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INTRODUCCIÓNElaprendizajedelaQuímicaconstituyeunretoalqueseenfrentancadaañolos,cadavezmás
escasos,estudiantesde2°debachilleratoqueeligen lasopcionesde“Ciencias”,“Cienciasde la
Salud”e“IngenieríayArquitectura”.Estotambiénconstituyeunretoparalosprofesoresque,no
solodebensercapacesdebuscarlaformamáseficazparaexplicarestadisciplina,sinoademás,
inculcarelinterésquenacedelreconocimientodelpapelquejuegalaQuímicaenlavidayenel
desarrollodelassociedadeshumanas.
Enestecontexto, lasOlimpiadasdeQuímicasuponenunaherramientamuy importanteyaque
ofrecen un estímulo, al fomentar la competición entre estudiantes procedentes de diferentes
centrosycondistintosprofesoresyestilosoestrategiasdidácticas.
Estacoleccióndecuestionesyproblemassurgiódelinterésporpartedelosautoresderealizar
unarecopilacióndelaspruebaspropuestasendiferentespruebasdeOlimpiadasdeQuímica,con
elfindeutilizarloscomomaterialdeapoyoensusclasesdeQuímica.Unavezinmersosenesta
labor,yalavistadelvolumendecuestionesyproblemasreunidos,laComisióndeOlimpiadasde
QuímicadelaAsociacióndeQuímicosdelaComunidadValencianaconsideróquepodíaresultar
interesante supublicaciónparaponerloadisposiciónde todos losprofesoresyestudiantesde
Química a los que les pudiera resultar de utilidad. De esta manera, el presente trabajo se
propusocomounposiblematerialdeapoyopara laenseñanzade laQuímicaen loscursosde
bachillerato, así como en los primeros cursos de grados del área de Ciencia e Ingeniería.
Desgraciadamente,nohasidoposible ‐porcuestionesquenovienenalcaso‐ lapublicacióndel
material.Noobstante, lapuestaencomúnde lacoleccióndecuestionesyproblemasresueltos
puede servirdegermenparaeldesarrollodeunproyectomásamplio,enelqueeldiálogo,el
intercambio de ideas y la compartición dematerial entre profesores deQuímica con distinta
formación,origenymetodología,peroconobjetivoseinteresescomunes,contribuyaaimpulsar
elestudiodelaQuímica.
En elmaterial original se presentan las pruebas correspondientes a las últimas Olimpiadas
NacionalesdeQuímica(1996‐2012)asícomootraspruebascorrespondientesafaseslocalesde
diferentesComunidadesAutónomas.Enesteúltimo caso, sehan incluido sólo las cuestionesy
problemasquerespondieronalmismoformatoquelaspruebasdelaFaseNacional.Sepretende
ampliarelmaterialcon lascontribucionesquerealicen losprofesores interesadosen impulsar
este proyecto, en cuyo caso se harámención explícita de la persona que haya realizado la
aportación.
Lascuestionesquesonderespuestasmúltiplesylosproblemassehanclasificadopormaterias,
sepresentancompletamenteresueltosyentodosellossehaindicadolaprocedenciayelaño.Los
problemas,enlamayorpartedeloscasosconstandevariosapartados,queenmuchasocasiones
se podrían considerar como problemas independientes. Es por ello que en el caso de las
OlimpiadasNacionales sehaoptadoporpresentar la resoluciónde losmismosplanteando el
enunciadodecadaapartadoy,acontinuación,laresolucióndelmismo,enlugardepresentarel
enunciadocompletoydespuéslaresolucióndetodoelproblema.
Losproblemasycuestionesrecogidosenestetrabajohansidoenviadospor:
Juan A. Domínguez (Canarias), Juan Rubio (Murcia), Luis F. R. Vázquez y Cristina Pastoriza
(Galicia), JoséA.Cruz,NievesGonzález,Gonzalo Isabel (CastillayLeón),AnaTejero (Castilla‐
LaMancha),PedroMárquez(Extremadura),PilarGonzález(Cádiz),ÁngelF.Sáenzde laTorre
(La Rioja), José Luis Rodríguez (Asturias),Matilde Fernández (Baleares), Fernando Nogales
(Málaga).
Finalmente,losautoresagradecenaHumbertoBuenosuayudaenlarealizacióndealgunasde
lasfigurasincluidasenestetrabajo.
Losautores
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 1
1.CUESTIONESdeENLACEQUÍMICOyPROPIEDADES
1.1.¿Cuáldelassiguientessustanciastienemayorpuntodefusión?a)KBrb) c) d)HCle)
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Sevilla2004)(O.Q.L.CastillayLeón2011)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
a).KBr es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia del resto, forma redescristalinas iónicasmuydifícilesde romper.Estas sustancias son sólidas a temperaturaambiente, por lo que tienenunelevadopuntode fusión,muchomayor que las demássustanciaspropuestas.
b‐c). e son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmásintensasenelI debidoaqueesunasustanciacongranvolumenatómicoyelevadopesomolecular, por tanto será muy polarizable. Por esto, aunque ambas tienen puntos defusiónbajos,eldelCH esmuchomásbajo.
d).HClesunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroquepresentamomentodipolarpermanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto,elpuntodefusióndelclorurodehidrógenoesmuybajo.
e). es una sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustanciapolar forma un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte detodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodefusióntambiénesbajo.
Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:
(90,7)<HCl(161)< (175)< (386,7)<KBr(1007)
Larespuestacorrectaeslaa.
1.2.LamoléculaHBr:a)Notienemomentodipolar.b)Tieneunenlacecovalentepolar.c)Tieneunenlacecovalentenopolar.d)Tieneunenlacedoble.e)Tieneunenlaceiónico.
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Sevilla2004)(O.Q.L.Asturias2009)
LamoléculadeHBrtieneenlacecovalentesencilloyaqueelbromotienesieteelectronesensuúltimacapa,[Ar]3d 4s 4p ,mientrasqueelhidrógenosoloposeeuno,1s .
Además, lamoléculapresentamomentodipolarpermanente(μ=0,76D)yaque losdoselementostienendiferentevalordelaelectronegatividad,(Br)=2,96y(H)=2,20.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 2
1.3.¿Cuáldelassiguientesmoléculasnopuedeformarenlacesporpuentesdehidrógenoconotrasdelmismocompuesto?a)Étermetílicob)Etanolc)Aguad)Amoníaco
(O.Q.L.Murcia1996)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Etanol(CH CH OH),agua(H O)yamoníaco(NH )síquecumplenlacondiciónpropuesta,mientras que el éter metílico (CH OCH ) no ya que no sus átomos de hidrógeno seencuentranunidosalcarbono,unelementopocoelectronegativo.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.4.Elnúmeromáximodeenlacesdehidrógenoenlosquepuedeparticiparunamoléculadeaguaes:a)1b)2c)3d)4
(O.Q.L.Murcia1996)
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
La molécula de agua es capaz de formar cuatroenlacesdehidrógeno, dospormediode losátomosde hidrógeno, y otros dos por medio de los paressolitariosdelátomodeoxígeno.
Larespuestacorrectaeslad.
1.5.ElenlaceenelBrFes:a)Covalentepurob)Metálicoc)Covalente,conciertocarácteriónicod)Iónico
(O.Q.L.Murcia1996)
LamoléculadeBrFtieneenlacecovalente,yaquetantoelflúorcomoelbromotienensieteelectrones en su última capa (ns np ) y la única forma de completar el octeto escompartiendo,cadaunodeellos,unelectrón.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 3
Como los dos elementos tienendiferente valor de la electronegatividad, (Br) = 2,96 y (F) = 3,98 el enlace formadoes covalentepolar, esdecir, que tieneun cierto carácteriónicoparcial,tantomayorcuantomayorsealadiferenciadeelectronegatividad.
Larespuestacorrectaeslac.
1.6.Losenlacesdehidrógeno:a)Aparecensiemprequehayunátomodehidrógeno.b)Hacendisminuir,generalmente,lastemperaturasdefusiónydeebullición.c)Aparecenenmoléculascomo , y .d)Sonmuyfuertescuandoelelementounidoalhidrógenoesmuyelectronegativo.e)Poseenunaenergíadeenlacesuperioraladeunenlacequímico.
(O.Q.N.CiudadReal1997)
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentra unido a un átomomuy electronegativose ve atraído a la vez por un par de electronessolitario perteneciente a un átomo muyelectronegativo y pequeño (N, O o F) de unamoléculacercana.
Larespuestacorrectaeslad.
1.7.Paralossiguientescompuestos:,KI, ,
¿Qué respuesta tiene los compuestos ordenados por valores decrecientes de puntos deebullición?a) >KI> > b)KI> > > c)KI> > > d)KI> > > e)KI> > >
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Almería2005)(O.Q.L.Córdoba2011)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia que nopresentamomento dipolar permanente, sólo presenta enlaces intermoleculares del tipofuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodeebulliciónserámuybajo.
esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perose tratadeunasustanciapolarquepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana. Su punto de ebullición será bastantemás alto que el resto de los compuestosbinariosqueformanloselementosdesugrupoconelhidrógeno.
esuncompuestoque tieneenlace covalente,pero se tratadeuna sustanciapolarpero que a diferencia con el H O no puede formar un enlace intermolecular del tipo
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 4
enlacedehidrógeno, ya que el azufre no es tan electronegativo como el oxígeno. Lasfuerzas intermolecularesquepresenta sondel tipodipolo‐dipolo ydel tipo fuerzasdedispersióndeLondon. Porestemotivo, esta sustanciapresentaunpuntodeebulliciónmenorqueelagua.
Estastressustanciaspresentanpuntosdeebulliciónrelativamentebajos.
KIeselcompuestoquepresentamayorpuntodeebullicióndetodos,yaquetieneenlaceiónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente.
Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullición(K)decrecienteson:
KI(1603)> (373)> (213)> (111,5)
Larespuestacorrectaeslac.
(En Almería 2005 se reemplaza KI por KCl y en Córdoba 2011 no aparece H S y sepreguntaeldemayorymenorpuntodeebullición).
1.8.Loscaloresmolaresdevaporizacióndeloshalógenos, ,aumentandearribaaabajoenlatablaperiódicadebidoa:a)Fuerzasion‐dipolob)FuerzasdeLondonc)Fuerzasculómbicasd)Fuerzasdipolo‐dipoloe)Enlacedehidrógeno
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Madrid2009)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Lasmoléculasdeloshalógenosnopresentanmomentodipolarpermanentedebidoaqueal ser ambos átomos idénticos no se forma ningún dipolo. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesentreellassonfuerzasdedispersióndeLondon,quesonmásintensasenlasespeciescongranvolumenatómicoyelevadopesomolecular,factoresquehacen estas sustancias sean más polarizables. Por este motivo, los calores molares devaporizaciónsonmenoresenelflúorymayoresenelyodo.
Consultandolabibliografía:
Sustancia radiocovalente/pm M/g· H/kJ· 71 38 3,27 99 71 10,20 114 160 15,44 133 254 20,75
Larespuestacorrectaeslab.
1.9.Utilice la teoríadeorbitalesmolecularesparapredecir cuálde las siguientesespeciestienelamayorenergíadeenlace.a) b) c) d)NFe)
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.N.Almería1999)
A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de lasrespectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 5
ordendeenlace=12
#electronesenOMdeenlace
#electronesenOMdeantienlace
Tendrámayorenergíadeenlacelaespeciequepresenteunmayorordendeenlace.
a‐b‐d‐e)Falso.LasespeciesOF ,NO ,NFy O son isoelectrónicas, ya que todasposeen 12 electrones de valencia. Susdiagramas de niveles energía de losorbitales moleculares son similares.Como se observa en éste, se formandosenlaces, uno σ y otro π. Todas lasespeciestienenordendeenlace2.
No obstante, la longitud del enlaceaumenta con la carga negativa, lo quehacedisminuirlaenergíadelmismo.
c) Verdadero. La especie CF presenta10 electrones de valencia. Como seobservaeneldiagramadenivelesenergíade los orbitales moleculares, se formantresenlaces,unoσydosπ.Elordendeenlace es 3. La presencia de la cargapositiva hace disminuir la longitud delenlace, lo que hace aumentar la energíadelmismo.
Larespuestacorrectaeslac.
1.10. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las sustancias iónicas en estado sólido escorrecta?a)Conducenmuybienlacorrienteeléctrica.b)Sondúctilesymaleables.c)Secarganfácilmentealfrotarlas.d)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Lascaracterísticasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoson:
Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.
Elevadadurezadebidoalagrancantidaddeenlacesquehayqueromperpararayarloscristales,estadurezaaumentaconlaenergíareticular.
Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazónestriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones delmismo signo en laspequeñasdislocaciones.
Sonrígidos,ofrecenpocadilatacióndebidoalaintensidaddelasfuerzasatractivas.
Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntosdelared.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 6
Presentanelevadasolubilidadenaguayaque las fuerzasdeatracciónregidaspor laley de Coulomb se hacen mucho más pequeñas en agua debido a que la constantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).
Larespuestacorrectaeslad.
1.11.¿Cuáldelossiguientescompuestospuedeformarenlaceporpuentedehidrógeno?a)Propanona(acetona)b)Etanolc)Etanald)Etano
(O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.L.Baleares2007)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Acetona (CH COCH ), etanal (CH CHO) y etano (CH CH ) no cumplen la condiciónpropuesta, ya que en todas estas sustancias sus átomos de hidrógeno se encuentranunidosalcarbono,unelementoquenoesmuyelectronegativo.
En el caso del etanol (CH CH OH) ocurre lo contrario, ya que presenta un átomo dehidrógenoseencuentraunidoaunátomodeoxígeno,muyelectronegativo,porloquesípuedeformarenlacedehidrógeno.
Larespuestacorrectaeslab.
1.12. La formación de cloruro de sodio es una reacción exotérmica. Tres de las etapassucesivasdesuciclodeBorn‐Habersonlassiguientes:
1)Na(s)Na(g)
2)Na(g) (g)+
3) (g)+ (g) (s)¿Encuáloencuálesseliberaenergía?a)1b)2c)3d)1y3e)Entodas
(O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Laetapa1correspondealasublimacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquesedebe absorber energía para romper los enlaces quemantienen unidos a los átomos desodioenlaredmetálica.
Laetapa2correspondea la ionizacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquesedebeabsorberenergíaparaarrancarelelectrónmásexternodelátomo.
Cuesti
Laealammoldport
Lare
1.13.a)Nab)KIc)Rbd) e)
LosSóloquemquep
Los,no
Losquep
Lasr
1.14.a)Seunosb)Elc)Añd)Ele)Un
a) Faformenerg
b)Ve
Seobtriple
c)Faelect
d)Veagua,
Lamhidró
ionesyProble
etapa3cormismaesladesustanciatantosetrat
espuestacor
SeñalecuálaCl(s)I(l)b
ssólidosiónpresentanmedianteespermiteelp
ssólidoscovoconducen
ssólidosmepermitenel
respuestasc
Señalecuál/eprecisaeldsencilloC−C.
poseeunñadirunelec
nosedisunamolécula
also. El enlamadoporungíadelenlac
erdadero.A
bservaquele.Portanto,
also.Cuandorónica.
erdadero.L,porlotant
moléculadeCógeno.
masdelasOlim
respondeaenergíaretacristalinaiadeunpro
rrectaeslac
esdelassigu
nicoscomoconductivi
stasdosopeasodelose
valentesretlacorriente
etálicoscomlpasodela
orrectasson
/cuálesdeladobledeene
naenergíadctrónaunátuelveenaguserápolars
ace sencilloenlacesσoceC=Cnoes
Alavistade
amoléculalaenergíad
ounátomoc
Lamoléculaonopuede
CH OHsíqu
mpiadasdeQu
laformaciónticular,queeónicaapartcesoexotér
c.
uientesespe
NaClyKI,nidadeléctreracionesselectronesa
icularescomeléctricaen
oRbpresenacorriente
nbyc.
assiguientesergíaparap
deenlacesuptomoneutroayeliempreque
C‒C es unotroπ.Comseldoblede
lasestructu
deO tienedeenlacede
captaunele
deI esnopdisolversee
ueessolubl
uímica.Volume
ndelareddeslaenergítirdeloscorrmico.
eciesquímica
noconducenrica cuandorompelaretravésdelo
mo ,ylnningúntip
ntanunaesteléctricaa
safirmacionproducirlar
perioral .osiemprereqsí.
tengaenlace
n enlace σ, mmoambosenelaenergía
urasdeLewi
unenlacedelN essupe
ectróndespr
polarynopenella.
eenaguay
en5.(S.Menar
declorurodaquesedesrrespondien
asseráncon
nlacorriento se les funedcristalinaosmismos.
ossólidoscodeestado
tructuraentravésdela
nessoncorrerupturadeu
quiereaport
espolares.
mientras qunlacesσyπdelenlaceC
isdeambas
doble,mienterior.
rendeunae
puedeintera
aquepuede
rgues&F.Latre
desodioylasprendecuantesionesen
ductorasde
(O.Q.L.
teeléctricandeodisueayquedanl
ovalentesmdeagregaci
queexistenmisma.
ectas:undobleenla
tarenergía.
(O.Q.L.
ue el enlaceπtienendifeC‒C.
sustancias:
trasqueen
nergíaque
ccionarcon
eformarcon
e)
energíaasoandoseformnestadogas
laelectricid
CastillayLeón
enestadoselveenagulibreslosion
molecularesión.
electrones
aceC=Cque
CastillayLeón
e doble C=Cerenteenerg
elN elenla
sellamaafi
nlasmolécul
nestaenlac
7
ociadamaunseoso,
dad:
n1997)
ólido.ua, yaneslo
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n1997)
C estágía, la
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1.15.a)Elb)Elc)Eld)Ele)To
a) Famienfuert
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d)Falos foCH O
e)Fadesutamareticusond
ionesyProble
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cuerdo condistribuci
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respuestasc
Delassiguiesmás
HFsehallatieneun
todoslosmeta
also. El COntras que eltes,motivop
nlacedehidrtomomuy eeneciente aana.
erdadero.E
also.ElPH estemotivo,
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also.Latempuenergíaretaño del metularespequdébilesporl
masdelasOlim
ucturadeLe
elmodeloón de ligaedordelátomrespondeuniciónygeom
( = 3,16)2,55) los esultantedellaesNOPO
orrectasson
entesafirmaduroqueelasociadomenatemperattienemayoralessonduro
es un coml SiO formaporelquees
rógenosefoelectronegaun átomo
Elfluorurod
nopuedefolatemperat
OCH nopueestemotivo,
peraturadeticular.Asutal. Los metueña.Estoqloquesetra
mpiadasdeQu
ewisdelCCl
RPECV el Candos y pmocentralsnnúmeroesmetríaesTE
es más eleenlaces sonlosvectoresOLAR.
nbyd.
acionesseña.
edianteenlaturadefusiótemperaturaos.
mpuesto cona redes crissmásduro.
ormacuandtivo se ve amuy electro
dehidrógeno
ormarenlacturadefusió
edeformare la tempera
fusiónenuuvezestaestales alcalinquieredeciratademetal
uímica.Volume
es:
CCl es unapares de eseajustaalstérico(m+TRAÉDRICA
ectronegativn polares ysmomento
alelasqueso
acesdehidróónsuperioraadefusiónq
n enlace covstalinas cov
ounátomoatraído a laonegativo y
o(HF)sída
cesdehidróóndelNH e
enlacesdehaturade fus
unmetalestsmáselevadnos cumplenrquelasfueesblandos(
en5.(S.Menar
sustanciaelectroneslafórmulan)=4porA.
vo que ely con esadipolares
oncorrectas
ógeno.al .queel
valente quevalentes sóli
dehidrógevez por un
y pequeño (
estetipode
ógeno,mienessuperior
hidrógeno,msióndelCH
tantomásaldacuantomn esta conderzasquem(selespued
rgues&F.Latre
:
.
(O.Q.L.
e forma molidas cuyos
noqueseenn par de ele(N, O o F) d
eenlace.
trasqueelNaladelPH
mientrasqueCH OHes
ltacuantommayorsealaición por lo
mantienenunecortarcon
e)
CastillayLeón
léculas gaseenlaces son
ncuentraunectrones solde una mol
NH sílosf.
eelCH CHsuperiora
mayorseaelcargaymeno que su ennidoslosátnuncuchillo
8
n1997)
eosas,n más
nidoalitariolécula
forma.
OHsíladel
valornorelnergíatomoso).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 9
Larespuestacorrectaeslab.
1.16.¿Cuáldelossiguientescompuestostienemayorcarácteriónico?a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Burgos1998)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.AplicandoestecriterioaloscompuestosN O,CO ,SO yCl O:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteN O 3,44– 3,04 =0,40 covalenteCO 3,44– 2,55 =0,89 covalenteSO 3,44– 2,58 =0,86 covalenteCl O 3,44 – 3,16 =0,28 covalente
El compuesto contiene el elemento sodio, un metal alcalino con elevadatendencia a ceder electrones. Forma una red cristalina iónica sólida a temperaturaambiente.Estasustanciatieneunelevadoporcentajedeenlaceiónico.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.17.Señalelaproposicióncorrecta:a)El essolubleencloroformo( )puestoqueambasmoléculassonapolares.b) El agua disuelve a los compuestos iónicos por lo que esta sustancia es un compuestoiónico.c)Elmetanotieneunpuntodefusiónelevadoyaqueseformanenlacesdehidrógenoentresusmoléculas.d)Elaguayelmercuriosonlosúnicoselementosquímicosqueexistenenestadolíquidoenlacortezaterrestre.e)Elpotasiometálicoesunfuertereductor.f)El essolubleencloroformo( )puestoqueambasmoléculassonapolares.g)Elmercurioconducelacorrienteeléctricaporqueesunlíquido.
(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Almería2005)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
a)Falso.LamoléculadeI esnopolar,mientrasqueladeCl CHespolar.
b)Falso.Elaguanoesuncompuestoiónico,esuncompuestocovalente.Elmotivoporelque es un excelente disolvente de compuestos iónicos se debe a que las fuerzas deatracciónregidaspor la leydeCoulombquemantienenunidosa los ionesqueformanlaredcristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).
c)Falso.Elmetanonoformaenlacesdehidrógenoyaparaqueseformeestetipodeenlaceel átomodehidrógenodebeestarunidoaunátomomuyelectronegativoy el átomodecarbononoloes.
d)Falso.Elaguanoesunelementoesuncompuesto.
e)Verdadero.Elpotasioesunexcelentereductoryaquetieneunamarcadatendenciapara ceder su electrónmás externoy adquirir una estructura electrónica, de gas inerte,muyestable.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 10
f)Verdadero. Lasmoléculas de I y de CCl son no polares, y la disolución se explicamediante la formación de enlaces intermoleculares del tipo fuerzas de dispersión deLondon.
g)Falso.Elmercurioconducelacorrienteeléctricaporquetieneenlacemetálico.
(EnAlmería2005sereemplazanlaspropuestasayeporfyg).
Larespuestacorrectaeslae.
1.18.A25°Cy1atmdepresiónsepuedeafirmarque:a)Todoslosmetalessonsólidos,conductoresydealtospuntosdefusión.b)El ,comoel ,esungas.c)El eslíquidoyel esgaseoso.d)Eldiamanteesunsólidomolecular.
(O.Q.L.Murcia1998)
a)Falso.Enlascondicionesdadas:
todoslosmetalesnosonsólidos,mercurio,galioycesiosonlíquidos.
todoslosmetalessonconductoresdelacorrienteeléctrica.
todoslosmetalesnotienenaltospuntosdefusión,losmetalesalcalinosfundenatemperaturasbajas(K):
Li(453,7),Na(370,9),K(336,5),Rb(312,5),Cs(301,6)
b) Falso. En esas condiciones, el CO forma moléculas gaseosas, mientras que el SiO formaredescristalinascovalentessólidas.
c)Verdadero. Tanto H O como H S son sustancias que tienen enlace covalente y quepresentan momento dipolar permanente, pero sólo puede formar un enlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno.
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(eneste caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
no puede formar un enlace intermolecular deltipo enlace de hidrógeno, ya que el azufre no es tanelectronegativo como el oxígeno. Las fuerzasintermoleculares que presenta son del tipo dipolo‐dipoloydeltipofuerzasdedispersióndeLondon.
Por tanto, H O es líquida a temperatura ambiente y presenta un punto de ebulliciónbastantemásaltoqueelcorrespondientealH Senlasmismascondicionesesgas.
d)Falso.En las condicionesdadas, eldiamanteesun sólidoque forma redes cristalinascovalentesdeátomoscarbonounidosformandotetraedros.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 11
1.19.¿Cuáldelossiguienteselementosesunsólidonoconductor,debajatemperaturadefusión,yconstituidopormoléculaspoliatómicassimétricas?a)Aluminiob)Carbono(diamante)c)Fósforo(blanco)d)Potasio
(O.Q.L.Murcia1998)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Si el elemento es un sólido no conductor de la corriente eléctrica quiere decir que setratadeuna sustanciaquenopresentaenlacemetálico, loquedescartaa loselementosaluminioypotasio.
Si el elemento es un sólido de baja temperatura de fusión, se descarta al carbono(diamante)queformaunaredcovalenteconunaelevadaenergíareticularporloquepararomperlamismasenecesitaunaelevadatemperatura.
El fósforo blanco es un sólido no conductor de la corriente eléctrica con bajatemperaturadefusiónyqueformamoléculasintegradasporcuatroátomos(P ).
Larespuestacorrectaeslac.
1.20.Delassiguientesafirmaciones,indiquelaquedebeconsiderarsetotalmentecorrecta:a)Laenergíareticulardeuncompuestoiónicoesindependientedelacargadelosionesqueloforman.b)Lossólidosiónicossublimanconfacilidadysonmuysolublesenagua.c)Loscompuestosiónicossonconductoresencualquierestadofísico.d)Lastemperaturasdefusiónydeebullicióndeloscompuestosiónicossonaltasomuyaltas.e)Loscompuestosiónicossondúctilesymaleables.
(O.Q.L.Murcia1998)(O.Q.L.Murcia2005)
a) Falso. La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer,esdirectamenteproporcionalalproductodelascargasdelosioneseinversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
b) Falso. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinan queresulte muy difícil romper las redes cristalinas, por lo que éstos tienen elevadastemperaturasdefusiónyebullición.
Porotraparte, loscompuestos iónicossonmuysolublesenagua.Estosedebeaque lasfuerzasdeatracciónregidasporlaleydeCoulombquemantienenunidosalosionesqueformanlaredcristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).
c)Falso.Loscompuestosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Sólopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.
d)Verdadero. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinanque resulte muy difícil romper las redes cristalinas por lo que éstos tienen elevadastemperaturasdefusiónyebullición.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 12
e) Falso. Los compuestosiónicos no son dúctiles ymaleables. Todo locontrario, son frágiles yaque una fuerza aplicadasobre la red cristalinaproduceunadislocaciónenla misma que enfrentaiones del mismo signo loque provoca repulsiónentre ellos y con ello lafracturadelcristal.
Larespuestacorrectaeslad.
1.21.Elalcoholetílico(etanol)semezclaconelaguaencualquierproporción.Elloesdebidoaque:a)Lodicela“leydesemejanza”(semejantedisuelveasemejante).b)Elalcoholetílicoeshiperactivo.c)Amboslíquidos,alcoholyagua,sonincoloros.d)Seestablecenenlacesporpuentedehidrógenoentrelasmoléculasdeambassustanciasalmezclarlas.
(O.Q.L.Murcia1998)
Las moléculas de etanol (CH CH OH) se unen con lasmoléculas de agua mediante enlaces intermolecularesllamadosenlacesdehidrógenoopuentesdehidrógeno.Éstosse forman cuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoa lavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomomuy electronegativo y pequeño (N, O o F) de unamoléculacercana.
Larespuestacorrectaeslad.
1.22. Indique cuál de las siguientes proposiciones es cierta respecto a que conduzcan lacorrienteeléctrica:a)Tetraclorurodecarbonoenagua.b)Clorurodesodioañadidoaunrecipientequecontienebenceno.c)Clorurodecincfundido.d)Dióxidodesiliciosólido.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Paraqueunasustanciapuedaconducirlacorrienteeléctricadebepresentarunaestructuraquepermitaelpasodeloselectronesatravésdeella.
a)Falso.LamezcladeCCl yH Oformadosfaseslíquidasquenopermitenelpasodeloselectrones.
b)Falso.ElNaClnoessolubleenbenceno,portantonosedisociaenionesynopermiteelpasodeloselectrones.
c) Verdadero. El ZnCl fundido deja libres los iones lo que permite el paso de loselectrones.
d)Falso.ElSiO formaunaredenlaquelosátomosdesilicioseunencovalentementeyacuatroátomosdeoxígenoloquenopermiteelpasodeloselectronesatravésdelamisma.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 13
Larespuestacorrectaeslac.
1.23. Los sólidos moleculares que se mantienen unidos por enlace de van der Waalsgeneralmente:a)Tienenpuntosdefusiónbajos.b)Formanenlacesdehidrógeno.c)Cristalizanfácilmente.d)Ningunadelasanteriores.e)Songases.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.CastillayLeón2003)
LasmoléculasqueformanlossólidosmolecularesseencuentranunidasmedianteenlacesdevanderWaalsdeltipofuerzasdedispersióndeLondonquesonlasmásdébilesdetodas las interacciones moleculares, por tanto, las más fáciles de romper para que lasmoléculasdelsólidopasenalafasedelíquida,porloquetienenpuntosdefusiónbajos.
