EXAMEN ENLACE QUÍMICO 4A 1819

EXAMEN TIPO 1

1.       Señala el tipo de enlace presente en los siguientes compuestos químicos: KI, F₂, MnCu, HCl, C(diamante), CaS, N₂, Fe, CaBr₂, H₂O. (Diferencia entre los dos tipos de covalente)

Si se combina Metal con No metal es iónico: KI, CaS, CaBr₂.

Si se combina Metal con Metal, es metálico: MnCu, Fe

Si se combina  No metal con No metal, es covalente. Apolar si son el mismo elemento, F₂ ,N_{2 ,} C(diamante)y en otro caso polar: HCl, H₂O

2.       De los anteriores compuestos químicos, describe mediante diagramas de Lewis los casos de HCl, N₂, CaBr₂.

En el HCl se trata de un enlace covalente polar. El hidrógeno tiene una capa de valencia, (ver tabla periódica) 1s¹, y el cloro es 3s² 3p⁵. El hidrógeno tiene la peculiaridad que con dos electrones completa su capa.

De la página https://www.quora.com/How-is-the-Lewis-structure-for-hydrochloric-acid-determined, he recogido la siguiente imagen:

Para el siguiente caso, es un covalente apolar, con el nitrógeno con capa de valencia 2s²2p³, con cinco electrones en total. Para llegar a tener 8 en la última capa, debe compartir 3 pares, dando lugar a un enlace triple. De la página http://laquimicaylaciencia.blogspot.com/2013/06/el-enlace-entre-los-elementos-quimicos.html recojo la siguiente imagen:

Y finalmente el CaBr₂ que tiene un enlace iónico entre el Br con capa de valencia 4s²4p⁵ y el Ca con capa de valencia 4s². El Bromo recogerá los electrones del calcio, transformándose en un anión, y el calcio al perderlos en un catión. Nótese que hay dos átomos de Br en la fórmula empírica. Imagen recogida de https://slideplayer.com/slide/7790237/

 3. De los compuestos del ejercicio 1, señala de forma razonada aquellas sustancias que conducen la electricidad únicamente cuando están disueltas o en estado líquido.

Sólo los compuestos iónicos pueden conducir la electricidad en esas condiciones porque de esa forma poseen cargas eléctricas libres para moverse, estas cargas son los iones. Los metales no, porque su conducción está ligada a la red cristalina metálica, que disuelta o fundida no existe.

4. Dibuja una red cristalina iónica sencilla, y apoyándote en ella, señala por qué se disuelve en disolventes polares.

Imagen recogida de https://fisicayquimicaisidra.wordpress.com/2014/04/14/enlace-ionico/

En ella podemos ver la red iónica en verde y gris,y como las moléculas de agua, (disolvente polar), van extrayendo uno a uno los iones aproximándose a ellos por el polo molecular de signo contrario al ion.

Luego los enjaulan, proceso de solvatación, permaneciendo así en disolución

5. ¿Qué tipo de red es la siguiente? Señala las razones de su existencia:

Se trata de una red metálica, en la que los electrones de valencia del metal son compartidos por todos los cationes de la red. Son cationes porque los metales al perder los electrones en el proceso de compartición, dejan de ser neutros y adquieren carga positiva. Los electrones al situarse entre los cationes, hacen de pantalla entre ellos y así no se repelen. Además los cationes son atraídos por esa nube electrónica estabilizando la red.

6. Comenta por qué las temperaturas de cambio de estado de la tabla adjunta son tan bajas y crecen cuando pasamos al I_2.

Las tres moléculas corresponden a una serie homóloga de compuestos. Todos ellos con enlace covalente apolar, de ahí su bajas temperaturas de fusión y ebullición. Las temepraturas siendo bajas, aumentan cuando pasadmo del cloro al iodo. Esto ocurre porque las débiles fuerzas de Londo, de tipo dipolo instantáneo-dipolo instantáneo se incrementan con el tamaño molecular.

7.       ¿Qué condiciones deben de existir para que una sustancia presente puentes de hidrógeno? Aplícalo para decidir cuáles de las sustancias del ejercicio 1 pueden presentarlo.

Para que pueda existir un puente de hidrógeno es necesario la presencia de un enlace covalente entre el hidrógeno y un elemento pequeño y electronegativo que posea pares no enlazantes. Estas condiciones reducen la lista de candidatos al agua H₂O

8.       Cuando escribimos la fórmula del diamante, lo hacemos como C(s), ¿Por qué decimos que no hay moléculas? ¿Por qué es una sustancia muy dura? ¿Hay otra forma de carbono, que tú conozcas que tenga este tipo de enlace? ¿Cuál?

