Ejercicio resuelto de Química · 2020

2. a) Las siguientes sustancias se encuentran en estado sólido a temperatura ambiente: LiI, Li y $\mathrm{I_2}$. Explique si en esas condiciones dichas sustancias conducen o no la corriente eléctrica, y por qué. (0,6 p.)
b) ¿Cuál de las tres sustancias anteriores será más soluble en agua? Justifique su respuesta. (0,4 p.)
c) Ordene, justificadamente, según su punto de fusión: $\mathrm{H_2O}$, LiF, $\mathrm{CH_4}$ y $\mathrm{CH_3COCH_3}$. (1 p.)

$\textbf{a) Explique si en esas condiciones dichas sustancias conducen o no la corriente eléctrica, y por qué. (0{,}6 p.)}$

$\mathrm{LiI}$: es un sólido iónico. En estado sólido los iones ocupan posiciones fijas en la red y no hay electrones libres, de modo que $\textbf{no conduce}$; solo lo haría fundido o disuelto en agua.

$\mathrm{Li}$: es un metal, y sus electrones de valencia están deslocalizados en una nube que recorre toda la red. $\textbf{Sí conduce}$.

$\mathrm{I_2}$: es un sólido molecular. Sus electrones están localizados en los enlaces covalentes y sus moléculas son neutras, así que $\textbf{no conduce}$.

$\textbf{b) ¿Cuál de las tres sustancias anteriores será más soluble en agua? (0{,}4 p.)}$

El $\textbf{LiI}$. El agua es un disolvente muy polar y sus moléculas rodean a los iones, orientando su polo negativo hacia el catión y el positivo hacia el anión. La energía que se libera en esa solvatación compensa la energía reticular y la red se deshace.

El yodo es apolar y prácticamente insoluble en agua, y el litio metálico no se disuelve: reacciona violentamente con ella dando LiOH e hidrógeno.

$\textbf{c) Ordene, justificadamente, según su punto de fusión: H}_2\textbf{O, LiF, CH}_4\textbf{ y CH}_3\textbf{COCH}_3\textbf{. (1 p.)}$

Lo que hay que romper al fundir marca el orden, y las cuatro sustancias ilustran cuatro casos distintos.

$\mathrm{CH_4}$: molécula apolar y pequeña; solo fuerzas de dispersión de London, las más débiles de todas.

$\mathrm{CH_3COCH_3}$: la propanona es polar por su grupo carbonilo, así que a las de London se suman interacciones dipolo-dipolo. No forma enlaces de hidrógeno, porque no tiene hidrógeno unido a oxígeno.

$\mathrm{H_2O}$: forma $\textbf{enlaces de hidrógeno}$, la interacción intermolecular más intensa, y además cada molécula puede formar hasta cuatro.

$\mathrm{LiF}$: es un sólido iónico, y fundirlo exige vencer la atracción electrostática de toda una red tridimensional, algo de otro orden de magnitud.

$\mathrm{CH_4} < \mathrm{CH_3COCH_3} < \mathrm{H_2O} < \mathrm{LiF}$

Los valores reales lo confirman: $-182$ ºC, $-95$ ºC, 0 ºC y 845 ºC.