Larespuestacorrectaeslaa.
(En2003sereemplazaladporlae).
1.24.¿Cuáldelassiguientessustanciastienemayorpuntodefusión?a)LiFb) c)HBrd)BeOe)
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
a‐d) LiF y BeO son sustancias que tiene enlace iónico que forman redes cristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estassustanciassonsólidasatemperaturaambiente,porloque tienenunelevadopuntode fusión,muchomayorqueel restode las sustanciaspropuestas.
Latemperaturadefusióndeunsólidoiónicoestárelacionadaconsuenergíareticular,deacuerdoconlaexpresióndeBorn‐Meyer,esdirectamenteproporcionalalproductodelascargas de los iones e inversamente proporcional a la distancia interiónica, es decir, altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Cuántomayorsealaenergíareticular,mayorserálatemperaturadefusión.
Respectoa lascargas, sonmayoresenCaO(+2y ‐2)queenLiF (+1y ‐1);mientrasquerespectoaladistanciainteriónica,comotodossonelementosdel2ºperiodo,serámenorenBeOyaquecontieneuncatiónconmuchacarga,Be ,loquelohacemuypequeño.Portanto, la energía reticular del BeO esmayor que la del LiF, y su temperatura de fusióntambiénloserá.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 14
c)HBresunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroquepresentamomentodipolarpermanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto,elpuntodefusióndelclorurodehidrógenoesmuybajo.
b) es una sustancia que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermoleculares posibles en ella son fuerzasdedispersióndeLondon. SupuntodefusiónesbajoaunquemayorqueeldelHClyaqueporsuelevadotamañoel esmuypolarizable.
e) Falso. es una sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de unasustancia polar forma un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el másfuerte de todos los enlaces intermoleculares. Por este motivo, su punto de fusióntambiénesbajo.
Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:
HBr(186)< (386,7)< (396)<LiF(1118)<BeO(2780)
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralapropuestaenNavacerrada1996,Sevilla2004,CastillayLeón2011y2012).
1.25.Se tienen tres sustanciasA,ByAB, siendoAunmetalalcalinoyBunhalógeno.Portantoesciertoque:a)ByAsonconductoresdelacorrienteeléctricaenestadofundido.b)LossólidosAyABsonconductoresdelacorrienteeléctrica.c)ElsólidoAesconductordelacorrienteeléctricayelsólidoABloescuandoestáfundido.d)ElsólidoAesunaislante.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
SiA esunmetal alcalino tiene tendencia a cederun electróny formarel catiónA . Losmetalestienenunaexcelenteconductividadeléctrica.
SiBesunhalógenotienetendenciaacaptarunelectrónyformarelaniónB .Ambosionesse unenmediante unenlace iónico y forman una red cristalina sólida a temperaturaambiente.
Entrelaspropiedadesdeloscompuestosiónicosestáquesonexcelentesconductoresdelacorrienteeléctricaenestadolíquido,yaqueserompelaredy los ionesquedanlibrespermitiendoelpasodeloselectrones.
Larespuestacorrectaeslac.
1.26.Loselementosmetálicossecaracterizanpor:a)Sermalosconductoreseléctricos.b)Tomarfácilmenteelectronesdeloxígenodelaire.c)Cederelectronescuandohayalguiencapazdeaceptárselos.d)Tenertodosunatemperaturadefusiónmuyelevada.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a)Falso.Deacuerdoconelmodelodel“mardeelectrones”,lossólidosmetálicosconducenmuybien lacorrienteyaque liberan fácilmenteelectronesde lacapadevalenciaquesemuevenlibrementealrededordelosnúcleos.
b)Falso.Loselementosmetálicossecaracterizanportenerbajasenergíasdeionizaciónloquehacequecedanfácilmenteelectrones.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 15
c)Verdadero.Segúnsehajustificadoenelapartadoanterior.
d) Falso. Los metales alcalinos y alcalinotérreos no tienen una temperatura de fusiónelevadacomoelrestodelosmetales.
Larespuestacorrectaeslac.
1.27.Indiquecuáldelasproposicionessiguientesesfalsa:a)Elcarbonoelementalpuedecristalizarenformadeunaredcristalinanometálica.b)El tieneunatemperaturadeebulliciónmayorqueel .c)Enelenlacemetálicoelnúmerodecoordinacióndecadaátomoeselevado.d)Eldiamanteesaislante.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a) Verdadero. El carbono, diamante y grafito, es un sólido que forma redes cristalinascovalentes donde cada átomo de carbono se encuentra unido a cuatro y tres átomos,respectivamente.
b) Falso. CH y NH son sustancias que tienen enlace covalente, pero mientras que laprimera es una sustancia no polar, la segunda es polar, que además, puede formar unenlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno. Por estemotivo, la temperatura deebullicióndelCH esmásbajaqueladelNH .
c) Verdadero. En los metales, el número o índice de coordinación que presentan losátomosenlaredcristalinaeselevado.Sueleser8o12.
d) Verdadero. Los átomos de carbono que forman el diamante se encuentran unidosmediante enlaces covalentes formando tetraedros de forma que no existen electronesdeslocalizadosquepermitanelpasodelacorrienteeléctrica.
Larespuestacorrectaeslab.
1.28.¿Cuáldelossiguientesdatosnoesindicativodelapresenciadeenlacedehidrógenoenelsistema?a)Temperaturadecongelaciónb)Entalpíadevaporizaciónc)Temperaturadeebulliciónd)Masamolecular
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
El enlace de hidrógeno es un enlace intermolecular que se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Laexistenciadeesteenlaceadicionalenentrelasmoléculasesresponsabledelaumentodelatemperaturadeebulliciónyeldescensodelatemperaturadecongelación,asícomodelaumentodelaentalpíadevaporacióndelasustancia.
Larespuestacorrectaeslad.
1.29.De lasparejasdeelementosquímicosque sepresentan ¿cuál formaríaelenlacemásiónico?a)ByNb)HyClc)KyCld)CyO
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 16
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioalasparejasdeelementosdadas:
Pareja Δχ EnlacepredominanteB–N 3,04– 2,04 =1,00 covalenteH–Cl 3,16 – 2,20=0,94 covalenteK–Cl 3,16 – 0,82 =2,34 iónicoC–O 3,44– 2,55 =0,89 covalente
Larespuestacorrectaeslac.
1.30.Indiquecuáldelasproposicionessiguientesescierta:a)LaconductividaddelKClesgrandeenestadosólido.b)Losmetalestienenunatemperaturadeebulliciónbaja.c)Eldiamanteessolubleendisolventespolares.d)El(HF) tieneunatemperaturadeebulliciónmásbajaqueladelagua.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a)Falso.LossólidosiónicoscomoKCl,noconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Sólo presentan conductividad eléctrica cuando se les funde o disuelve en agua, ya quemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.
b)Falso.Enloscasitodoslosmetaleslosátomosseencuentranunidosmediantefuertesenlacesde formaque se constituye red formadapor cationesmetálicos rodeadosde unmardeelectrones.Parasepararlosátomosydejarlosenestadogaseososenecesitagrancantidaddeenergíaloquehacelatemperaturadeebulliciónseaelevada.
c)Falso.Eldiamante(C)noessolubleendisolventespolarescomoelaguayaquealserunsólido atómico las atracciones entre átomos de carbono no se ven afectadas por lasmoléculasdeagua.
d)Verdadero.HFyH Osonsustanciasquetienenenlacecovalente,peroademás,setratademoléculaspolaresqueformanunenlace intermoleculardel tipoenlacedehidrógeno,porestemotivo,sustemperaturasdeebulliciónsonmásaltasdeloquedeberíanser.
Apesardequeelflúoresmáselectronegativoypequeñoqueeloxígeno,yporesocabríaesperar que los enlaces de hidrógeno fueran más intensos e hicieran cambiar más latemperaturadeebullicióndelHFqueladelH O,estaanomalíasedebeaqueunamoléculadeHFsoloformadosenlacesdehidrógeno,mientrasqueladeH Opuedeformarcuatro,talcomomuestralasiguientefigura.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 17
1.31.Unadelassiguientesafirmacionessobreelenlaceiónicoesfalsa,¿cuáles?a)Sebasaenlatransferenciadeelectrones.b)Seformaapartirdeátomoscuyadiferenciadeelectronegatividadseapequeña.c)Seformaconunelementoquímicodeelevadaelectroafinidadyotrodebajopotencialdeionización.d)Eselrepresentantemásfuertedelasfuerzaselectrostáticas.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a) Verdadero. El enlace iónico se da entre elementos con elevada diferencia deelectronegatividad,deformaqueelqueesmenoselectronegativoletransfiereelectronesalmáselectronegativo.
b)Falso.Segúnsehajustificadoenelapartadoanterior.
c)Verdadero. El elementomás electronegativo tiene elevada electroafinidady elmenoselectronegativobajopotencialdeionización.
d) Verdadero. Este enlace tiene lugar entre iones lo que motiva que las fuerzaselectrostáticasseanmuyintensas.
Larespuestacorrectaeslab.
1.32.Sólounadelassiguientesafirmacionesescierta:a)Silaafinidadelectrónicadeunelementoquímicoesmenorqueelpotencialdeionizacióndeotroelementoquímico,entreellosnosepuedeformarunsólidoiónico.b)Elenlaceiónico,lomismoqueelcovalente,esdireccional.c)Lossólidosiónicossonvolátiles.d)ElelementoquímicoB(Z=5) tienemás tendenciaqueelelementoquímicoC(Z=6)aformarcompuestosiónicos,conundeterminadohalógeno.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a)Falso.Elenlaceiónicosedaentreunelementomuyelectronegativoconvaloresaltosdela afinidad electrónica y potencial de ionización y otro poco electronegativo que poseebajosvaloresdelaafinidadelectrónicaydelpotencialdeionización.
b)Falso.Elenlaceióniconoesdireccionalyaquelaatracciónentreionesseproduceentodaslasdireccionesdelespacio.
c)Falso.Lasfuerzaselectrostáticasexistentesenlossólidosiónicossonmuyintensas,portanto, se requiere una gran cantidad de energía (energía reticular) para convertirlos enionesenestadogaseoso.
d)Verdadero.Lasconfiguracioneselectrónicasdeloselementosconnúmerosatómicos5y 6 son, respectivamente, [He] 2s 2p y [He] 2s 2p . Como se observa, B tiene treselectrones de valencia y C cuatro. Por este motivo, la tendencia a formar compuestosiónicos conunhalógeno esmayorpor parte del elementoB, aunque esta tendencia seabaja debido a la dificultad que presenta para ceder electrones por tener pocas capaselectrónicas.
Larespuestacorrectaeslad.
1.33.Indiquecuáldelasproposicionessiguientesesfalsa:a)Loscationessonmáspequeñosquelosaniones.b)Elsodiotieneunatemperaturadefusiónmayorqueelmagnesio.c)Elsodiometalsepuedecortarconuncuchillo.d)El espolar.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Cuesti
a)Vede apatraces maumelacarmásproce
b)Faseaeyme
Comomeno
ConsMg(6
c)Vegranlas fupued
d)Ve
Deacconndelo
Alse( =moléclorogeomesnu
Lare
1.34.ligeraa)Unb)Unc)d)Une)Un
Siun
ionesyProble
erdadero.Enpantallamieccióndelnúcmenor que eentarelnúmrganuclearexternoseaede.Genera
also.Latemelvalordesunoreltama
oelsodiotiorysutemp
ultandolab648,8).
erdadero.Tatamañoypuerzas quedacortarcon
erdadero..L
cuerdoconlnúmeroestésligandosy
relcloro(2,55), y e
écula preseno,CCl,ymetríalaresula,porlota
espuestacor
Una sustaamentesolunsólidocovanmetal
nsólidoiónicnsólidomole
nasustancia
tenerbaj
masdelasOlim
nloscationeento y aumecleosobreeel del átommerodeelecefectiva,loqamenor.Polmente,los
mperaturadeuenergíareñodelmeta
enemenorperaturade
bibliografía
alcomosehocacargapomantienennuncuchillo
Laestructura
lanotacióndérico4,alaqyparessolita
=3,16)máeste más qunta cuatrootrosdoshsultantedelanto,lamolé
rrectaeslab
ancia desconbleenagua,alenteoatóm
coecular
poseelassi
jopuntode
mpiadasdeQu
esaldisminuenta la cargelelectrónmmo del quectronesaumquehacequr tanto,elrcationesson
efusióneneticular.Asual.
cargayesmfusióntamb
seobtieneq
hajustificadorloquesuunidos loso.
adeLewisd
delmodeloquecorrespariosalrede
áselectronegue el hidródipolos diraciaelcarblosvectoreséculaesPOL
b.
nocida tien,ynoconducmico
guientespr
fusión
uímica.Volume
uirelnúmega nuclearmásexternoprocede. E
mentalaconuelafuerzadradiodelannmáspeque
unsólidomuvezestaes
másgrandebiénloes.
quelastemp
doenelapauenergíaretátomos son
delCH Cl e
deRPECV,eondeunadiedordelátom
gativoqueeógeno ( =rigidos, dosbono,HCsmomentodLAR(μ=1,6
ne un puntocelaelectric
opiedades:
en5.(S.Menar
rodeelectrefectiva, loseamayor.En los anionnstantedeadeatracciónniónesmeneñosquelos
metálicoestsmáselevad
queelmagn
peraturasde
rtadoanterticularespendébiles lo
s:
elCH Cl esistribuciónymocentral.
elcarbono 2,20), las hacia elC.Conestadipolarno0D).
o de fusióncidad.Estas
(O.Q.N.Almerí
rgues&F.Latre
onesdisminque hace qPortanto,enes, ocurreapantallamiendelnúcleoorqueeldesaniones.
tantomásaldacuantom
nesio,suen
efusión(°C)
ior,elsodioqueña.Estoquemotiva
unamolécuygeometría
n bajo, es ssustanciapro
ía1999)(O.Q.L
e)
nuyelaconsque la fuerelradiodelce lo contrarentoydismsobreeleleelátomode
ltacuantommayorseala
ergíareticu
)son:Na(9
oesunmetaoquieredecia que el sod
uladeltipoAaTETRAÉDR
soluble enobablemente
L.C.Valenciana
18
stanteza decatiónrio, alinuyeectrónelque
mayorcarga
ulares
7,8)y
alconirquedio se
AX ,RICA
,ees:
a2006)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 19
noconducirlaelectricidadsersolubleenCCl serpocosolubleenagua
debe tener un enlace covalente y formar un sólido molecular y las únicas fuerzasintermolecularesexistentesenlamismatienenqueserdeltipodedispersióndeLondon.
Unasustanciaquepresentaestascaracterísticaseselyodo, .
Larespuestacorrectaeslae.
1.35.Elaumentoprogresivode lospuntosdefusióndelcloro(‐103°C),bromo(‐7°C)y iodo(114°C)puedeexplicarseporque:a) Las fuerzas de van derWaals se hacenmás fuertes amedida que aumenta lamasamolecular.b)Elcloroybromoformansólidosmoleculares,mientrasqueel iododaorigenaunsólidoatómico.c) El cloro forma un sólido molecular, el bromo un sólido atómico y el iodo un sólidometálico.d)Lostressólidossonmoleculares,pero,adiferenciadelosotros,eneliodoactúanfuerzasdetipodipolo‐dipolo.e)Laelectronegatividaddisminuyedelcloroaliodo.
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Madrid2011)
Lasmoléculasdeloshalógenosnopresentanmomentodipolarpermanentedebidoaqueal ser ambos átomos idénticos no se forma ningún dipolo. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesentreellassonlasdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon,quesonmásintensasenlasespeciescongranvolumenatómicoyelevado pesomolecular, factores que hacen estas sustancias seanmás polarizables. Porestemotivo,lospuntosdefusiónsonmenoresenelcloroymayoresenelyodo.
Consultandolabibliografía:
Sustancia radiocovalente/pm M/g· estadoCl 99 71 gaseosoBr 114 160 líquidoI 133 254 sólido
Larespuestacorrectaeslaa.
1.36.¿Cuáldelassiguientesespeciesquímicasserálamásinsolubleenagua?a) b)CsBrc)LiOHd)
(O.Q.L.Murcia1999)
Los compuestos CsBr y LiOH tienen enlace predominantemente iónico y en agua sedisocianfácilmenteenionesyaquelasfuerzasdeatracciónregidasporlaleydeCoulombque mantienen unidos a los iones que forman la red cristalina se hacen mucho máspequeñas en aguadebido a que la constantedieléctricadel agua tieneunvalor elevado( = 80 0). Posteriormente, los iones se vean atraídos pormoléculas de aguamedianteinteraccionesion‐dipolo.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 20
Lasmoléculas de (etanol) se unen con lasmoléculas de agua mediante enlaces intermolecularesllamados enlaces de hidrógeno o puentes de hidrógeno.Estos se forman cuando un átomo de hidrógeno que seencuentra unido a un átomo muy electronegativo se veatraído a la vez por un par de electrones solitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Lasmoléculasde tienen enlace covalenteperonopresentanmomentodipolarpermanentepor lonopuedeexistir ningún tipo de interacción entre lasmoléculas deCCl y las de H O, por tanto, ambas sustancias soninmisciblesentresí.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.37.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescierta?a)Enlamoléculade haydosdoblesenlaces.b)Lamoléculadeamoníacoesplana.c)Latemperaturadefusióndelcloroesmayorqueladelclorurodesodio.d)Loscompuestosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadolíquido.
(O.Q.L.Murcia1999)(O.Q.L.Baleares2007)
a)Verdadero.LaestructuradeLewisdel muestraqueexistendosenlacesdoblesentrelosátomosdecarbonoyazufre.
b)Falso.LaestructuradeLewisdel es:
Según elmodelo RPECV es una especie cuya distribuciónde ligandos yparesdeelectrones solitarios alrededordelátomo central se ajusta a la fórmula AX E a la quecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4por loquesudisposición es tetraédrica y su geometría esPIRAMIDALyaquesólohaytresligandosunidosalátomocentral.
c) Falso. La molécula de cloro tiene enlace covalente y no presenta momento dipolarpermanente.Lasúnicas fuerzas intermolecularesposiblesentreellas son las fuerzasdedispersióndeLondon,quesonmásintensasenlasespeciescongranvolumenatómicoyelevadopesomolecular,factoresquehacenestassustanciasseanmáspolarizables.Enestecasoestas fuerzas sondepoca intensidaddebidoalpequeño tamañodel cloro (99pm),por tanto, esta sustancia es gaseosa a temperatura ambiente y presenta una bajatemperaturadefusión(160K).
Elclorurodesodioesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyformaredescristalinasenlas que los iones se mantienen fuertemente unidos mediante fuerzas culombianas. Pormotivo, estas sustancias son sólidas a temperatura ambiente y tienen una elevadatemperaturadefusión(1074K).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 21
d)Falso.Loscompuestosiónicosformanredescristalinasyatemperaturaambientesonsólidos. Esto determina que no conduzcan la corriente eléctrica porque todos suselectronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentarla temperatura, los ionesquedan libresypermitenelpasode loselectronesa travésdeellos,luegoenestadolíquidosíconducenlacorrienteeléctrica.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.38.Solounodelossiguientesconceptosesfalso:a) Cuando dos iones de signo contrario se aproximan la energía potencial del sistemadisminuye;elprocesodeagregacióncontinúahastaformarelsólidoiónico,cuandolosionesse colocanadistanciamínima la energíapotencialalcanzará su valormínimo y se llamaenergíareticular.b)Laenergíareticulareslaenergíaquesedesprendecuandolosionesenestadogaseososeunenparaformarunsólidoiónico.c) Índicedecoordinacióneselnúmerode ionesdeunsignoquerodeaaotro iondesignocontrario.d)Alaumentarladistanciaentreioneslaenergíareticularaumenta.
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
Laenergíadeenlace,reticularenlossólidosiónicosesaquellaquesedesprendecuandoseformaunmoldesustanciaapartirdelosionesenestadogaseoso.Paraqueestoocurra,los ionesdebensituarseen la redaunadistanciamínima llamadadistanciadeenlaceointeriónica,momentoenelqueseregistraunmínimodeenergíapotencialenelsistema.
Existen variosmodelosmatemáticos para evaluar la energía reticular de una sustancia.UnodeellossedebeaBorn‐Meyer:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
En la expresión se puede ver que la energía reticular es directamente proporcional alproductodelascargasdelosioneseinversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos.
Larespuestacorrectaeslad.
1.39.DelassiguientesafirmacionessobreelCsCl(s)sólounaescierta:a)LauniónCsClescovalente.b)Enestadosólidoesunbuenconductordelacorrienteeléctrica.c)Presentabajospuntosdefusiónyebullición.d)Esfrágil.e)Comoelcatiónespequeñoyelanióngrandesuíndicedecoordinaciónespequeño.
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2003)
El CsCl es una sustancia con enlace predominantemente iónico. Entre las característicasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoseencuentran:
Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 22
Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazónestriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones delmismo signo en laspequeñasdislocaciones.
Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntosdelared.
Tanto el catión Cs como el anión Cl tienen tamaños similares, 169 y 181 pm,respectivamente, por tanto se empaquetan muy bien y el índice de coordinación eselevado,8:8.
Larespuestacorrectaeslad.
(EnCastillayLeón2003sereemplazalaaporlae).
1.40.Elcompuesto esfrancamentesolubleen:a) b) c)Bencenod)Aguae)Ningunodelosdisolventespropuestos.
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2008)(O.Q.L.CastillayLeón2011)
ElAgNO3esunasustanciaconenlacepredominantementeiónicoquesedisuelvemuybienen disolventes polares como el H2O y no se disuelve prácticamente en disolventes nopolarescomoCS2,CCl4yC6H6.
Sedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación:
AgNO3(s)+H2O(l)Ag (aq)+NO3 (aq)
Larespuestacorrectaeslad.
(En1999sereemplazalabporlae).
1.41.Siseentendieseporenergíareticularlacorrespondientealprocesoendotérmico:
MX(s) (g)+ (g)¿Encuálde los siguientesconjuntosde sustanciasestán los trescompuestosordenadosdemenoramayorenergíareticular?a)NaFNaClNaBrb)LiClNaClKClc)LiIRbBrRbId)CsFCsClCsBre)LiBrLiClLiF
(O.Q.N.Murcia2000)
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 23
Suponiendo que todos los compuestos dados tienen elmismo valor de las constantes yteniendoen cuentaque todos los iones implicados tienen lamismacarga, el valorde laenergía reticular sólo depende del valor de d, es decir de los tamaños de iones.Resumiendoamenorvalorded,mayorvalordelaenergíareticular,U.
a) Falso. El ordende energías reticulares propuesto:NaF,NaCl,NaBr esdecreciente, yaqueelionfluoruroesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas)mientrasqueelionbromuroesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
NaF(‐930)>NaCl(‐790)>NaBr(‐754)
b)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:LiCl,NaCl,KClesdecreciente,yaqueelionlitioesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas)mientrasqueelionpotasioesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
LiCl(‐864)>NaCl(‐790)>KCl(‐720)
c)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:LiI,RbBr,RbInoescreciente,yaqueenel casode las salesderubidio, ionbromuroesdemenor tamaño(tienecuatrocapaselectrónicas)queelionyoduro(tienecincocapaselectrónicas).
Enelcasodelassalesdeyodo,ionlitioesdemenortamaño(tienedoscapaselectrónicas)queelionrubidio(tienecincocapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
LiI(‐764)>RbBr(‐668)>RbI(‐632)
d)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:CsF,CsCl,CsBresdecreciente,yaqueel ion fluoruro es delmenor tamaño (tiene dos capas electrónicas)mientras que el ionbromuroesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
CsF(‐759)>CsCl(‐659)>CsBr(‐647)
e)Verdadero.Elordendeenergíasreticularespropuesto:LiBr,LiCl,LiFescreciente,yaqueelionbromuroesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas)mientrasqueelionfluoruroesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
LiBr(‐820)>LiCl(‐864)>LiF(‐1049)
Larespuestacorrectaeslae.
1.42.¿Cuáldelassiguientesmoléculasnecesitarámásenergíaparadisociarseensusátomosconstituyentes?a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Madrid2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 24
AlavistadelasrespectivasestructurasdeLewis:
seobservaquelamoléculadeN presentauntripleenlaceporloquelaenergíanecesariapararomperlodebesermayorqueenelrestodelasmoléculaspropuestas.
Losvaloresdelaenergíadedisociaciónencontradosenlabibliografía(kJ/mol)son:
(151,1)< (158,8)< (242,6)< (498,3)< (945,4)
Larespuestacorrectaeslad.
1.43.Indiquelacausaporlaqueelpuntodeebullicióndelaguaesmuchomayorqueeldeloscorrespondienteshidrurosdeloselementosdesugrupo.a)Porquedisminuyealbajarenelgrupo.b)Porqueaumentaconelcaráctermetálico.c)PorlaexistenciadefuerzasdevanderWaals.d)Porlaexistenciadeunionesporenlacedehidrógeno.e)Porqueeloxígenonotieneorbitalesd.
(O.Q.N.Murcia2000)
Los compuestos binarios del hidrógeno con los elementos del grupo 16 del sistemaperiódico tienen enlace covalente y presentanmomento dipolar permanente, pero sóloH2Opuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno.
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(eneste caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Estomotivaqueel H2O tengaunpuntodeebulliciónanómalo (unos200Cmayor) conrespectoalrestodeloscompuestosdelgrupo16.
Larespuestacorrectaeslad.
1.44.Indique,delassiguientessustancias,cuáldeellasesunsólidocristalino,frágil,solubleenaguaynoconductordelaelectricidadnienestadosólidoniendisolución:a)Hierrob)Salcomúnc)Diamanted)Sacarosa
(O.Q.L.Murcia2000)
Las cuatro sustancias propuestas son sólidos cristalinos con diferentes propiedadesfísicas. El hierro forma un cristal metálico, la sal común (NaCl) es un sólido iónico, eldiamante(C)esunsólidocovalentey,finalmente,lasacarosaesunsólidomolecular.
Elqueseafrágildescartaalhierroqueporserunmetalesdúctilymaleable.
El que sea soluble en agua descarta al C (diamante) que al ser un sólido atómico lasatraccionesentreátomosdecarbononosevenafectadasporlasmoléculasdeagua.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 25
El que no sea conductor de la corriente eléctrica ni en estado sólido ni en disolucióndescartaalNaClqueporserunsólidoiónicoaldisolverloenaguaquedanlibreslosionesquepermitenelpasodeloselectronesatravésdeellos.
Resumiendoloanteriorenformadetabla:
Fe(hierro)
NaCl(salcomún)
C(diamante)
(Sacarosa)
Frágil NO SÍ SÍ SÍSolubleenagua NO SÍ NO SÍNoConductordeelectricidad
NO NO SÍ SÍ
Lasustanciaquecumplelaspropiedadesdadaseslasacarosa.
Larespuestacorrectaeslad.
1.45.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a) Los compuestos iónicos son sólidos cristalinos, de alto punto de fusión y ebullición ysiempreconductoresdelaelectricidad.b)Elenlacecovalentenoesmuyfuerte,razónporlaqueeloxígeno,ensuestadonatural,esungas.c)Todoslosmetalessonsólidosytienenbrillo.d) Los compuestos iónicos se forman a partir de átomos de elementos conmuy diferenteelectronegatividad.
(O.Q.L.Murcia2000)
a)Falso.Loscompuestosiónicosenestadosólidonoconducenlaelectricidad.
b)Falso.Enelcasodelenlacecovalentecomoelqueseda,porejemplo,entrelosátomosde carbono en el grafito y el diamante, se forma una red cristalina atómica con fuertesenlacesentrelosátomosdecarbono.
c)Falso.Elbrilloesunapropiedadcaracterísticadelosmetales,sinembargo,notodoslosmetalessonsólidos,elmercurioeslíquidoatemperaturaambienteyelcesiotambiénloesaunatemperaturaligeramentesuperior(28,5C).
d)Verdadero. Por lo general, el enlace iónico se da entre elementos demuy diferenteelectronegatividad. Los metales son poco electronegativos y gran tendencia a cederelectronesyformarcationes,mientrasquelosnometalessonbastanteelectronegativosygrantendenciaacaptarelectronesyformaraniones.
Larespuestacorrectaeslad.
1.46.Lasdenominadas“FuerzasdevanderWaals”:a)Explicanlainteracciónentreiones.b)Describenlaatraccióndelnúcleosobreloselectronesdeslocalizados.c)Midenlasaccionesmutuasentrelaspartículasnucleares.d) Justifican que el iodo sea un sólido a 0°C,mientras que el cloro es un gas a lamismatemperatura.
(O.Q.L.Murcia2000)
LasfuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon,sonlasúnicasexistentesentrelasmoléculasdeloshalógenosquenopresentanmomentodipolarpermanentedebidoaqueambosátomossonidénticos.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 26
La intensidaddeestas fuerzasaumentaconelvolumenatómico, factoresquehacenquelas sustancias seanmás polarizables. Por estemotivo, a la temperatura de 0C, el cloro(radio=99pm)esungas,mientrasque,elyodo(radio=133pm)esunsólidomolecular.
