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QUÍMICA 2

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CUESTIONES Y PROBLEMAS RESUELTOS

TEMA 2: EL ENLACE QUÍMICO

COLECCIÓN 1

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Ejercicio 1.-Teniendo en cuenta el número atómico de los elementos siguientes, indica cuantos electrones tiene cada uno en el nivel más externo y señala cuantos electrones deben de adquirir cada uno de ellos para conseguir el octeto electrónico: C(Z=6) ; N(Z=7) ; O(Z=8) ; Cl(Z=17) C(Z=6) Config. 1s2 2s2 2p2 , tiene 4 e de valencia y debe adquirir otros 4 e para completar el octeto N(Z=7) Config. 1s2 2s2 2p3 , tiene 5 e de valencia y debe adquirir otros 3 e para completarlo O(Z=8) Config. 1s2 2s2 2p4 , tiene 6 e de valencia y debe adquirir otros 2 e para completarlo Cl(Z=17) Config. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 , tiene 7 e- de valencia y debe adquirir 1e para completarlo

Ejercicio 2.- Teniendo en cuenta el número atómico de los elementos siguientes, indica si los elementos son metales o no metales, y escribe los iones que formarán cada uno de ellos: Li(Z=3) ; F(Z=9) ; Ca(Z=20 ) O(Z=8) Li(Z=3) Config. 1s2 2s1 , es del grupo 1 (1A), es un metal y y forma el ión Li+ F(Z=9) Config. 1s2 2s2 2p5 , es del grupo 17 (7A), es un no metal y forma el ión F  Ca(Z=20) Config. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 , es del grupo 2 (2A), es un metal y forma el ión Ca +2 O(Z=8) Config. 1s2 2s2 2p4 , es del grupo 16, es un no metal y forma el ión O=

Ejercicio .3.- Escribe las fórmulas empíricas de los compuestos iónicos formados al unirse los siguientes pares de iones: a) Cs+ y S= ; b) Li+ y Cl ; c) Mg+2 y O= ; d) Ca+2 y Br a) Cs2S

b) LiCl

c) MgO

d) CaBr2

Ejercicio 4. -Clasifica como covalente polar, covalente apolar o iónico el enlace químico que se formará entre los siguientes pares de elementos: a ) Li y O b) Br y I c) O y O d) Rb y Rb .-

a) Li(metal) y O(no metal)  Enlace iónico ; b) Br(no metal) y I(no metal)  Enlace covalente c) O(no metal) y O(no metal)  Enlace covalente; d) Rb(metal) y Rb(metal)  Enlace metálico

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COLECCIÓN 1

Ejercicio 5. Dibuja las estructuras de Lewis de las siguientes moléculas: HCl ; Br2 : O2 y N2 Hidrógeno : 1s1

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Nitrógeno : 1s2 2s2 2p3









Oxígeno : 1s2 2s2 2p4









Cloro :

1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Comenzamos por escribir las configuraciones electrónicas y los diagramas de orbital de los electrones de valencia





Bromo : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5





 





Las covalencias de cada elemento nos permiten dibujar las estructuras de Lewis siguientes

Ejercicio 6.- Dibuja las estructuras de Lewis de las siguientes moléculas e indica: a) La forma de sus moléculas b) Si alguna de ellas presenta un enlace covalente dativo c) Cuales de ellas presentarán polaridad: CO2 ; SO2 ; PCl3 ; HCN Datos: electronegatividades H=2,1 ; P=2,1 ; C=2,5 ; S=2,5 ; N=3 ; Cl=3 ; O = 3,5 Empezamos por escribir las configuraciones electrónicas y los diagramas de orbital. H , N y Cl están en el ejercicio anterior Carbono : 1s2 2s2 2p2







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



Carbono con covalencia 4 Oxígeno : 1s2 2s2 2p4



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





Oxígeno aceptor en enlace dativo Fósforo : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3









Azufre : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4









Las covalencias de cada elemento permite escribir las estructuras de Lewis siguientes

(C) covalencia 4

enlace covalente dativo

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COLECCIÓN 1

a) CO2 y HCN son lineales. La misma representación de Lewis sirve como representación geométrica PCl3 tiene una geometría de pirámide de base trigonal, como en el NH3. El P está rodeado de cuatro pares de electrones, 3 de enlace y uno solitario

En el SO2 , el S está rodeado de un enlace doble, un enlace simple (dativo) y un par solitario. La geometría será angular , con el S en el vértice del ángulo

b) El SO2 presenta un enlace covalente dativo, esto es, un enlace cuyos electrones son aportados únicamente por el átomo de azufre central (dador) . El oxígeno es el aceptor c) Presentarán polaridad el SO2 , el PCl3 y el HCN SO2 . Los enlaces entre S y O son polares (con el momento dipolar dirigido hacia el O) y la geometría es angular . El momento dipolar resultante no es nulo PCl3 . Los enlaces entre P y Cl son polares, (con los momentos dipolares dirigidos hacia el Cl) y la geometría de la molécula es piramidal (como en el NH3) . El momento dipolar no se anula HCN . La molécula es lineal. El momento dipolar del enlace simple HC se dirige hacia el C y el del enlace triple CN se dirige hacia el N . Por tanto ambos momentos dipolares se suman y la molécula tiene un momento dipolar neto.

