ENLACE QUÍMICO. Elemento F O Cl N C S H Electronegatividad 4,0 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 2,1


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1 ENLACE QUÍMICO 1 - a) Diseñe un ciclo de Born-Haber para el MgCl 2. b) Defina el menos cuatro de los siguientes conceptos: - Energía de ionización. - Energía de disociación. - Afinidad electrónica. - Energía reticular. - Calor de formación. - Calor de sublimación. 2 - Cuatro elementos diferentes: A, B, C y D tienen número atómico: 6, 9, 13 y 19, respectivamente. Se desea saber: a) El número de electrones de valencia de cada uno de ellos. b) Su clasificación en metales y no metales. c) La fórmula de los compuestos que B puede formar con los demás, ordenándolos del más iónico al más covalente. 3 - Explique: a) Si las estructuras de Lewis justifican la forma geométrica de las moléculas o si ésta se debe determinar experimentalmente para poder proponer la representación correcta. b) Si cada molécula se representa en todos los casos por una única fórmula estructural. c) Representar las estructuras de Lewis de las siguientes especies: H 2 O y NO 3. d) Justifican las representaciones de las moléculas anteriores la estabilidad de las mismas? 4 - La configuración electrónica de un elemento: a) Permite conocer cuál es su situación en el Sistema Periódico? b) Indica qué clase de enlaces puede formar con otros elementos? c) Es suficiente información para saber si el elemento es sólido, líquido o gas? d) Sirve para conocer si el elemento es o no molecular? Justifique las respuestas. 5 - a) Ordene según polaridad creciente, basándose en los valores de las electronegatividades de la tabla adjunta, los enlaces siguientes: H F, H O, H N, H C, C O y C Cl. Elemento F O Cl N C S H Electronegatividad 4,0 3,5 3,0 3,0 2,5 2,5 2,1 b) La polaridad de la molécula de CH 4, será igual o distinta que la del CCl 4? Justifique las respuestas 6 - Dados los siguientes elementos: flúor, helio, sodio, calcio y oxígeno: a) Justifique en función de los posibles enlaces entre átomos cuáles forman moléculas homonucleares y cuáles no, así como su estado de agregación en condiciones normales de presión y temperatura. b) Formule cuatro de los compuestos diatómicos que puedan formar entre sí, indicando la naturaleza del enlace formado.

2 7 - Considerando las sustancias: Br 2, SiO 2, Fe, HF y NaBr, justifique en función de sus enlaces: a) Si son o no solubles en agua; b) Si conducen la corriente eléctrica a temperatura ambiente. 8 - Teniendo en cuenta la estructura y el tipo de enlace, justifique: a) El cloruro de sodio tiene un punto de fusión mayor que el bromuro de sodio. b) El carbono (diamante) es un sólido muy duro. c) El nitrógeno molecular presenta una gran estabilidad química. d) El amoníaco es una sustancia polar. 9 - Considere las moléculas: OF2, BI 3, CCl 4 y C 2 H 2. a) Escriba sus representaciones de Lewis. b) Indique razonadamente sus geometrías moleculares utilizando la teoría de hibridación de orbitales o bien la teoría de la repulsión de pares electrónicos. c) Justifique cuáles son moléculas polares. d) Qué moléculas presentan enlaces múltiples? 10- Dadas las siguientes sustancias: CS 2 (lineal); HCN (lineal); NH 3 (piramidal) y H 2 O (angular); a) Escriba sus estructuras de Lewis. b) Justifique su polaridad Sabiendo que: NaCl, NaBr y NaI adoptan en estado sólido la estructura tipo NaCl, explique razonadamente: a) Si la constante de Madelung influye en que los valores de energía reticular de estos tres compuestos sean diferentes. b) Si la variación de la energía reticular depende de la distancia de equilibrio entre los iones en la red cristalina. c) La energía reticular del MgCl 2 será mayor, menor o igual que la del NaCl? Datos: Energías reticulares: NaCl = 769 kj mol 1 ; NaBr = 736 kj mol 1 NaI = 688 kj mol Responda a las siguientes cuestiones referidas al CCl 4, razonando las respuestas: a) Escriba su estructura de Lewis. b) Qué geometría cabe esperar para sus moléculas? c) Por qué la molécula es apolar a pesar de que los enlaces C-Cl son polares? d) Por qué, a temperatura ordinaria, el CCl 4 es líquido y, en cambio, el CI 4 es sólido? 13 - Dadas las moléculas: H 2 O, CH 4, BF 3 y HCl: a) Escriba sus estructuras de Lewis. b) Indique razonadamente cuáles presentan enlaces de hidrógeno. c) Justifique cuáles son moléculas polares. d) Justifique cuál de las moléculas: H 2 O, CH 4 y HCl presenta mayor carácter covalente en el enlace y cuál menor. Datos: Electronegatividades de Pauling: O = 3,5, H = 2,1, C = 2,5, Cl = 3, Sabiendo que las temperaturas de 3550, 650, -107 y -196 ºC corresponden a las temperaturas de fusión de los compuestos nitrógeno, aluminio, diamante y tricloruro de boro: a) Asigne a cada compuesto el valor que le corresponde a su temperatura de fusión y justifique esta asignación. b) Justifique los tipos de enlaces y/o las fuerzas intermoleculares que están presentes en cada uno de los compuestos cuando se encuentran en estado sólido.