Larespuestacorrectaeslad.
1.47.Elcompuestonitratodesodioesmuysolubleen:a)Sulfurodecarbonob)Aguac)Etanold)Enningunodelosdisolventespropuestos.
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
El nitrato de sodio es un compuesto iónico que forma una red cristalina sólida atemperatura ambiente. En ella los iones se mantienen fuertemente unidos mediantefuerzascolombianas.
Elaguaesunexcelentedisolventedecompuestosiónicosyaquelasfuerzasdeatracciónregidas por la ley de Coulomb que mantienen unidos a los iones que forman la redcristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).
ElNaNO3sedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación:
NaNO3(s)Na (aq)+NO3 (aq)
Larespuestacorrectaeslab.
1.48.Dadaslassiguientesafirmacionesindiquesisononocorrectas:1)Eltérminoenlacedescribetodaslasinteraccionesquemantienenunidoslosátomosenunamoléculaestable.2)Electronesapareadossonaquellosqueseencuentranenelmismoorbital,diferenciándosesóloenelespín.3)Entodoenlacecovalentecadaelementocedeunelectrónparaqueseacompartido.4)Unelectróndesapareadoeselqueseencuentraaisladoenunorbital.
a)Sólo2y4sonciertas.b)1y3sonfalsas.c)1,2y4sonciertas.d)Sólo1y2sonciertas.
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
1)Verdadero.Eltérminoenlacehacereferenciaatodaslasinteracciones,tantoatractivascomo repulsivas, existentes entre dos átomos que se encuentran a una determinadadistanciallamadadistanciadeenlace.
2)Verdadero. De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli dentro de un mismoorbitalsólopuedenexistirdoselectronesconsusspinesantiparalelosysedicequeesoselectronesseencuentranapareados.
3) Falso. Los átomos implicados en un enlace covalente comparten electrones, no losceden.
4)Verdadero. De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli dentro de un mismoorbitalsólopuedenexistirdoselectronesconsusspinesantiparalelos.Enelcasodequeunelectrónseencuentresóloeneseorbitalsedicequeestádesapareado.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 27
1.49.Indiquecuálocuálesdelassiguientesafirmacionesnosonverdaderas:1)Lamoléculadetriclorometanoespolar.2)Elclorurodepotasioesmássolublequeelclorurodesodio.3)Elclorurodesodiosólidoconducelaelectricidadporseriónico.4)Elpuntodefusióndelclorurodelitioesmayorqueeldelclorurodepotasio.
a)1b)1y3c)2y3d)3y4
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
1)Verdadero.LaestructuradeLewis del es:
Según el modelo RPECV CHCl es una sustancia cuyadistribuciónde ligandos yparesde electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaa la fórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.
Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el carbono ( = 2,55) y que elhidrógeno ( = 2,20) los enlaces son polares y con esa geometría la resultante de losvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=0)ylamoléculaesPOLAR.
3)Falso. El cloruro sódico es un sólido iónico a temperatura ambiente y, por tanto, losionesocupanposicionesfijasydeterminadasenelretículocristalino.Losionesnogozandemovilidadyesimposiblelaconduccióneléctrica.Alelevarlatemperatura,sederrumbaeledificiocristalinoylosionesgozandemovilidadenelsólidofundido.
Laenergíareticulardeunsólidoiónico,deacuerdoconlaexpresióndeBorn‐Meyer,esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
2)Verdadero.Lasolubilidaddeuncompuestocristalinoiónicoenaguadependedelvalordelaenergíareticulardeeste.Amenorenergíareticularmayorsolubilidad.
EnelcasodeKClyNaCllasconstantessonidénticasyaqueamboscloruroscristalizanenretículocúbicocentradoenlascaras.Sinembargo,eltamañodelionpotasioesmayorqueeldelionsodiodebidoaqueelprimerotieneunacapamásdeelectrones,porestemotivolaenergíareticulardelKClesmenorqueladelNaClyporello,susolubilidadenaguaserámayor.
4)Falso. El punto de fusión de un compuesto cristalino iónico depende del valor de laenergíareticulardeeste.Amayorenergíareticularmayorpuntodefusión.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 28
En el caso de LiCl y KCl las constantes no son idénticas ya que ambos cloruros nocristalizanconelmismoretículocúbico.Además,eltamañodel ionlitioesmenorqueeldelionsodiodebidoaqueelprimerotieneunacapamenosdeelectrones,porestemotivolaenergíareticulardelLiClesmayorqueladelKClyporello,supuntodefusióntambiéndebeserlo.
Sin embargo, consultando la bibliografía, los valores de los puntos de fusión (C)encontradossonLiCl(610)yKCl(771).Estaanomalíasedebeaquecuantomayores lacargadelcatiónymenoressutamaño,estantomáspolarizanteodeformadorypolarizaodeformaalanión,queestantomásdeformableopolarizablecuantomayoressutamañoymayores sucarga.Porestacausaseproducen transicionesdesdeel enlace iónicohaciacompuestosmoleculares (compartición de cargas) y por lo tanto disminuye su carácteriónicoy,comoconsecuencia,disminuyenlospuntosdefusión.
Larespuestacorrectaeslad.
1.50.Lossiguienteselementossonsemiconductoresexceptounoquees:a)Sib)Asc)Snd)Ge
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
Loselementossemiconductoressonaquellosquenosonconductoresosípuedenserloaelevadastemperaturasocuandosecombinanconunapequeñacantidaddealgunosotroselementos.LoselementossemiconductoresmáscaracterísticossonSi,Ge,As,Sb,SeyTe.
ElelementoesSnnoessemiconductor.
Larespuestacorrectaeslac.
1.51.Elclorurode cesio cristalizaenuna redcúbicacentradaenel cuerpo.Elnúmerodecoordinación,esdecir,elnúmerodeionesmáspróximos,queestánencontactoalrededordecadaionenlaredes:a)2b)4c)6d)8e)12
(O.Q.N.Barcelona2001)
Elíndicedecoordinaciónenuncristaliónicosedefinecomo el númeromáximode iones que rodean a otrodecargaopuesta.
Enunarediónicaconestructuracentradaenelcuerpoun catión colocado en el centro de un cubo seencuentrarodeadoporochoanionescolocadosenlosvérticesdelcubo.
El índice de coordinación en la red de cloruro decesioes8.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 29
1.52.Unciertocristalnoconducelaelectricidadenestadosólidoperosíenestadofundidoytambiénendisoluciónacuosa.Esduro,brillantey fundea temperaturaelevada.El tipodecristales:a)Cristalmolecularb)Cristalderedcovalentec)Cristalmetálicod)Cristaliónicoe)Nosedasuficienteinformación.
(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Almería2005)(O.Q.L.Murcia2011)
Elqueseaduroyquefundaatemperaturaelevadadescartaalcristalmolecular.
Elqueconduzcalaelectricidadfundidodescartaalcristalderedcovalente.
Elqueconduzcalaelectricidadendisoluciónacuosadescartaalcristalmetálico.
Elquenoconduzcalaelectricidadenestadosólidoconfirmaalcristalmetálico.
Resumiendoloanteriorenformadetabla:
Cristalmolecular
Cristalredcovalente
Cristalmetálico
Cristaliónico
Conductordeelectricidadenestadosólido
NO SÍ SÍ NO
Conductordeelectricidadfundido
NO NO SÍ SÍ
Conductordeelectricidadendisoluciónacuosa
NO NO NO SÍ
Duro NO SÍ SÍ SÍBrillante SÍ SÍ SÍ SÍTªdefusiónelevada NO SÍ SÍ SÍ
Lasustanciaquecumplelaspropiedadesdadaseselcristaliónico.
Larespuestacorrectaeslad.
1.53.Elpuntodeebullicióndeloscuatroprimerosalcoholesdecadenanormales:Alcohol (°C)
(metanol) 65(etanol) 78(propanol) 98(butanol) 117
Esteaumentogradualalcrecerelnúmerodeátomosdecarbonosedebeprincipalmenteaque:a)Aumentalafuerzadelenlacedehidrógeno.b)Esmayorelnúmerodeenlacescovalentes.c)AumentanlasfuerzasdevanderWaals.d)Lahibridacióndelosorbitalesatómicosescadavezmayor.e)Aumentalapolaridaddelamolécula.
(O.Q.N.Barcelona2001)
Las moléculas de alcohol se unen entre sí mediante enlaces intermoleculares llamadosenlaces de hidrógeno o puentes de hidrógeno. Estos se forman cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 30
por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Además de los enlaces de hidrógeno, existen entre las moléculas de alcohol fuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon.Laintensidadde lasmismasaumentaconelvolumenatómicoyelpesomolecular, factoresquehacenque las sustancias seanmáspolarizables. Por estemotivo, la temperaturadefusiónesmínimaenelmetanolymáximaenelbutanol.
Larespuestacorrectaeslac.
1.54.Elhechodequeelclorurodehidrógenogaseososedisuelvabientantoendisolventespolarescomoenalgunosnopolaresdebeachacarseaque:a)Launiónentrelosátomosdeamboselementosescovalentepolar.b)Existeentrelasmoléculasenlaceporpuentedehidrógeno.c)AparecenunionesporfuerzasdevanderWaalsentrelasmoléculas.d)Esunamolécularesonante.
(O.Q.L.Murcia2001)
LamoléculadeHClpresentaenlacecovalentepolaryaqueloselementosquelaintegranpresentandiferenteelectronegatividad.
Esta polaridad es la responsable que se pueda disolver en disolventes polares (H O)medianteenlacesintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo,yendisolventesnopolares(C H )medianteenlacesintermolecularesdeltipodipolo‐dipoloinducido.
Larespuestacorrectaeslad.
1.55.DeacuerdoalosvaloresdeelectronegatividadesdePaulingdeloselementosindicados:SWUYZXTV0,820,931,002,042,202,552,963,04
¿Cuáldelossiguientescompuestoshipotéticospresentarámayorcaráctercovalente?a)WVb)XUc)YTd)ZX
(O.Q.L.Murcia2001)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementecovalentesiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentreloselementosquelosformanesmenora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteWV 3,04 – 0,93 =2,14 iónicoXU 2,55 – 1,00 =1,55 covalenteYT 2,96 – 2,04 =0,92 covalenteZX 2,55 – 2,20=0,35 covalente
Menor la diferencia de electronegatividad le corresponde al compuesto ZX (0,35), portanto,lecorrespondeelmayorcaráctercovalente.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 31
Larespuestacorrectaeslad.
1.56.Dadaslassiguientesafirmaciones:1)ElcompuestoquímicoNaCles100porcieniónico.2)Cuantomayoreselradiodelaniónmássepolarizaporelefectodelcatión.3)Elcatión polarizamásqueel alanión .4)Paracompuestosquímicosanálogos,alaumentarelcaráctercovalentedisminuyelatemperaturadefusión.
Lapropuestacorrectaes:a)1y3b)1y4c)2y4d)2y3
(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2003)
1)Falso.DeacuerdoconlapropuestadePauling,elporcentajedecarácteriónicodeunasustancia está relacionado con la diferencia de electronegatividad existente entre loselementosqueseenlazan.EstadiferencianoesmáximaenelNaCl,portanto,noesposiblequedichoporcentajeseadel100%.
Las reglas de Fajans (1923) permiten determinar de forma aproximada el caráctercovalentedeunenlaceiónico.Paraello,relacionanelcaráctercovalentedeunenlaceconlapolarizacióndeloselectronesdelanión.
2) Verdadero. Los aniones grandes y de carga elevada son blandos, es decir, muypolarizables.
3)Falso.Loscationespequeñosydecargaelevadasonlosmáspolarizantes.
4)Verdadero.EsnecesariotenerencuentalapresenciadefuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon,talcomoocurre,porejemplo,enloscompuestosCF yCCl :
Compuesto Δχ (K)CF 3,98 – 3,16 =0,82 89,4CCl 3,16 – 2,55=1,59 250,2
ElporcentajedecaráctercovalenteesmayorenelCF yaquepresentamenordiferenciadeelectronegatividadysutemperaturadefusiónesmenor.
Larespuestacorrectaeslac.
1.57.LaconstantedeMadelung,en laecuaciónde la ,esun factorqueestárelacionadocon:
1)Lascargas2)Ladistanciaentrelosiones3)Larelaciónderadios / 4)Elíndicedecoordinación
Seconsideracorrectalapropuesta:a)3y4b)1c)1,2y3d)2,3y4
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
La energía reticular, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, viene dada por laecuación:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 32
U =‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
+
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
LaconstantedeMadelung,A,dependedelaestequiometríadelasustancia,esdecir,delalarelación / ydelíndicedecoordinaciónexistenteenlaredcristalina.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.58. Al disolver (s) en agua se forma una disolución que conduce la corrienteeléctrica.Laecuaciónquemejorrepresentadichoproceso:a) (aq)+3Cl(aq) (s)b) (s) (aq)+ (aq)c) (aq) (aq)+ (aq)d) (s) (aq)+3Cl(aq)e) (s) (aq)
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
ElFeCl sedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación:
FeCl3(s)Fe3+(aq)+ (aq)
Larespuestacorrectaeslad.
1.59. De los siguientes compuestos, señale aquél cuyo comportamiento iónico sea másacusado:a) b) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteCCl 3,16 – 2,55=0,61 covalenteBeCl 3,16 – 1,57=1,59 covalenteTiCl 3,16 – 1,54=1,62 covalenteCaCl 3,16 – 1,00=2,16 iónico
Larespuestacorrectaeslad.
1.60.Indicacuáldelassiguientesafirmacionesesfalsa:a) Los sólidos covalentes sonmalos conductores de la corriente eléctrica ya que tienenátomosenposicionesfijas.b)Elenlacemetálicosólosedaenestadosólido.c)Loscompuestosiónicosfundidosconducenlacorrienteeléctrica.d)Lossólidosmetálicossonconductoresporqueloselectronessedesplazanalrededordelosnúcleospositivos.e)Engeneral, laenergíadeenlacede la interaccióndipolo instantáneo‐dipolo inducidoesmenorqueenlainteraccióndipolo‐dipolo.
(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
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a) Fadeslodela
b)Fa
c)Vecondiones
d)Vededi
e) Vecondmuev
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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 34
LasfuerzasdedispersióndeLondonson,detodaslaspropuestas,lasmásdébilesy,portanto, las más fáciles de romper para que las moléculas del líquido pasen a la fase devapor.
Larespuestacorrectaeslab.
1.63 En la figura adjunta se representa el diagramaentálpicodelciclodeBorn‐Haberpara la formacióndelbromurode sodio. ¿Quéetapaoetapasdetermina(n) laentalpíaoenergíareticular?a)1b)2c)3d)2+3
(O.Q.L.Murcia2002)
La etapa 1 corresponde a la entalpía de formación del NaBr (s), un procesoexotérmico,yaqueseformaunmoldesustanciaapartirdeloselementosquelainegranencondicionesestándar.
Laetapa2correspondealaafinidadelectrónicadelBr(g),unprocesoexotérmico,yaqueseliberaenergíacuandounátomodebromogaseosocaptaunelectrón.
Laetapa3correspondealaformacióndelareddeNaBr(s)ylaenergíaasociadaalamismaes laenergíareticular, quees la energíaque sedesprende cuando se formaunmoldesustanciacristalinaiónicaapartirdeloscorrespondientesionesenestadogaseoso,portantosetratadeunprocesoexotérmico.
Larespuestacorrectaeslac.
1.64.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesincorrecta?a)Latemperaturadefusióndelyodoesmayorqueladelbromo.b)Eldiamantenoconducelacorrienteeléctrica.c) La temperatura de fusión del agua es anormalmente baja si se compara con la quecorrespondealoshidrurosdelosotroselementosdelgrupo16.d)Elbromurodesodioessolubleenagua.
(O.Q.L.Murcia2002)
a)Correcto.LasfuerzasdedispersióndeLondonsonmásintensasenelI queelBr ,yaqueal sermásvoluminosoesmáspolarizable, loquedeterminaque su temperaturadefusiónseamayor.
b) Correcto. Los átomos de carbono que forman el diamante se encuentran unidosmediante enlaces covalentes formando tetraedros de forma que no existen electronesdeslocalizadosquepermitanelpasodelacorrienteeléctrica.
c) Correcto. Los compuestos binarios del hidrógeno con los elementos del grupo16 delsistemaperiódicotienenenlacecovalenteypresentanmomentodipolarpermanente,perosólo puedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno.
Na (s) + ½ Br2 (g)Na (s) + ½ Br2 (g)
Na+ Br- (s)Na+ Br- (s)
3
1
Ener
gEn
erg íí
aa
Na (g) + ½ Br2 (g)Na (g) + ½ Br2 (g)
Na+ (g) + Br- (g)Na+ (g) + Br- (g)
Na+ (g) + Br (g)Na+ (g) + Br (g)
Na (g) + Br (g)Na (g) + Br (g)
2
Na (s) + ½ Br2 (g)Na (s) + ½ Br2 (g)
Na+ Br- (s)Na+ Br- (s)
3
1
Ener
gEn
erg íí
aa
Na (g) + ½ Br2 (g)Na (g) + ½ Br2 (g)
Na+ (g) + Br- (g)Na+ (g) + Br- (g)
Na+ (g) + Br (g)Na+ (g) + Br (g)
Na (g) + Br (g)Na (g) + Br (g)
2
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 35
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(eneste caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Esto motiva que el H O tenga un punto de fusiónanómalo(unos100Cmayor)conrespectoalrestodeloscompuestosdelgrupo16.
d)Correcto.ElNaBresunasustanciaquepresentaenlacepredominantementeiónicoquesedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación:
NaBr(s)Na (aq)+Br (aq)
Todaslasrespuestassoncorrectas.
1.65.Indiquecuáldelossiguientescompuestospresentaunmayorcarácteriónico:a) b) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteCCl 3,16 – 2,55=0,61 covalenteSbCl 3,16 – 2,05=1,11 covalenteCaCl 3,16 – 1,00=2,16 iónicoZrCl 3,16 – 1,33=1,83 covalente
Larespuestacorrectaeslac.
1.66.Entrelasmoléculascloroordenadasenuncristalmolecularexistenfuerzas:a)Iónicasb)Covalentesc)vanderWaalsd)Dipolo‐dipolo
(O.Q.L.Baleares2002)
LamoléculadeCl esnopolar,loquedeterminaquelasúnicasfuerzasquepuedanexistirentrelasmismassonlasdevanderWaalsllamadasfuerzasdedispersióndeLondon.
Larespuestacorrectaeslac.
1.67.Indicaquefrasenoescierta:a)Elclorurodesodioyeldióxidodesilicionosonconductoresdelacorrienteeléctricabajoningunacondición.b)Loscompuestosiónicosson,engeneral,solublesendisolventespolares.c)Elóxidodealuminioposeeunpuntodefusiónelevado.d)Elsodiosepuedeestirarfácilmenteenhilos.
(O.Q.L.Baleares2002)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 36
a)Falso. El forma una red covalente, que no bajo ninguna condición es capaz deconducirlacorrienteeléctricayaquenopermiteelpasodeelectronesatravésdeella.
ElNaCl formaunared iónica,quefundidaoendisoluciónacuosadeja los ioneslibres loquepermiteelpasodeelectronesatravésdeella.
b)Verdadero.Loscompuestos iónicosson,generalmente, sustanciasmuypolares loquehacequeseansolublesendisolventespolares.
c)Verdadero.ElAl O esunasustanciaconenlacepredominantementeiónicoconionespequeñosconcargaelevada loquedeacuerdocon laexpresióndeBorn‐Meyer,quequepermitecalcularlaenergíareticulardeunasustanciaiónicaquepredicedichaenergíaesdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Esto determina que la energía reticular sea elevada y, por tanto, el punto de fusióntambiénloserá.
d)Verdadero.Elsodioesunmetalalcalinomuydúctilymaleable.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.68.¿Cuáldelassiguientesseriesdeespeciesquímicasseencuentraenordencrecientedesupuntodeebullición?a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Tarazona2003)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición lecorresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
▪ y son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmásintensas en elN2debido a que esuna sustancia conmayor volumenatómico, por tantoserámáspolarizable.Poresto,aunqueambastienenpuntosdeebulliciónbajos,eldelH2esmuchomásbajo.
▪NH3 es un sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polarformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodeebulliciónesmásalto.
Losvaloresdelospuntosdeebullición(K)encontradosenlabibliografíason:
(20,3)< (77,4)<NH3(239,8)
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 37
1.69. El fósforo rojo es insoluble en disulfuro de carbono, tiene un intervalo de punto defusión amplio, una presión de vapor baja y no conduce la electricidad. Estas evidenciassugierenquelasustanciaprobablemente:a)Escristalinaymetálica.b)Esuncristaldeunidadesmoleculares .c)Esamorfaypolimérica.d)Consisteenunidades enun“mar”deelectrones.e)EstáformadaporátomosdePnoenlazadosenunempaquetamientocúbicocompacto.
(O.Q.N.Tarazona2003)
El fósforoesun sólidoblancoencondicionesestándar.Este sólido tiene comounidadesbásicasmoléculastetraédricas(P )enlasqueunátomodefósforosesitúaencadaunodelosvérticesdeltetraedro(fósforoblanco).Alcalentarloa300°C,setransformaenfósfororojo. Parece ser que se rompe un enlace P−P por cada tetraedro y así los fragmentosresultantes unen formando largas cadenas lo que determina su comportamientopolimérico.
Larespuestacorrectaeslac.
1.70.Los cincoprimeroshidrocarburos lineales sonmetano ( ), etano ( ),propano( ),butano( )ypentano( ).a)Elprimeroformaunsólidoatómicoylosdemássonmoleculares.b)Todosellossonsólidosatómicos.c)Lospuntosdefusiónsonanormalmenteelevadosporlaexistenciadeenlacesdehidrógeno.d)Eldemayorpuntodefusióneselmetano,yaquesusmoléculasseempaquetanmejor.e)Eldemayorpuntodefusióneselpentano.
(O.Q.N.Tarazona2003)
Se tratade compuestos conenlace covalentenopolarque formanmoléculasgaseosasatemperaturaambiente.Las fuerzasqueexistenentre lasmoléculasdehidrocarburo sonfuerzas intermoleculares de van derWaals conocidas como fuerzas de dispersión deLondon. La intensidad de las mismas aumenta con el volumen atómico y el pesomolecular,factoresquehacenquelassustanciasseanmáspolarizables.Porestemotivo,latemperaturadefusiónmásaltalecorrespondealpentano.
Larespuestacorrectaeslac.
1.71.Delassiguientesespeciesquímicas: , , a)Laquetienemayorenergíadeenlacees porquetienemayornúmerodeelectrones.b)Laquetienemenordistanciadeenlacees .c)Lastrestienenlamismaenergíadeenlaceyaquesonisoelectrónicas.d)Elordendeenlacemayoreselde yaqueelnitrógenoesmuyelectronegativo.e)Ladistanciadeenlacedel esmenorqueladel , .
(O.Q.N.Tarazona2003)
A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de lasrespectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo:
ordendeenlace=12
#electronesenOMdeenlace
#electronesenOMdeantienlace
Tendrámayorenergíadeenlaceymenor longituddeenlace laespeciequepresenteunmayorordendeenlace.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 38
ordendeenlace=1282 =3
ordendeenlace=1283 =2,5
ordendeenlace=1272 =2,5
Larespuestacorrectaeslae.
1.72. ¿En cuálde las siguientes sustancias cabe esperarque existaunamayor interacciónmolecular?a) (g)b) (g)c) (g)d)HF(g)
(O.Q.L.Murcia2003)
▪ y son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmásintensas en el F debido a que es una sustancia con mayor volumen atómico. Estasinteraccionesintermolecularessonlasmásdébilesqueexisten.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 39
▪ es un sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polarforma un enlace intermolecular del tipo dipolo‐dipolo. Esta interacción tiene unaintensidadalgomayorquelaanterior.
▪HFesunsustanciaquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.
Larespuestacorrectaeslad.
1.73.¿Cuáldeestassustanciastieneunpuntodefusiónmáselevado?a)NaBrb) c) d)NaF
(O.Q.L.Baleares2003)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
▪ es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmuyintensasdebidoaqueesunasustanciacongranvolumenatómicoypor tantoserámuypolarizable.Poresto,tieneunpuntodefusiónbajo.
▪ es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presentamomento dipolarpermanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto,supuntodefusiónesmásbajoqueeldel .
▪NaBryNaFsonsustanciasquetieneenlaceiónicoyadiferenciadelasanteriores,formaredes cristalinas iónicas muy difíciles de romper. Estas sustancias son sólidas atemperaturaambiente,porloquetienenunelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
Paradeterminarcuáldeestassustanciastienemayortemperaturadefusiónesnecesariodeterminar el valor su energía reticular. Esta se puede calcular de acuerdo con laexpresióndeBorn‐Meyer,quepredicequedichaenergíaesdirectamenteproporcionalalproductodelascargasdelosioneseinversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Respecto a las cargas, son lasmismas en las ambas sustancias (+1y ‐1). Respecto a losradiosiónicos,esmayoreldelcloroelementodel3erperiodoymenorenelflúorelementodelperiodo.Teniendoencuentalodicho,laenergíareticulary,portanto,latemperaturadefusióndelNaFesmayorquedelNaBr.
Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:
(198)< (268,5)<NaBr(1020)<NaF(1269)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 40
Larespuestacorrectaeslad.
1.74. La reacción entre un elemento Q (Z = 16) y otro elementoM (Z = 19), conmayorprobabilidadformará:a)UncompuestoiónicodefórmulaMQ.b)Uncompuestoiónicodefórmula .c)Uncompuestoiónicodefórmula .d)Uncompuestocovalentedefórmula .
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
ElelementoQ(Z=16)tieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquesetratadeunelementodelgrupo16.Elvalorden=3indicaqueeselazufre.TienetendenciaacederdoselectronesyformarelionS .
ElelementoM(Z=19)tieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ar]4s porloquese trata de un elemento del grupo 1. El valor de n = 4 indica que es elpotasio. TienetendenciaacederunelectrónyformarelionK .
Para cumplir con la condición de electroneutralidad se combinan dos átomos de M(potasio)conunátomodeQ(azufre)porloquelafórmulamásprobabledelcompuestoformadoporamboses conenlacepredominantementeiónico.
Larespuestacorrectaeslac.
1.75.¿Cuálde lassiguientesafirmacionesacercade ladisolucióndediversassustanciasenaguaescorrecta?a)Elcloroformo( )essolubleenaguayaque,aligualqueleocurrealNaCl,sedisociacompletamenteendisolución.b)El esmássolubleenaguaqueelNaClyaque,porserunsólidomolecular,lainteracciónentresusmoléculasesmásdébil.c)El y todos loshidrocarburos ligerossonmuysolublesenaguaporsucapacidaddeformarenlacesdehidrógenoconeldisolvente.d)Elbutanolnoescompletamentesolubleenaguadebidoalacadenaapolar.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
a‐b‐c) Incorrecto. El CHCl es una sustancia con enlace covalente polar y, I y CH sonsustancias con enlace covalente no polar. Ninguna de las tres, a diferencia del NaCl, sedisocian en iones en contacto con elH O, lo quedeterminaque su solubilidad seamuybaja.
d) Correcto. Las moléculas de alcohol se unen a lasmoléculas de H O mediante enlaces intermolecularesllamadosenlacesdehidrógeno o puentes de hidrógeno.Estos se forman cuando un átomo de hidrógeno que seencuentra unido a un átomo muy electronegativo se veatraído a la vez por un par de electrones solitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Conformeaumentaelnúmerodeátomosdecarbonodelalcoholdisminuyesusolubilidadyaquelapartehidrofóbicadelacadenasehacemásgrande.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 41
1.76.¿Quétipodeenlaceescaracterísticodeloscompuestosorgánicos?a)Polarb)Insaturadoc)Electrovalented)Covalentee)Covalentecoordinado
(O.Q.L.Extremadura2003)
Los compuestos orgánicos están formados, fundamentalmente, por carbono, hidrógeno,nitrógeno y oxígeno elementos con electronegatividades elevadas y similares, contendencia a no ceder electrones y sí a compartirlos, lo que determina que el enlacepredominanteenestoscompuestosseacovalente.
Larespuestacorrectaeslad.
1.77. Indiquecuál seríaelcompuestoenelqueestaríamásacusadoelcarácter iónicodelenlace:a)LiClb) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteLiCl 3,16 – 0,98=2,18 iónicoSbCl 3,16 – 2,05=1,11 covalenteCaBr 2,96– 1,00=1,96 covalente‐iónicoZrCl 3,16 – 1,33=1,83 covalente
Larespuestacorrectaeslaa.
1.78.Indiquecuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta:a)Todosloscompuestosiónicossonbuenosconductoresdelacorrienteeléctrica.b)Loscompuestoscovalentesmolecularessepresentansiempreenestadogaseoso.c)Lossólidosderedcovalentetienenelevadospuntosdefusiónyebullición.d)Elaguaesunmaldisolventedeloscompuestosiónicos.e)Loscompuestoscovalenteshomopolaressedisuelvenfácilmenteendisolventespolares.
