Ejercicio resuelto de Química · 2024

i) Describa la hibridación de los átomos centrales y la geometría de las moléculas de eteno, agua y etino, indicando los correspondientes ángulos de enlace. [1,50 puntos]

ii) Para $\text{NaCl}$, $\text{CH}_4$, $\text{MgO}$ y $\text{C}_2\text{H}_4$, indique si de encontrarse en estado líquido conducirán o no la electricidad. [0,50 puntos]

Datos: Números atómicos: H, 1; C, 6; N, 7; O, 8; Na, 11; Mg, 12.

$\textbf{i) Describa la hibridación de los átomos centrales y la geometría de las moléculas de eteno, agua y etino, indicando los correspondientes ángulos de enlace. [1,50 puntos]}$

La receta es siempre la misma: se cuentan las zonas de electrones que rodean al átomo central —cada enlace, sea simple, doble o triple, cuenta como una, y cada par no enlazante también— y esas zonas se separan lo máximo posible.

$\mathrm{C_2H_4}$ (eteno): cada carbono se une a dos hidrógenos y al otro carbono, tres zonas en total y ningún par libre. Hibridación $sp^2$, geometría $\textbf{trigonal plana}$ en torno a cada carbono y ángulos de 120°. Los tres híbridos forman los enlaces $\sigma$ y el orbital $p$ sin hibridar de cada carbono da el enlace $\pi$, que mantiene toda la molécula en un plano.

$\mathrm{H_2O}$ (agua): el oxígeno tiene dos pares enlazantes y dos no enlazantes, cuatro zonas. Hibridación $sp^3$ y geometría $\textbf{angular}$, con un ángulo de unos 104,5°: los pares libres ocupan más espacio que los de enlace y comprimen el ángulo por debajo de los 109,5° del tetraedro.

$\mathrm{C_2H_2}$ (etino): cada carbono se une a un hidrógeno y al otro carbono, solo dos zonas. Hibridación $sp$, geometría $\textbf{lineal}$ y ángulos de 180°. Los dos orbitales $p$ sin hibridar de cada carbono forman los dos enlaces $\pi$ del triple enlace.

$\mathrm{H-C{\equiv}C-H}$

$\textbf{ii) Para NaCl, CH₄, MgO y C₂H₄, indique si de encontrarse en estado líquido conducirán o no la electricidad. [0,50 puntos]}$

Un líquido conduce solo si contiene iones libres, así que la pregunta se reduce a distinguir los compuestos iónicos de los moleculares.

$\mathrm{NaCl}$ y $\mathrm{MgO}$ unen un metal con un no metal muy electronegativo: son redes iónicas. Al fundirse la red se deshace y los iones quedan libres, de modo que $\textbf{sí conducen}$.

$\mathrm{CH_4}$ y $\mathrm{C_2H_4}$ están formados solo por no metales: son sustancias moleculares y lo que hay en el líquido son moléculas neutras, así que $\textbf{no conducen}$.