Ejercicio resuelto de Geometría molecular · Química · 2025

1B El $\mathrm{CS_2\ (l)}$ es un disolvente volátil, inflamable y tóxico, muy importante en muchos procesos industriales. Es un disolvente eficaz para aceites, ceras, azufre y muchos compuestos orgánicos. El $\mathrm{CO_2\ (g)}$ es un gas necesario para la vida en la Tierra, pero también es el causante del efecto invernadero.

a) Nombre ambas sustancias. (0,30 puntos)
b) Represente sus estructuras de Lewis y explique brevemente cómo será su geometría y polaridad. (0,80 puntos)
c) Justifique por qué el $\mathrm{CS_2}$ es un líquido a temperatura ambiente y el $\mathrm{CO_2}$ es un gas. (0,50 puntos)
d) Explique si una disolución de azufre ($\mathrm{S_8}$) en $\mathrm{CS_2}$ conducirá la electricidad. (0,40 puntos)

$\textbf{a) Nombre ambas sustancias. (0{,}30 puntos)}$

$\mathrm{CS_2}$ — disulfuro de carbono.

$\mathrm{CO_2}$ — dióxido de carbono.

$\textbf{b) Represente sus estructuras de Lewis y explique brevemente cómo será su geometría y polaridad. (0{,}80 puntos)}$

Las dos moléculas son análogas: el carbono aporta 4 electrones de valencia y cada átomo terminal 6, en total 16. El carbono se une a los dos extremos mediante dobles enlaces, con lo que completa su octeto, y a cada azufre u oxígeno le quedan dos pares no enlazantes.



En cuanto a la geometría, el carbono tiene dos zonas de densidad electrónica y ningún par libre, porque un doble enlace cuenta como una sola zona. Dos zonas se separan al máximo alineándose, así que ambas moléculas son $\textbf{lineales}$, con ángulos de 180°.

Y en cuanto a la polaridad, los enlaces C=O son claramente polares y los C=S bastante menos, pero en los dos casos la molécula es simétrica y los dos momentos dipolares, iguales y opuestos, se anulan. Las dos moléculas son $\textbf{apolares}$.

$\textbf{c) Justifique por qué el CS}_2\textbf{ es un líquido a temperatura ambiente y el CO}_2\textbf{ es un gas. (0{,}50 puntos)}$

Al ser las dos moléculas apolares, las únicas fuerzas intermoleculares posibles son las de dispersión de London, que aparecen por dipolos instantáneos y son tanto más intensas cuanto más polarizable es la nube electrónica.

El azufre está un periodo por debajo del oxígeno: tiene más electrones, un radio mayor y una nube mucho más deformable. Además la masa molecular del $\mathrm{CS_2}$ es 76 frente a los 44 del $\mathrm{CO_2}$.

Las fuerzas de dispersión son, por tanto, bastante más intensas en el disulfuro de carbono, y hace falta más energía para separar sus moléculas. Por eso es líquido a temperatura ambiente mientras que el dióxido de carbono es un gas.

$\textbf{d) Explique si una disolución de azufre (S}_8\textbf{) en CS}_2\textbf{ conducirá la electricidad. (0{,}40 puntos)}$

Para que una disolución conduzca la electricidad tiene que contener iones libres capaces de desplazarse, que es lo que ocurre cuando se disuelve un electrolito.

Aquí no hay nada de eso: el $\mathrm{S_8}$ es una sustancia molecular apolar y el $\mathrm{CS_2}$ un disolvente también molecular y apolar. El azufre se disuelve bien —lo semejante disuelve a lo semejante—, pero lo hace dispersando moléculas $\mathrm{S_8}$ enteras, sin disociarse ni ionizarse.

Al no haber iones ni electrones móviles, la disolución $\textbf{no}$ conduce la electricidad.