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
a) Incorrecto. Los compuestos iónicos solo son buenos conductores de la corrienteeléctricafundidosoendisoluciónacuosa.
b) Incorrecto. Los compuestos covalentes moleculares también se presentan comolíquidosvolátilesosólidosblandos.
c) Correcto. Los sólidos de red covalente tienen sus átomos unidos mediantes fuertesenlacescovalentes loquedeterminaquesusenergíasderedseanelevadasy,por tanto,tambiénloseansuspuntosdefusiónyebullición.
d)Incorrecto.ElH Oesunasustanciamuypolaryporelloesunexcelentedisolventedeloscompuestosiónicosquetambiénsonmuypolares.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 42
e) Incorrecto. Los compuestos covalentes homopolares carecen de momento dipolarpermanenteporloquenosepuedendisolverendisolventespolares.
Larespuestacorrectaeslac.
1.79.ElenlaceentredosátomosAyBseráiónicosilas:a)Energíasdeionizacióndeambossonpequeñas.b)Electronegatividadesdeambossonmuydiferentes.c)Energíasdeionizacióndeambossonparecidas.d)Respectivasafinidadeselectrónicassonmuyaltas.
(O.Q.L.Murcia2004)
Elenlaceiónicosedaentreátomosquesetransfierenelectronesdeunoaotro.Paraelloesprecisoqueloselementosqueseunentenganelectronegatividadesmuydiferentes.
Unodeloselementosdebetenerunaelectronegatividadmuybaja,deformaquetengaunaelevadatendenciaacederelectronesy formaruncatión.Porelcontrario,elotroelementodebe tener una electronegatividadmuy alta, de forma que tenga una elevada tendencia acaptarelectronesyformarunanión.Unavezquesehanformadolosiones,estosseatraenmediantefuerzascolombianasformandounaredcristalinasólidaatemperaturaambiente.
Larespuestacorrectaeslab.
1.80. ¿Cuántos ionesdeun signo son losmáspróximosaotrodecargacontrariaenunaredcristalinacúbicacentradaenlascaras?a)4b)6c)8d)12
(O.Q.L.Murcia2004)
Segúnseobservaenlafigura,enunaredcúbicacentradaenlascarascadaionserodeadeotros6decargaopuesta,portanto, se dice que el índice de coordinación que presentaestaestructuracristalinaes6:6.
Larespuestacorrectaeslab.
1.81.Lasdenominadas“FuerzasdevanderWaals”:a)Sepuedendarentremoléculasconenlacescovalentes.b)Sepuedenencontrarentrelasmoléculasdelosgasesquesecomportancomoideales.c) No son suficientemente fuertes para ser las responsables del estado sólido de ciertassustancias.d)Aparecenen las interaccionesentre loselectronesyelnúcleodeátomosconpesoatómicoalto.
(O.Q.L.Murcia2004)(O.Q.L.Murcia2012)
Loscompuestosconenlacecovalenteformanestructurasmolecularesque,generalmente,songaseosasatemperaturaambiente.
Ademásde los enlaces covalentes, sedanentre lasmoléculasotro tipode interaccionesconocidascomofuerzasdevanderWaalsysonlasresponsablesdelcambioenelestadodeagregacióndeestassustancias.
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 43
1.82.Señalelaopciónqueconsiderecorrecta:a)Temperaturadefusióndelcobre=18°Cb)Temperaturadeebullicióndel =40°Cc)Temperaturadefusióndelclorurosódico=102°Cd)Temperaturadeebullicióndeletanol=78°C
(O.Q.L.Murcia2004)
Presentarámayorpuntodefusiónydeebulliciónaquellasustanciaquepresentefuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenorpuntode fusión y de ebullición le corresponderá a la sustancia quepresente lasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
a)Falso.Cuesunasustanciaquetieneenlacemetálicoyformaunaredcristalinasólidaatemperaturaambiente.Lasfuerzasquemantienenunidosalosátomosdecobreenlaredsonmuyintensas,portanto,noesposiblequesutemperaturadefusiónsea18°C.
b) Falso. es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presentamomentodipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipodipolo‐dipolo.Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Setratadeuna sustancia que es gaseosa a temperatura ambiente, por tanto, no es posible que sutemperaturadeebulliciónsea40°C.
c)Falso.NaClesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyformaunaredcristalinaiónica,sólida a temperatura ambiente ymuydifícil de romper. Por tanto, no es posibleque sutemperaturadefusiónsea120°C.
d) Verdadero. El etanol es una sustancia que presentaenlace covalente polar y, además, sus moléculas se unenentre sí mediante enlaces intermoleculares llamadosenlacesdehidrógenoopuentesdehidrógeno.Estosseforman cuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunido a un átomomuy electronegativo se ve atraído a lavez por un par de electrones solitario perteneciente a unátomomuy electronegativo y pequeño (N, O o F) de unamoléculacercana.
Setratadeunasustanciaqueeslíquidaatemperaturaambiente,portanto,esposiblequesutemperaturadeebulliciónsea78°C.
Larespuestacorrectaesd.
1.83.Elcarbonooriginaungrannúmerodecompuestosdebidoa:a)Sucaráctermuyelectronegativo.b)Laexistenciadelafuerzavital.c)Sucaráctermuyelectropositivo.d)Sucapacidadparaformarenlacesconsigomismo.
(O.Q.L.Murcia2004)
Elcarbonoesunelementocuyaelectronegatividadesrelativamentealta(2,55)yquetienecuatro electrones de valencia, de forma que no tiene unamarcada tendencia a captar oceder electrones y sí a compartirlos con el fin de conseguir completar su última capa yconseguirunaestructuraelectrónicadegasinertemuyestable.
Una posibilidad es formar enlaces covalentes entre átomos de carbono formandocadenas lineales o ramificadas, abiertas o cerradas. Esto determina la existencia de ungrannúmerodecompuestosabasedecarbono.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 44
Larespuestacorrectaesd.
1.84.¿Quécompuestoenfaselíquidaserámejordisolventedeuncristaliónico?a)HFb) c) d)
(O.Q.L.Baleares2004)
Loscristales iónicossonestructuras formadaspor iones,deacuerdoconelaforismo“losemejante disuelve a lo semejante”, los mejores disolventes para dichos cristales sonaquellosqueseanmuypolares.
De las cuatro sustancias propuestas, la única que presenta un momento dipolarpermanente,yademáselevadoeselHF.
Larespuestacorrectaesa.
1.85.Indicaquefrasenoescierta:a)Elaluminioyeldiamantesoninsolublesenaguaybenceno.b)Losmetalessonfrágiles,dúctilesymaleables.c)Elnaftalenoyelyodosonsolublesenbenceno.d)Losmetalessonbuenosconductoresdelcalorylaelectricidad.
(O.Q.L.Baleares2004)
Losmetalestienenunaestructuracristalinaquelesconfierelapropiedaddeserdúctilesymaleablesadiferenciadeotrotipodeestructurascristalinas,iónicasocovalentesquesonfrágiles.
Larespuestacorrectaesb.
1.86.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesverdadera?a)ElpuntodefusióndelLiClesmayorqueeldelKCl.b)Elpuntodefusióndel esmayorqueeldel .c)Elpuntodefusióndel esmayorqueeldel .d)EnlafusiónserompenfuerzasdevanderWaals.
(O.Q.L.Baleares2004)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
Laenergíareticulardeunsólidoiónico,deacuerdoconlaexpresióndeBorn‐Meyer,esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
a)Falso.EnelcasodeLiClyKCllasconstantesnosonidénticasyaqueambosclorurosnocristalizanconelmismoretículocúbico.Además,eltamañodel ionlitioesmenorqueeldelionsodiodebidoaqueelprimerotieneunacapamenosdeelectrones,porestemotivo
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 45
laenergíareticulardelLiClesmayorqueladelKClyporello,supuntodefusióntambiéndebeserlo.
Sin embargo, consultando la bibliografía, los valores de los puntos de fusión (K)encontradossonLiCl(883)yKCl(1044).Estaanomalíasedebeaquecuantomayoreslacargadelcatiónymenoressutamaño,estantomáspolarizanteodeformadorypolarizaodeformaalanión,queestantomásdeformableopolarizablecuantomayoressutamañoymayores sucarga.Porestacausaseproducen transicionesdesdeel enlace iónicohaciacompuestosmoleculares (compartición de cargas) y por lo tanto disminuye su carácteriónicoy,comoconsecuencia,disminuyenlospuntosdefusión.
b) Falso. En el caso de y respecto a las cargas, son las mismas en ambassustancias(+2y‐1).Respectoa losradios iónicos,el tamañodel ionestroncioesmenorqueeldelionbariodebidoaqueelprimerotieneunacapamenosdeelectrones,porestemotivolaenergíareticulardelSrCl debesermayorqueladelBaCl yporello,supuntodefusióntambiéndebeserlo.
Sin embargo, consultando la bibliografía, los valores de los puntos de fusión (K)encontradossonSrCl (1141)yBaCl (1236).Estaanomalíasedebeaquecuantomayores la carga del catión ymenor es su tamaño, es tantomás polarizante o deformador ypolarizaodeformaalanión,queestantomásdeformableopolarizablecuantomayoressutamaño y mayor es su carga. Por esta causa se producen transiciones desde el enlaceiónicohaciacompuestosmoleculares(comparticióndecargas)yporlotantodisminuyesucarácteriónicoy,comoconsecuencia,disminuyenlospuntosdefusión.
c) Falso. En el caso de y , respecto a las cargas, son las mismas en ambassustancias(+2y‐1).Respectoalosradiosiónicos,eltamañodelionfluoruroesmenorqueeldel ionclorurodebidoaqueelprimero tieneunacapamenosdeelectrones,porestemotivolaenergíareticulardelCaCl debesermenorqueladelCaF yporello,supuntodefusióntambiéndebeserlo.Consultandolabibliografía,losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradossonCaCl (1045)yCaF (1691).
d)Verdadero. Las fuerzas intermoleculares de vanderWaals son las responsables delcambioenelestadodeagregaciónensustanciasmoleculares.
Larespuestacorrectaesd.
1.87.Delassiguientesproposicionesseñalelarespuestacorrecta:a)Todosloshalógenospuedenactuarconvalenciascovalentes1,3,5y7.b)Eneldiamantetodoslosenlacessoncovalentespuros.c)Algunosenlacesdelgrafitosoniónicos,loquelehaceserunbuenconductoreléctrico.d)Elaniónsulfuro( )esunoxidantemoderado.
(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)
a) Falso. El flúor es el elementomás electronegativodel sistemaperiódico y tiene sieteelectronesen su capadevalencia.Ningúnelementoes capazdequitarle electrones,portanto,suúniconúmerodeoxidaciónes‐1.
b) Verdadero. Los átomos de carbono que forman el diamante se encuentran unidosmediante enlaces covalentes formando tetraedros de forma que se constituye un sólidoatómicocristalino.
c)Falso.Cadaunode losátomosdecarbonoque formanelgrafitoseencuentraunidoaotros tresmediante enlaces covalentes formando una red cristalina en la que existenelectronesdeslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctrica.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 46
d) Falso. El azufre del anión S tiene el estado de oxidaciónmás bajo posible en esteelementodeformaquesolopuedeoxidarseloqueimplicaqueactúacomoreductor.
Larespuestacorrectaesb.
1.88.¿Cuáleselordendeenlacedelaespecie ?a)2b)1,5c)1d)2,5
(O.Q.L.CastillaLaMancha2004)
A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de lasrespectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo:
ordendeenlace=12
#electronesenOMdeenlace
#electronesenOMdeantienlace
=1283 =2,5
Larespuestacorrectaeslad.
1.89.¿Cuáldeestasafirmacionesnoescorrecta?a)Lamoléculadeclorurodehidrógenopresentapolaridad.b)Elpotasioesunelementodiamagnético.c)El esunamolécula.d)Elaguapresentapuentesdehidrógeno.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
a) Correcto. La molécula de HCl está formada por dos elementos de diferenteelectronegatividad, por tanto, presenta un único dipolo dirigido hacia el cloro que es elelementomáselectronegativodelosdos.
b) Incorrecto. La configuración electrónica abreviada del potasio es [Ar] 4s . Como seobservapresentaunelectróndespareadoporloqueesunaespecieparamagnética.
c) Correcto. Lamolécula deH es lamás sencilla que existe. En ella los dos átomos dehidrógenoseencuentranunidosmedianteunenlacecovalentepuro.
d) Correcto. Las moléculas de H O se encuentran unidas mediante enlacesintermolecularesdenominadospuentesdehidrógeno.Sonresponsablesde lasanómalastemperaturasdefusiónyebullicióndelagua.
Larespuestacorrectaesb.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 47
1.90.¿Cuáldeestasafirmacionesnoescorrecta?a)Elcambiodelestadosólidoavaporsedenominasublimación.b)Elcambiodelestadovaporasólidosedenominacongelación.c)Eliodoesunasustanciaquesublimaconfacilidad.d)Elaguaesunamolecularpolar.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
a‐c)Verdadero. El cambio estadode sólido a vapor sedenomina sublimacióny en él seproduce la rotura de enlaces intermoleculares débiles del tipo fuerzas de dispersión deLondon,comoocurreenelcasodelI (s).
b)Falso.ElcambioestadodevaporasólidosedenominacondensaciónodeposiciónyenélseformanenlacesintermolecularesdébilesdeltipofuerzasdedispersióndeLondon.
d)Verdadero.LaestructuradeLewisdelamoléculadeH2Oes:
DeacuerdoconelmodeloRPECVelH2O esunasustanciacuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordel átomo central se ajusta a la fórmulaAX E a laquecorrespondeunnúmeroestérico (m+n)=4por loquesudisposiciónestetraédricaysugeometríaesANGULAR.Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que elhidrógeno ( = 2,20) los enlaces son polares y con esageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=1,85D)ylamoléculaesPOLAR.
Larespuestacorrectaeslab.
1.91.¿Cuáldelossiguientescompuestostieneelpuntodefusiónmásalto,KI,CaO, ?a)KIb)CaOc)KIyCaOsonigualesd)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perose tratadeunasustanciapolarquepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.Supuntodefusiónesbastantemásaltoqueelrestodeloscompuestosbinariosqueformanloselementosdesugrupoconelhidrógeno.
Estastressustanciaspresentanpuntosdeebulliciónrelativamentebajos.
KI yCaO son compuestos que forman redes cristalinas iónicas sólidas a temperaturaambiente.PorestemotivopresentanunpuntodefusiónmuysuperioraldelH O.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 48
Laenergíareticulardeunsólidoiónico,deacuerdoconlaexpresióndeBorn‐Meyer,esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Respectoa lascargas,sonmayoresenelCaO(+2y‐2)queelKI(+1y‐1).Respectoa ladistancia interiónica,esmenorenelCaOyaqueestá formadaporelementosconmenoscapaselectrónicasqueelKI.Porestemotivo,laenergíareticulardelCaOdebesermayorqueladelKIyporello,supuntodefusióntambiéndebeserlo.
Consultandolabibliografía,loscompuestosordenadosporpuntodefusión(K)creciente:
(273)>KI(954)>CaO(2845)
Larespuestacorrectaeslab.
1.92.Sobreelamoníacosepuedeafirmar:a)Susmoléculasestánunidasporenlacesdehidrógeno.b)Sumoléculaesoctaédrica.c)Sumoléculaesapolar.d)Esuncompuestoiónico.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
a) Verdadero. El amoniaco tiene enlaceintermoleculardehidrógeno o por puentesdehidrógeno, un enlaceque se forma cuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoala vez por un par de electrones solitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
b‐c)Falso.LaestructuradeLewisdelamoníacoes:
DeacuerdoconelmodeloRPECV,NH esunasustanciacuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX Ealaquecorrespondeunnúmeroestérico (m+n)=4por loquesudisposiciónestetraédricaysugeometríaesPIRAMIDALyaquesólohaytresátomosunidosalátomocentral.
Como el nitrógeno ( = 3,04) es más electronegativo que el hidrógeno ( = 2,20) losenlacessonpolaresyconesageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=1,47D)ylamoléculaesPOLAR.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 49
d)Falso.Setratadeunamoléculaformadapordoselementosmuyelectronegativos,portanto,tieneunenlacepredominantementecovalente.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.93.Dadaslassiguientesespecies:HF, , , ,KBr,identifica:i)Gascovalenteformadopormoléculastetraédricas.ii)Sustanciaconenlacesdehidrógeno.iii)Sólidosolubleenaguaque,fundido,conducelacorrienteeléctrica.
a)i) ii)HFiii) b)i)HFii) iii) c)i) ii)HFiii)KBrd)i) ii)HFiii)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
HF es una sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polarformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.
KBresunasustanciaquetieneenlaceiónicoyformaredescristalinasiónicas.Estetipodesustanciaessólidaatemperaturaambiente,muysolubleenaguayfundidaconducelacorrienteeléctrica.
.SuestructuradeLewises:
De acuerdo con el modelo RPECV el CH4 es una sustanciacuyadistribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededor del átomo central se ajusta a la fórmula AX a laquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.
Es una sustancia que tiene enlace covalente y formamoléculas gaseosas a temperaturaambiente.
e sonsustanciasquetienenenlacecovalentenopolar.Formanmoléculaslinealesquesongaseosasatemperaturaambiente.
Larespuestacorrectaeslac.
1.94.¿Cuáldelassiguientesdisolucionesespeorconductoreléctrico?a) 0,5Mb) 0,5Mc)HF0,5Md) 0,5Me) 0,5M
(O.Q.N.Luarca2005)
Serápeorconductoraladisoluciónquepresentemenosionesquepermitanelpasodelacorrienteeléctrica.
Las ecuaciones químicas correspondientes a las disociaciones de K SO4 y CaCl2,compuestosconenlaceiónicoson:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 50
K SO4(aq)2K (aq)+SO4 (aq)
CaCl2(aq)Ca (aq)+2Cl (aq)
Sonexcelentesconductoresdelacorrienteeléctrica.
LasecuacionesquímicascorrespondientesalasdisociacionesdeHFyNH3,compuestosconenlacecovalentepolarson:
HF(aq)H (aq)+F (aq)
NH3(aq)NH4 (aq)+OH (aq)
Son un ácido y una base débil que en disolución acuosa se encuentran parcialmentedisociadoseniones,sonbuenasconductoresdelacorrienteeléctrica.
ElCH3 esuncompuestoconenlacecovalentepolarquenosedisociaen iones,portanto,seráelpeorconductor.
Larespuestacorrectaeslad.
1.95. Señale cuál de las siguientes moléculas no puede formar enlaces por puente dehidrógeno:a)Sulfurodehidrógenob)Etanolc)Aguad)Metilamina
(O.Q.L.Murcia2005)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
El etanol (CH CH OH), agua (H O) y metilamina (CH NH ) sí poseen un átomo dehidrógenounidoaunelementomuyelectronegativo,oxígenoenlosprimerosynitrógenoenelqueresta,porloquepuedendarestetipodeenlace.
Elsulfurodedihidrógeno(H S)noposeeátomosdehidrógenounidosaunelementomuyelectronegativo,porloquenopuedeformarenlacedehidrógeno.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.96.Eldiamanteyelgrafito:a)Tienenunacomposiciónquímicadiferente.b) El diamante tiene enlace covalente y el grafito lo tiene iónico ya que éste conduce lacorrienteeléctrica.c)Ambostienenenlaceiónicoyaquelosdostienenpuntosdefusiónelevados.d)Ambostienenenlacecovalente.
(O.Q.L.Baleares2005)
Losátomosdecarbonoqueformaneldiamanteyelgrafitoseencuentranunidosmediantefuertesenlacescovalentesconunadisposicióntetraédricaotriangular,respectivamente,de formaqueenamboscasosseconstituyeunsólidoatómicocristalino.La robustezdeestos enlaces provoca que ambas sustancias presenten grandes energías de red y, portanto,puntosdefusiónelevados.
Enlaestructuradelgrafitoqueexistenelectronesdeslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctricaatravésdelamisma.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 51
Larespuestacorrectaesd.
1.97.LasfuerzasintermolecularesdevanderWaals:a)Sedanentrecualquiertipodeestructurasmoleculares.b)Permitenexplicarquealgunassustanciasapolaresseansólidas.c)Suenergíadeenlaceesmenorqueladelosenlacesdehidrógeno.d)Todaslasanterioressoncorrectas.
(O.Q.L.Baleares2005)
Las fuerzas intermolecularesdevanderWaals sedanademásde los enlaces covalentestípicosde lasestructurasmolecularesyson lasresponsablesdelcambioenelestadodeagregacióndeestassustancias.
Laenergíaasociadaaestetipodeenlaceintermolecularesmenorquelacorrespondientealosenlacesdehidrógeno.
Larespuestacorrectaeslad.
1.98.Entrelassiguientessustancias,CaO, , y ,¿cuántasformanunarediónica?a)Unab)Dosc)Tresd)Cuatro
(O.Q.L.Baleares2005)
CaOesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyformaunaredcristalinaiónica.
y son sustancias que tienen enlace covalente no polar y forman moléculasgaseosasatemperaturaambiente.
esunasustanciaquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciaenlaquecada átomode silicio seune covalentemente a cuatro átomosde oxígenodando lugar aunaredcristalinacovalente.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.99.¿Quécompuesto,enfaselíquida,serámejordisolventeparauncristaliónico?a)Ácidoclorhídricob)Trifluorurodeboroc)Pentaclorurodefósforod)Dióxidodecarbono
(O.Q.L.Baleares2005)
Loscristales iónicossonestructuras formadaspor iones,deacuerdoconelaforismo“losemejante disuelve a lo semejante”, los mejores disolventes para dichos cristales sonaquellosqueseanmuypolares.
De las cuatro sustancias propuestas, la única que presenta un momento dipolarpermanente,yademáselevadoeselácidoclorhídrico.
Larespuestacorrectaesa.
(CuestiónsimilaralapropuestaenBaleares2004,cambiandoscompuestos).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 52
1.100.Loshidrurosdelafamiliadelnitrógenopresentanlossiguientespuntosdeebullición:
‐17°C‐55°C‐87°C‐33°CElamoníaconopresentalatendenciadedisminucióndelpuntodeebulliciónporlapresenciade:a)Enlaceiónicob)Enlacemetálicoc)Enlacedehidrógenod)FuerzasdevanderWaalse)Masamolecularmásbajaf)Enlacescovalentesfuertesentrelosátomos
(O.Q.L.Baleares2005)(O.Q.L.CastillayLeón2007)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Laanomalíaquepresentaelamoniacoensupunto de ebullición respecto al resto de loshidruros del grupo15del sistemaperiódicose debe a que presenta enlaceintermolecular de hidrógeno, un enlacequeseformacuandounátomodehidrógenoque se encuentra unido a un átomo muyelectronegativoseveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Larespuestacorrectaesc.
(EnlacuestiónpropuestaenCastillayLeónnosedanlastemperaturasylasopcionesaybsereemplazanporeyf).
1.101.Indiquelafraseincorrecta:a)Enunperiodode la tablaperiódica, laelectronegatividadde loselementosaumentadeizquierdaaderecha,siendomáximaen loshalógenosyencadagrupodisminuyeamedidaquesedesciende.b)Elradiodeuncatiónesmenorqueeldesucorrespondienteátomoneutro.c)Loscompuestosiónicossonmuysolublesendisolventespolares.d)LasrepresentacionesdeLewisexplicanlaestructurageométricadelamolécula.
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
a) Correcto. La electronegatividad, χ,mide la capacidadque tieneun átomopara atraerhaciasíloselectronesdesuenlaceconotrosátomos.Suvalorsepuedecalcularapartirdelos valores de la energía de ionización, I, y de la afinidad electrónica, AE, de forma queaumentaalaumentarambaspropiedades.Laelectronegatividaddeunelementoesmayorcuantomenoressuradioatómicoycuantomayoressucarganuclearefectiva.Portanto,laelectronegatividaddeunátomoaumentaenun:
‐Grupoaldisminuirelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
‐Periodoalaumentarelvalordelnúmeroatómico.
b) Correcto. Al disminuir el número de electrones disminuye la constante deapantallamientoyaumentalacarganuclearefectiva,loquehacequelafuerzadeatraccióndelnúcleosobreelelectrónmásexternoseamayor.Portanto,elradiodelcatiónesmenorqueeldelátomodelqueprocede.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 53
c) Correcto. Los compuestos iónicos están formados por elementos de muy diferenteelectronegatividadporloquesonmuypolares,ydeacuerdoconelaforismo“losemejantedisuelvealosemejante”seránmuysolublesendisolventespolares.
d) Incorrecto. Las representacionesdeLewis sólo indicanelnúmeroy tipodeparesdeelectrones que rodean a cada átomo dentro de una especie química. Para conocer lageometríaesprecisoaplicarelmodeloderepulsionesdeparesdeelectronesdelacapadevalencia(VSEPR).
Larespuestacorrectaeslae.
1.102.Cuatroelementosdistintostienenlassiguientesconfiguracioneselectrónicas:
A=1 2 2 B=1 2 2
C=1 2 2 3 3 D=1 2 2 3 3 4 ¿CuálessonlasfórmulasdeloscompuestosqueBpuedeformarcontodoslosdemás?a) , yDBb) ,CByDBc) , y d) ,CBy
(O.Q.L.Asturias2005)
ElelementoAtiendeaganarocompartircuatroelectronesparacompletarsucapadevalenciayconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.
El elemento B tiende a ganar un electrón para completar su capa de valencia yconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.
El elementoC tiende a ceder tres electrones para completar su capa de valencia yconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.
El elemento D tiende a ceder un electrón para completar su capa de valencia yconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.
LascombinacionesposiblesdeBconelrestodeloselementoscumpliendolacondicióndeelectroneutralidadson:
BconAAB4 BconCCB3 BconD
Larespuestacorrectaeslaa.
1.103.Unasustanciapresentalassiguientespropiedades:1)Bajopuntodefusión2)Solubleentetraclorurodecarbono3)Noconducelacorrienteeléctrica
Estasustanciaes:a)Diamanteb)Cobrec)Síliced)Clorurosódicoe)Yodo
(O.Q.L.Almería2005)
Siunasustanciaposeelassiguientespropiedades:
tenerbajopuntodefusiónnoconducirlaelectricidad
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 54
sersolubleenCCl
debetenerunenlacecovalentey formaruncompuestomoleculary lasúnicas fuerzasintermolecularesexistentesenlamismatienenqueserdeltipodedispersióndeLondon,característicasquecumpleelyodo, .
Larespuestacorrectaeslae.
1.104.¿Cuáldelassiguientessustanciastieneelpuntodefusiónmásalto?a) b)NaClc)HCld) e)
(O.Q.L.Almería2005)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
a‐e) e son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmásintensasenelBr debidoaqueesunasustanciacongranvolumenatómicoyelevadopesomolecular, por tanto será muy polarizable. Por esto, aunque ambas tienen puntos defusiónbajos,eldelCH esmuchomásbajo.
b)NaCl es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia de las anteriores, formaredes cristalinas iónicas muy difíciles de romper. Estas sustancias son sólidas atemperaturaambiente,porloquetienenunelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
c)HClesuna sustanciaque tieneenlace covalente,peroquepresentamomentodipolarpermanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto,elpuntodefusióndelclorurodehidrógenoesmuybajo.
d) es una sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustanciapolar forma un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte detodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodefusióntambiénesbajo.
Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:
(90,7)<HCl(161)< (175)< (266)<NaCl(1074)
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenNavacerrada1996reemplazandoKBreI porNaClyBr ).
1.105.Entreloscompuestosdadosacontinuación:MgO, , , , ,hay:a)Trescompuestosiónicosydoscovalentes.b)Trescompuestoscovalentesydosiónicos.c)Uncompuestocovalentesycuatroiónicos.d)Uncompuestoiónicoycuatrocovalentes.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 55
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteMgO 3,44– 1,31=2,13 iónicoNF3 3,98– 3,04=0,94 covalenteCaCl2 3,16 – 1,00=2,16 iónicoSrBr2 2,96– 0,95=2,01 covalente‐iónicoSF2 3,98– 2,58=1,40 covalente
Larespuestacorrectaeslaa.
1.106. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones referidas al compuesto cloruro de cesio sonverdaderasofalsas?
i)Presentapuntosdefusiónyebulliciónrelativamentebajos.ii)Suredestáconstituidaporionesyenestadosólidoesunbuenconductordelacorrienteeléctrica.iii)LasmoléculasdeCsClestánunidasentresíporfuerzasdevanderWaals.
a)i)falsa ii)verdadera iii)falsab)i)verdadera ii)falsa iii)falsac)i)falsa ii)verdadera iii)verdaderad)i)falsa ii)falsa iii)falsa
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
El CsCl es una sustancia con enlace predominantemente iónico. Entre las característicasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoseencuentran:
i) Falso. Presenta elevados puntos de fusión y de ebullición debido a las intensasfuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.
ii) Falso. Enestadosólido es unmalconductorde lacorrienteeléctrica, ya que, loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosenpuntosdelared.
iii) Falso. En una sustancia que presenta enlace iónico no puede haber fuerzasintermolecularesdevanderWaals.
Larespuestacorrectaeslad.
1.107.Dadaslassiguientesafirmacionesindicacuáldeellasesverdadera:a)Enunareacciónquímicalosátomosserompenyseconviertenenotrosátomosdistintos.b)Elaguaseevaporasiemprea100°C.c) Al dejar abierto un recipiente con alcohol, éste desaparece porque ha habido unacombustión.d)Cuandoelaguaseevaporanoseproduceunareacciónquímica.
