Ejercicio resuelto de Química · 2022

Dados los siguientes compuestos: $\text{NaF}$, ${\text{CH}}_4$ y ${\text{CH}}_3\text{OH}$:

a) Justifique el tipo de enlace interatómico que presentan. [0,5 puntos]

b) Ordénelos razonadamente de menor a mayor punto de ebullición. [0,5 puntos]

c) Justifique la solubilidad de estos compuestos en agua. [0,5 puntos]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{enlace}}\mathbf{\text{interat}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{presentan.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{F}$: un metal alcalino y un halógeno, con una diferencia de electronegatividad enorme. El sodio cede su electrón y el flúor lo capta: enlace iónico, y el compuesto es una red cristalina de $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ y ${\mathrm{F}}^{-}$.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$: dos no metales de electronegatividad parecida, que comparten electrones. Enlace covalente, con cuatro enlaces C-H apenas polares.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}$: también covalente, pero con una diferencia importante: el enlace O-H es muy polar, porque el oxígeno es bastante más electronegativo que el hidrógeno.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Ord}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nelos}}\mathbf{\text{razonadamente}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{menor}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{punto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ebullici}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Al hervir no se rompen los enlaces internos, sino las fuerzas entre unidades.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$: molécula tetraédrica y simétrica, apolar. Solo fuerzas de dispersión, las más débiles; hierve a $-161{}^{\circ }\mathrm{C}$.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}$: tiene un hidrógeno unido a oxígeno, así que forma enlaces de hidrógeno entre sus moléculas, mucho más fuertes; hierve a 65 °C.

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{F}$: hay que deshacer una red iónica entera, con atracciones electrostáticas entre iones; su punto de ebullición pasa de los 1600 °C.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4<\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}<\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{F}$

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{solubilidad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{estos}}\mathbf{\text{compuestos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{agua.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El agua es un disolvente muy polar y capaz de formar enlaces de hidrógeno.

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{F}$: soluble. Las moléculas de agua rodean los iones y los solvatan, y la energía que se libera compensa la de la red.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}$: soluble, y de hecho miscible en toda proporción, porque su grupo $-\mathrm{O}\mathrm{H}$ forma enlaces de hidrógeno con el agua igual que el agua consigo misma.

$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$: prácticamente insoluble. Al ser apolar, lo que ganaría con el agua no compensa romper los enlaces de hidrógeno que las moléculas de agua ya tienen entre sí.