Ejercicio .7.- Indica cual de las siguientes moléculas forman enlaces de hidrógeno: CH4 ; HI ; H2O ; PH3 El enlace de hidrógeno se da en moléculas que tengan elemento H y otros elementos muy electronegaticos como el N, el F , y el O. Presenta enlaces de hidrógeno el H2O. CH4 , HI y PH3 presentan fuerzas de Van der Waals.

Ejercicio 8.- Clasifica las siguientes sustancias atendiendo a los tipos de enlaces que presentan entre sus átomos y moléculas. NaBr ; H2O ; SiO2 ; I2 ; Cu ; Ne NaBr  es una sustancia iónica, sus enlaces son iónicos entre los iones positivos y negativos. H2O  es una sustancia covalente molecular, sus enlaces son covalente entre sus átomos y enlaces de hidrógeno entre las moléculas. SiO2  es una sustancia covalente atómica, sus enlaces son covalentes entre sus átomos. I2  es una sustancia covalente molecular, sus enlaces son covalente entre sus átomos y de Van der Waals entre sus moléculas Cu  es una sustancia metálica, sus enlaces son metálicos entre los iones positivos y los electrones Ne es un gas noble, entre sus átomos no se forman enlaces

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Ejercicio 9.-Indica qué tipo de enlace químico ha de romperse en los siguientes casos: a) Al fundir CaCl2 b) Al hervir agua c) Fundir dióxido de silicio (sílice o arena) d) Al fundir oro a) El CaCl2, es una sustancia iónica, para fundirla hay que romper el enlace iónico b) El H2O, es una sustancia covalente molecular, sus moléculas son muy polares y presentan enlace de hidrógeno entre ellas. Al hervir agua hay que romper los enlaces intermoleculares de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua c) El SiO2(sílice), es una sustancia covalente atómica, para fundirla hay que romper los fuertes enlaces covalentes que se establecen entre los átomos de O y de Si d) El Au(oro), es una sustancia metálica, para fundir el oro hay que romper el enlace metálico que se establece entre los átomos de oro.

Ejercicio 10.- Entre las sustancias: 1) Sodio 2) diamante 3) metano 4) cloruro potásico 5)agua Se pide escoger la más representativa de : a) Una sustancia ligada por fuerzas de Van der Waals, que funde muy por debajo de la temperatura ambiente b) Una sustancia de alta conductividad eléctrica, que funde alrededor de los 200ºC c) Un sólido covalente de muy alto punto de fusión d) Una sustancia no conductora que se transforma en conductora al fundir e) Una sustancia con enlaces de hidrógeno a) El metano CH4, es una sustancia covalente molecular apolar y entre sus moléculas pueden establecerse enlaces de Van der Waals b) El sodio , Na; es una sustancia metálica de alta conductividad eléctrica c) El diamante , C; es una sustancia covalente atómica de alta temperatura de fusión. d) El cloruro potásico, KCl , es una sustancia iónica que es aislante en estado sólido pero que se hace conductora al fundirla e) El agua, H2O, es una sustancia covalente molecular, formadas por moléculas con enlaces de hidrógeno.

Ejercicio 11.- Cuando reacciona Cl2(gas) con Na(sólido) se forma NaCl (sólido). Estas tres sustancias se caracterizan por poseer cada una un tipo de enlace diferente. Explica brevemente las características del enlace en cada una de ellas. El Cl2 es una sustancia covalente molecular formada por moléculas, el Na es una sustancia metálica formada por redes de iones positivos y electrones, el NaCl es una sustancia iónica formada por redes de iones positivos y negativos.

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Ejercicio 12.- A temperatura ambiente el yodo, el magnesio, el óxido de sodio y el diamante son sólidos pero la naturaleza de sus retículos son muy diferentes. Se pide: a) Tipos de partículas en los nudos del cristal. b) Tipo de sustancias a las que pertenecen c) Tipos de enlaces que mantienen unidas las partículas d) Indica cual de ellas tendrá menor la temperatura de fusión Las fórmulas son:

I2

; Mg ;

Na2O ;

C( diamante)

a); b) c) El tipo de partículas que constituyen el cristal, tipo de sustancia y tipos de enlaces que mantienen unidas las partículas son: I2  está formado por redes de moléculas de yodo , es una sustancia covalente molecular, entre sus moléculas se establecen débiles fuerzas intermoleculares de van der Waals Mg  está formado por redes de iones positivos de Mg+2 y electrones libres; es una sustancia metálica, entre los iones positivos y los electrones se establece el enlace metálico. Na2O  está formado por redes de iones Na+ y iones O=, es una sustancia iónica, C(diamante)  está formado por redes átomos de C, es una sustancia covalente atómica, entrelos átomos se establecen fuertes enlaces covalentes. d) El de menor punto de fusión será el I2 ,puesto que para fundirlo hay que romper las debiles fuerzas intermoleculares de Van del Vaals

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