(O.Q.L.CastillayLeón2005)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a) Falso. En una reacción química los átomos rompen los enlaces que los mantienenunidosenunasustanciainicialyformanenlacesnuevosenunasustanciafinal.
b)Falso.Unasustanciahiervecuandosupresióndevaporseigualaalapresiónexterior.Cuandoelaguaseevaporaa100°Cesquelapresiónexterioresde1atm.
c) Falso. El alcohol (etanol) se evapora en un recipiente abierto porque se rompen losenlacesintermolecularesdehidrógenoquemantienenunidasalasmoléculasdealcohol.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 56
d)Verdadero.Laevaporaciónesuncambiodeestado,noesunareacciónquímica.
Larespuestacorrectaeslad.
1.108.Dadoslosconceptossiguientes,unodeellosesfalso:a)Electrólitoesunasustanciaque,endisoluciónacuosa,conducelacorrienteeléctrica.b) Una disolución implica una reacción química en la que hay ruptura y formación deenlaces.c)LasdisolucionesacuosasdeHCl,KOHy pueden serconsideradascomoelectrólitosfuertes.d)Enladisolucióndeunelectrólitodébilcoexistenionesymoléculas.
(O.Q.L.CastillayLeón2005)
a)Verdadero.Coincideconelconceptodeelectrólito.
b)Verdadero.Enunareacciónquímicaserompenenlacesenlosreactivosyseformanenlosproductos.
c) Falso. HCl y KOH son ácido y base fuerte, respectivamente, y por ello en disoluciónacuosa se encuentran completamente disociados en iones, es decir, son electrólitosfuertes. Sin embargo, NH es base débil, por lo que en disolución acuosa se encuentraparcialmentedisociadaenionesynosecomportacomounelectrólitofuerte.
d) Verdadero. Un electrólito débil es aquel que en disolución acuosa se encuentranparcialmente disociada en iones por lo que también hay presencia de moléculas sindisociar.
Larespuestacorrectaeslac.
1.109. Teniendo en cuenta los diagramas de orbitales moleculares para moléculasdiatómicas y la multiplicidad de los enlaces, ordene la energía de disociación de lassiguientesmoléculas: , , , y :a) < < < < b) < < < < c) < < < < d) < < < < e) < < < <
(O.Q.N.Vigo2006)
A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de lasrespectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo:
ordendeenlace=12
#electronesenOMdeenlace
#electronesenOMdeantienlace
Tendrámayorenergíadeenlacelaespeciequepresenteunmayorordendeenlace.
ordendeenlace=1220 =1
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 57
ordendeenlace=1222 =0
ordendeenlace=1221 =0,5
ordendeenlace=1282 =3
ordendeenlace=1284 =2
Elordencorrectodeenergíasdeenlacees: < < < <
Larespuestacorrectaeslad.
1.110.Unadifraccióndesegundoordende67,0°,producidaporrayosXdelongituddeondade0,141nm,estáproducidaporunadistanciainterplanarde:a)0,153nmb)0,0766nmc)0,306nmd)0,175nme)0,131nm
(O.Q.N.Vigo2006)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 58
LaecuacióndeBraggparadifraccióndeRXdeestructurascristalinases:
nλ=2dsenθ
n=ordendedifracciond=distanciainterplanarλ=longituddeondadeRXθ=angulodelosRXconelcristal
Sustituyendo:
d=2·0,141nm2·sen67,0°
=0,153nm
Larespuestacorrectaeslaa.
1.111. El níquel cristaliza en una red cúbica centrada en las caras y su densidad es8,94g/ a20°C.¿Cuáleslalongituddelaaristadelaceldaunidad?a)340pmb)352pmc)372pmd)361pme)392pm
(O.Q.N.Vigo2006)
Según se observa en la figura, una red cúbicacentradaenlascarascontiene4átomos:
188at.(vertice)+
126at.(cara)=4atomos
Tambiénsepuedeobservar,que ladiagonaldeunacaradelcubo(D)estáintegradaporcuatroradiosatómicos.
Relacionandomasa,átomosydensidaddelmetalseobtienevolumendelaceldaunidad:
58,71gmol
1mol
6,022·10 atomos4atomoscubo
1cm8,94g
=6,757·10 cmcubo
Apartirdelvolumensepuedeobtenerlaaristadelcubod:
d=√V3 = 6,757·10 cm
3=3,52·10 cm
3,52·10 cm1m
10 cm10 pm1m
=352pm
Larespuestacorrectaeslab.
1.112. Clasifique las siguientes sustancias iónicas en orden creciente de energía de red:, , .
a) < < b) < < c) < < d) < < e) < <
(O.Q.N.Vigo2006)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 59
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Respectoalascargas,sonlasmismasenlastressustancias(+2y‐1).
Respecto a los radios iónicos, son más grandes en CaCl con elementos del 4º y 3erperiodo, más pequeños en MgF2 con elementos del 3er y 2º periodo, y finalmente,intermediosenMgCl dondeamboselementospertenecenal3erperiodo.
Teniendo en cuenta lo dicho, las energías reticulares (kJ/mol) deben tener el siguienteordencreciente:
(‐2223)< (‐2526)< (‐2957)
Larespuestacorrectaeslac.
1.113. De las siguientes afirmaciones, todas ciertas, ¿cuál tendría su explicación en laexistenciadeenlacesdepuentesdehidrógeno?a)Eletanotieneelpuntodeebulliciónsuperioralmetano.b)ElpuntodeebullicióndelCOesligeramentesuperioraldel .c)El tienepuntodeebulliciónsuperioraldel .d)Elpuntodeebullicióndeletanolessuperioraldeléteretílico.
(O.Q.L.Murcia2006)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Eletanol( )síformaenlaceporpuentesdehidrógenoyaqueposeeunátomodehidrógenounidoaunelementomuyelectronegativo(oxígeno).
Eléteretílico( )noformaenlaceporpuentesdehidrógenoyaquenoposeeunátomodehidrógenounidoaunelementomuyelectronegativo(oxígeno).
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensas(enlaceporpuentesdehidrógeno).
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 60
1.114.¿Cuáldelassiguientessustanciasconducelaelectricidadenestadosólido?a)MgOb)NaClc) d)C(grafito)
(O.Q.L.Murcia2006)(O.Q.L.LaRioja2012)
Los sólidos iónicos comoMgO y NaCl, no conducen la corriente eléctrica en estadosólido.Sólopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.
Los sólidos covalentes reticulares como , no conducen la corriente eléctrica enningúntipodeestadodeagregación.
En los sólidos atómicos reticulares como C(grafito), los átomos de carbono seencuentranunidosmediantefuertesenlacescovalentesconunadisposicióntriangular,deformaqueseconstituyeunsólidoatómicocristalino.Enestaestructuraexistenelectronesdeslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctricaatravésdelamisma.
Larespuestacorrectaeslad.
(EnlaRioja2012sereemplazanMgOyNaClporCaOyKCl).
1.115.Parafundirunodelassiguientessustanciasesnecesariovencerlasfuerzasdebidasalenlacecovalente.Indicadequésustanciasetrata:a)C(diamante)b) c)Znd)
(O.Q.L.Murcia2006)
En los sólidos atómicos reticulares como C(diamante), los átomos de carbono seencuentranunidosmediantefuertesenlacescovalentesconunadisposicióntetraédrica,deformaqueseconstituyeunsólidoatómicocristalino.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.116.¿Cuáldelassiguientessustanciaspresentamayortemperaturadefusión?a) b) c)HCld)CsBr
(O.Q.L.Murcia2006)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
a)Falso. esunasustanciaquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolar forma un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte detodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodefusióntambiénesbajo.
b) Falso. es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellason fuerzasdedispersióndeLondon.Poresto, tieneunpuntodefusiónmuybajo.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 61
c) Falso.HCl es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presentamomentodipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipodipolo‐dipolo.Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto,elpuntodefusióndelclorurodehidrógenoesbajo.
d) Verdadero. CsBr es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia de lasanteriores,formaredescristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estassustanciassonsólidasa temperaturaambiente,por loque tienenunelevadopuntode fusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:
(90,7)<HCl(161)< (273)<CsBr(909)
Larespuestacorrectaeslad.
(Cuestión similara lapropuesta enNavacerrada1996reemplazandoCH OHyNaClporH OyCsBr,respectivamente).
1.117.Losdióxidosdecarbono,azufreysiliciotienenfórmulasempíricasanálogas.Apresiónatmosférica,el sublimaa‐78°C,el hiervea‐10°Cyel fundea1600°C.Teniendoencuentaestoshechos,indicalaproposicióncorrecta:a) El y forman sólidosmoleculares y su diferente comportamiento se debe a ladiferenciaenlosmomentosdipolaresdesusmoléculas.b)Lostresóxidosformanredescovalentes.c)Enestadosólido,el esmolecular,el y formanredescovalentes.d)Elelevadopuntodefusióndel seexplicaporqueelmomentodipolardesusmoléculasesmuygrande.
(O.Q.L.Baleares2006)
esunasustanciaquetienenenlacecovalentenopolaryformamoléculasgaseosasatemperaturaambiente.PresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondonquehacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular.
esunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroquepresentamomentodipolarpermanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además,también presenta fuerzas intermoleculares de dispersión de London. Ambos tipos defuerzashacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular.
esunasustanciaenlaquecadaátomodesilicioseunemedianteunenlacehacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecularacuatroátomosdeoxígenodandolugaraunaredcovalente.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.118. ¿Cuál de los siguientes hidrocarburos alifáticos tendrá un punto de ebulliciónmásbajo?a)Metanob)Etanoc)Propanod)Lassustanciasanterioresnosonhidrocarburosalifáticos.
(O.Q.L.Baleares2006)
Loshidrocarburosalifáticos soncompuestosmoleculares conenlace covalentenopolar.LasfuerzasqueexistenentrelasmoléculasdehidrocarburosonfuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon.Laintensidaddelasmismasaumentaconelvolumenatómicoyelpesomolecular,factoresquehacenquelas
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 62
sustanciasseanmáspolarizables.Porestemotivo,latemperaturadeebulliciónmásbajalecorrespondealmetano.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.119.Paradisolver enalcoholsedebenromper:a)Enlacesiónicos.b)Enlacescovalentes.c)FuerzasdevanderWaals.d)Enlacesdehidrógeno.
(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.LaRioja2011)
El (s)esunasustanciaquetieneenlacecovalenteyenlaceintermolecularporfuerzasdedispersióndeLondonpor loquesedisolveráenundisolventenopolarrompiendoestetipodefuerzas.
Elalcohol(etanol)C H OHesunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroqueademáspresentaunenlace intermoleculardel tipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Lasmoléculasdealcoholpresentandipolospermanentesporloquefrentealasmoléculasno polares de I , inducirán en éstas un dipolo de forma que existirán interaccionesdipolopermanente‐dipoloinducido(fuerzasdevanderWaals).
Larespuestacorrectaeslac.
1.120.UnelementoAdenúmeroatómico12secombinaformandounenlaceiónicoconotroBdenúmeroatómico17.Lafórmuladelcompuestoiónicoformadoes:a)ABb) c) d)
(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
ElelementoAtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s porloquesetratadeunelementodelgrupo2.Elvalorden=3indicaqueeselmagnesio.TienetendenciaacederdoselectronesyformarelionMg .
ElelementoBtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquesetratadeunelementodelgrupo17.Elvalorden=3indicaqueeselcloro.TienetendenciaacaptarunelectrónyformarelionCl .
ParacumplirconlacondicióndeelectroneutralidadsecombinandosátomosdeB(cloro)conunátomodeA(magnesio)porloquelafórmulamásprobabledelcompuestoformadoporamboses conenlacepredominantementeiónico.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 63
1.121.¿Cuáldelassiguientespropiedadescorrespondealdiamante?a)Tieneunpuntodeebulliciónbajoyessolubleenbenceno.b)Essolubleenaguayconducelaelectricidad.c)Noessolubleenaguaytieneunpuntodeebulliciónelevado.d)Esfrágilyblando.
(O.Q.L.Asturias2006)
Eldiamanteesunsólidomolecularoreticularquepresentaunaestructurareticularenla que cada átomo de carbono se encuentra unido a otros cuatro átomos formandotetraedrosunidosentresí.
Los enlaces entre átomos de carbono son muy fuertes por lo que se forma una redcristalinaatemperaturaambientequesoloserompeatemperaturassuperioresa3500K.
Cualquiertipodedisolventeesincapazderomperdichared.
Eslasustanciamásduradelanaturaleza.
Larespuestacorrectaeslac.
1.122.Elcesioestáalaizquierdaenlatablaperiódicayelcloroaladerecha,loqueimplicaqueseafalso:a)Elclorurodecesioesunsólidoiónico.b)Elclorodelclorurodecesioesunanión.c)Elradiodelcesiodelcompuestoyeldelcesiocomoelementoquímicosondiferentes.d)Latemperaturadefusióndelcompuestoquímicohadeserbajo.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
a) Verdadero. El CsCl es una sustancia con enlace predominantemente iónico que formaredesiónicassólidasatemperaturaambiente.
b)Verdadero.Elcloroqueseformaelcompuestoeselioncloruro,Cl .
c)Verdadero.ElcesioqueseformaelcompuestoeselionCs quetieneunradiomuchomenorqueeldelátomodecesio.
d)Falso.ElCsClpresentaunelevadopuntode fusióndebidoa las intensas fuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.
Larespuestacorrectaeslad.
1.123.Solounadelasafirmacionessiguientesescierta:a)Elaniónbromurotieneunradiomenorqueeldelátomodebromo.b)Uncompuestoquímicoiónicotienegrandesposibilidadesdesersolubleenagua.c)Elaguaeslíquidaporquesetratadeuncompuestoquímicocovalente.d)Launiónentredosátomosdesodioesdetipocovalente.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
a)Falso.Elionbromuro,Br ,tieneunelectrónmasqueelátomodebromo.Alaumentarel númerode electrones aumenta la constante de apantallamiento y disminuye la carganuclearefectiva, loquehaceque la fuerzadeatraccióndelnúcleosobreelelectrónmásexternoseamenor.Por tanto,el radiodelaniónbromuroesmayorqueeldelátomodebromo.
b) Cierto. Los compuestos iónicos presentan elevada solubilidad en agua ya que lasfuerzasdeatracciónregidasporlaleydeCoulombsehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 64
c) Falso. El agua es líquida debido a la existencia de enlaces de hidrógeno entre lasmoléculasdeagua.
d) Falso. El sodio tiene un único electrón en la capa de valencia, por tantomediante launióndosátomosdesodiodeformacovalentenoconsiguenamboscompletarsuocteto.
Larespuestacorrectaeslab.
1.124.Delasafirmacionessiguientesindiquelaqueesfalsa:a)Paraelácidonítricoelnúmerodeoxidacióndelnitrógenoes+5.b)Elionamoniodelsulfatodeamonioesuncatiónmonovalente.c)Elioncloruropresentamenorradioqueelátomodecloro.d)Lasmoléculasconenlacecovalentesonmalasconductorasdelaelectricidad.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
a)Verdadero.SabiendoquelosnúmerosdeoxidacióndelHyOson,respectivamente,+1y‐2,yqueenuncompuestolasumadelosnúmerosdeoxidacióndeloselementosquelointegranes0,paraelHNO sepuedeplantearlasiguienteecuación:
1 +1 +1 x +3 ‐2 =0x=+5
b)Verdadero.Elionamonio,NH ,esunionconcarga+1.
c)Falso.Elioncloruro,Cl ,tieneunradiomuchomayorqueeldelátomodecloro,yaquealtenerunelectrónmásaumentalaconstantedeapantallamientoporloquedisminuyelacarganuclearefectivayconellolaatracciónnuclear.
d)Verdadero.Lasmoléculasconenlacecovalentenopermitenelpasode loselectronesporellasloquelashacemalasconductorasdelaelectricidad.
Larespuestacorrectaeslac.
1.125.Indiquecuáldelassiguientesespeciesesdiamagnética:a)NOb) c) d) e)
(O.Q.N.Córdoba2007)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Unaespecieesdiamagnéticasinopresentaelectronesdesapareados.Estassustanciasnointeraccionanconuncampomagnético.
a)Falso.Enladistribucióndeelectronesen los orbitales moleculares paramoléculadeNOseobservaquepresentaelectrones despareados por lo que setratadeunaespeciePARAMAGNÉTICA.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 65
b)Falso.Enladistribucióndeelectronesen los orbitales moleculares paramoléculadeO2seobservaquepresentaelectrones despareados por lo que setratadeunaespeciePARAMAGNÉTICA.
c)Falso.EnladistribucióndeelectronesenlosorbitalesmolecularesparaespecieO2+ se observa que presenta electrones
despareados por lo que se trata de unaespeciePARAMAGNÉTICA.
d) Falso. En la distribución deelectrones en los orbitalesmoleculares para especie O2
‒ seobserva que presenta electronesdesapareadosporloquesetratadeunaespeciePARAMAGNÉTICA.
e)Verdadero.Enladistribucióndeelectrones en los orbitalesmoleculares para especie O2
2‒ seobservaquenopresentaelectronesdespareados por lo que se trata deunaespecieDIAMAGNÉTICA.
Larespuestacorrectaeslae.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 66
1.126.Indiquecuálesdelossiguientescompuestossongasesatemperaturaambientey1atmdepresión:
1)HCl2) 3) 4)KCl5) a)2y5b)2,3y5c)1,2y5d)1,2y4e)1,3y5
(O.Q.N.Córdoba2007)
1) HCl es una sustancia que tiene enlace covalente polar que presenta enlaceintermolecular del tipo dipolo‐dipolo, aunque a temperatura ambiente sus moléculasestánenestadogaseoso.
2) es una sustancia que tienen enlace covalente no polar y forma moléculasgaseosasatemperaturaambiente.
3) es una sustancia que tiene enlace iónico y sus iones se mantienen unidos porintensas fuerzas colombianas que hacen que a temperatura ambiente forme una rediónicasólida.
4) es una sustancia que tiene enlace covalente covalente no polar y enlaceintermolecular por fuerzas de dispersión de London tan fuerte que a temperaturaambientesusmoléculasestánenestadosólido.
5) es una sustancia que tiene enlace covalente polar, que presenta enlaceintermolecular del tipo enlace de hidrógeno, aunque a temperatura ambiente susmoléculasestánenestadogaseoso.
Larespuestacorrectaeslac.
1.127.Paralossiguientescompuestos,HF,HCl,HBryHI¿Quérespuestatieneloscompuestosordenadosporvaloresdecrecientesdepuntosdeebullición?a)HBr>HI>HCl>HFb)HI>HBr>HF>HClc)HI>HBr>HCl>HFd)HF>HI>HBr>HCle)HF>HCl>HBr>HI
(O.Q.N.Córdoba2007)(O.Q.L.Galicia2012)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición lecorresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
Lascuatromoléculastienenenlacecovalentepolarypresentanenlaceintermoleculardeltipodipolo‐dipolo,aunque,elHFpresenta,además,enlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógenoporloquelecorrespondelatemperaturadeebulliciónmásalta.
Delostrescompuestosrestantes,lasfuerzasintermolecularessonmásintensasamedidaquecreceeltamañodelamolécula.
Losvaloresdelospuntosdeebullición(K)decrecientesencontradosenlabibliografíason:
HF(290)>HI(237,7)>HBr(206,8)>HCl(188)
Larespuestacorrectaeslad.
(EnGalicia2012sepreguntaelcompuestoconpuntodeebulliciónmásbajo).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 67
1.128. ¿Cuál de las siguientes sustancias conducirá la corriente eléctrica tanto en estadosólidocomolíquido?a)Sodiob)Fluorurodelitioc)Sulfurodeamoniod)Dióxidodesilicio
(O.Q.L.Murcia2007)
En lossólidosmetálicoscomoNa, losátomosdesodioseencuentranunidosmediantefuertesenlacesdeformaqueseconstituyeredformadaporcationesmetálicosrodeadosdeunmardeelectrones.Cuandosefundeesared, loscationesmantienenlatendenciaaseguir rodeados por los electrones. En esta estructura existe un mar de electronesdeslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctricaatravésdelamisma.
Lossólidos iónicoscomoLiF,noconducen lacorrienteeléctricaenestadosólido.Sólopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.
Lossólidosmolecularescomo ,noconducenlacorrienteeléctricaenningúntipodeestadodeagregación.
Los sólidos covalentes reticulares como , no conducen la corriente eléctrica enningúntipodeestadodeagregación.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.129. Las partículas constituyentes y las fuerzas de enlace que las unen definen lascaracterísticasyeltipodesustanciaqueesposibleencontraranuestroalrededor.Así:a)LasfuerzasdevanderWaalsdanlugarasustanciasdebajopuntodefusión.b)Lassustanciasconstituidasporionessonblandas.c)Lassustanciasllamadasmetálicasestánformadaspormoléculas.d)Lassustanciasllamadasmolecularesconducenmuybienlaelectricidad.
(O.Q.L.Murcia2007)
a)Verdadero. Las fuerzas de van derWaals son enlaces intermoleculares débiles, portanto,lassustanciasquelosposeennecesitanpocaenergíaparaquesusmoléculaspuedanromperestosenlacesyescaparaotrafase,esporello,quelospuntosdefusióndebenserbajos.
b)Falso.Siestánconstituidosporionesdediferentecargaformanredescristalinasiónicasquesondurasyaquelosenlacesentreestossonfuertes.
c) Falso. En los metales los átomos se encuentran unidos mediante fuertes enlaces deformaqueseconstituyeredcristalinaformadaporcationesmetálicosrodeadosdeunmardeelectrones.
d)Falso.Lossólidosmolecularesnoconducenlacorrienteeléctricayaquenopresentanensuestructuraelectronesdeslocalizadosquesepuedanmoverlamisma.
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 68
1.130.DosátomosXeYtienenlasconfiguracioneselectrónicas:
X1 2 2 3 3 Y1 2 2 3 3 elcompuestomásprobableaformarentreellosserá:a)Iónico,confórmula .b)Iónico,confórmula .c)Covalente,confórmula .d)Covalente,confórmula .
(O.Q.L.Murcia2007)
ElátomoXtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquesetratadeunelementodelgrupo14.Elvalorden=3indicaqueeselsilicio.
ElátomoYtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquesetratadeunelementodelgrupo17.Elvalorden=3indicaqueeselcloro.
Amboselementostienen4y7electronesdevalencia,respectivamente,porloqueningunode ellos tiene tendencia a ceder electrones. Por estemotivo el compuesto formado porambostienecaráctercovalente.
Para cumplir con la condiciónde electroneutralidad se combinaun átomodeX (silicio)concuatroátomosdeY(cloro)porloquelafórmulamásprobabledelcompuestoformadoporamboses ( ).
Larespuestacorrectaeslac.
1.131.Elaguaseevaporamásrápidamentea90°Cquea45°C,debidoaque:a)Atemperaturaelevadalasmoléculasestánmásseparadasentresí.b)Atemperaturaelevadalasmoléculasposeenmayorenergíapotencial.c) Al aumentar la temperatura disminuye la intensidad de las fuerzas atractivasintermoleculares.d)Lareacción (l) (g)esexotérmica.
(O.Q.L.Murcia2007)
a‐b)Falso.Sielaguapermaneceenestadolíquidolasmoléculasaumentansuvelocidadysuenergíacinéticaalhacerlolatemperatura.
c)Verdadero. Las fuerzas atractivas intermoleculares de orientación, que se dan entredipolos permanentes, como es el caso del agua, son inversamente proporcionales a latemperatura. En una primera aproximación, la energía potencial de atracción entre dosmoléculasdeltipodipolo‐dipoloes:
E=‐2μ μ3r6kT
dondeμ yμ sonlosmomentosdipolaresdelasmoléculasqueinteraccionan,que,enestecaso,sonigualesyesladistanciaentrelasmoléculasqueinteraccionan.
d)Falso.Elprocesodevaporizacióndelaguaesendotérmico,yaquesedebenromperlasfuerzasintermolecularesdeenlacesdehidrógenoquemantienenunidasalasmoléculas.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 69
1.132.Eneldiagramadelatablaperiódicaseindicanalgunoselementoscuyasletrasnosecorresponden con lasde sus símbolos.Con respectoa estos elementos, indique cuálde lassiguientesafirmacionesescorrecta:
a)QyJformanelcompuestodemayorcarácteriónico.b)XyJformanelcompuestodemayorcarácteriónico.c)RyTformanelcompuestodemayorcaráctercovalente.d)RyJformanelcompuestodemayorcaráctercovalente.
(O.Q.L.Murcia2007)
Deacuerdoconlasituaciónenelsistemaperiódico:
LoselementosXyQpertenecenalgrupo1:XesLi(litio)yQesK(potasio).
ElelementoYpertenecealgrupo2:YesBe(berilio).
ElelementoRpertenecealgrupo5:ResV(vanadio).
ElelementoTpertenecealgrupo16:TesS(azufre).
ElelementoJpertenecealgrupo17:JesF(flúor).
LaelectronegatividaddentrodeunperiodoaumentaconformeaumentalacarganuclearZdel elemento, y dentro de un grupo, aumenta conforme disminuye el número de capaselectrónicasndelelemento.
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteQJ(KF) 3,98 – 0,82 =3,16 iónicoXJ(LiF) 3,98 – 0,98 =3,00 iónico
RT (V2S5) 2,58 – 1,63 =0,95 covalenteRJ (VF5) 3,98 – 1,63 =2,41 iónico
El carácter iónico parcial de un enlace depende de la diferencia de electronegatividadexistente entre los elementos que se enlazan. Conforme esta diferencia se hace mayoraumenta el carácter iónico del compuesto. Elmayorporcentajede carácter iónico lecorrespondealQJ(KF).
Larespuestacorrectaeslaa.
1.133.Loscompuestosiónicos:a)Sonmuyvolátilesatemperaturaambiente.b)Sonbuenosconductoresdelacorrienteeléctricaatemperaturaambiente.c)Tienenunpuntodefusiónelevado.d)Sonpocosolublesendisolventespolarespuros.
(O.Q.L.Baleares2007)
a) Falso. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinan queresulte muy difícil romper las redes cristalinas por lo que estos tienen elevadastemperaturasdefusiónysonsólidosatemperaturaambiente.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 70
b)Falso.Loscompuestosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Sólopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.
c)Verdadero. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinanque resulte muy difícil romper las redes cristalinas, por lo que estos tienen elevadastemperaturasdefusión.
d) Falso. Los compuestos iónicos sonmuy solubles endisolventesmuypolares como elagua. Esto se debe a que las fuerzas de atracción regidas por la ley de Coulomb quemantienenunidosalosionesqueformanlaredcristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).
Larespuestacorrectaeslac.
1.134.Dadas lasespeciesquímicassiguientes, indicacuálconduce lacorrienteeléctricaenesascondiciones:a)Clorurodesodioañadidoenunrecipientequecontienebenceno.b)Dióxidodesiliciosólido.c)Bromurodepotasioañadidoenunrecipientequecontieneagua.d)Cerasólidaañadidaenunrecipientequecontieneaguadestilada.
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
a)Falso.ElNaClesuncompuestoiónicoqueformaunaredcristalinasólidaatemperaturaambiente.Noesposibledisolverloenbenceno,disolventenopolar.Alnoromperselaredlos iones no quedan libres y la corriente eléctrica no puede atravesar dicha mezclaheterogénea.
b) Falso. El SiO es un compuesto covalente que forma una red cristalina sólida atemperaturaambiente.Estaestructuranopresentaelectronesdeslocalizadosporloquelacorrienteeléctricanopuedeatravesarla.
c) Verdadero. El KBr es un compuesto iónico que forma una red cristalina sólida atemperaturaambiente.Cuandoserompelaredaldisolverenaguaestasustancialosionesquedanlibresypermitenelpasodeloselectronesatravésdeellos.
d)Falso.Lascerasson,generalmente,hidrocarburossaturadosdeelevadopesomolecular.Los hidrocarburos presentan enlace covalente no polar y no se disuelven en agua. Lacorrienteeléctricanopuedeatravesardichamezclaheterogénea.
Larespuestacorrectaeslac.
1.135.Cuandoaumentalatemperaturadeunsólido:a)Disminuyeelvolumen.b)Aumentaladensidad.c)Disminuyeladensidad.d)Aumentalamasa.
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
Cuandoseaumenta latemperaturadeunsólido,estesedilatayaumentasuvolumen,portanto,disminuyeladensidad.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 71
1.136.Enunodeloscompuestosqueseproponen,elcomportamientocomocompuestoiónicoesmásacusadoqueenelresto.Indicacuáldeelloses:a) b) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteCCl 3,16 – 2,55=0,61 covalenteSbCl 3,16 – 2,05=1,11 covalenteCaCl 3,16 – 1,00=2,16 iónicoSnCl 3,16 – 1,96 =1,20 covalente
Larespuestacorrectaeslac.
