Enlace Químico: Polaridad, Fuerzas Intermoleculares y Propiedades

Soluciones (Enlace Químico)

16.- El etano, el éter metílico y el etanol

El etano es una molécula apolar debido a la pequeña diferencia de electronegatividad entre C y H y por su geometría que anula los pequeños momentos dipolares de cada enlace C-H. Por ello, su punto de ebullición es el menor, pues al no existir cargas, las fuerzas intermoleculares son muy débiles.

En el caso del éter metílico, los enlaces C-O producen momentos dipolares, y al estar dirigidos hacia los vértices de un tetraedro, la molécula es polar, lo que produce una fuerza intermolecular dipolo-dipolo más fuerte, lo que explica su mayor punto de ebullición.

En el caso del etanol, el enlace C-O también está polarizado y, a diferencia del éter, está unido al O también un H formando también un enlace muy polarizado. Cuando el H está unido a elementos muy electronegativos se forman puentes de H, que son las fuerzas intermoleculares de mayor fuerza, lo que explica el mayor punto de ebullición de todos.

17.- Enlace iónico y sólidos covalentes

a) Enlace iónico, pues al conducir la corriente se debe a la existencia de cargas con libertad de movimiento (iones en este caso). Por eso, en estado sólido, donde existe una estructura cristalina, las cargas no se pueden mover y el sólido no conduce la electricidad.

b) Sólidos covalentes, ya que si fueran iónicos se disolverían en agua. El enlace covalente a través de toda una estructura tridimensional es más fuerte que ninguna otra fuerza intermolecular, lo que explica que dichos compuestos sean tan duros y tengan tan altos puntos de fusión y ebullición.

18.- Configuración electrónica y tipos de enlace

a)

• A (Z=19) 1s² 2s²p⁶ 3s²p⁶ 4s¹. Grupo 1 (alcalinos) K.
• B (Z=17) 1s² 2s²p⁶ 3s²p⁵. Grupo 17 (halógenos) Cl.
• C (Z=12) 1s² 2s²p⁶ 3s². Grupo 2 (alcalino-térreos) Mg.

b) A y B forman enlace iónico pues A cede un e^- a B y ambos completan su última capa. La estequiometría de dicho compuesto será: AB.

Al ser C un metal, al unirse entre sí se formará un enlace metálico en donde los cationes C²⁺ formarán una estructura cristalina.

19.- Enlace iónico y propiedades de los compuestos iónicos

a)

• A (Z=20) 1s² 2s²p⁶ 3s²p⁶ 4s². Grupo 2 (alcalino-térreos) Ca.
• B (Z=17) 1s² 2s²p⁶ 3s²p⁵. Grupo 17 (halógenos) Cl.

b) Forman enlace iónico pues A cede 2 e^- a sendos átomos de B de manera que todos los átomos completan su última capa. La estequiometría de dicho compuesto será: CaCl₂.

En cuanto a las propiedades de dicho compuesto serán: alta dureza y puntos de fusión y ebullición elevados, alta solubilidad en disolventes polares como el agua, mucha fragilidad, y conducción de la electricidad en estado disuelto o fundido, ya que no en estado sólido al estar los iones atrapados en una estructura cristalina.

20.- Solubilidad y conductividad eléctrica

a) El Br₂ será soluble en disolventes apolares, el SiO₂ será insoluble en todo tipo de disolventes, el Fe será soluble sólo en otros metales como el mercurio, mientras que el HF y el NaBr serán solubles en disolventes polares como el agua.

b) A temperatura ambiente, solo el Fe conducirá la corriente eléctrica debido al enlace metálico. El bromo es totalmente apolar y, por tanto, incapaz de conducir la corriente en cualquier estado. La sílice es un sólido molecular y tampoco podrá transportar la corriente al estar sus electrones formando enlaces covalentes. El HF podrá conducir la electricidad en estado disuelto o fundido, pero no en estado gaseoso. El bromuro de sodio a temperatura ambiente, como todos los compuestos iónicos, se encuentra en estado sólido y, por tanto, no puede conducir la electricidad.

21.- Tipos de enlace y moléculas

a) El flúor y el oxígeno formarán moléculas biatómicas con enlace covalente sencillo y doble, respectivamente. El He formará moléculas monoatómicas, ya que al ser gas noble no precisa unirse a ningún otro átomo para tener la capa de valencia completa. El sodio y el calcio se unen formando enlace metálico que no forma moléculas propiamente dichas y son sólidos a temperatura ambiente.

b)

• NaF: iónico
• OF₂: covalente
• CaO: iónico
• Na₂O: iónico

22.- Enlace de hidrógeno y solubilidad

a) El agua es líquida porque el enlace intermolecular es el enlace de hidrógeno, que sólo se forma cuando uno de los elementos es muy electronegativo, lo que sí sucede en el O pero no en el S. El SH₂ es gas pues la fuerza intermolecular es la atracción dipolo-dipolo, mucha más débil que el enlace de hidrógeno.

b) El bromuro de sodio es un compuesto iónico formado por cationes y aniones fácilmente atacable por un disolvente polar como es el agua, mientras que el bromo es un compuesto covalente molecular totalmente apolar y, por tanto, insoluble en disolventes polares como el agua.

23.- Configuración electrónica, tipos de enlace y propiedades

a)

• A (Z=8) 1s² 2s²p⁴. Grupo 16 (anfígenos) O.
• B (Z=16) 1s² 2s²p⁶ 3s²p⁴. Grupo 16 (anfígenos) S.
• C (Z=19) 1s² 2s²p⁶ 3s²p⁶ 4s¹. Grupo 1 (alcalinos) K.

b) El A (O).

c) A y B forman enlace covalente pues cada uno comparte dos pares de e^- con el otro. La estequiometría de dicho compuesto será: AB (SO), si bien sabemos que existen el SO₂ y el SO₃ al formarse enlaces covalentes coordinados con los otros pares de e^- del S.

El SO tiene bajo punto de fusión y ebullición debido a que se trata de moléculas poco polares y las fuerzas intermoleculares son muy débiles. Igualmente, es una sustancia poco conductora de la electricidad.