Ciclo de Born-Haber y Geometría Molecular: Ejercicios Resueltos de Enlace Químico

Soluciones (Enlace Químico)

6.-

Reacción global: K (s) + ½ Br2 (g) ® KBr (s); (DHf = -391,8 kJ) que puede considerarse suma de las siguientes reacciones:
K (s) ® K (g);(DH_subl = 81,26 kJ)
½ Br₂ (l) ® ½ Br₂ (g)(½DH_vap =15,35 kJ)
½ Br₂ (g) ® Br (g);(½ DH_dis = 96,75 kJ)
Br (g) ® Br^- (g);(AE = -321,9 kJ)
K (g) ® K⁺ (g);(EI = 418,4 kJ)
K⁺ (g) + Br^- (g) ® KBr (s)(U)
U = DH_f -DH_subl (K) - ½ DH_vap(Br₂) -½DH_dis (Br₂) -AE(Br) -EI(K) =
(-391,8 - 81,26 - 15,35 - 96,75 + 321,9 - 418,4) kJ;

U =

-681,9 kJ

7.-

Reacción global: Li (s) + ½ F₂(g) ® LiF (s); (DH_f = -594,1 kJ)
que puede considerarse suma de las siguientes reacciones:
Li (s) ® Li (g);(DH_subl = 155,2 kJ)
½ F₂ (g) ® F (g);(½ DH_dis = 75,3 kJ)
F (g) ® F^- (g);(AE = -333 kJ)
Li (g) ® Li⁺ (g);(EI = 520 kJ)
Li⁺ (g) + F^- (g) ® LiF (s)(U)
U = DH_f -DH_subl(Li) -½DH_dis (F₂) -AE (F) -EI(Li) = (-594,1- 155,2 - 75,3 + 333 - 520) kJ =

-1012 kJ

8.-

a)Los enlaces son polares en ambos casos, debido a la deferencia de electronegatividad entre el B y el F en l primer caso y entre el N y el H en el segundo.
b)El átomo de B en el BF₃ forma tres enlaces sencillos con tres átomos de F lo que da una geometría triangular plana según el modelo de repulsión de pares electrónicos (o hibridación sp² según la teoría de la hibridación). Sin embargo, el N en el NH₃ forma también tres enlaces sencillos con los átomos de H pero le queda un par de e^- en la última capa; al haber
4 pares electrónicos, éstos debe estar situados hacia los vértices de un tetraedro (hibridación sp³) lo que da una geometría piramidal, ya que uno de los vértices de dicho tetraedro no se sitúa ningún átomo sino un par de e^-.

9.-

El carbono 1 está unido a cuatro átomos (3 de H y 1 de C) por lo que dichos enlaces estarán dirigidos hacia los vértices de un tetraedro (hibridación sp³). El carbono 2 sólo está unido a tres átomos (al C-1 y al C-3 y con un doble enlace al O) lo que nos proporciona una geometría triangular plana (hibridación sp²). El carbono 3 sólo está unido a dos átomos (al C-2 y al C-4 con un triple enlace) lo que nos proporciona una geometría lineal (hibridación sp). El carbono 4 también está unido sólo a dos átomos (al C-3 con un triple enlace y al H) lo que nos proporciona igualmente una geometría lineal (hibridación sp).

Con todo ello, podemos ver que todos los átomos están en un mismo plano a excepción de los 3 átomos de H del C-1.

10.-

El átomo A forma tantos enlaces covalentes con átomos de H como e^- le faltan para completar su capa de Valencia con lo que tanto el H como A adquieren la configuración electrónica de gas noble. En el caso de que A no sea halógeno sino N u O se producen enlaces doble o triples pues cada átomo comparte tantos e^- y por tanto forma tantos enlaces como e^- le faltan para completar su capa de Valencia. Estos enlaces múltiples son especialmente fuertes si bien sólo se dan en elementos del segundo periodo.