3 15 - Dadas las moléculas HCl, KF y CH 2 Cl 2 : a) Razone el tipo de enlace presente en cada una de ellas tomando datos de electronegatividad. b) Escriba la estructura de Lewis y justifique la geometría de las moléculas que tienen enlace covalente. Datos.- Valor de electronegatividades: K = 0,8; H = 2,1; C = 2,5; Cl = 3,0; F = 4, Considere las siguientes moléculas: H 2 O, HF, H 2, CH 4 y NH 3 Conteste justificadamente a cada una de las siguientes cuestiones: a) Cuál o cuáles son polares? b) Cuál presenta el enlace con mayor contribución iónica? c) Cuál presenta el enlace con mayor contribución covalente? d) Cuál o cuáles pueden presentar enlace de hidrógeno? 17 - Dados los elementos A, B y C, de números atómicos: 6, 11 y 17, respectivamente, indique: a) La configuración electrónica de cada uno de ellos. b) Su situación en la Tabla Periódica (grupo y período). c) El orden decreciente de electronegatividad. d) Las fórmulas de los compuestos formados por C con cada uno de los otros dos: A y B, y el tipo de enlace que presentan al unirse Dadas las siguientes moléculas: BeCl 2, Cl 2 CO, NH 3 y CH 4. a) Escriba las estructuras de Lewis. b) Determine sus geometrías (puede emplear la Teoría de Repulsión de Pares Electrónicos o de Hibridación). c) Razone si alguna de las moléculas tiene enlaces de hidrógeno. d) Justifique si las moléculas BeCl 2 y NH 3 son polares o no polares. Datos.- Números atómicos (Z): Be = 4, Cl = 17, C = 6, O = 8, N = 7, H = Considere los compuestos BaO; HBr, MgF 2 y CCl 4 a) Indique su nombre. b) Razone el tipo de enlace que posee cada uno. c) Explique la geometría de la molécula CCl 4. d) Justifique la solubilidad en agua de los compuestos que tienen enlace covalente.

4 20 - A partir del esquema del ciclo de Born-Haber para el fluoruro de sodio: a) Nombre las energías implicadas en los procesos 1, 2 y 3. b) Nombre las energías implicadas en los procesos 4, 5 y 6. c) Justifique si son positivas o negativas las energías implicadas en los procesos 1, 2, 3, 4 y 5. d) En función del tamaño de los iones justifique si la energía reticular del fluoruro sódico será mayor o menor, en valor absoluto, que la del cloruro de sodio. Justifique la respuesta. 21- Sabiendo que el boro es el primer elemento del grupo trece del Sistema Periódico, conteste razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) La energía de ionización es la energía que desprende un átomo, en estado gaseoso, cuando se convierte en ión positivo. b) La energía de ionización del boro es superior a la del litio (Z = 3). c) La configuración electrónica del boro le permite establecer tres enlaces covalentes. d) El átomo de boro en el BH 3 tiene un par de electrones de valencia Para las siguientes especies: Br 2, NaCl, H 2 O y Fe a) Razone el tipo de enlace presente en cada caso b) Indique el tipo de interacción que debe romperse al fundir cada compuesto c) Cuál tendrá un menor punto de fusión? d) Razone qué compuesto/s conducirá/n la corriente en estado sólido, cuál/es lo hará/n en estado fundido y cuál/es no conducirán la corriente eléctrica en ningún caso Dados los siguientes compuestos: NaH, CH 4, H 2 O, CaH 2 y HF, conteste razonadamente: a) Cuáles tienen enlace iónico y cuáles enlace covalente?. b) Cuáles de las moléculas covalentes son polares y cuáles no polares?. c) Cuáles presentan enlace de hidrógeno?. d) Atendiendo únicamente a la diferencia de electronegatividad, cuál presenta la mayor acidez? Dados los siguientes compuestos: H 2 S, BCl 3 y N 2 : a) Escriba sus estructuras de Lewis. b) Deduzca la geometría de cada molécula por el método RPECV o a partir de la hibridación. c) Deduzca cuáles de las moléculas son polares y cuáles no polares. d) Indique razonadamente la especie que tendrá un menor punto de fusión.

