Ejercicio resuelto de Enlace químico · Química · 2023

Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) El cloruro de cesio es conductor de la electricidad mientras que un metal alcalino, por ejemplo el sodio, no lo es. [0,5 puntos]

b) El amoniaco ($\text{NH}_3$) tiene un punto de ebullición más elevado que el del metano ($\text{CH}_4$). [0,5 puntos]

$\textbf{a) El cloruro de cesio es conductor de la electricidad mientras que un metal alcalino, por ejemplo el sodio, no lo es. [0,5 puntos]}$

$\textbf{Falsa}$, y además está justo al revés en las dos mitades.

El cloruro de cesio es un compuesto iónico. En estado sólido sus iones $\mathrm{Cs^+}$ y $\mathrm{Cl^-}$ ocupan posiciones fijas en la red cristalina y no pueden desplazarse, de modo que $\textbf{no conduce}$. Sí lo hace cuando se funde o se disuelve en agua, porque entonces la red se deshace y los iones quedan libres para moverse.

El sodio, en cambio, es un metal, y el enlace metálico consiste precisamente en una red de cationes inmersa en una nube de electrones deslocalizados que pertenecen al conjunto del cristal. Esos electrones se desplazan bajo un campo eléctrico, así que el sodio $\textbf{sí conduce}$, y lo hace en estado sólido.

En resumen: un metal conduce siempre, y un compuesto iónico solo fundido o disuelto.

$\textbf{b) El amoniaco (NH₃) tiene un punto de ebullición más elevado que el del metano (CH₄). [0,5 puntos]}$

$\textbf{Verdadera.}$

Los dos son compuestos moleculares y de tamaño parecido, así que lo que decide es el tipo de fuerza intermolecular que hay que vencer para separarlos.

El metano es una molécula tetraédrica perfectamente simétrica: aunque los enlaces C–H fuesen algo polares, sus momentos se anulan y la molécula es apolar. Solo hay entre sus moléculas fuerzas de dispersión de London, que son muy débiles.

El amoniaco es piramidal, con un par libre sobre el nitrógeno que rompe la simetría, así que es polar. Y además ocurre algo más importante: el hidrógeno está unido a un átomo muy electronegativo y pequeño, el nitrógeno, lo que permite formar $\textbf{enlaces de hidrógeno}$ entre unas moléculas y otras.

Los enlaces de hidrógeno son con diferencia las más intensas de las fuerzas intermoleculares, y por eso hace falta mucha más energía para separar las moléculas de amoniaco. Los datos lo confirman: el amoniaco hierve a $-33$ °C y el metano, a $-162$ °C.