ejercicios resueltos u 3

7/25/2019 Ejercicios Resueltos u 3

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Qumica

3.

Fuerzas de atraccin entre partculas y propiedades

fsicas de las sustancias

Ejercicio 1

Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o incorrectas (I). Justifiquen las respuestas.

a)Las molculas diatmicas presentan geometra lineal.

b)La geometra de las molculas de tres o ms tomos coincide con la geometra electrnica si lostomos que rodean al tomo central son iguales.

c)La geometra de un oxoanin solo depende del nmero de tomos que lo forman.

d)ara determinar la polaridad de una molcula de tres o ms tomos! solo es necesario conocerla diferencia de electronegati"idad de cada enlace.

e)#n los iones poliatmicos no se determina la polaridad.

f)$na molcula es no polar si el tomo central no presenta pares de electrones li%res .

g)ara determinar la polaridad de las molculas diatmicas es necesario conocer laselectronegati"idades de los tomos que las forman.

Ejercicio 2

Completen la siguiente ta%la&

Material de ctedra UBA XXI Qumica.(2014) 1


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Qumica

FrmulaEstructura de

Lewis

Geometra

electrnica

Geometrangulo de

enlace ()

Momento dipolar

(T' T *)+eI,

I-

+-

/eCl,

C0-

,

1/) 2o corresponde

,

-/i) 2o corresponde

,+r) 2o corresponde

-Cl) 2o corresponde

Ejercicio 3

/e dispone de los siguientes pares de sustancias& 3) 0- 4 /i01 +) 5Cl 4 0

a) Indiquen& el tipo de sustancia 4 el tipo de partculas que las forman! la geometra 4 la polaridad delas molculas 4 el tipo de fuer6as de atraccin que las mantiene unidas en estado slido .

%) *eterminen en cada par&

i) el nom%re de la sustancia que presente ma4or intensidad de las fuer6as de atraccin

entre sus partculas.

ii) la sustancia de menor punto de e%ullicin.

iii) la7s que se disuel"en en agua.

c) Justifiquen las respuestas del punto %).

Resolucin

Ejercicio 1

a)#n las molculas diatmicas! los tomos se disponen uno 8unto al otro! de manera tal que los

dos ncleos determinan una recta 4 la geometra molecular es lineal. or lo tanto el enunciado

es correcto.



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Qumica

b)ara poder anali6ar esta afirmacin tenemos en cuenta que&

La geometra electrnica es la disposicin espacial que adoptan todos los pares de

electrones externos del tomo central! li%res o compartidos. La geometra

electrnica no es la geometra real de la molcula o del ion. La geometra

electrnica es un instrumento para determinar la geometra de la molcula o del

ion.

La geometra molecular es la disposicin que adoptan en el espacio los tomos

que forman a la molcula. #s decir! es la forma de la molcula.

#n molculas de tres o ms tomos la geometra (molecular) coincide con la geometra

electrnica si los electrones de "alencia del tomo central estn todos compartidos!

independientemente si los tomos que rodean al tomo central son iguales o distintos.

or lo tanto el enunciado es incorrecto.

c)La geometra de un oxoanines la disposicin que adoptan en el espacio los tomos que formanal ion 4! al igual que la geometra molecular! est determinada por los pares de electrones que

rodean al tomo central 4 por el nmero de tomos que lo forman.or lo tanto el enunciado es

incorrecto.

d)ara determinar la polaridad de una molcula de tres o ms tomos! es necesario conocer la

polaridad de cada enlace 4 la geometra molecular.

9 La polaridad del enlace se determina a partir de la diferencia de electronegati"idad. #ntre

tomos de distintos elementos se forman enlaces polares! 4a que el tomo ms

electronegati"o atrae a los electrones compartidos! produciendo un despla6amiento de

cargas.

9 La geometra molecular nos permite conocer la distri%ucin en el espacio de los "ectores

momento dipolar de cada enlace para determinar el momento dipolar total (T).

or lo tanto! la diferencia de electronegati"idad entre los tomos que forman cada enlace! no

es suficiente para determinar la polaridad de las molculas de tres o ms tomos.

#l enunciado es incorrecto.

e)Los iones poliatmicos son especies qumicas que poseen una carga neta. or lo tanto! no

corresponde determinar su polaridad de los iones.

