Problemas Tabla Periódica, Configuración Electrónica y Enlace Químico




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Problemas Tabla Periódica, Configuración Electrónica y Enlace Químico
1.- Indica y explica razonadamente si las siguientes afirmaciones son Verdaderas o Falsas

a) El Trifluoruro de boro (BF3) es un compuesto en el que el átomo de boro presenta hibridación sp3.

b) El dióxido de carbono (CO2) presenta enlaces polares, y por tanto, se trata de un compuesto polar.

c) En el acetileno o etino (C2H2) los átomos de carbono presentan hibridación sp2.

d) ¿Qué tipo de enlace se formará entre el elemento A (Z=1) y el elemento B (Z=17)? ¿Será este enlace polar ó apolar?
2.- Representar los diagramas de Lewis para las siguientes moléculas o iones:

O–2, Br-1, CBr4, CH3CN, SO2, CS2, NI3, H2SO4
3.- Explica la formación del enlace iónico entre los siguientes átomos, razonando la fórmula del compuesto originado: Ca y S (Ca=40 y S=32)
4.- Interpreta los enlaces de la molécula de CS2 mediante la teoría de enlaces de valencia.
5.- Explica la geometría de la molécula de BF3 por el método de repulsión de pares de electrones de valencia.
6.- Para las moléculas CCl4, NH3 y BeCl2:

a) Determina su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia.

b) ¿Qué tipo de hibridación presenta el átomo central?

c) Razona si esas moléculas son polares.
7.- Razona si la molécula de BCl3 es polar, sabiendo que su geometría es plana.
8.- Razona cual de las siguientes sustancias moleculares tiene el menor punto de ebullición y cuál el mayor: Cl2, BCl3 y NH3
9.- Entre las sustancias siguientes: H2, N2, CsCl, Cu, GeO2 y HCl, escoge la más representativa en los aspectos que se indican, razonando brevemente las respuestas:
a) Sustancia solida soluble en agua.

b) Sustancia de punto de fusión muy elevado.

c) Sustancia que posee enlaces de hidrogeno.

d) Sustancia dúctil y maleable.

e) Sustancia dura, aunque quebradiza.

f) La sustancia de menor punto de ebullición
10.- Justifica la geometría de las siguientes moléculas covalentes de acuerdo con la teoría de la repulsión entre los pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV)

a) Bromuro de berilio (Dibromuro de berilio)

b) Cloruro de aluminio (Tricloruro de aluminio)

c) Cloruro de silicio (IV) (Tetracloruro de silicio)

d) Amoniaco (Trihidruro de nitrógeno)

Datos: Br(Z=35); Be (Z=4); Cl(Z=17); Al(Z=13); Si (Z=14); N( Z=7); H(Z=1)
11.- Indica cuales de las siguientes especies químicas presenta un enlace iónico:

Ácido clorhídrico (cloruro de hidrógeno); Bromuro de rubidio; Tetracloruro de carbono (cloruro de carbono (IV)).

Datos: H(Z=1); Cl(Z=17); C(Z=6); Rb(Z=37); Br(Z=35)


12.- Dados los siguientes elementos cuyas configuraciones son:



a) ¿Cuáles son las fórmulas de los compuestos que B puede formar con A, C y D?

b) ¿Qué tipo de enlace se produce en la formación de los compuestos del apartado anterior? Justificar la respuesta.
13.- Al comparar dos moléculas muy semejantes CO2 y SO2, se observa que en la primera el momento dipolar es nulo, mientras que en la segunda no lo es. ¿Cuál de las siguientes respuestas justifica esta diferencia?:

a) Porque el carbono y el oxígeno tienen electronegatividades muy similares, mientras que en el caso del azufre y el oxígeno son muy diferentes.

b) Porque el átomo de carbono presenta hibridación sp, mientras que el azufre sp2.

c) Porque el átomo de carbono presenta hibridación sp2, mientras que el azufre sp.

d) Porque el carbono pertenece al segundo periodo del sistema periódico y el azufre, al tercer periodo.
14.- Considerando las sustancias Br2, SiO2, Fe, HF y NaBr, justifica en función de sus enlaces:

a) Si son o no solubles en agua.

b) Si conducen la corriente eléctrica a temperatura ambiente.
15.- Teniendo en cuenta la estructura y el tipo de enlace, justifica:

a) El cloruro de sodio tiene punto de fusión mayor que el bromuro de sodio.