1.137.¿Cuáleslafuerzaintermolecularpredominanteenel ?a)Enlacedehidrógenob)Iónicac)Dipolo‐dipolod)DispersióndeLondon
(O.Q.L.Madrid2007)
LaestructuradeLewisdel es:
De acuerdo con el modelo RPECV el BF es una sustanciacuyadistribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordel átomo central se ajusta a la fórmulaAX a laquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesudisposiciónygeometríaesTRIANGULAR.
Como el flúor ( = 3,98) esmás electronegativo que el boro ( = 2,04) los enlaces sonpolares y con esa geometría la resultante de los vectoresmomento dipolar es nula y lamoléculaesNOPOLAR.LasúnicasfuerzasintermolecularesposiblesenunasustanciaquenopresentamomentodipolarpermanentesonlasfuerzasdedispersióndeLondon.
Larespuestacorrectaeslad.
1.138.Indicalaproposicióncierta:a)Alaumentarlatemperaturaaumentalaconductividaddeunmetal.b)Losmetalessonsólidoscuyosátomosseunenporenlacecovalenteaportandocadaátomounelectrón.c)Silasmoléculasde seunenenelestadosólidolohacenporfuerzasdevanderWaals.d)Lossólidosiónicosconducenlacorrienteeléctricaaltenerlosionesenposicionesfijas.
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
a) Falso. Un conductor metálico es aquella sustancia cuya conductividad eléctricadisminuyealaumentarlatemperatura.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 72
b)Falso.Losmetalesformanunaestructurareticularenlaquelosnudosdelaredestánocupados por cationes rodeados de un “mar de electrones”. Las fuerzas culombianasexistentes entre los cationes y los electrones son las quemantienen unidas a todas laspartículasqueformanared.
c) Verdadero. es una sustancia que tienen enlace covalente no polar y formamoléculasgaseosasatemperaturaambiente.PresentafuerzasintermolecularesdevanderWaals conocidas como fuerzas de dispersión de London que hacen que en lascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular.
d)Falso.Loscompuestosiónicosformanredescristalinasyatemperaturaambientesonsólidos. Esto determina que no conduzcan la corriente eléctrica porque todos suselectronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentarla temperatura, los ionesquedan libresypermitenelpasode loselectronesa travésdeellos,luegoenestadolíquidosíconducenlacorrienteeléctrica.
Larespuestacorrectaeslac.
1.139. Las siguientes reacciones están implicadas en el ciclo deBorn‐Haberpara elNaCl.¿Cuálocuálesseránexotérmicas?
1)Na(s)Na(g)
2) (g)2Cl(g)
3)Cl(g)+ (g)
4)Na(g) (g)+
5) (g)+ (g)NaCl(s)a)3b)3y5c)2y3d)1y2
(O.Q.L.Madrid2007)
Laetapa1correspondealasublimacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquesedebe absorber energía para romper los enlaces quemantienen unidos a los átomos desodioenlaredmetálica.
La etapa 2 corresponde a la disociación de la molécula de cloro, un procesoendotérmico, ya que se debe absorber energía para romper el enlace que mantieneunidosalosátomosdecloro.
Laetapa3correspondealaafinidadelectrónicadelcloro,unprocesoexotérmico,yaquesedesprendeenergíacuandoelátomodeclorocaptaunelectrón.
Laetapa4correspondea la ionizacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquesedebeabsorberenergíaparaarrancarelelectrónmásexternodelátomo.
Laetapa5correspondealaformacióndelareddeclorurodesodioylaenergíaasociadaalamismaeslaenergíareticular,queeslaenergíaquesedesprendecuandoseformaunmoldesustanciacristalinaiónicaapartirdeloscorrespondientesionesenestadogaseoso,portanto,setratadeunprocesoexotérmico.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 73
1.140.Paralossiguientesóxidosquetienenlamismaestequiometría: , , ,señalalaproposicióncorrecta:a)Lostresóxidostienenpropiedadesbásicas.b)Lostresóxidosformansólidosmoleculares.c)El formaunsólidoderedcovalente.d)Lamoléculade tieneformalineal.
(O.Q.L.Madrid2007)
a)Falso.Losóxidosconesaestequiometríatienenpropiedadesácidas.
b)Falso. esunasustanciaquetienenenlacecovalentenopolary formamoléculasgaseosas a temperatura ambiente. Presenta fuerzas intermoleculares dedispersióndeLondonquehacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular.
esunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroquepresentamomentodipolarpermanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además,también presenta fuerzas intermoleculares de dispersión de London. Ambos tipos defuerzashacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular.
c)Verdadero. esunasustanciaenlaquecadaátomodesilicioseunemedianteunfuerte enlace covalente a cuatro átomos de oxígeno lo que hace que a temperaturaambienteformeunsólidoderedcovalente.
d)Falso.LaestructuradeLewisdel es:
De acuerdo con el modelo RPECV el SO es una sustanciacuya distribución de ligandos y pares de electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3por lo que su disposición es triangular y su geometría esANGULAR.
Larespuestacorrectaeslac.
1.141.Lossólidosiónicossecaracterizanpor.a)Quesusdisolucionesacuosascontienenmoléculas.b)Tenerbajospuntosdefusión.c)Serbuenosconductoresdelacorrienteeléctricatantoenestadosólidocomofundido.d)Serduros,quebradizosysolublesenagua.
(O.Q.L.Baleares2007)
Lascaracterísticasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoson:
Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.
Elevadadurezadebidoalagrancantidaddeenlacesquehayqueromperpararayarloscristales,estadurezaaumentaconlaenergíareticular.
Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazónestriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones delmismo signo en laspequeñasdislocaciones.
Sonrígidos,ofrecenpocadilatacióndebidoalaintensidaddelasfuerzasatractivas.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 74
Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntosdelared.
Presentanelevadasolubilidadenaguayaque las fuerzasdeatracciónregidaspor laley de Coulomb se hacen mucho más pequeñas en agua debido a que la constantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).
Larespuestacorrectaeslad.
1.142.OrdenalossiguientessólidosiónicossegúnsuenergíareticularsuponiendoquetienenelmismovalordelaconstantedeMadelung:
1)KBr,2)CaO,3)CsBr,4) .a)1<3<4<2b)3<1<4<2c)3<1<2<4d)1<3<2<4e)4<1<3<2
(O.Q.L.Valencia2008)(O.Q.N.Castellón2008)(O.Q.N.Valencia2011)
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Respectoalascargas,sonlasmismasenKBryCsBr(+1y‐1),enelCaCl2(+2y‐1)yenelCaO(+2y‐2).
Respectoalosradiosiónicos,sonmásgrandesenCsBryKBryaqueincluyeelementosdelsextoyquintoperiodo(CsBr)ycuartoyquintoperiodo(KBr).Acontinuación,CaCl conelementosdelcuartoytercerperiodoy,finalmente,menoresenelCaOconelementosdelcuartoperiodoysegundoperiodo.
Teniendo en cuenta lo dicho, las energías reticulares (kJ/mol) deben tener el siguienteordencreciente:
CsBr(‐632)<KBr(‐671)< (‐2223)<CaO(‐3414)
Larespuestacorrectaeslab.
1.143.Unacuriosapropiedaddelplatinoesque:a)Sedisuelveenaguafría,peronoenaguacaliente.b)Encontactoconelaguabrilladeformaespecial(relámpagodeplatino).c)Encontactoconelagualadescompone,liberandohidrógeno.d)Puederetenerhidrógenoengrandescantidades.
(O.Q.L.Murcia2008)
Losmetales del grupo del platino (Ni, Pd y Pt) no son solubles en agua fría ni en aguacaliente,nidescomponenalaguacondesprendimientodehidrógeno.Sinembargo,tienenla propiedad de ocluir o adsorber hidrógeno. Lo hacen tanto cuando están en formacompacta,finamentedividido(esponja)odisolucióncoloidal.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 75
1.144.¿Quéeselacerocomún?a)Unaaleacióndehierroconcarbono.b)Unaaleacióndehierroconotrosmetales.c)Unaaleacióndehierroconcobre.d)Hierrotratadoparahacerlomásdúctil.
(O.Q.L.Murcia2008)
Elaceroesunaaleacióndehierroconpequeñascantidadesdecarbono(hastael1,5%).Si se añaden a la aleación elementos como Cr, Ni,Mn, V,Mo yW, se pueden conseguiracerosconpropiedadesespeciales.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.145.¿Cuáleselordendeenlacedelamoléculade ?a)2b)3c)2,5d)6
(O.Q.L.Murcia2008)
A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de lasrespectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo:
ordendeenlace=12
#electronesenOMdeenlace
#electronesenOMdeantienlace
=12102 =3
Larespuestacorrectaeslab.
1.146. Indica cuál (cuáles) de los siguiente (s) compuesto (s) pueden formar enlace dehidrógeno:metanol,etilamina,etano,propanona.a)Metanolyetilaminab)Propanonaymetanolc)Metanold)Etano
(O.Q.L.Baleares2008)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
La propanona o acetona (CH −CO−CH ) y el etano (CH −CH ) no poseen átomos dehidrógenounidosaunelementomuyelectronegativo,porloquenopuedendarestetipodeenlace.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 76
Elmetanol( )ylaetilamina( − − )síposeenunátomodehidrógenounido a un elemento muy electronegativo como el oxígeno y el nitrógeno,respectivamente,porloquepuedendarestetipodeenlace.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.147.Paralassustanciasindicadasacontinuación:HCl(g); (l);KCl(s); (l); (g)y (g);
cuálesdelassiguientesafirmacionessoncorrectas:1.LasmoléculasHCl(g)y (l)sonpolares2.EnloscristalesdeKCl(s)hayiones3.Lasmoléculas (l)y (g)sonpolares4.Existemásdeunasustanciadefórmula
a)1,2y4b)2y4c)1y2d)1y3
(O.Q.L.Baleares2008)
1)Verdadero.
LaestructuradeLewisdelHCles:
Según el modelo RPECV el HCl es una sustancia cuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAXE alaquecorrespondeunnúmeroestérico (m+n)=4por loquesu disposición es tetraédrica y su geometría es LINEAL yaquesolohaydosátomos.
Comoelcloro(=3,16)esmáselectronegativoqueelhidrógeno(=2,20)elenlaceespolary,portanto,lamoléculaesPOLAR.
LaestructuradeLewisdel es:
Según el modelo RPECV el H O es una sustancia cuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E alaquecorrespondeunnúmeroestérico (m+n)=4por loquesudisposiciónestetraédricaysugeometríaesANGULARyaquesolohaydosátomos.
Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelhidrógeno(=2,20)existendosdipolosdirigidoshaciaoxígeno,HO.Conesageometríalaresultantedeambosvectoresnoesnulay,portanto,lamoléculaesPOLAR.
2.Verdadero.ElKClesunasustanciaquetieneenlace iónicoy formaunaredcristalinasólidaatemperaturaambiente.Estaestructuraestáformadaporiones.
3.Falso.Lamoléculade noespolaryaqueestáintegradapordosátomosidénticos.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 77
LaestructuradeLewisdel es:
Según el modelo RPECV el CH es una sustancia cuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaa la fórmulaAX a laquecorrespondeunnúmeroestérico (m+n)=4por loquesudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.
Como el carbono ( = 2,55) esmás electronegativo que el hidrógeno ( = 2,20) existencuatro dipolos dirigidos hacia carbono, H C. Con esa geometría la resultante de losvectoresesnulay,portanto,lamoléculaesNOPOLAR.
4.Verdadero.El esunasustanciaorgánicaquepresentaisomeríageométricaocis‐trans.Lasestructurasdelosdosisómerosposiblesson:
cis‐dicloroeteno
trans‐dicloroeteno
Larespuestacorrectaeslaa.
1.148.A temperaturaambienteelcloroesungas,elbromoun líquidoyel iodoun sólido,aunquetodassonsustanciascovalentesmoleculares.¿Aquésedebeestasdiferencias?a)Todossonlíquidosatemperaturaambiente.b)Porelaumentodelasfuerzasintermolecularesentredipolosinstantáneos.c)Porelaumentodelapolaridaddelasmoléculas.d)Todossongasesatemperaturaambiente.
(O.Q.L.Baleares2008)
Loselementospropuestossonhalógenos(F,Br,I)yformanmoléculasdiatómicas(F ,Br ,I ). Entre estas existen fuerzas intermolecularesdedispersiónde London, que sonmásintensasconformeaumentaeltamañodelamolécula,enestecasoeliodo( ),loquehacequeseencuentreenestadosólidoatemperaturaambiente.
Larespuestacorrectaeslab.
1.149.Delassiguientesafirmaciones,entérminosgenerales,unaesfalsa:a)Lospuntosdefusióndelassustanciasinorgánicassonsuperioresalosdelasorgánicas.b)Lassustanciasinorgánicassonmásvolátilesquelasorgánicas.c)Esmás fácilencontrar sustancias conenlace iónico en laquímica inorgánicaqueen laorgánica.d)Lassustanciasinorgánicassedisuelvenmejorenaguaquelasorgánicas.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a) Verdadero. Las sustancias orgánicas suelen ser compuestos moleculares con enlacepredominantementecovalente.Además,tienenenlacesintermolecularesdevanderWaalsquesonfuerzasbastantedébilesqueprovocaquelastemperaturasdefusiónseanbajas.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 78
b) Falso. Las sustancias inorgánicas suelen ser, generalmente, compuestos iónicos queforman redes cristalinas sólidas a temperaturadeambiente. Los enlacesquemantienenunidasalaspartículasenlaredsonfuertes,estohacequelastemperaturasdeebulliciónseanelevadasy,portanto,pocovolátiles.
c)Verdadero.Segúnsehacomentadoenlaspropuestasanteriores.
d) Verdadero. Las sustancias inorgánicas suelen ser, generalmente, compuestos iónicosquetienenelevadapolaridadysedisuelvenbienendisolventespolarescomoelagua.
Larespuestacorrectaeslab.
1.150.Elclorurodecesioesunsólidoiónicoyportanto:a)Suredlaformanionesyenestadosólidoesunbuenconductor.b)Presentabajospuntosdefusiónyebullición.c)Comoelcatiónespequeñoyalanióngrande,suíndicedecoordinaciónespequeño.d)Ningunadelasotraspropuestasesválida.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
El CsCl es una sustancia con enlace predominantemente iónico. Entre las característicasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoseencuentran:
a) Falso. Enestado sólido es unmalconductorde lacorrienteeléctrica, ya que, loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosenpuntosdelared.
b) Falso. Presenta elevados puntos de fusión y de ebullición debido a las intensasfuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.
c)Falso.Loscompuestosiónicoscomoesteformadosporunanióngrande,Cl (181pm),yuncatióngrande,Na (169pm),tienenuníndicedecoordinaciónelevado(8:8).
Larespuestacorrectaeslad.
1.151. Si una sustancia está constituida por moléculas independientes de baja masamolecular,tiene:a)Unpuntodeebulliciónaltob)Unpuntodefusiónbajoc)Elevadaconductividadeléctricad)Elevadadensidad
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Las sustancias moleculares mantienen sus partículas unidas mediante fuerzasintermoleculares de van derWaals. Estos enlaces son bastante débiles por lo que lasmoléculas necesitan poco energía para romperlos y escapar de la estructura, por tanto,tienentemperaturasdefusiónbajas.
Larespuestacorrectaeslab.
1.152.Indicacuálseríaelcompuestoenelqueestaríamásacusadoelenlaceiónico:a)LiClb) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 79
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteLiCl 3,16 – 0,98=2,18 iónicoCaBr 2,96– 1,00=1,96 covalente‐iónicoTiCl 3,16 – 1,54=1,62 covalenteAsCl 3,16 – 2,18=0,98 covalente
Larespuestacorrectaeslaa.
1.153.¿Cuáldelossiguientescompuestostieneenlaceiónico?a) b) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominantePCl 3,16– 2,19=0,97 covalenteNH 3,04– 2,20=0,84 covalenteSF 3,98– 2,55=1,43 covalenteNa O 3,44– 093=2,51 iónico
Larespuestacorrectaeslad.
1.154.Delassiguientesproposicionesreferidasalossólidos,¿cuálescierta?a)Lossólidosmolecularesnuncasonsolublesenagua.b)Ladurezadelossólidosmetálicosessiempreelevada.c)Elcarburodesilicioyelcromosonsolublesendisolventespolares.d)ElKCltienemenorenergíareticularqueelCaO.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a) Falso. Los sólidos moleculares están formados por átomos unidos mediante enlacescovalentes y suelen ser poco o nada polares, por tanto, no son solubles en disolventespolarescomoelagua.
b)Falso.Losmetalesalcalinosyalcalinotérreossonblandos.
c)Falso.ElSiCesunsólidocovalenteyelCrunsólidometálico.Ambostiposdesólidosnosonsolublesendisolventespolares.
d)Verdadero. La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones einversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 80
LamayorenergíaderedlecorrespondealCaOquetienecargasmayoresqueelKCl,yladistanciainteriónicaesmenortambiénenestasustanciaqueestáintegradaporelementospequeñosdel4ºy2ºperiodo,mientrasqueparaelKClpertenecenal3ºy4ºperiodo.
Losvaloresdelasenergíasreticulares(kJ/mol)encontradosenlabibliografíason:
CaO(‐3401)>KCl(‐720)
Larespuestacorrectaeslad.
1.155.Señalaquecompuestodelospropuestospresentamayorcomportamientoiónico:a) b) c)NOd)RbF
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteAlF 3,98– 1,61=2,37 iónicoCF 3,98– 2,55=1,43 covalenteNO 3,44– 3,04=0,40 covalenteRbF 3,98– 0,79=3,19 iónico
Dos los compuestos iónicos, AlF y RbF, el que presenta mayor diferencia deelectronegatividadeselquetienemayorporcentajedecarácteriónico.
Larespuestacorrectaeslad.
1.156.Dadaslasconfiguracioneselectrónicasdelossiguientesátomosneutros:
X=1 2 2 Y=1 2 2 3 Z=1 2 2 sepuedeafirmar:a)Todosloselementossonmuyelectronegativos.b)XformaconYuncompuestoiónicodefórmulaYX.c)DosátomosdeXseuniránentresíporunenlacecovalentedoble.d)XformaconZuncompuestopredominantementecovalentedefórmulaXZ.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)(O.Q.N.Murcia2010)
ElátomoXtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquesetratadeunelementodelgrupo16.Elvalorden=2indicaquesetratadeloxígeno.
ElátomoYtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s porloquesetratadeunelementodelgrupo1.Elvalorden=3indicaquesetratadelsodio.
ElátomoZtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquesetratadeunelementodelgrupo17.Elvalorden=2indicaquesetratadelflúor.
a)Falso.ElelementoY(sodio)esmuypocoelectronegativo,tieneunúnicoelectrónensucapamásexternaytieneunamarcadatendenciaacederlo.
b)Falso.LoselementosX(oxígeno)eY(sodio)tienenelectronegatividadesmuydistintas,porelloelcompuestoformadoentreambostendráunmarcadocarácteriónico.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 81
LafórmuladedichocompuestonoseráXYyaqueeloxígenonecesitadoselectronesparacompletar su octeto cuando el sodio sólo puede ceder uno. Por tanto, la fórmula delcompuestoformadoporambosdebeserY2X(Na2O).
c)Verdadero.DosátomosdelelementoX(oxígeno)compartendoselectronescadaunoyformanunamoléculadeX2(O2)quepresentaunenlacedoble.Altratarsedeátomosdelmismo elemento, los electrones de enlace son compartidos y el enlace entre átomos escovalente.
d)Falso.LoselementosX(oxígeno)eZ(flúor)tienenelectronegatividadesmuyparecidas,porelloelcompuestoformadoentreambostendráunmarcadocaráctercovalente.
LafórmuladedichocompuestonoseráXZyaqueeloxígenonecesitadoselectronesparacompletar su octeto mientras que el flúor sólo necesita uno. Por tanto, la fórmula delcompuestoformadoporambosdebeserXZ2(OF2).
Larespuestacorrectaeslac.
1.157.¿Cuáldelossiguientescompuestosformacristalesmolecularesenestadosólido?a)CaOb) c) d)BN
(O.Q.L.Madrid2008)
ElCaOtieneenlacepredominantementeiónicoporloqueformaunarediónica.
SiO y BN tienen enlace predominantemente covalente por lo que forman redescovalentes.
El esunasustanciaconenlacepredominantementecovalentequeenlascondicionesadecuadaspuedeformaruncristalmolecular.
Larespuestacorrectaeslab.
1.158.¿Cuáldelossiguientescompuestosiónicostienemayorenergíadered?a)NaClb)MgOc)KFd)MgCl2
(O.Q.L.Madrid2008)
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Respectoalascargas,lamáximaenergíaderedlecorrespondealMgO(+2y‐2),ademásla distancia interiónica es la menor de todas ya que está integrada por elementospequeñosdeltercerysegundoperiodo.
Losvaloresdelasenergíasreticulares(kJ/mol)encontradosenlabibliografíason:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 82
MgO(‐3791)> (‐2526)>KF(‐829)>NaCl(‐790)
Larespuestacorrectaeslab.
1.159.¿Cuáldelassiguientessustanciastieneelpuntodeebulliciónmásbajo?a) b) c) d)
(O.Q.L.Madrid2008)
Presentará menor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásdébiles.
Todaslassustanciasdadastienenenlacecovalenteyformancompuestosmoleculares.
▪ son moléculas polares que forman un enlace intermolecular del tipo enlace dehidrógeno, el más fuerte de todos los enlaces intermoleculares. Por este motivo, sutemperaturadeebulliciónesmásaltadeloquedeberíaser.
▪ , sonmoléculasnopolares.Lasúnicasfuerzasintermolecularesposiblesenellas son fuerzasdedispersióndeLondon, que sonmás intensas en las sustanciascon mayor volumen atómico que son más polarizables. Por este motivo, la menortemperaturadeebulliciónlecorrespondeal .
Elordencorrectodepuntosdeebullición(K)decrecientees:
(373)> (239,1)> (184)> (11,6)
Larespuestacorrectaeslad.
1.160.¿Cuántosenlacescovalentesdativoshayenelion ?a)dosb)tresc)cuatrod)uno
(O.Q.L.LaRioja2008)
Elionamonio(NH )seformacuandoseunenpormediodeunenlacecovalentedativoelNH yelionH .
ElNH (basedeLewis) poseeunparde electrones solitario que elH (ácidodeLewis)puedeaceptarparacompartir:
Larespuestacorrectaeslad.
1.161.Elcaráctercovalentedeuncompuestoiónicoesmayorcuando:a)Elcatiónesgrandeyelaniónpequeño.b)Elcatiónespequeñoyelanióngrande.c)Elcatiónesgrandeyelanióngrande.d)Elcatiónespequeñoyelaniónpequeño.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
H : N : H::
H
H(+)
H +
H : N : H ::
H
(+)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 83
Las reglas de Fajans (1923) permiten determinar de forma aproximada el caráctercovalentedeunenlaceiónico.Paraello,relacionanelcaráctercovalentedeunenlaceconlapolarizacióndeloselectronesdelanión:
Losanionesgrandesydecargaelevadasonblandos,esdecir,muypolarizables.
Loscationespequeñosydecargaelevadasonlosmáspolarizantes.
Loscationesdemetalesdetransiciónytierrasraras(notienenconfiguracióndegasinerte) son más polarizantes que los metales alcalinos y alcalinotérreos ya que susorbitalesdyfseextiendenlejosdelnúcleo(sonmásgrandes)yportantosonmásfácilesdepolarizar,alestarmenosatraídosporelnúcleo.
Larespuestacorrectaeslab.
1.162.Cuandoseordenanlassiguientessustancias: ,BN, ,NaClenordencrecientedepuntosdeebullición,elordencorrectoes:a) , ,BN,NaClb) , ,BN,NaClc) , ,NaCl,BNd) ,BN, ,NaCle) , ,NaCl,BN
(O.Q.N.Ávila2009)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia que nopresentamomento dipolar permanente, sólo presenta enlaces intermoleculares del tipofuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodeebulliciónserámuybajoyesgaseosaatemperaturaambiente.
es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia que nopresentamomento dipolar permanente, sólo presenta enlaces intermoleculares del tipofuerzasdedispersióndeLondon.Comoestasustanciatienemásátomosquelaanterior,es más polarizable y por este motivo, las fuerzas de dispersión de London son másintensas. Su punto de ebullición será bajo, pero mayor que el anterior y es líquida atemperaturaambiente.
Estasdossustanciaspresentanpuntosdeebulliciónrelativamentebajos.
NaClesuncompuestoquetieneenlaceiónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambienteypresentaunaltopuntodeebullición.
BN es un compuesto que tiene enlace covalente pero que forma una red cristalinacovalente con fuerzasmuy intensas entre los átomos loquehacequeestos compuestosseansólidosatemperaturaambienteypresentenelevadospuntosdeebullición.
Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullicióncrecienteson:
(216,6)< (353,3)<NaCl(1686)<BN(3246)
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 84
1.163.Lasmoléculasdiatómicashomonucleares, , , , ,seencuentranordenadasensentidocrecientedelongituddeenlace:a) , , , b) , , , c) , , , d) , , , e) , , ,
(O.Q.N.Ávila2009)
AlavistadelasrespectivasestructurasdeLewis:
se observa que lamolécula deN presenta un triple enlace por lo que éste será elmáscortodetodos.Acontinuación,elsiguienteenlaceenlongitudeseldelamoléculadeO quepresentaunenlacedoble.Lasdosmoléculassiguientes,F yCl ,tienenenlacesencillo.De ambos, es más corto es el enlace del F ya que el átomo de flúor es el máselectronegativode todosyporelloatraerámás intensamentea loselectronesdeenlaceconelotroátomodeflúor.
Losvaloresdeladistanciadeenlaceencontradosenlabibliografía(pm)son:
(110)< (121)< (141,7)< (198,8)
Larespuestacorrectaeslad.
1.164.¿Cuáldelossiguienteselementostienemayorconductividadeléctrica?a)Beb)Alc)Kd)Pe)C
(O.Q.N.Ávila2009)
Elfósforoeselelementodemenorconductividad,yaquecristalizaformandotetraedrosen losque los átomosdeP se sitúanen losvérticesy cada átomose encuentraunido aotrostresmedianteenlacescovalentes.Enestaestructuranoexistenelectroneslibresquesepuedanmoverporlamisma.
ElC(grafito),formaunaredcovalenteencapas.CadacapaesunareddehexágonosendondecadaCseencuentraunidoaotrostres.Cadaátomoposeeunelectrónlibrequegozademovilidadenlacapa.Seformaunanubedeelectronesπdeslocalizados,porencimaypordebajodecadacapa.
Al,BeyK,enestadosólido,sonmetalestípicos.Segúnlateoríadelenlacemetálicomássencilla, ladel “mardeelectrones”, cuantomayor seaelnúmerodeelectrones libresdeeste “mar”, mayor será la conductividad eléctrica. El Al tiene tres electrones libres porátomo,doselberiliodosysólounoelpotasio.
LamayorconductividadeléctricalecorrespondealAl.
Consultandolabibliografía, losdatosdelaresistenciaespecífica(Ω·m),quees la inversadelaconductividad,paralostresmetalesson:
K(7,19·10 8)>Be(4,00·10 8)>Al(2,65·10 8)
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 85
1.165.Cuandoseevaporaelcloroformo, ,¿cuálessonlasfuerzasintermolecularesquesedebenvencer?I.Fuerzasdedipolo‐dipoloII.FuerzasdedispersiónIII.Fuerzasdeenlacedehidrógenoa)SóloIb)SóloIIc)SóloIIId)IyIIe)IIyIII
(O.Q.N.Ávila2009)
LaestructuradeLewisdel es:
CHCl según el modelo RPECV es una sustancia cuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaa la fórmulaAX a laquecorrespondeunnúmeroestérico (m+n)=4por loquesudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.
Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el carbono ( = 2,55) y que elhidrógeno ( = 2,20) los enlaces son polares y con esa geometría la resultante de losvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=0)ylamoléculaesPOLAR.
Por ser una molécula polar presenta enlaces intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo,además,todaslassustanciascovalentespresentanfuerzasdedispersióndeLondon.
Larespuestacorrectaeslad.
1.166.Señaleaquellaafirmaciónqueconsidereincorrecta:a)ElNaBressolubleenagua.b)Eldiamanteesconductordelaelectricidad.c)Latemperaturadefusióndelyodoesmayorqueladelbromo.d)Elaguapresentaunatemperaturadefusiónanormalmentealtacomparadaconladeloshidrurosdelosotroselementosdesugrupo.
(O.Q.L.Murcia2009)
a)Correcto.ElNaBresunasustanciaconenlacepredominantementeiónicoqueessolubleenundisolventemuypolarcomoelagua.
b)Incorrecto.ElC(diamante)formaunaredcovalenteconunaestructuraenlaquecadaátomodecarbonoseencuentraunidoaotroscuatro formandotetraedrosde formaquetodos sus electrones de valencia están localizados en enlaces covalentes por lo quenoconducelaelectricidad.
c) Correcto. Ambos compuestos (I y Br ) presentan enlace covalente y no tienenmomento dipolar permanente por lo que las únicas fuerzas intermoleculares existentessondeltipodedispersióndeLondon.Estasfuerzasaumentanconelpesomolecularyeltamañodelasustancia.
