Ejercicio resuelto de Enlace químico · Química · 2023

B.1 Considere las sustancias $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$, $\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$, $\mathrm{F}\mathrm{e}$ y $\mathrm{K}\mathrm{I}$.

a) (0,5 puntos) Indique el tipo de enlace que presenta cada una de ellas.
b) (0,5 puntos) Justifique si conducen la corriente eléctrica a temperatura ambiente.
c) (0,5 puntos) Escriba las estructuras de Lewis de aquellas que sean covalentes.
d) (0,5 puntos) Justifique si cada una de ellas es soluble en agua o no.

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{enlace}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{presenta}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellas.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El tipo de enlace se deduce del carácter metálico o no metálico de los elementos que se combinan.

$\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$: dos átomos idénticos de un no metal, sin diferencia de electronegatividad. Enlace $\mathbf{\text{covalente}}\mathbf{\text{apolar}}$.

$\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$: dos no metales distintos, con una diferencia de electronegatividad moderada. Enlace $\mathbf{\text{covalente}}\mathbf{\text{polar}}$.

$\mathrm{F}\mathrm{e}$: un metal en estado puro. Enlace $\mathbf{\text{met}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{lico}}$.

$\mathrm{K}\mathrm{I}$: un metal alcalino y un halógeno, con una diferencia de electronegatividad grande. Enlace $\mathbf{\text{i}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nico}}$.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{conducen}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{corriente}}\mathbf{\text{el}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{ctrica}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{temperatura}}\mathbf{\text{ambiente.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Para conducir hacen falta cargas libres capaces de moverse, sean electrones o iones.

$\mathrm{F}\mathrm{e}$: $\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{conduce}}$. Sus electrones de valencia están deslocalizados en una nube que recorre todo el metal, así que basta aplicar una diferencia de potencial para que se desplacen.

$\mathrm{K}\mathrm{I}$: $\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{conduce}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{estado}}\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{lido}}$. Los iones existen, pero están fijos en las posiciones de la red y no pueden moverse. Sí conduce fundido o disuelto en agua, cuando la red se deshace y los iones quedan libres.

$\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$ y $\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$: $\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{conducen}}$. Son sustancias moleculares y no tienen ni electrones libres ni iones. Otra cosa es el HBr disuelto en agua, que se ioniza dando ${\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}$ y $\mathrm{B}{\mathrm{r}}^{-}$ y entonces sí conduce.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{estructuras}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Lewis}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{aquellas}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{sean}}\mathbf{\text{covalentes.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Las covalentes son el $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$ y el $\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$.

$\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$: cada cloro aporta 7 electrones de valencia, 14 en total. Comparten un par, que forma el enlace simple, y a cada átomo le quedan $\mathbf{\text{tres}}\mathbf{\text{pares}}\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{enlazantes}}$. Así ambos completan el octeto.

$\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$: el hidrógeno aporta 1 electrón y el bromo 7, 8 en total. Comparten un par, con lo que el hidrógeno alcanza sus dos electrones y el bromo su octeto, y al bromo le quedan $\mathbf{\text{tres}}\mathbf{\text{pares}}\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{enlazantes}}$.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellas}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{soluble}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{agua}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{no.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Vale la regla de que lo semejante disuelve a lo semejante, con el matiz de que las sustancias iónicas se disuelven bien en disolventes muy polares como el agua, que hidrata sus iones.

$\mathrm{K}\mathrm{I}$: $\mathbf{\text{muy}}\mathbf{\text{soluble}}$. El agua rodea los iones ${\mathrm{K}}^{+}$ e ${\mathrm{I}}^{-}$ y la energía de hidratación compensa la energía reticular.

$\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}$: $\mathbf{\text{muy}}\mathbf{\text{soluble}}$. Es una molécula polar y, además, reacciona con el agua ionizándose por completo: el resultado es el ácido bromhídrico.

$\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$: $\mathbf{\text{poco}}\mathbf{\text{soluble}}$. Al ser apolar solo podría interaccionar por fuerzas de dispersión, mucho más débiles que los enlaces de hidrógeno que las moléculas de agua ya tienen entre sí. Se disuelve algo porque en parte reacciona con el agua.

$\mathrm{F}\mathrm{e}$: $\mathbf{\text{insoluble}}$. El agua no puede vencer el enlace metálico; el hierro solo pasa a disolución si reacciona químicamente, por ejemplo con un ácido.