5 25 - Dadas las siguientes moléculas: PH 3, H 2 S, CH 3 OH y BeI 2 a) Escriba sus estructuras de Lewis b) Razone si forman o no enlaces de hidrógeno c) Deduzca su geometría aplicando la teoría de la hibridación d) Explique si estas moléculas son polares o apolares Dadas las siguientes moléculas: CH 4, NH 3, H 2 S, BH 3. a) Justifique sus geometrías moleculares en función de la hibridación del átomo central. b) Razone qué moléculas serán polares y cuáles apolares. c) De qué tipo serán las fuerzas intermoleculares en el CH 4? d) Indique, razonadamente, por qué el NH 3 es el compuesto que tiene mayor temperatura de ebullición Dadas las siguientes sustancias: CO 2, CF 4, H 2 CO y HF: a) Escriba las estructuras de Lewis de sus moléculas. b) Explique sus geometrías por la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de Valencia o por la Teoría de Hibridación. c) Justifique cuáles de estas moléculas tienen momento dipolar distinto de cero. d) Justifique cuáles de estas sustancias presentan enlace de hidrógeno A las siguientes especies X, Y y Z +, les corresponden los números atómicos 17, 18 y 19, respectivamente. a) Escribe la configuración electrónica de cada una de ellas. b) Ordene razonadamente, de menor a mayor, las diferentes especies según su tamaño y su energía de ionización. c) Qué especies son X e Y? d) Qué tipo de enlace presenta ZX? Describe brevemente las características de este enlace El elemento de número atómico 12 se combina fácilmente con el elemento de número atómico 17. Indique: a) La configuración electrónica de los dos elementos en su estado fundamental. b) El grupo y periodo al que pertenece cada uno. c) El nombre y símbolo de dichos elementos y del compuesto que pueden formar. d) El tipo de enlace y dos propiedades del compuesto formado. 30 Considere los elementos A (Z = 12) y B (Z = 17). Conteste razonadamente: a) Cuáles son las configuraciones electrónicas de A y B? b) Cuál es el grupo, el periodo, el nombre y el símbolo de cada uno de los elementos? c) Cuál tendrá mayor su primera energía de ionización? d) Qué tipo de enlace se puede formar entre A y B? Cuál será la formula del compuesto resultante? Será soluble en agua?