Portanto,elpuntodefusióndelyodo(355,9K),sólidoatemperaturaambiente,ymásvoluminoso y pesado, esmayor que el del bromo (265,7 K), líquido en las mismascondicionesymásligero.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 86
d)Correcto. Los compuestosbinariosdelhidrógeno con los elementosdel grupo16delsistemaperiódicotienenenlacecovalenteypresentanmomentodipolarpermanente,perosólo puedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno.
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(eneste caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
EstomotivaqueelH Otengaunpuntodeebulliciónanómalo(unos200Kmayor)conrespectoalrestodeloscompuestosdelgrupo16.
Larespuestaincorrectaeslab.
1.167.LasfuerzasdevanderWaals:a)Sedanenlosgasesideales.b)Sóloaparecenenlasmoléculasasimétricas.c)Explicanelpuntodeebullicióndel .d)Sonlasquemantienenunidosalosátomosdelamoléculade .
(O.Q.L.Murcia2009)
LasfuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondonsonlasquesedanenloscompuestosnopolarescomoelN .Laintensidaddelasmismasaumentaconelvolumenatómicoyelpesomolecular,factoresquehacenquelassustanciasseanmáspolarizables.Enestecasosondébiles,porestemotivo,latemperaturadeebullicióndelN (77,3K)estanbajayesgasatemperaturaambiente.
Larespuestacorrectaeslac.
1.168.¿Cuáldelassiguientessustanciasconducemejorlacorrienteeléctricaencondicionesnormalesdepresiónytemperatura?a)Nitrógenob)Neónc)Azufred)Plata
(O.Q.L.Murcia2009)
Lassustanciasquepresentanmejorconductividadeléctricason losmetalesydeelloselmejorconductordetodoseslaplata.
Larespuestacorrectaeslad.
1.169.¿Cuáldelossiguientessustanciasesunejemplodeestructurasólida?a)Dióxidodenitrógenob)Dióxidodeazufrec)Dióxidodecarbonod)Dióxidodesilicio
(O.Q.L.Murcia2009)
a‐b) Falso. y son sustancias que tienen enlace covalente, pero que presentanmomento dipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipodipolo‐dipolo.Atemperaturaambienteambasespeciessongaseosas.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 87
c)Falso. esunasustanciaque tienenenlacecovalentenopolar y formamoléculasgaseosasatemperaturaambiente.
d)Verdadero. esunasustanciaenlaquecadaátomodesilicioseunemedianteunfuerte enlace covalente a cuatro átomos de oxígeno formando un sólido covalente atemperaturaambiente.
Larespuestacorrectaeslad.
1.170.¿Cuáldelossiguientescompuestospuedeformarenlacesdehidrógeno?a)Etano, − b)Sulfurodehidrógeno, c)Metanol, d)Acetona, −CO−
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Tantoetano(CH −CH ),comosulfurodehidrógeno(H S)yacetona(CH −CO−CH ),noposeen átomos de hidrógeno unidos a un elementomuy electronegativo, por lo que nopuedendarestetipodeenlace.
El metanol ( ) es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que ademáspresentaunenlace intermoleculardel tipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Larespuestacorrectaeslac.
1.171.ElNaClesunsólidoiónicoyporlotanto:a)Suredformaionesyenestadosólidoesbuenconductordelaelectricidad.b)Suspuntosdefusiónyebulliciónsonbajos.c)SusmoléculasseunenyformanunaredpormediodefuerzasdevanderWaals.d)Todaslasrespuestasanterioressonfalsas.
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
Lascaracterísticasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoson:
Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.
Elevadadurezadebidoalagrancantidaddeenlacesquehayqueromperpararayarloscristales,estadurezaaumentaconlaenergíareticular.
Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazónestriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones delmismo signo en laspequeñasdislocaciones.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 88
Sonrígidos,ofrecenpocadilatacióndebidoalaintensidaddelasfuerzasatractivas.
Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntosdelared.
Presentanelevadasolubilidadenaguayaque las fuerzasdeatracciónregidaspor laley de Coulomb se hacen mucho más pequeñas en agua debido a que la constantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).
Larespuestacorrectaeslad.
1.172.Cabeesperarquelospuntosdefusiónmásbajoscorrespondana:a)Sólidosb)Sólidosdetipocovalentec)Sólidosmetálicoselementalesd)Sólidosconenlaceiónico
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
Lospuntosdefusiónmásbajoscorresponderánalossólidosquepresentenelenlacemásdébilquedelospropuestossonlosdetipocovalente,comoporejemplo,el ,enelquelasmoléculasseencuentranunidasentresíporfuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.
Larespuestacorrectaeslab.
1.173.Parasepararloscomponentesdeunamezclaformadaporetanolyacetona,latécnicaexperimentalmásadecuadapararealizarestaoperacióndelaboratorioes:a)Destilaciónb)Cristalizaciónc)Decantaciónd)Filtracióne)Cromatografía
(O.Q.L.Madrid2009)(O.Q.L.Murcia2009)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Al tratarse de dos líquidos miscibles, la única operación de separación posible parasepararambosesladestilaciónquesebasaenqueambosposeendiferentes.
Ladestilaciónesunaoperaciónunitariaqueconsisteenlaseparacióndeloscomponentesde unamezcla líquida (en la que todos los compuestos sonmás omenos volátiles) porevaporación y condensación sucesivas. La separación se basa en la diferencia entre lasvolatilidadesabsolutasdeloscomponentes,loquetienecomoconsecuencialaformacióndeunvapordecomposicióndiferentealadellíquidodelqueprocede(elvaporserámásrico en el componente más volátil, mientras que el líquido será más rico en el menosvolátil). Cuanto mayor sea la diferencia de volatilidades mejor será la separaciónconseguida.
Larespuestacorrectaeslaa.
(EnlacuestiónpropuestaenMurcia2009dicedoslíquidosmiscibles).
1.174.¿Encuáldeestascuatroseriesdecompuestos iónicos,seencuentranordenadosporenergíasreticularescrecientes,envalorabsoluto?a)NaFNaClNaBrb)RbFRbBrRbIc)NaClNaBrNaIe)KFNaFLiF
(O.Q.L.Madrid2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 89
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Suponiendo que todos los compuestos dados tienen elmismo valor de las constantes yteniendoen cuentaque todos los iones implicados tienen lamismacarga, el valorde laenergía reticular sólo depende del valor de d, es decir de los tamaños de iones.Resumiendoamenorvalorded,mayorvalordelaenergíareticular,U.
a) Falso. El ordende energías reticulares propuesto:NaF,NaCl,NaBr esdecreciente, yaqueelionfluoruroesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas)mientrasqueelionbromuroesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
NaF(‐930)>NaCl(‐790)>NaBr(‐754)
b)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:RbF,RbBr,RbIesdecreciente,yaqueel ion fluoruro es delmenor tamaño (tiene dos capas electrónicas)mientras que el ionyoduroesdelmayortamaño(tienecincocapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
RbF(‐795)>RbBr(‐668)>RbI(‐632)
c)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:NaCl,NaBr,NaIesdecreciente,yaqueel ion cloruro es delmenor tamaño (tiene tres capas electrónicas)mientras que el ionyoduroesdelmayortamaño(tienecincocapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
NaCl(‐790)>NaBr(‐754)>NaI(‐705)
d)Verdadero. El ordende energías reticulares propuesto: KF,NaF, LiF es creciente, yaqueelionpotasioesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas)mientrasqueelionlitioesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas).
Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:
KF(‐829)>NaF(‐930)>LiF(‐1049)
Larespuestacorrectaeslad.
(EstacuestiónessimilaralapropuestaenMurcia2000).
1.175.IndicacuáldelossiguientesenunciadosesINCORRECTO:a)Laenergíadeenlaceeslaenergíaquesenecesitapararomperunmoldedichosenlaces.b)Enlastablasencontramosenergíasmediasdeenlace,pueslaenergíadeundeterminadoenlacedependeligeramentedelosotrosátomosnoimplicadosdirectamenteenelenlace.c)Cuantomásfuerteyestableseaelenlace,menorserásuenergíadeenlace.d) Para romper un enlace se debe adicionar energía, mientras que la formación vaacompañadadedesprendimientodeenergía.
(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2012)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 90
a) Correcto. La energía de enlace es la que se necesita para romper unmol de enlaces,aunqueseríamáscorrecto llamarlaenergíadedisociación, llamarenergíadeenlacea laquesedesprendecuandoseformanunmoldeenlaces.
b)Correcto.Losvaloresdeenergíasqueaparecenenlastablassonvalorespromedio,yaque el resto de los átomos que aparecen en la estructura ejercen influencia sobre losimplicadosenelenlace.
c) Incorrecto. Cuantomás fuerte es un enlace,mayor es la cantidad de energía que sedesprendealformarseésteymayoreselvalordelaenergíadeenlace.
d)Correcto.Segúnsehadiscutidoenelapartadoa).
Larespuestacorrectaeslac.
1.176.ElelementoAtienedenúmeroatómico11yelelementoBtienedenúmeroatómico8.ElcompuestomásprobableformadoporloselementosAyBserá:a)Unsólidoconductordelaelectricidad.b)Unsólidodebajopuntodefusión.c)Insolubleenagua.d)Conductordelaelectricidadcuandoestáfundido.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
ElelementoAtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s porloquesetratadeunelementodel grupo1.El valorden=3 indicaquees elsodio.Tiene tendenciaacederunelectrónyformarelionNa .
ElelementoBtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquesetrata de un elemento del grupo 16. El valor de n = 2 indica que es el oxígeno. TienetendenciaacaptardoselectronesyformarelionO .
Se combinan dos átomos de A (sodio) con un átomo de B (oxígeno) para formar uncompuestoconenlacepredominantementeiónico.
Delaspropiedadespropuestaslaúnicaquesecorrespondeconestetipodecompuestosesque en estado fundido, en el que quedan los iones libres, son capaces de conducir laelectricidad.
Larespuestacorrectaeslad.
1.177.Clasificarentreenlaceiónicoocovalentelasposiblesinteraccionesentrelossiguienteselementos:LiyO;OyO;NayH;HyO.a)Iónico,iónico,covalente,covalenteb)Iónico,covalente,iónico,covalentec)Iónico,iónico,iónico,covalented)Covalente,iónico,covalente,covalente
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioalosenlacesdados:
Enlace Δχ EnlacepredominanteO−Li 3,44–0,98=2,46 iónicoO−O 3,44–3,44=0,00 covalenteH−Na 2,20–0,93=1,27 iónico‐covalenteO−H 3,44–2,20=1,24 iónico‐covalente
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 91
Ningunarespuestaescorrecta.
1.178.¿Cuáleslainfluenciadelaumentodetemperaturasobrelaconductividadeléctricaenlosmetalesyenlossemiconductoresintrínsecos?a)Aumentaydisminuyelaconductividad,respectivamente.b)Aumentaynoafectalaconductividad,respectivamente.c)Disminuyeyaumentalaconductividad,respectivamente.d)Noafectaningunodelosdos.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
La conducción eléctrica es característica de lossólidos metálicos y de los semiconductores. Paradistinguir entre un metal y un semiconductor seutiliza el consiguiente criterio basado en ladependencia de la conductividad eléctrica con latemperatura.
Unconductormetálicoesaquella sustancia cuyaconductividad eléctrica disminuye al aumentar latemperatura.
Un semiconductor es aquella sustancia cuyaconductividad eléctrica aumenta al hacerlo latemperatura.
Larespuestacorrectaeslac.
1.179.Laenergíadelenlacemásfuertees:a)H−Hb)H−Fc)H−Cld)H−Bre)H−I
(O.Q.N.Sevilla2010)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Setratademoléculasdiatómicasenlasqueseformaunenlacecovalentesencilloentreunátomodehidrógenoyunátomodeotroelemento,exceptoenelcasodelH–H.
Loselementossonlosdelgrupo17delsistemaperiódico(halógenos).Engrupo,eltamañodelosátomosaumentaconelperiodo,yconellolalongituddelosenlaces.Porotraparte,al aumentar la longitud del enlace disminuye la energía que se desprende cuando esteforma.
Porestemotivo,exceptuandoelcasodelamoléculadeH ,enlaqueapesardetratarsedelátomo más pequeño que existe, también se trata de átomos idénticos con poca carganuclear,elflúoreselhalógenodemenortamañoporloquesuenlaceconelhidrógenoseráelmásfuerte.
Losvaloresdeladistanciayenergíadeenlaceencontradosenlabibliografíason:
Enlace H–H F–F Cl–Cl H–F H–Cl H–Br H–IEnergía/kJ· ‐436 ‐158,8 ‐242,6 ‐565 ‐431 ‐364 ‐297Longitud/pm 74,6 141,7 198,8 92 127 141 161
Larespuestacorrectaeslab.
(EnCastilla‐LaMancha2012sereemplazanH–H,H–BryH–IporCl–ClyF–F).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 92
1.180.Lasmoléculasdiatómicashomonucleares , y , seencuentranordenadasensentidocrecientedeenergíadeenlace:a) , , b) , , c) , , d) , , e) , ,
(O.Q.N.Sevilla2010)
AlavistadelasrespectivasestructurasdeLewis:
seobservaquelamoléculadeN presentauntripleenlaceporloquelaenergíanecesariapararomperlodebesermayorqueenelrestodelasmoléculaspropuestas,acontinuaciónlamolécula de O con un enlace doble, y finalmente, la molécula de Cl con un enlacesencillo.
Losvaloresdelaenergíadedisociaciónencontradosenlabibliografía(kJ/mol)son:
(242,6)< (498,3)< (945,4)
Larespuestacorrectaeslac.
1.181.¿Cuáldelossiguienteselementosesunsólidoencondicionesnormales(1atmy25°C)?a)Brb)Fc)Hed)Pe)I
(O.Q.N.Sevilla2010)
Tresdeloselementospropuestossonhalógenos(F,Br,I)yformanmoléculasdiatómicas(F , Br , I ). Entre éstas existen fuerzas intermoleculares de dispersión de London, queson más intensas en el elemento con mayor polarizabilidad, en este caso el de mayortamaño, el iodo ( ), lo que hace que se encuentre en estado sólido en condicionesestándar.
Porotraparte, el fósforo esun sólidoblancoencondicionesestándar.Este sólido tienecomounidadesbásicasmoléculastetraédricas( )enlasqueunátomodefósforosesitúaen cada uno de los vértices del tetraedro (fósforo blanco). Al calentarlo a 300°C, setransformaenfósfororojo.PareceserqueserompeunenlaceP−Pporcadatetraedroyasílosfragmentosresultantesunenformandolargascadenas.
Lasrespuestascorrectasdye.
1.182.¿Quépropiedadesdeloslíquidosaumentanconlasfuerzasintermoleculares?a)Sólolapresióndevapor.b)Sólolaentalpíadevaporización.c)Sólolatemperaturadeebullición.d)Laentalpíadevaporizaciónylatemperaturadeebullición.e)Lapresióndevaporylaentalpíadevaporización.
(O.Q.N.Sevilla2010)
Alaumentarlasfuerzasintermolecularesenunlíquido:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 93
Aumentalaentalpíadevaporización,yaquesenecesitamásenergíapararomperlosenlacesintermolecularesyrealizarelcambiodeestadolíquidovapor.
Disminuyelapresióndevapor,yaquelasermásfuerteslosenlacesintermolecularesesmásdifícilelpasolíquidovaporyexistenmenosmoléculasenesteestado.
Aumentalatemperaturadeebullición,yaquesenecesitaunatemperaturamásaltaparaquelapresióndevaporseigualealapresiónatmosférica.
Larespuestacorrectaeslad.
1.183.Señalarlaafirmacióncorrecta:a)Laenergíadereddel esmayorqueladel .b)Losángulosdeenlacedelasmoléculas y soniguales.c)SepuedeasegurarquelalongituddelenlaceC=CeslamitadqueladelenlaceC−C.d)Eldiamanteesunsólidocovalente,demedianadurezayfrágil.
(O.Q.L.Murcia2010)
a)Verdadero. La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones einversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Suponiendo que todos los compuestos dados tienen elmismo valor de las constantes yteniendoencuentaquetodoslosionesimplicadostienenlamismacargaaniónica,elvalordelaenergíareticularsólodependedelosvaloresdedyqcorrespondientesalcatión.
La carga del Al esmayor (+3) que la del Mg (+2) y además, el tamaño del primero esmenor,yaqueelradioenunperiododisminuyealaumentarlaelnúmeroatómico.
b)Falso.LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson:
DeacuerdoconelmodeloRPECV ,y sonespeciesqueseajustanalafórmulaAX yAX Ealasquecorrespondennúmerosestéricos(m+n)=3y4,respectivamente,conunadisposición y geometría TRIGONAL PLANA cuyos ángulos de enlace son de 120° en laprimera, ydisposición tetraédricay geometríaPIRAMIDALTRIGONALcuyosángulosdeenlacesonde107°enlasegunda.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 94
c)Falso. La longituddel enlace sencilloC‒C (enlaceσ)noes eldoblede la longituddelenlacedobleC=C(enlacesσyπ).
d) Falso. El diamante es un sólido covalente y frágil, pero es la sustancia que tiene lamáximadurezaenlaescaladeMosh(10).
Larespuestacorrectaeslaa.
1.184.Sobreelpuntodeebullicióndel puededecirseque:a)Es100°C,conindependenciadelapresiónalaquesedetermine.b)Esalgomenorqueladelosotroshidrurosdelgrupodeloxígeno.c)Disminuye al aumentar la presión, por eso en la cima de unamontaña será inferior a100°C.d)Aumentalaaumentarlapresión,porloqueenunaolladecocciónrápidaelaguapuedealcanzarunatemperaturadeebulliciónde115°C.
(O.Q.L.Murcia2010)
a)Falso.Unlíquidohiervecuandosupresióndevaporseigualaalapresiónexterior.
b)Falso.Essuperior,yaqueenelaguaexistenenlacesintermolecularesdehidrógenoquenosonposiblesenlosotroselementosdelgrupo.
c)Falso.Disminuyealdisminuirlapresiónexterior,poresoenlacimadeunamontañaesinferiora100°Cporserlapresiónexteriormenorde1atm.
d)Verdadero.Aumentaal aumentar lapresiónexterior,poreso comoenel interiordeunaolladecocciónrápidaalserlapresiónsuperiora1atmesposiblequelatemperaturadeebulliciónsuperelos100°C
Larespuestacorrectaeslad.
1.185.Cuandosehabladeoxígenoyozonosepuededecirqueson:a)Isómerosb)Isótoposc)Alótroposd)Isógonos
(O.Q.L.Murcia2010)
Eloxígenomolecular(O )yelozono(O )sonformasalotrópicasdelelementooxígeno.
Larespuestacorrectaeslac.
1.186.¿Cuáldelassiguientesfórmulasserefiereaunasustanciamolecular?a)CaOb)COc) d)
(O.Q.L.Murcia2010)
Las sustancias CaO, Li O y Al O tienen enlace predominantemente iónico por lo queformanredescristalinas.
El CO es una sustancia con enlace predominantemente covalente por lo que formamoléculas.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 95
1.187. De los siguientes compuestos: acetona,metano, fluoruro de hidrógeno ymetanol;poseenenlacedehidrógeno:a)Fluorurodehidrógenoymetanolb)Acetona,metanoymetanolc)Fluorurodehidrógenod)Acetona,metano,fluorurodehidrógenoymetanol
(O.Q.L.Murcia2010)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Tantoelmetano(CH ),comolaacetona(CH −CO−CH ),noposeenátomosdehidrógenounidosaunelementomuyelectronegativo,porloquenopuedendarestetipodeenlace.
Elfluorurodehidrógeno(HF)ymetanol( ),síposeenunátomodehidrógenounido a un elementomuy electronegativo, flúor y oxígeno, respectivamente, por lo quepuedendarestetipodeenlace.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.188.Unsólidoblancosedisuelveenaguapara formarunadisoluciónquenoconduce laelectricidad.¿Quétipodeenlaceesmásprobablequeexistaenelsólido?a)Iónicob)Metálicoc)Covalenteapolard)Covalentepolar
(O.Q.L.LaRioja2010)
a)Falso.Cuandounsólidoiónicosedisuelveenaguaconducelaelectricidaddebidoa lapresenciadeionesenladisolución.
b)Falso.Unsólidometáliconosedisuelveenagua,enalgúncaso,escapazdereaccionarconella,talcomoocurreconlosmetalesalcalinos.
c) Falso. Un sólido con enlace covalente apolar no se disuelve en agua, ya que hayposibilidaddeformacióndeenlacesintermolecularesentreelsólidocovalenteyelagua.
d) Verdadero. Un sólido con enlace covalente polar se disuelve en agua al formarseenlaces intermoleculares del tipo enlaces de hidrógeno o dipolo‐dipolo, entre el sólidocovalenteyelagua,aunquenoconducelaelectricidaddebidoalanopresenciadeionesenladisolución.
Larespuestacorrectaeslad.
1.189.¿Encuáldeestasseriesloshalurosdesodioestánordenadosporsuenergíareticular?a)NaBr<NaCl<NaFb)NaF<NaCl<NaBrc)NaCl<NaF<NaBrd)NaCl<NaBr<NaF
(O.Q.L.LaRioja2010)
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 96
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
Suponiendo que todos los compuestos dados tienen elmismo valor de las constantes yteniendoen cuentaque todos los iones implicados tienen lamismacarga, el valorde laenergíareticularsólodependedelvalorded,esdecirdelostamañosdeiones,enconcretodeltamañodelanión,yaqueelcatióneselmismoentodos.Resumiendoamenorvalordedelradioaniónico,mayorvalordelaenergíareticular,U.
Elionfluoruroesdelmenortamaño(doscapaselectrónicas),lesigueelioncloruro(trescapas electrónicas), siendo el ion bromuro el de mayor tamaño (cuatro capaselectrónicas).
Elordencorrectodeenergíasreticulares(kJ/mol)es:
NaBr(‐754)<NaCl(‐790)<NaF(‐930)
Larespuestacorrectaeslaa.
1.190.Deloscompuestossiguientes¿cuálesdeesperarqueseaiónico?a) b) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteCO 3,44– 2,55=0,89 covalenteNH 3,04– 2,20=0,84 covalenteCH 2,55– 2,20=0,35 covalenteNa O 3,44– 0,93=2,51 iónico
Larespuestacorrectaeslad.
1.191.Elordendecrecientedelospuntosdefusióndelossiguientescompuestoses:a)NaCl> >Na>Heb)NaCl>Na> >Hec)Na>NaCl> >Hed) >He>Na>NaCl
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
NaClesunasustanciaquetieneenlaceiónicoqueformaunaredcristalinaiónicamuydifícil de romper. Esta sustancia es sólida a temperatura ambiente, por lo que tiene unelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 97
Naesunasustanciaquetieneenlacemetálicoque formaunaredcristalinametálica.Estasustanciaes sólidaa temperaturaambiente,por loque tieneunelevadopuntodefusión,notanaltocomoeldelNaCl,yaqueelsodiopresentabajacarganuclear.
es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermoleculares posibles en ella son fuerzas de dispersión de London, que seránbastanteintensasdebidoaqueesunasustanciacongranvolumenatómicoyelevadopesomolecularyqueportantoserámuypolarizable.Supuntodefusiónesbajo.
He es un elemento inerte que no forma moléculas y solo presenta enlacesintermolecularesdeltipofuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodefusiónesmuybajoyaquesetratadeunaespeciemuypocovoluminosayporellopocopolarizable.
Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:
NaCl(1074)>Na(370,9)> (266)>He(1,15)
Larespuestacorrectaeslab.
1.192.¿Cuáldelassiguientesafirmacioneseslacorrecta?a) La conductividad de los conductores, semiconductores y aislantes aumenta con latemperatura.b) La conductividad de los semiconductores aumenta con la temperatura y la de losconductoresdisminuye.c)Laconductividadde losconductoresyaislantesaumentacon latemperaturay lade lossemiconductoresdisminuye.d)Laconductividaddelosconductoresyaislantesnoseafectaconlatemperaturayladelossemiconductoresdisminuye.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
La conducción eléctrica es característica de lossólidos metálicos y de los semiconductores. Paradistinguir entre un metal y un semiconductor seutiliza el consiguiente criterio basado en ladependencia de la conductividad eléctrica con latemperatura.
Unconductormetálicoesaquella sustancia cuyaconductividad eléctrica disminuye al aumentar latemperatura.
Un semiconductor es aquella sustancia cuyaconductividad eléctrica aumenta al hacerlo latemperatura.
Un aislante es aquella sustancia que no poseeconductividadeléctrica.
Larespuestacorrectaeslab.
(PreguntamuysimilaralapropuestaenCastilla‐LaMancha2009).
1.193.Alótroposdecarbonoson:a)Elgrafitoyelcuarzob)Elcuarzoyeldiamantec)Elgrafitoyeldiamanted)Elcuarzoylahulla
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 98
Alótroposoformasalotrópicasdeunelementosonlasformasenlasqueestesepresentaenlanaturaleza.
Grafitoydiamantesonformasalotrópicasdelelementocarbono.
Larespuestacorrectaeslac.
1.192.SegúnlasreglasdeFajans:a)Loscationespequeñosdebajacargasonmuypolarizantes.b)Loscationespequeñosdecargaelevadasonmuypolarizantes.c)Losanionesgrandesdecargaelevadasonmuypolarizantes.d)Losanionespequeñosdebajacargasonmuypolarizables.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Las reglas de Fajans (1923) permiten determinar de forma aproximada el caráctercovalentedeunenlaceiónico.Paraello,relacionanelcaráctercovalentedeunenlaceconlapolarizacióndeloselectronesdelanión:
Losanionesgrandesydecargaelevadasonblandos,esdecir,muypolarizables.
Loscationespequeñosydecargaelevadasonlosmáspolarizantes.
Loscationesdemetalesdetransiciónytierrasraras(notienenconfiguracióndegasinerte) son más polarizantes que los metales alcalinos y alcalinotérreos ya que susorbitalesdyfseextiendenlejosdelnúcleo(sonmásgrandes)yportantosonmásfácilesdepolarizar,alestarmenosatraídosporelnúcleo.
Larespuestacorrectaeslac.
1.194.LaenergíadelosenlacesCl−Oaumentaenelorden:a) > > > b) > > > c) > > > d) > > >
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Elordendeenlacesedefinecomoelnúmerodeparesdeelectronesqueformanunenlace.Si el orden de enlace aumenta, la longitud del enlace decrece y la energía del enlaceaumenta.
LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson:
Ordendeenlace1 PresentaresonanciaOrdendeenlace1½
PresentaresonanciaOrdendeenlace1⅔
PresentaresonanciaOrdendeenlace1¾
EnlosanionesClO ,ClO yClO elátomodecloroexpandesucapadevalencia.
LaenergíadelenlaceCl−Oaumentaenelsiguienteorden:
< < <
Ningunarespuestaescorrecta.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 99
1.195. Indica en cuál/es de las siguientes sustancias están presentes las fuerzasintermolecularesdeenlacedehidrógeno:a)NaHb)HFc) d)HCl
(O.Q.L.Canarias2010)
El enlace de hidrógeno es el más fuerte de todos los enlaces intermoleculares. Esteenlace de hidrógeno llamado también por puentes de hidrógeno se forma cuando unátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoF)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
ElenlaceexistenteenelNaHesunenlaceiónicoporloqueseformanredescristalinassólidasatemperaturaambiente.
LassustanciasHF, yHClpresentanenlacecovalenteporloquesoncompuestosmoleculares. Las tres tienen átomos de hidrógeno, pero en el caso de CHCl , este seencuentraunido a un átomopoco electronegativo (C);mientrasque en las otrasdos, elátomodehidrógenosíseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(FyCl),soloqueel átomode cloronoesunátomo tanpequeño comoel flúor.Por tanto,de las tressustanciasmolecularespropuestaslaúnicaquepresentaenlacedehidrógenoesHF.
Larespuestacorrectaeslab.
1.196.Dadaslasconfiguracioneselectrónicas:ElementoConfiguraciónelectrónicaA1 2 2 X1 2 2 3 Y1 2 2 3 Z11 2 2 3 3
¿Quéparejadeelementosformanuncompuestoconrelaciónestequiométrica1:2?a)AyXb)AeYc)XeYd)YyZ
(O.Q.L.Valencia2010)
ElelementoAtiendeaganarocompartirdoselectronesparacompletarsucapadevalenciayconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.
El elemento X tiende a ceder un electrón para completar su capa de valencia yconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.
El elementoY tiende a cederdos electrones para completar su capa de valencia yconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.
ElelementoZtiendeaganarocompartirtreselectronesparacompletarsucapadevalenciayconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.
Laúnicacombinaciónposibleconestequiometría1:2enlaquesecumplelacondicióndeelectroneutralidad se da entreun átomodel elementoA (gana dos electrones) ydosátomosdelelementoX(cedeunelectrón).
Larespuestacorrectaeslaa.
Cuesti
1.197a)b)c)d)
Paraformsusta
El encuanátomvez pátommolé
De la
Lare
1.198desislo
¿Deqa)Agb)Rhc)Ptd)Ire)Au
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Relac
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ionesyProble
7.¿Cuáldela
queunasumenenlacesanciaylasd
nlace de hiddo un átom
momuyelectpor un par
mo muy eleéculacercan
as sustancia.
espuestacor
8.Setieneunensidad=10stemacristangituddelaquémetalseg(Ar=108)h(Ar=103)(Ar=195)(Ar=192)u(Ar=197)
o.L=6,022·1
cionandovo
10,5gcm3
6,84
masaobtenid
espuestacor
masdelasOlim
assiguientes
ustanciaqueintermolecueagua.
drógeno o pmo de hidrótronegativor de electroctronegativa.
as propuest
rrectaeslab
nmetaldesc0,5g· alino=cúbicaaristadelatrata?