#l enunciado es correcto.

f)3l referirnos a molculas que poseen un tomo central! tenemos en cuenta! aquellas formadas

por tres o ms tomos. $na molcula de tres o ms tomos es no polar si el tomo central no

presenta pares de electrones li%res4los tomos que lo rodean son iguales. /i en una molcula

los tomos que rodean al tomo central son diferentes! las polaridades de los enlaces tam%in

lo son 4 el momento dipolar total ser distinto de cero. La ausencia de pares de electrones



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Qumica

li%res no es condicin suficiente para que una molcula sea no polar. or lo tanto el enunciado

esincorrecto

.

g)La electronegati"idad se utili6a para predecir la polaridad de la unin entre dos tomos. /i una

molcula es diatmica! tiene un solo enlace 4 su polaridad coincide con la polaridad de dic:o

enlace.

9 /i los tomos que la forman son iguales! presentan el mismo "alor de electronegati"idad!

por lo tanto el enlace es no polar 4 la molcula es no polar.

9 /i los tomos que la forman son distintos! presentan distintos "alores de

electronegati"idad! por lo tanto el enlace es polar 4 la molcula es polar.

or lo tanto el enunciado es correcto.

Ejercicio 2

3 continuacin! para cada una de las especies qumicas indicadas en la ta%la! representamos la

estructura de Le;is segn lo propuesto en el captulo anterior! determinamos la geometra electrnica

4 la geometra de la partcula (molcula o ion)! indicamos el "alor del ngulo de enlace ('

?* => *).

e!2

#n las molculas del 4oduro de %erilio! el tomo central es el %erilio 4! de%ido a que posee dos pares

de electrones compartidos! la geometra electrnica es lineal. Como no :a4 pares de electrones li%res!so%re el tomo de %erilio! la geometra electrnica 4 la geometra molecular coinciden& son am%as

lineales"

3 partir de la geometra molecular! determinamos la polaridad de la molcula. Cada enlace entre eltomo de %erilio 4 un tomo de 4odo es polar. Los momentos dipolares correspondientes a am%os

enlaces son iguales en mdulo 4 direccin! pero de sentido contrario! por lo tanto! por la disposicin

en el espacio! la suma "ectorial de los mismos es nula (= >' ? *) 4 la molcula es no polar. Lageometra determina que el ngulo de enlace (


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Qumica

#!3

#n esta molcula! el fsforo es el tomo central 4 posee cuatro pares de electrones externos! de los

cuales tres pares estn compartidos 4 un par li%re. or lo tanto! la geometra electrnica es

tetra$drica. Como uno de los pares de electrones no est compartido con otro tomo (par li%re)! lageometra molecular! determinada por los cuatro tomos que forman la molcula! resulta ser

piramidal"3 partir de la geometra molecular! determinamos la polaridad de la molcula. Cada enlace entre un

tomo de 4odo 4 el tomo de fsforo es polar. Los momentos dipolares correspondientes a los enlaces

tienen igual mdulo 4 distinta direccin. #ntonces! por la disposicin en el espacio! la suma "ectorial

de los momentos dipolares de los enlaces no es nula (=>? *) 4 la molcula es polar.#sta geometramolecular determina que el ngulo de enlace entre el tomo de fsforo 4 dos de los tomos de 4odo

sea aproximadamente @?!DB.

%3

#n las molculas del trifluoruro de %oro el tomo central es el %oro 4 como posee tres pares de

electrones compartidos! la geometra electrnica es plana triangular. Como no :a4 pares deelectrones li%res so%re el tomo de %oro! la geometra molecular coincide con la geometra electrnica!

am%as son planas triangulares"3 partir de la geometra molecular! determinamos la polaridad de la molcula. La misma tiene tres

enlaces +9 polares. Los momentos dipolares correspondientes a estos enlaces son iguales en mdulo

4 distintos en direccin 4 sentido! 4 por su disposicin en el espacio! la suma "ectorial de los mismos

es igual a cero (=>' ? *) 4 la molcula es no polar.#sta geometra determina que el ngulo de enlaceentre el tomo de %oro 4 dos de los tomos de flor es de @,?B.

Material de ctedra UBA XXI Qumica.(2014)


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Qumica

&e'l2

#n esta molcula el selenio es el tomo central 4 posee cuatro pares de electrones a su alrededor! dos

pares compartidos 4 dos pares li%res. #ntonces! la geometra electrnica es tetra$drica. Como dos delos pares de electrones no estn compartidos con otros tomos! la geometra molecular! determinadapor los tres tomos que forman la molcula! resulta ser angular"

3 partir de la geometra molecular! determinamos la polaridad de la molcula. Cada enlace entre un

tomo de cloro 4 el tomo de selenio es polar. Los momentos dipolares correspondientes a los enlaces

tienen igual mdulo 4 distinta direccin. #ntonces! por la disposicin en el espacio! la suma "ectorial

de los momentos dipolares de los enlaces no es nula (=>? *) 4 la molcula es polar. #sta geometramolecular determina que el ngulo de enlace entre el tomo de selenio 4 los tomos de cloro sea

aproximadamente @?!DB.

