Ejercicio resuelto de Química · 2020

Justifique si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas:

a) El amoniaco $(\text{NH}_3)$ es una sustancia apolar. (Hasta 0,4 puntos)

b) El cloruro de sodio $(\text{NaCl})$ tiene mayor punto de fusión que el bromuro de potasio $(\text{KBr})$. (Hasta 0,4 puntos)

c) Los metales apenas conducen la corriente eléctrica. (Hasta 0,4 puntos)

d) En el etanol $(\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH})$ existen enlaces de hidrógeno. (Hasta 0,4 puntos)

e) Los enlaces presentes en el agua y los presentes en el cloruro sódico $(\text{NaCl})$ hacen que ambos compuestos presenten la misma estructura. (Hasta 0,4 puntos)

$\textbf{a) El amoniaco (NH₃) es una sustancia apolar. (Hasta 0,4 puntos)}$

$\textbf{Falsa}$. El nitrógeno tiene cuatro zonas de densidad electrónica, tres enlaces y un par no enlazante, de modo que la geometría molecular es una pirámide trigonal.

Los enlaces N–H son polares, y al no ser la molécula simétrica sus momentos dipolares no se cancelan: la suma apunta hacia el nitrógeno. El amoniaco es una molécula $\textbf{polar}$, y de hecho bastante, lo que explica su gran solubilidad en agua.

$\textbf{b) El cloruro de sodio (NaCl) tiene mayor punto de fusión que el bromuro de potasio (KBr). (Hasta 0,4 puntos)}$

$\textbf{Verdadera}$. Los dos son sólidos iónicos con las mismas cargas, $+1$ y $-1$, así que lo que decide es el tamaño de los iones:

$|U| \propto \dfrac{|z^+ \cdot z^-|}{r^+ + r^-}$

El sodio es menor que el potasio, y el cloruro menor que el bromuro, de modo que la distancia entre iones es menor en el NaCl y su energía reticular, mayor. Hace falta más energía para deshacer su red.

$\textbf{c) Los metales apenas conducen la corriente eléctrica. (Hasta 0,4 puntos)}$

$\textbf{Falsa}$. Los metales son precisamente los mejores conductores. En el enlace metálico los cationes ocupan los nudos de la red y los electrones de valencia forman una nube deslocalizada que se mueve libremente por todo el cristal.

Al aplicar una diferencia de potencial, esos electrones se desplazan y transportan la carga sin que el sólido se descomponga, a diferencia de lo que ocurre en un conductor iónico.

$\textbf{d) En el etanol (CH₃CH₂OH) existen enlaces de hidrógeno. (Hasta 0,4 puntos)}$

$\textbf{Verdadera}$. El etanol tiene un hidrógeno unido directamente a un oxígeno, que es pequeño y muy electronegativo y conserva pares no enlazantes: se cumplen las dos condiciones del enlace de hidrógeno.

Esa interacción, mucho más fuerte que las dipolares, explica que el etanol hierva a 78 °C mientras que el dimetiléter, su isómero de función, sea un gas a temperatura ambiente.

$\textbf{e) Los enlaces presentes en el agua y los presentes en el cloruro sódico (NaCl) hacen que ambos compuestos presenten la misma estructura. (Hasta 0,4 puntos)}$

$\textbf{Falsa}$, y por completo. El agua es una sustancia $\textbf{molecular}$: sus átomos se unen por enlaces covalentes formando moléculas discretas de $\mathrm{H_2O}$, y son esas moléculas las que interaccionan entre sí por enlaces de hidrógeno.

El cloruro de sodio es un sólido $\textbf{iónico}$: no existen moléculas de NaCl, sino una red tridimensional en la que cada ion está rodeado por seis del signo contrario, y la fórmula solo indica la proporción.

De ahí sus propiedades tan distintas: el agua es líquida a temperatura ambiente y el cloruro de sodio funde por encima de 800 °C.