b) El carbono en forma de diamante es un sólido muy duro.

c) El nitrógeno molecular presenta gran estabilidad química.

d) El amoniaco es una sustancia polar.
16.- A partir de las estructuras electrónicas de los elementos X, Y, Z:

X: 1s2 2s2 2p5; Y: 1s2 2s2 2p4; Z: 1s2 2s2 2p6 3s2

Justifica la veracidad o la falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) Todos los elementos son muy electronegativos.

b) Z forma con X un compuesto covalente de formula ZX2.

c) X podría formar un compuesto predominantemente covalente con Y, de formula YX2.
17.- Se sabe que la molécula de BI3 es apolar. Explica la hibridación esperada para el átomo central.

SOLUCIONES:

1.-




3.-




4.-


5.-


6.-


7.-



8.-




9.-


10.-




11.-


12.-
Como B tiene 7 electrones en la capa más externa le hace falta un electrón para adquirir la configuración de gas noble. En elemento A tiene 5 electrones en la capa más externa en consecuencia tiene que compartir 3 electrones con otros tantos átomos del elemento B, luego la fórmula sería AB3 y se trata de un compuesto covalente. Por su parte el elemento C como tiene 3 electrones en la capa de valencia puede cederlos para adquirir la configuración de gas noble (un poco forzado) y por lo tanto el compuesto tiene de fórmula CB3 y se trata de un compuesto iónico. Finalmente como el compuesto D tiene un electrón en la capa más externa tiende a cederlo y la fórmula sería DB y se trata de un compuesto iónico.
13.-

a) Falso. Las electronegatividades del C y de O son diferentes, mientras que las del S y O son más parecidas.

b) Cierto. El átomo de C presenta una hibridación sp que al ser lineal determina que aunque los enlace C – O son polares, los dipolos O – C – O se anulen y den un momento dipolar nulo (µ= 0). El S presenta hibridación sp2 que al ser triangular plana determina que los enlaces S – O que son polares formen un ángulo y el momento dipolar no es nulo (µ≠0).

c) Falso. Por lo indicado en el apartado b).

d) Falso. No depende del periodo al cual pertenecen.
14.-

a) Solubles en agua serán: HF y NaBr, porque el primero es un covalente muy polar y el segundo una sustancia iónica

b) Conducirá la corriente eléctrica: el Fe, porque tiene enlace metálico que permite a sus electrones moverse más o menos libremente por la red cuando se le aplica una diferencia de potencial
15.-

a) El punto de fusión de un compuesto aumenta con la energía reticular U; a igualdad de cargas y parámetros estructurales, la U será mayor cuanto menor sea la distancia interiónica. Esta es menor en el NaCl que en el NaBr, dado que el ion bromuro es mayor que el cloruro. Por ello, el punto de fusión del NaCl es mayor que el del NaBr.

b) Forma una estructura tridimensional de tipo red cristalina con los átomos unidos muy fuertemente entre sí.

c) Sus átomos se unen mediante un triple enlace (N≡N) y, por tanto, para que reaccionen es preciso romperlo, lo cual no resulta fácil, y de ahí su estabilidad química.

d) Está formado por tres enlaces N-H que son polares y presentan ángulos en el espacio de unos 106°, por lo que la suma vectorial de los tres no es cero, lo que conduce a una molécula polar.


16.-

a) Incorrecta. Solo X e Y lo son porque tienen 7 y 6 electrones, respectivamente, en su última capa y, por tanto, mucha tendencia a completar su octeto

b) Correcto. X necesita 1 electrón para completar su octeto, mientras que Z debe perder 2 con el mismo fin; por ello, dos átomos de X captarán esos 2 electrones, quedando la sustancia como ZX2

c) Correcto. Igual que decíamos antes, X necesita un electrón para completar su octeto, mientras que Y necesita 2 electrones En ese caso, ambos compartirán electrones, enlace covalente, y serán, por tanto, dos átomos de X los que se impliquen con uno de Y, quedando la sustancia como X2Y
17.-

La molécula de BI3 tendrá hibridación sp2 dado que el boro tiene estructura electrónica 1s2 2s2 2p1 Por tanto, sus tres orbitales híbridos tendrán geometría plana triangular con ángulos de 120°, lo que hará que se anulen entre sí, y la molécula será apolar según sabemos experimentalmente.



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