'3%

#n las molculas del fluoruro de metilo! el tomo central es el car%ono 4 est unido a tres tomos de

:idrgeno 4 a un tomo de flor! por lo tanto! :a4 cuatro pares de electrones compartidos. Como el

tomo de car%ono no posee pares de electrones li%res! la geometra molecular coincide con la

geometra electrnica 4 am%as son tetra$dricas.

3 partir de la geometra molecular! determinamos la polaridad de la molcula. La misma tiene un

enlaceC9 4 tres enlaces C90! polares. Los momentos dipolares correspondientes a los enlaces C9 4

C90 son distintos en mdulo. #ntonces! la suma "ectorial de los momentos dipolares de los enlaces no

es nula (=>? *) 4 la molcula es polar. #sta geometra molecular determina que el ngulo de enlaceentre el tomo de car%ono 4 dos de los tomos ad4acentes se aproxime a @?!DB.

Material de ctedra UBA XXI Qumica.(2014) !


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Qumica

2

4S

#n el oxoanin,

1/) ! el a6ufre es el tomo central 4 posee cuatro pares de electrones compartidos! lo

que determina que la geometra electrnica sea tetra$drica 4 la geometra del ion tam%in. #stageometra determina que el ngulo de enlace entre el tomo de a6ufre 4 dos de los tomos de oxgeno

es igual a @?!DB.

2

3Si

#n el oxoanin,

-/i) el silicioes el tomo central 4 posee tres pares (E)de electrones compartidos! lo

que determina que la geometra electrnica sea triangular 4 la geometra del ion tam%in. #stageometra determina que el ngulo de enlace entre el tomo de silicio 4 dos de los tomos de oxgeno

es igual a @,?B.

(E) /egn los postulados de >Fe#G! la unin co"alente do%le se considera como un par de electrones.

2!r

#n este ion el tomo de %romo es el tomo central 4 posee cuatro pares de electrones a su alrededor! de

los cuales dos pares estn compartidos 4 dos pares li%res! entonces! la geometra electrnica es

tetra$drica. Como dos de los pares de electrones no estn compartidos con otros tomos! la geometradel ion resulta ser angular" #sta geometra determina que el ngulo de enlace entre el tomo de %romo

Material de ctedra UBA XXI Qumica.(2014) "


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Qumica

4 los tomos de oxgeno se aproxime a @?!DB.

3"l

#n este ion el tomo de cloro es el tomo central 4 posee cuatro pares de electrones a su alrededor!

tres pares compartidos 4 un par li%re! entonces! la geometra electrnica es tetra$drica" Como un parde electrones no est compartido con otro tomo! la geometra del ion resulta ser piramidal" #stageometra determina que el ngulo de enlace entre el tomo de cloro 4 dos de los tomos de oxgeno

sea aproximadamente @?!DB.

3 partir del anlisis reali6ado completamos la ta%la.

%rmulaEstructura de

e*is+eometr,aelectrnica

+eometr,angulo deenlace ()

Momento dipolar(T' ?* T *)

+eI,lineal lineal < I9+e9I ' @A?H T' ?*

I-

tetra$drica piramidal < I99I seaproxima a

@?!DH

T *

+-

triangular triangular < 9+9 ' @,?H T' ?*

/eCl,

tetra$drica angular < Cl9/e9Cl

se aproxima

a 10#$%

T *

C0-

tetra$drica tetra$drica < 09C9 4

< 09C90

se aproximan

a @?!DB

T *

Material de ctedra UBA XXI Qumica.(2014) &


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Qumica

,

1/)

tetra$drica tetra$drica < 9/9 '

@?!DH

2o corresponde

,

-/i)

triangular triangular < 9/i9 '@,?B 2o corresponde

,+r)

tetra$drica angular < 9+r9 ' seaproxima a

@?!DH

2o corresponde

-Cl)

tetra$drica piramidal < 9Cl9 ' seaproxima a

@?!DH

2o corresponde

Ejercicio 3

a) 3 partir de las frmulas esta%leceremos el tipo de sustancia! el tipo de partculas que las forman! la

geometra 4 la polaridad de las molculas. Con estos datos deduciremos el tipo de fuer6as de atraccin

que actan entre las partculas.

