los cationes?

2- ¿Qué Elementos son electropositivos y cuáles electronegativos? ¿Dónde están situados en la T.P.?

3- ¿Sólo la electronegatividad desempeña un papel importante en el carácter polar o no polar de una molécula?

4- Tanto el agua como el dióxido de carbono, están formadas por elementos con diferente electronegatividad. Explicar por qué una molécula es polar y la otra no

5- ¿Cómo es la interacción entre moléculas para los siguientes casos: a) entre moléculas polares b) entre molécula polar y no polar c) entre moléculas no polares

6- Clasificar las fuerzas intermoleculares de Van der Waals

7- ¿Cuándo se obtiene un dipolo inducido o transitorio?

8- La unión covalente se forma cuando:

a) Se comparten electrones aportados por un solo elemento.

b) Un átomo pierde electrones y el otro los recibe.

c) Se comparten electrones entre dos átomos, aportando electrones cada elemento.

d) Existen iones en un compuesto.

9- Los compuestos con unión química covalente tienen, en general las siguientes características:

a) Son a presión y temperatura normal, gases o líquidos de bajo punto de ebullición o sólidos de bajo punto de fusión.

b) Forman moléculas.

c) No conducen la corriente eléctrica.

d) Sólo fundidos son conductores de la corriente eléctrica.

10- En la unión covalente coordinada hay:

a) Participación de un par de electrones, aportado por un solo elemento.

b) Un átomo dador y otro receptor.

c) Coparticipación de un par de electrones, aportando cada átomo un electrón.

d) Formación de iones, ya que un átomo pierde electrones y otro lo gana.

11- Las uniones químicas se forman para que:

a) Los átomos tengan una configuración estable.

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b) Los átomos adquieran la configuración electrónica de los gases nobles.

c) Los átomos se encuentran rodeados de 8 electrones en su última capa.

d) Todas las respuestas son correctas.

12- ¿Qué diferencias existen entre los enlaces electrovalentes y covalentes?

13- ¿Qué tipo de enlace se establece entre moléculas de agua?

14- Emplear puntos y asteriscos para indicar los electrones y representar las estructurasde:

a) Peróxido de hidrógeno (H2O2).

b) Cloro (Cl2).

c) Trióxido de dinitrógeno (N2O3).

d) Oxido de sodio (Na2O).

e) Amoníaco (NH3).

f) Cloruro de amonio (NH4Cl).

g) Dióxido de azufre

h) trióxido de azufre

15- Indicar una molécula típicamente no polar.

16- Indicar una molécula típicamente covalente polar

17- En la unión o enlace de los átomos pueden presentarse los siguientes casos: (escribir la respuesta correcta)

1. Enlace covalente, si hay atracción electrostática.

2. Enlace iónico, si comparten los electrones.

3. Enlace metálico, cuando el par de electrones es aportado solamente por uno de ellos.

4. Enlace coordinado o dativo, so los electrones de valencia pertenece en común a todos los átomos.

18- Sería de esperar en las uniones químicas entre átomos diferentes, desplazamientos de la nube electrónica? ¿Hacia cuál elemento?

19- En los siguientes compuestos, cuales forman cristales iónicos y cuáles moléculas?

NaCl NH3 O2 KI CH4

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20- Marcar en cada caso lo correcto. La unión iónica se produce entre un elemento de bajo potencial de ionización y otro de:

a) baja afinidad electrónica

b) baja electronegatividad

c) bajo potencial de ionización

d) elevada afinidad electrónica

En la unión covalente los átomos:

a) comparten electrones

b) ceden electrones

c) transfieren electrones

d) ganan electrones

La electronegatividad es la capacidad que posee un átomo para:

a) repelerelectrones b) compartirelectrones c) atraerelectrones d) transferirelectrones

Cuando la diferencia de electronegatividad entre dos átomos es mayor de 1,7 la unión es:

a) iónica b) covalente polar c) covalente no polar d) covalente coordinada

Cuando el par de electrones compartidos es aportado por uno solo de los átomos, la unión es:

a) iónica

b) covalente polar

c) covalente no polar

d) covalente coordinada

21- Se tienen cuatro elementos de números atómicos 9, 12, 24 y 30. Determina:

a) las estructuras electrónicas

b) las valencias con que se combinan con el hidrógeno y con el oxígeno

c) el carácter metálico o no metálico de estos elementos

d) ordénalos por orden creciente de sus potenciales de ionización.