6 2 - Solución. A (Z = 6) : C; cuatro electrones de valencia; no metal B (Z = 9): F; siete electrones de valencia; no metal C (Z = 13) : Al; tres electrones de valencia; semimetal D (Z = 19) : K; un electrón de valencia; metal. c) DB (KF) > CB 3 (AlF 3) > AB 4 (CF 4) 3- Solución. a) Las estructuras de Lewis no justifican la geometría de las moléculas. b) No, puede darse el fenómeno de resonancia 4 - Solución. a) Sí. b) Sí. c) No. d) No. 5 - Solución. a) H C < C Cl < H N < C O < H O < H F. b) Ambas son apolares, el momento dipolar resultante es cero 6 - Solución. a) El flúor y el oxígeno, los dos gaseosos en condiciones estándar b) NaF iónico ; OF 2 covalente; Na 2O iónico; CaO iónico. 7 - Solución. Br 2: insoluble en agua, no conductor. SiO 2: insoluble en agua, no conductor. Fe: insoluble en agua, conductor. HF: soluble en agua,no conductor. NaBr: soluble en agua, no conductor (pero sí, si está disuelto o fundido). 8 - Solución. a) Verdadero b) Verdadero. c) Verdadero. d) Verdadero. 9 - Solución. b) OF 2 angular; BI 3 triangular plana; CCl 4 tetraédrica; C 2H 2 lineal c) OF 2 polar; BI 3 apolar, CCl 4 apolar y C 2H 2 apolar d) C 2H Solución. CS 2 (Apolar) ; HCN (Polar l); NH 3 (Polar) y H 2O (Polar); 11 - Solución. a) No influye b) Si depende c) Mayor 12 - Solución: b) Tetraédrica. c) El momento dipolar resultante es cero. d) El CI 4 es sólido, debido a su masa molecular y las fuerzas de Van der Waals 13 - Solución. b) H 2O c) H 2O, y HCl d) Mayor carácter covalente el CH 4 menor carácter covalente el H 2O 14 - Solución. T f = ºC: Diamante Red cristalina covalente T f = 650 ºC: Aluminio Enlace metálico T f = 107 ºC: Tricloruro de boro Enlace covalente y fuerzas de Van der Waals T e = 196 ºC: Nitrógeno Enlace covalente y fuerzas de Van der Waals Nota: La temperatura de 196 ºC corresponde a la ebullición del nitrógeno, no a su fusión Solución. a) HCl covalente; KF iónico; CH 2Cl 2 covalente b) HCl lineal; CH 2Cl 2 tetraédrica

7 16 - Solución. a) H 2O, HF y NH 3 b) HF c) H 2 d) H 2O, HF y NH Solución. a) A 1s 2 2s 2 2p 2 B 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 C 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 b) A grupo 14(carbonoideos), período 2 ; B: grupo 1 (alcalinos), período 3 C grupo 17 (halógenos), período 3 c) C > A > B d) CCl 4, covalente, NaCl iónico. d) 18 - Solución. b) BeCl 2 lineal, Cl 2CO triangular plana, NH 3 piramidal triangular, CH 4. tetraédrica c) NH 3 d) BeCl 2 apolar, NH 3 polar 19 - Solución. b) BaO iónico, HBr covalente, MgF 2 iónico, CCl 4 covalente c) tetraédrica d) HBr: soluble en agua, CCl 4 insoluble en agua Solución. a) 1 Calor de sublimación, 2 Energía de disociación, 3 Primera energía de ionización b) 4 Afinidad electrónica, 5 Energía reticular, 6 Calor de formación d) La energía reticular del fluoruro de sodio es mayor que la del cloruro de sodio. 21- Solución. a) Falso, energía que absorbe b) Verdadera c) Verdadera d) Falso, tiene todos sus electrones de valencia compartidos 22 - Solución. a) Br 2 covalente, NaCl iónico, H 2O covalente, Fe metálico b) Br 2 fuerzas de London, NaCl el enlace iónico, H 2O enlace de hidrógeno y Fe el enlace metálico c) Br 2 d) Br 2 no conductor, NaCl conductor fundido o disuelto, H 2O no conductora, Fe conductor en estado sólido 23 - Solución. a) Enlace iónico: NaH y CaH 2.Enlace covalente: CH 4, H 2O y HF. b) Polares: H 2O y HF, apolar CH 4. c) H 2O y HF. d) HF Solución. b) H 2S angular, BCl 3 triangular plana y N 2 lineal c) Polar H 2S; apolares BCl 3 y N 2 d) N 2: 25 - Solución. b) CH 3OH presenta enlace de hidrógeno c) PH 3 pirámide triangular; H 2S angular, CH 3OH tetraédrica, BeI 2 lineal d) Polar PH 3, H 2S, CH 3OH; apolar BeI 2

8 26 - Solución. a) CH 4 (hibridación sp 3 del C) tetraédrica; NH 3 (hibridación sp 3 del N) pirámide triangular; H 2S (hibridación sp 3 del S) angular, BH 3(hibridación sp 2 del B) triangular plana. b) Polares NH 3 y H 2S; apolares CH 4 y BH 3 c) Fuerzas de Van der Waals, dispersión (de London) d) Presente enlace de hidrógeno 27 - Solución. b) CO 2 lineal, CF 4 tetraédrica, H 2CO triangular plana; HF lineal c) H 2CO y HF d) HF 28 - Solución a) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 ; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 b) Radio atómico Z + < Y < X, Energía de ionización X < Y < Z + c) Cl y Ar d) KCl enlace iónico

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