3) 3 las sustancias 0-4 /i01 se las denomina moleculares! porque estn formadas por molculas!

de%ido a que las uniones entre los tomos que la componen son co"alentes.

#scri%imos las estructuras de Le;is para determinar las geometras 4 a partir de las mismas! la

polaridad de cada molcula.

#n la molcula de 0-! el fsforo es el tomo central 4 posee cuatro pares de

electrones a su alrededor! entonces! la geometra electrnica es tetra$drica. Laexistencia de un par de electrones no compartido determina que la geometra

molecular sea piramidal"

Luego de :a%er esta%lecido la geometra molecular! determinamos la polaridad de la molcula. Cada

enlace entre un tomo de :idrgeno 4 el tomo de fsforo es polar. Los momentos dipolares

correspondientes a las uniones tienen igual mdulo 4 distinta direccin. #ntonces! por la disposicin

en el espacio! la suma "ectorial de los momentos dipolares de los enlaces no es nula (= >? *) 4 la

molcula es polar. #sta geometra molecular determina que el ngulo de enlace entre el tomo defsforo 4 dos de los tomos de :idrgeno sea aproximadamente @?!DB.

Las molculas polares se atraen por fuer6as de London 4 dipolo9dipolo.

Material de ctedra UBA XXI Qumica.(2014) #


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Qumica

#n las molculas de /i01! el tomo central es el silicio 4 posee cuatro pares de

electrones compartidos. La disposicin que permite la mnima repulsin entre lospares que se encuentran alrededor del tomo central es tetra$drica.

Como el tomo de silicio no posee pares de electrones li%res ! la geometra molecular coincide con la

geometra electrnica 4 am%as son tetra$dricas.

Luego de :a%er esta%lecido la geometra molecular! determinamos la polaridad de la molcula. La

misma tiene cuatro enlaces /i90 polares. Los momentos dipolares correspondientes a estos enlaces son

iguales en mdulo 4 distintos en direccin 4 en sentido. #ntonces! por la disposicin en el espacio! elmomento dipolar total resulta ser nulo (=>' ? *) 4 la molcula es no polar. La geometra determinaque el ngulo de enlace entre el tomo de silicio 4 dos de los tomos de :idrgeno (< Cl9C9Cl) es de

@?!DB.

Las molculas no polares se atraen por fuer6as de London.

or lo tanto! las fuer6as de atraccin responsa%les de mantener atradas a las molculas cuando la

sustancia se encuentra en el estado slido son las indicadas en cada caso&

las molculas de 0- se atraen por fuer6as de London 4 dipolo9dipolo.

las molculas de /i01 se atraen por fuer6as de London.

+) 3nali6amos el tipo de unin qumica para cada sustancia.

#n el cloruro de potasio (5Cl)! el potasio es un metal cu4a electronegati"idad es ?!A, 4 el cloro es un

no metal de electronegati"idad -!@! por lo tanto! la unin qumica es inica! pues la diferencia de

electronegati"idad es ma4or que ,!??.

#l 5Cl es un compuesto inico formado por cationes 4 aniones que se mantienen unidos por la

atraccin electrosttica que se produce entre cargas opuestas.

#l 0es una sustancia molecular! formada por molculas! de%ido a que la unin entre los tomos no

metlicos es co"alente. La diferencia de electronegati"idad entre los tomos de flor 4 de :idrgeno

determinan que el enlace es polar! por lo tanto la molcula es polar! pues en una molcula diatmica su

polaridad coincide con la polaridad del enlace.La estructura de Le;is es&

Las fuer6as de atraccin entre las molculas de 0 son puente de :idrgeno! dipolo9dipolo 4 London!

de%ido a que las molculas son polares 4 estn formadas porun tomo de :idrgeno unido a un tomode un elemento mu4 electronegati"o como el flor.



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Qumica

or lo tanto! las fuer6as de atraccin responsa%les de mantener atrados a los iones en la sal 4 a las

molculas en el 0! cuando las sustancias se encuentran en el estado slido son las indicadas en cadacaso&

en el 5Cl! los cationes 4 los aniones se atraen por fuer6as electrostticas entre cargas opuestas.

las fuer6as entre las molculas de 0 son puente de :idrgeno! dipolo9dipolo 4 London.