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22- A dos elementos químicos les corresponden los números atómicos 17 y 55. a) Escriba sus configuraciones electrónicas; b) justifique su carácter metálico y no metálico; c) razone cuál es más electronegativo; d) razone cuál tiene mayor volumen atómico.

23- Dados los elementos Bromo y Sodio, indicar: a) configuración electrónica de cada uno de ellos; b) tipos de enlace consigo mismo y entre sí.

24- A partir de las teorías que describen el enlace metálico, explique las siguientes propiedades: a) conductividad eléctrica; b) ductilidad y maleabilidad. c) Explica brevemente las bandas de un conductor, un semiconductor y un aislante.

25- a) ¿Qué tipo de enlace N - H existe en el amoniaco? b) ¿Y entre los átomos de K, en el potasio sólido?

26- a) Escriba las estructuras de Lewis de las siguientes sustancias: BeF2; N2; CCl4; C2H2. Números atómicos: Be=4; F=9; N=7; C=6; Cl=17; H=1. b) Razone si la reacción entre un metal y un no metal puede dar lugar a un compuesto con enlace fuertemente covalente.

27- Para las siguientes especies: F2; NaCl; CsF; H2S; AsH3; SiH4, explique razonadamente: a) cuáles tendrán enlaces covalentes puros; b) cuáles tendrán enlaces covalentes polares; c) cuáles tendrán enlaces iónicos; d) ¿cuál será el enlace con mayor carácter iónico. Datos: electronegatividades de Pauling: F=4,o; Na=0,9; Cl=3,0; Cs=0,7; H=2,1; S=2,5; As=2,0; Si=1,8

28- Dadas las siguientes sustancias: CS2 (lineal), HCN (lineal), NH3 (piramidal) y H2O (angular), a) escriba sus estructuras de Lewis; b) justifique su polaridad. Datos: números atómicos: C=6; S=16; N=7; O=8; H=1.

29- Leer el listado de propiedades e indicar cuando corresponde a un enlace iónico o a uno covalente

- solubles en agua - punto de ebullición alto

- punto de ebullición bajo - solubles en nafta

- no conducen la electricidad - estructura cristalina iónica

- son electrolitos

30- ¿Por qué se produce la unión puente de hidrógeno en el agua, cuales son las consecuencias de dicha unión en las propiedades del agua?

31- Calcular la masa de una molécula de agua.

Rta: 1,08 x 1025g

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32- Ordenar de mayor a menor el número de moléculas que contienen: a. 20 g de agua b. 1025 moléculas de O2 c. 1,3 moles de Al2O3

Rta:O2>Al2O3>H2O

33- Calcular el número de átomos de azufre y de hidrógeno contenidos en 25 g de H2S.

Rta: 4,43 x 1023 át. de S; 8,85 x 1023 át.de H

34- ¿Cuántos moles de nitrógeno hay en 1,2 · 1024 moléculas?

Rta: 1,99 moles N2

35- Calcula el número de átomos contenidos en 12,23 mg de cobre.

Rta: 1,16 x 1020 átomos

36- Una muestra de 1 gramo de un elemento contiene 1,5 x 1022 átomos, ¿cuál es la masa atómica del elemento?

Rta: 40,13 g/mol

37- ¿Cuál de las siguientes cantidades contiene el mayor número de átomos?:

a. 8,32 g de Zn b. 0,16 at-gr de Zn c. 9,07 x 1022 átomos de Zn.

Rta: b

38- ¿Cuál es el peso de la siguiente mezcla: 0,728 moles de átomos de Ag, 11,105 g de Ag y 8,92 x 1022átomos de Ag?

Rta: 105,67g

39- Calcula el número de moles que hay en:

a. 49 g de ácido sulfúrico b. 20 x 1020 moléculas de sulfúrico

Rta: a) 0,5 moles; b) 3,3 moles

40- Cuál de las siguientes cantidades tienen mayor número de átomos de calcio:56g de Ca; 0,2 moles de Ca y 5 x 1023 átomos de Ca.

Rta: 56g

41- Cuál de las siguientes cantidades tendrá un mayor número de átomos:

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a. 20g de Fé b. 20g de S c. 20g de oxígeno molecular d. 20g de Ca e. 20g de CaCO3

Rta: en la c

42-De una sustancia pura sabemos que la masa de 2 x 1019 moléculas corresponde a una masa de 1,06 mg, ¿cuál será la masa de 1 mol de esa sustancia?

Rta: 31,9g