Afirmamos que no hay moléculas porque no existe una unidad limitada de átomos unidos por enlace covalente, en realidad tenemos una red cristalina, en cuyos nudos se sitúan los átomos de carbono,  y estos se unen entre sí mediante enlaces covalentes.

LA dureza de la sustancia está relacionada con la fuerza de la unión entre las partículas que lo forman, en este caso átomos situados en una red cristalina, unidos covalentemente entre sí. Una unión extremadamente intensa.

El carbono presenta otra forma de red cristalina covalente llamada grafito, en la que los átomos de carbono se unen de forma diferente que en diamante.

EXAMEN TIPO 2

1.       Señala el tipo de enlace presente en los siguientes compuestos químicos: Mg, BrF, BaS, HF, C(grafito), AlCl₃, O₂, K, NaCl, H₂O. (Diferencia entre los dos tipos de covalente)

 Si se combina Metal con No metal es iónico: BaS, AlCl₃, NaCl

Si se combina Metal con Metal, es metálico: Mg, K

Si se combina  No metal con No metal, es covalente. Apolar si son el mismo elemento, O₂ , C(grafito)y en otro caso polar: BrF, HF, H₂O.

2.       De los anteriores compuestos químicos, describe mediante diagramas de Lewis los casos de HF, O₂, AlCl₃.

El HF presenta enlace covalente polar, con el H con 1 electrón en la capa de valencia: 1s¹. El H con dos electrones compartidos completará su capa de valencia. El F tiene en cambio 7 electrones en la capa de valencia, 2s²2p⁵. Imagen obtenida de https://socratic.org/questions/how-many-double-bonds-are-in-the-lewis-structure-for-hydrogen-fluoride-which-con

Finalmente, en el AlCl₃, con un enlace iónico en el que el cloro captura electrones del Aluminio, siempre intentando tener la última capa de valencia llena:

Habría tres cloros, cada uno quitaría un electrón al aluminio resultando: [Al]⁺³ y tres aniones cloruro [::Cl::]^-

3.   De los compuestos del ejercicio 1, señala de forma razonada aquellas sustancias que se disuelven en agua, (teóricamente)

Los compuestos calificados como iónicos o cavalentes polares se disolverían en el agua, ya que esta es un disolvente polar, y por fuerzas electrostáticas el disolvente iría extrayendo ion a ion.

4.       Razona por qué CaS tiene mayor punto de fusión que el NaI.

En el CaS los iones tienen carga 2: Ca²⁺, y es S^2-, mientras que en NaI es carga 1. Por la Ley de Coulomb de atracción electrostática de cargas, esta es mayor cuanto mayor es la carga de las partículas, en este caso iones. Por eso el CaS tiene los iones más firmemente unidos y cuesta más fundirlo.

5.       ¿Por qué las sustancias metálicas son conductoras de la electricidad?

Porque poseen cargas eléctricas con posibilidad de moverse a través de ella. Estas cargas son los electrones que todos los iones metálicos de la red han compartido formando una especie de gas o nube electrónica que inunda los intersticios de la red metálica.

6.       ¿Qué tipo de fuerzas intermoleculares hay en el F₂? ¿Y en el HCl? Discute las semejanzas y diferencias que hay entre ellas ¿Cuál tiene el punto de fusión más alto?

En la primera hay fuerzas intermoleculares de tipo dipolo instantáneo-dipolo instantáneo, muy débiles puesto que el dipolo formado dura una minúscula cantidad de tiempo, y en ese período cuando tiene que interaccionar con dipolo vecino.

En la segunda los dipolos son permanentes, y la fuerza por tanto es mayor. Esta sustancia será la que tiene el punto de fusión más alto ya que las fuerzas que unen a las moléculas entre sí es mayor que en el caso del flúor.

Ambas fuerzas son mantenidas entre moléculas, son de naturaleza eléctrica, y entre dipolos moleculares. Sin embargo en el primer caso como ya hemos comentado esos dipolos tienen una vida efímera y dan lugar a unas fuerzas muy débiles.

7.¿Por qué se produce el siguiente comportamiento en las temperaturas de ebullición de los siguientes compuestos homólogos?

Por la presencia de puentes de hidr ógeno en los casos en los que el no metal es pequeño y electronegativo. El puente de hidrógeno es una fuerza intermolecular de mayor intensidad que las interacciones entre dipolos.

 8.       ¿Qué compuestos covalentes que formen una red cristalina conoces? Señala la razón por la que son tan duros.

Hemos estudiado más a fondo las formas alotrópicas del carbono: Diamante y grafito. En ellas los átomos forman parte de los nudos de una red cristalina unidos por enlace covalente, siendo esta unión muy intensa, cuesta mucho separarlos entre sí y de ahí su extrema dureza.