%) ara determinar en cada par la sustancia que presente ma4or intensidad de las fuer6as de atraccin

entre sus partculas 4 la sustancia de menor punto de e%ullicin! tenemos en cuenta&

o #l tipo de sustancia& inica! molecular o metlica.

o #l tamao de la nu%e electrnica 4 la forma de las molculas! para comparar la intensidad de

las fuer6as de London o de dispersin.

o La polaridad de las molculas. #n molculas formadas por ms de dos tomos! como las

mencionadas! es necesario resol"er la geometra molecular para esta%lecer si son molculas

polares o no polares.

o Las fuer6as de atraccin entre partculas de una sustancia.

o Cuanto ms intensas sean las fuer6as de atraccin entre las partculas! ma4or ser la energa

necesaria para separarlas 4! por lo tanto! ma4or ser el punto de e%ullicin o de fusin.

or lo tanto lo resuelto en el punto anterior (a) es parte de lo necesario para contestar las acti"idades

de este punto. 3dems el desarrollo propuesto forma parte de la 8ustificacin de las respuestas

solicitadas en el punto c.

#n la siguiente ta%la resumimos la informacin o%tenida por el desarrollo del punto anterior.

%rmula #3 &i- .'l %

Tipo de sustancia molecular molecular inica molecular

Estructura dee*is

+E tetradrica tetradrica 99 99

+M piramidal tetradrica 99 lineal

T / polaridad => ? *

Kolcula polar

=>' ? *

Kolcula no polar

2o corresponde => ? *

Kolcula polar



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Qumica

0 de electrones

por mol$cula

@A @A 99 @?

%uerasintermoleculares

London 4 dipolo9

dipolo

London 3traccin

electrosttica

entre cargas

opuestas

London! dipolo9

dipolo 4 uente

de :idrgeno.

Las sustancias del par 0-4 /i01! estn formadas por molculas de igual nmero de electrones! en

consecuencia la intensidad de la fuer6a de London es similar. #s decir! que esta fuer6a no es decisi"a

para determinar la diferencia entre la intensidad de las fuer6as de atraccin.

La intensidad de las fuer6as de atraccin entre las molculas de 0-es ma4or que la intensidad de las

atracciones de London entre las molculas del /i0 1! de%ido a la contri%ucin de las fuer6as dipolo9

dipolo 4 London.or este moti"o! es necesario suministrar ms energa! en forma de calor! para que

las molculas adquieran la energa cintica suficiente para separarse 4 producir el cam%io de estado.

#s decir que el nom%re de la sustancia que presenta ma4or intensidad de las fuer6as de atraccin entre

sus molculas es la fosfina (0-) 4 la sustancia de menor punto de e%ullicin es el silano (/i01).

#ntre las sustancias del par 5Cl 4 0! el compuesto inico presenta fuer6as de atraccin de ma4or

intensidad! de%ido a que las fuer6as electrostticas entre cationes 4 aniones son ms intensas que

cualquiera de las fuer6as de atraccin intermoleculares. ara que se produ6ca la e%ullicin! es

necesario entregar ms energa a un compuesto inico que a un compuesto molecular.

or lo tanto el nom%re de la sustancia que presenta ma4or intensidad de las fuer6as de atraccin entre

sus partculas es cloruro de potasio 4 la sustancia de menor punto de e%ullicin es el fluoruro de

:idrgeno (0).

iii) ara determinar cul o cules de las sustancias de cada par se disuel"en en agua tenemos en cuenta

que para que una sustancia sea soluble en otra (se disuel"a)! se tienen que esta%lecer fuer6as deatraccin entre las partculas que las forman.

9 eneralmente las sustancias formadas por molculas polares se disuel"en en sol"entes

formados por molculas polares 4 las sustancias formadas por molculas no polares se

disuel"en en sol"entes formados por molculas no polares.

9 eneralmente los compuestos inicos se disuel"en en agua.



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Qumica

ara anali6ar la solu%ilidad de las sustancias en agua comen6amos representando la estructura de

Le;is de la molcula de agua (0,).

La geometra molecular resulta ser angular4 la molcula es polar(=>? *).

#ntre las sustancias del par 0- 4 /i01se disuel"e en agua la sustancia formada por molculas

polares! es decir 0-! esta%lecindose atracciones entre las molculas de am%as sustancias.

Las sustancias 5Cl 4 0 se disuel"en en agua 4a que el cloruro de potasio es inico por lo tanto se

presentan interacciones entre los iones 4 las molculas de agua! 4 el fluoruro de :idrgeno es una

sustancia formada por molculas polares! por lo tanto se esta%lecen atracciones entre las molculas de

fluoruro de :idrgeno 4 de agua.


ejercicios resueltos u 3

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