10 )
olumen,átom
4·10 cm3
cubo
dacorrespon
rrectaeslaa
mpiadasdeQu
ssustancias
etieneenlacularesdelti
por puentesgeno que se(enestecaones solitaro y pequeñ
tas la única
b.
conocidodel
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3
cubo
4atomos
ndeametalA
a.
uímica.Volume
esmássolub
cecovalentepoenlaced
dehidrógee encuentraasoO)severio perteneño (N, O o
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Según scentrad
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Elvolum
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(determina
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= 6,8
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08,1gmol
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(O.Q.L.Valencia
esprecisoqsmoléculas
con el agua
:
accióndeRX)
(O.Q.N.Valencia
a, una red c4átomos:
ra)=4atom
des:
84·10 cm
elmetal:
100
a2010)
quesedela
es el
)
a2011)
cúbica
mos
m3
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 101
1.199.¿Cuáleselordencorrectodepuntosdeebulliciónpara , , ,Ne?a)Ne< < < b) < < <Nec)Ne< < < d)Ne< < < e) <Ne< <
(O.Q.N.Valencia2011)(O.Q.L.Murcia2012)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
Ne es un elemento inertequeno formamoléculas y esun compuestoque tieneenlacecovalente,peroalserunasustanciaquenopresentamomentodipolarpermanente,sólo presenta enlaces intermoleculares del tipo fuerzasdedispersióndeLondon. Suspuntosdeebullición seránmuybajo, sobre todoenelNequeal seruna especiemenosvoluminosaesmenospolarizable.
esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarquepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.SupuntodeebulliciónserábastantemásaltoqueeldelNe.
eselcompuestoquepresentamayorpuntodeebulliciónde todos,yaque tieneenlaceiónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente.
Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullicióncreciente(K)son:
Ne(27,1)< (184)< (338)< (673)
Larespuestacorrectaeslad.
1.200.¿Encuálesdelassiguientessustanciaslasfuerzasdedispersiónsonsignificativasalahoradedeterminarlastemperaturasdeebullición?
I. II.HFIII.NeIV. V. a)I,III,Vb)I,II,IIIc)II,IVd)II,Ve)III,IV,V
(O.Q.N.Valencia2011)
LosenlacesintermolecularesdeltipofuerzasdedispersióndeLondonsepresentanenaquellas sustancias que tienen enlace covalente, pero que generalmente no presentanmomentodipolarpermanente.
Delassustanciaspropuestas:
▪Ne no forma enlaces ya que se trata de un elemento inerte que tiene su última capacompletaconochoelectronesdevalencia.
▪ presentaunenlacecovalentenopolarentrelosdosátomosdecloro.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 102
▪HFpresentaunenlacecovalentemuypolarentrelosátomosdehidrógenoyflúor.
▪ presentacuatroenlacescovalentepolaresentreelátomodecarbonoylosátomosdecloro.Comosugeometríaestetraédricaloscuatrovectoresmomentodipolarseanulanylamoléculaesnopolar.
▪ es una sustancia con enlace iónico que forma una red cristalina sólida atemperaturaambiente.
Las sustancias en las que las fuerzas de dispersiónde London sondeterminantes en sutemperaturadeebulliciónson (I),Ne(III)y (V).
Larespuestacorrectaeslaa.
1.201.Latemperaturadeebullicióndeloscompuestos: ,NaCl, y siseordenandemayoramenores:a)NaCl, , , b)NaCl, , , c) ,NaCl, , d) ,NaCl, ,
(O.Q.L.Asturias2011)
Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,latemperatura de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
▪ y son sustancias que tienen enlace covalente, pero además, se trata demoléculaspolaresqueformanunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,sustemperaturasdeebulliciónsonmásaltasdeloquedeberíanser.EstatemperaturaesmuchomayorenelH Oyaquesusenlacesdehidrógenosonmásfuertes.Estoesdebidoaqueelátomodeoxígenoesmáselectronegativoymáspequeñoqueeldenitrógeno.
▪ es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,quenosonmuyintensasdebidoyaquenoesunasustanciacongranvolumenatómico,yportanto,pocopolarizable.Sutemperaturadeebullicióneslamásbajadetodas.
▪NaCl es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia de las anteriores, formaredescristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloquetieneunelevadotemperaturadeebullición,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
Elordencorrectodepuntosdeebullición(K)decrecientees:
NaCl(1738)> (373)> (239,8)> (239,1)
Larespuestacorrectaeslaa.
1.202.Paralaseriedecompuestos:bromurodemagnesio,bromurodealuminio,bromurodesilicio y bromuro de fósforo, el carácter iónico de los enlaces entre el bromo y el otroelementodisminuyesegúnlasecuencia:a) > > > b) > > > c) > > > d) > > >
(O.Q.L.Asturias2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 103
Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad(Δχ)queexisteentre loselementosque los formanessuperiora2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:
Compuesto Δχ EnlacepredominanteMgBr 2,96– 1,31=1,65 covalenteAlBr 2,96– 1,61=1,35 covalenteSiBr 2,96– 1,90=1,06 covalentePBr 2,96– 2,19=0,77 covalente
Lasecuenciacorrectaes:
> > >
Larespuestacorrectaeslaa.
1.203.UnelementoAtienedoselectronesensuúltimacapa,yotroelementoBpresentaensucapadevalencialaconfiguración3 3 .Siestoselementossecombinanentresí,laposiblefórmuladelcompuestoqueoriginanserá:a)ABb) c) d)
(O.Q.L.Murcia2011)
ElelementoAtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[X]ns porloquesetratadeunelementodelgrupo2,unmetalalcalinotérreoquetiendeacederesosdoselectronesde su capa más externa y adquirir una configuración electrónica, muy estable, de gasinerte.
ElelementoBtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquesetratadeunelementodelgrupo17.Elvalorden=3indicaqueeselcloro.Esteelementotiende a captar un electrón para conseguir llenar su capa de valencia y adquirir unaconfiguraciónelectrónica,muyestable,degasinerte.
El compuesto resultante de la unión entre ambos tiene carácter predominantementeiónicoydeacuerdocon lacondicióndeelectroneutralidad la fórmulamásprobabledelmismoes .
Larespuestacorrectaeslac.
1.204.¿Cuáldelasiguientesafirmacionesesfalsa?a)Elhierrotienepropiedadesmagnéticas.b)Lamoléculadetrifluorurodeboroesapolar.c)Elaguapresentaenlacesporpuentesdehidrógeno.d)Elneón,comotodoslosgaseselementales,presentamoléculasdiatómicas.
(O.Q.L.Murcia2011)
a)Verdadero.LaestructuraelectrónicaabreviadadelFe(Z=26)es[Ar]4s 3d ,yaquedeacuerdoconelprincipiodemáximamultiplicidaddeHundquediceque:“en losorbitalesde idéntica energía (degenerados), los electrones se encuentran lomás separadosposible,desapareadosyconlosespinesparalelos”,lecorrespondeunadistribucióndeloselectronesenlosorbitales:
4s 3d
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 104
Comosepuedeobservar,tienecuatroelectronesdesapareadosporloquesetratadeunaespecieparamagnéticacapazdeinteraccionarconuncampomagnético.
b)Verdadero.LaestructuradeLewisdel es:
De acuerdo con el modelo RPECV el BF es una sustanciacuya distribución de ligandos y pares de electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesudisposiciónygeometríaesTRIANGULAR.
Comoelflúor(=3,98)esmáselectronegativoqueelboro( = 2,04) los enlaces son polares y con esa geometría laresultante de los vectores momento dipolar es nula y lamoléculaesNOPOLAR.
c)VerdaderoElenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno es un enlace intermolecular que se formacuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunido a un átomomuy electronegativo (en este casoO) se ve atraído a la vez por un par de electronessolitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
d)Falso.Losgasesinertesnoformanningúntipodemoléculasyaquetienensucapadevalenciacompletaconochoelectrones.
Larespuestacorrectaeslad.
1.205.Conrespectoalenlacequímico,puedeafirmarse:a) La estabilidad de una molécula está directamente relacionada con su contenidoenergético.b)Unasituaciónantienlazante,lasfuerzasrepulsivasprevalecen.c)Laconfiguraciónelectrónicadegasnoblesecorrespondesiempreconochoelectronesdevalencia.d)LaredcristalinadelNaClesunejemploderedcúbicacentradaenelcuerpo.
(O.Q.L.Murcia2011)
a‐b) Verdadero. Como se observa en la siguientegráfica, la formación de una molécula implica unmínimodeenergíapotencialdelsistemaycuandolasfuerzas repulsivas superan a las de atracción seproduce un aumento en la energía potencial delsistemayconellounasituaciónantienlazante.
c) Verdadero. La configuración electrónica de un gasinerteesns np porloquetienensucapadevalenciacompletaconochoelectrones.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 105
d) falso. El NaCl forma redes cristalinas con unaestructuracúbicacentradasenlascaras.Estetipode redes se da cuando Rcation/Ranion estácomprendidoentre0,414y0,732.
El índice de coordinación es 6:6, lo que quieredecir que cada ion se rodea de seis de cargaopuesta.Losionessesitúanunoencadavérticeyentre ambos otro de carga opuesta a lo largo decadaarista.Además,secolocaunionenelcentrodecadacarayuniondecargaopuestaenelcentrodelcuboformandounoctaedro.
Esta distribución semuestra en lasiguientefigura:
Larespuestacorrectaeslad.
1.206.¿Quétipodeenlacehayqueromperparafundirelhielo?a)Enlacedehidrógenob)Enlacecovalentec)Enlaceiónicod)Ninguno,lasmoléculasnoestánenlazadas.
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Las moléculas de H O que forman el hielo se encuentran unidas mediante un enlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno.
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(eneste caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Esto motiva que el H O tenga un punto de fusiónanómalo con respecto al resto de los hidruros delgrupo16.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.207. Dadas las siguientes sustancias: flúor, fluoruro de sodio, fluoruro de hidrógeno,ordénelasdemayoramenorpuntodefusión.a)NaF>HF> b)NaF> >HFc) >HF>NaFd) >NaF>HF
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
▪NaFesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyadiferenciadelasanteriores,formaredescristalinas iónicasmuydifícilesde romper.Estas sustancias son sólidas a temperaturaambiente,porloquetienenunelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 106
▪HFesunsustanciaquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodefusiónesbajo.
▪ es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránpocointensas debido a que es una sustancia con pequeño volumen atómico y bajo pesomolecular,portantoserápocopolarizable.Porestemotivo,supuntodefusiónesmuybajo.
Lassustanciasordenadasporpuntosdefusión(K)decrecienteson:
NaF(1266)>HF(190)> (53,5)
Larespuestacorrectaeslaa.
1.208.OrdeneloscompuestosHF, , y segúnelpuntodeebullicióncreciente:a) , , ,HFb) , , ,HFc)HF, , , d) , ,HF,
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,latemperatura de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
▪HF, y son sustancias que tienen enlace covalente, pero además, se trata demoléculaspolaresqueformanunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,sustemperaturasdeebulliciónsonmásaltasdeloquedeberíanser.EstatemperaturaesmuchomayorenelH Oyaquesusenlacesdehidrógenosonmásfuertes.Estoesdebidoaqueelátomodeoxígenoesmáselectronegativoymáspequeñoqueeldenitrógeno.
Apesardequeelflúoresmáselectronegativoypequeñoqueeloxígeno,yporesocabríaesperar que los enlaces de hidrógeno fueran más intensos e hicieran cambiar más latemperaturadeebullicióndelHFqueladelH O,estaanomalíasedebeaqueunamoléculadeHFsoloformadosenlacesdehidrógeno,mientrasqueladeH Opuedeformarcuatro,talcomomuestralasiguientefigura.
▪ es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,quenosonmuyintensasdebidoyaquenoesunasustanciacongranvolumenatómico,yportanto,pocopolarizable.Sutemperaturadeebullicióneslamásbajadetodas.
Cuesti
Lass
Lare
1.209antrarespea)Brb)Crc)Cad)Cre)Ca
Lospreseestaspaso
Lostipod
Loslademayo
Losformprese
Lare
1.210especa)b)c)d)e)
Elenácido
Unacomplosqu
Deac
ionesyProble
sustanciasor
(90,7
espuestacor
9.Comparanaceno, los qectivamente,romurodeceromoyyodoarburodesiliromoybromarburodesili
ssólidosiónentancondusdosoperacdeloselect
ssólidoscovdeestadode
ssólidosmel“mardeelorserálaco
ssólidosorgmanmoléculaentanningú
espuestacor
0.Lamolécucie:
nlacecovalodeLewis.
basedeLewpartir;yunuealbergar
cuerdocons
masdelasOlim
rdenadaspo
7)< (23
rrectaeslad
ndolossiguique conduc,son:esioycarbur
icioycromomurodecesioicioyantrac
nicoscomoCuctividadelécionesseromtronesatrav
valentesretieagregación
etálicoscomlectrones”,conductividad
gánicoscomasquesepuúntipodeco
rrectaeslad
uladeamon
entecoord
wis esunaeácidodeLeparesdeele
suestructur
mpiadasdeQu
orpuntosde
39,8)<HF(
d.
entessólidosen la elect
rodesilicio
oceno
CsBr,nocoéctricacuanmpelaredcvésdelosm
icularescomn.
moCr,deacucuantomayodeléctrica.
moantracenuedenunireonductividad
d.
íacopuedef
dinadooda
especiequímewisesunaectronessol
radeLewis,
uímica.Volume
eebullición
(293)<
s:yodo,cromtricidad en
nducenlacndoselesfuncristalinayqmismos.
moSiC,noco
uerdoconlaorseaelnúm
no,presentaentresímeddeléctrica.
formarenla
ativoesaqu
micaquepoespeciequílitarios.
elamoníaco
en5.(S.Menar
(K)crecient
(373)
mo,bromuroestado sóli
orrienteeléndeodisuelquedanlibre
onducenlac
ateoríadelemerodeele
anenlacecodianteenlac
cecovalente
uelquesep
oseeparesdímicaquep
o(NH )esu
rgues&F.Latre
teson:
odecesio,caido y en di
(O.Q
éctricaeneslveenagua,eslosiones
corrienteelé
enlacemetáctroneslibr
ovalenteenesintermole
ecoordinado
(O.Q
produceentr
deelectroneoseehuecos
unabase:
e)
arburodesiisolución ac
Q.N.ElEscoria
stadosólidoyaquemedloqueperm
éctricaenn
álicomássenresdeeste“
ntresusátomeculares,pe
oconlasigu
Q.N.ElEscoria
reunabase
essolitariosselectrónic
107
licioycuosa,
l2012)
o.Sólodiantemiteel
ingún
ncilla,“mar”,
mosyerono
uiente
l2012)
eyun
sparacosen
Cuesti
quesseau
base
Lare
1.211a)Flúb)Cloc)Brd)Yoe)Br
TododiatóLondmayoestáncond
Lare
1.212setraa)Cob)Iónc)Mod)Me
Eletratatende
Eledeunceder
Secofórm
Lare
ionesyProble
sepodráununácidodeL
edeLewis
espuestacor
1.¿Cuálocuúorybromoororomoodoromoyyodo
os los elemómicas(F ,Cdon,quesonortamaño,endaryalgomdiciones.
espuestacor
2.Loselemenatadeunsólovalentenicoolecularetálico
elementoAa de un elemenciaacapt
elementoBn elementorunelectró
ombinandomulaBA Na
espuestacor
masdelasOlim
nirmedianteLewis.Suses
basede
rrectaeslac
álesdelossio
mentos propCl ,Br ,I ).nmásintenseliodo(I ),menoresen
rrectaeslac
ntosAyBculido:
tieneunacmento del gtardoselect
tieneunacodel grupo1nyformare
sátomosdea O conenl
rrectaeslab
mpiadasdeQu
eunenlacecstructurass
Lewis ác
c.
iguientesele
puestos son.Entreéstassasenelelemloquehaceelbromo(
c.
uyosnúmero
configuraciógrupo 16. Etronesyform
onfiguración1.El valordelionNa .
eA(Na)conlacepredom
b.
uímica.Volume
covalentecoson:
cidodeLew
ementosson
n halógenossexistenfuementoconmequeseenc( ),quep
osatómicos
ónelectrónicEl valor demarelionO
nelectrónicden=3 ind
nunátomominantemen
en5.(S.Menar
oordinadoc
wis base
líquidosa2
s (F, Cl, Brerzasintermmayorpolarcuentreeneorestemoti
son8y11fo
caabreviadan = 2 indic.
caabreviadadicaquees
deB(O)pateiónico.
rgues&F.Latre
conlaespec
deLewis
25°Cy1atm
(O.Q
r, I) que fomolecularesrizabilidad,eestadosólidivoeslíquid
formanelcom
a[He]2s 2ca que es el
a[Ne]3s poelsodio.T
araformaru
e)
ciepropuest
basedeL
?
Q.N.ElEscoria
orman molédedispersienestecasodoencondicdoenlasm
mpuesto
(O.Q.L.Murcia
2p porloql oxígeno.
orloqueseTiene tenden
uncompues
108
taque
Lewis
l2012)
éculasóndeoeldecionesismas
que
a2012)
queseTiene
etratanciaa
stode
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 109
1.213.Elyodoesunsólidoquepuedellegarasublimarconelsimplecalordelamano.Estehechosedebea:a)Ladebilidaddelosenlacesintermoleculares.b)Larupturadelosenlacescovalentesdelosátomos.c)Quesusátomosestánenequilibrioentreelestadosólidoyelgas.d)Lapresenciadelsudorqueejercedecatalizadorenlareacción.
(O.Q.L.Murcia2012)
Lasmoléculas de yodo, así como las del resto de los halógenos, nopresentanmomentodipolar permanente debido a que al ser ambos átomos idénticos no se forma ningúndipolo.Lasúnicas fuerzas intermolecularesposiblesentreellasson lasdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon,quesonmásintensasenlasespeciescongranvolumenatómicoyelevadopesomolecular,factoresquehacenestassustanciassean más polarizables. Estas fuerzas son tan débiles en el yodo que sublima con pocoaportedeenergía.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.214.¿CuáldelaspropuestassobreelCaOeslacorrecta?a)Esuncompuestocovalente.b)Esunasustanciaconductoraesestadosólidoylíquido.c)Lospuntosdefusiónseránaltosylosdeebulliciónseránbajos.d)Enlosnudosdelaredcristalinahabráiones y .
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
El CaO es una sustancia con enlace predominantemente iónico. Entre las característicasprincipalesdelassustanciasiónicasseencuentran:
Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.
Son malos conductores de la corriente eléctrica en estado sólido, ya que, loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntos de la red, sin embargo, conducenmuy bien la corriente eléctrica en estadolíquidoyaquealestarrotalaredcristalinalosionesestánlibresypermitenelpasodeloselectrones.
Formanredescristalinascuyosnudosseencuentranocupadosporlosiones.
Larespuestacorrectaeslad.
1.215.Ordenelassiguientessustanciasdemenoramayorpuntodefusión:a)Si,KCl, , b)Si,KCl, , c) , Si,KCld) , ,KCl,Si
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia que nopresentamomento dipolar permanente, sólo presenta enlaces intermoleculares del tipofuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodefusiónserámuybajo.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 110
esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarquepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.Supuntodefusiónserábastantemásaltoqueeldelotrocompuestoconenlacecovalente.
▪KClesuncompuestoquetieneenlaceiónicoyadiferenciadelasanteriores,formaredescristalinas iónicas muy difíciles de romper. Esta sustancia es sólida a temperaturaambiente,porloquetieneunelevadotemperaturadefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
▪SiesunmetaloidequetieneenlacecovalenteyformaunaredcristalinaatómicamásdifícilderomperquelareddelKCl.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloquetienelatemperaturadefusiónmásaltadelasporpuestas.
Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodefusióncreciente(K)son:
(90,3)< (176)<KCl(1049)<Si(1687)
Larespuestacorrectaeslad.
1.216.Enellaboratorioseestudianlaspropiedadesfísicasdeunasustancia,encontrándosequeessolubleenagua,peronoentolueno,tieneunpuntodefusiónelevadoynoconducelacorriente eléctrica en estado sólido. Señale de cuál de las siguientes sustancias puedetratarse:a)Dióxidodesiliciob)Permanganatodepotasioc)Yodod)Cobre
(O.Q.L.Asturias2012)
Siunasustanciaposeelassiguientespropiedades:
Tener elevado punto de fusión debe formar una red cristalina sólida atemperaturaambiente.SersolubleenaguaperonoentoluenodebetenerunenlacemuypolarNoconducirlaelectricidadenestadosólidodebetenerunaestructuracristalinasinelectronesdeslocalizadosolibres.
Las sustancias que poseen estas propiedades son los sólidos iónicos como elpermanganatodepotasio, .
Larespuestacorrectaeslab.
1.217.DecuatroelementosA,B,CyD,cuyosnúmerosatómicosson,respectivamente,3,9,10y11sepuedededucirque:a)Aesunhalógeno.b)BDesuncompuestoiónico.c)Cesunelementomuyactivo.d)ABesuncompuestocovalente.
(O.Q.L.LaRioja2012)
Cuesti
Eltratatende
EletrataTiene
EletrataNoti
Eltratatende
a)Fa
b)Vefórm
c)Fa
d)FaAB(L
Lare
1.218a)Elb)Enc)End)En
Lase
Deyalaygeoyaqu
Lasvolumpued
Si lfuerz
Laún(265
Lare
ionesyProble
elementoadeunelemenciaacede
elemento Badeunelemetendencia
elementoadeunelemenetendenc
elementoadeunelemenciaacede
also.Aesun
erdadero.SmulaDB(NaF
also.Cesun
also.SecomLiF)conenla
espuestacor
8.ElpuntodpesomolecunelIClexistenelIClelenlanelIClelenl
estructurasd
acuerdoconasquecorreometríaLINueambosát
s dos sustanminososysdeformaren
los pesosmzasdedispe
nicarazónq,8K)debes
espuestacor
masdelasOlim
A tiene unmentodelgrerunelectró
Btieneunamentodel gracaptarun
Ctieneunamentodelgruciaacedero
D tiene unmentodelgruerunelectró
alcalino.
SecombinanF)conenlac
gasinerteq
binanunátoacepredom
rrectaeslab
defusióndelulardelICleenenlacesdeaceescovalelaceescoval
deLewisde
nelmodelospondennúEAL.IClesomossonig
ncias careceuelectronenlacesdehid
molecularesrsióndeLon
queexpliqueserladifere
rrectaeslac
mpiadasdeQu
a configuraupo1(alcalónyformar
configuraciórupo17 (haelectrónyf
configuraciupo18(gasocaptarelec
na configuraupo1(alcalónyformar
nunátomoepredomin
quenoreacc
omodeA(Lminantement
b.
IClesmásaesalgosuperehidrógenoyentepolarylentenopola
lassustanci
RPECV ,úmerosestérPOLARyaqguales.
en del elemgatividadnodrógeno.
son similarndontambié
equeelpunnciadepol
c.
uímica.Volume
ción electrólinos).ElvaelionLi .
ónelectrónialógenos).Eformarelion
ónelectrónsesinertes).ctrones.
ación electrólino).ElvaloelionNa .
deD(Na)yantementei
ciona.
Li)yotrodeteiónico.
altoqueelderioraldelyenel nenel esaryenel
iaspropuest
y sonesricos(m+n)quesusáto
mento hidróoesmuyel
res, ICl (162énlodebese
ntodefusiólaridadexis
en5.(S.Menar
ónica abrevalorden=2
icaabreviadElvalordennF .
icaabreviadElvalorde
ónica abrevorden=3i
yotrodeB(iónico.
eB(F)forma
el (s)deb.
no.covalentenescovalent
tasson:
speciesque=4,conunmossondif
geno y losevada,pore
2,5) y Br (er.
óndelICl(30stenteentre
rgues&F.Latre
iada [He] 22indicaque
da[He]2s 2n=2 indica
da[He]2s 2n=2indica
viada [Ne] 3indicaquee
(F)formanu
anuncomp
bidoaque:
opolar.tepolar.
(
seajustanaadisposicióferentesy
átomos queestemotivo
(160,0), la i
00,3K)seamambassust
e)
2s por lo qeesellitio.
2p porloqaqueesel f
2p porloqaqueeseln
3s por lo qeselsodio.
uncompues
puestodefór
(O.Q.L.LaRioja
alafórmulaónTETRAÉD
esNOPO
e las formaningunade
intensidad d
mayorquetancias.
111
que seTiene
queseflúor.
queseneón.
que seTiene
stode
rmula
a2012)
AXE DRICAOLAR
n soneellas
de las
elBr
Cuesti
1.219a)Bab)LiFc)Bad)KB
Presefuert
La endirecprop
U=
Res
Resdel42ºy3
Tenietener
Lare
1.220coloca)b)c)d)
Alav
Respenlaclongilongilargo
Losv
ionesyProble
9.LospuntosaO,LiF,KBryF,KBr,MgOyaO,MgO,LiFBr,LiF,BaOy
entará mayte,esdecirla
nergía reticctamente prorcionalala
=‐1,39·10
spectoalas
spectoalos4ºy5ºperio3 periodo
endo en curelsiguient
KBr(1007
espuestacor
0.¿Cuálesecarlasmoléc
, ,, ,, ,, ,
vistadelasr
pectoalaloncepor loquitudeseldeitudestácomolecorrespo
valoresdela
(178
masdelasOlim
sdefusión,oyMgOyBaOyKBryMgO
or punto daquetenga
ular de unroporcionaladistanciai
Q ·Qd
A 1
cargas,son
sradiosióniodo(KBr)yy,finalment
enta lo dicheordencrec
7)<LiF(11
rrectaeslad
elordendecrculas ,
respectivas
ngituddeleueésteseráe lamoléculmprendidaondealamo
adistanciad
8)< (1
mpiadasdeQu
ordenadosde
e fusión aqmayorener
sólido iónicl al producnteriónica,e
1d∗
d
lasmismas
icos,sonmá2ºy6ºperite,menores
ho, las enerciente:
118)<BaO
d.
reciente,segy ?
estructuras
enlaceNN,selmáscorlade N OqentreladeloléculadeN
deenlaceenc
113) (11
uímica.Volume
eformacrec
quella sustanrgíareticula
co, de acuercto de lasesdecir,alt
U=Qd=A=d*
enKBryLiF
ásgrandeseiodo(BaO).senelLiFco
rgías reticul
(2196)<M
gún la longi
deLewis:
eobservaqrtode todosqueporprelenlacedobN O quetien
contradose
11)
en5.(S.Menar
ciente,delos
ncia que for.
rdo con la ecargas detamañodelo
=energıaretyQ =carg=distanciai=constante=parametr
F(+1y‐1),y
enKBryBaAcontinuaconelemento
lares y los p
MgO(3125)
tuddelenla
quelamolécs.Acontinuaesentarresobleyeltriplneenlacese
enlabibliogr
rgues&F.Latre
ssólidosindi
rme una re
expresión dlos ionesosmismos:
ticular kJ·mgasdelcationterionicadeMadeluno=34,5pm
yenBaOyM
aOyaqueinción,MgOcosdel2ºper
puntos de f
ceNN,enel
culadeN pación,el sigonanciatiene.Finalmenencillo.
rafía(pm)so
e)
icadosson:
(O.Q.L.Galicia
ed cristalina
deBorn‐Meye inversam
mol onydelaniocation+aning=1,747m
MgO(+2y‐2
ncluyeelemonelementoriodo.
fusión (K) d
lquesedeb
(O.Q.L.Galicia
presentaunguienteenlaneunenlacente,elenlace
on:
112
a2012)
a más
yer, esmente
onion
2).
mentososdel
deben
bende
a2012)
tripleaceenecuyaemás
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 113
Larespuestacorrectaeslaa.
1.221.Cuáldelassiguientespropuestasreferidasalaenergíareticularesfalsa:a)Sedefinecomo laenergíaque sedesprendecuando se formaunmolde sólido iónicoapartirdesusionesenfasegasb)MgOtieneunaenergíareticularmayorque c)Laenergíareticulardeunsólidoconionescuyascargasson+2y‐2eseldoblequeladeunsólidoconionescuyascargasson+1y‐1d)MgOtieneunaenergíareticularmayorqueLiF
(O.Q.L.Valencia2012)
a)Verdadera.Lapropuestacoincideconladefinicióndeenergíareticular.
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Qd
A 1d∗
d
U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
b)Verdadero.EnelcasodeMgOy lascargasiónicassonmayoresenelMgO(+2,‐2)mientras que en le CaCl son (+2, ‐1). Además, el MgO contiene un ion del 2º periodo(O ),mientrasqueelCaCl tieneunodel4ºperiodo(Ca )queesdemayortamaño.
c)Falso.Aunquelascargasseaneldoblesedesconoceelvalordeladistanciainteriónica,portanto,sepuedeafirmarquelaenergíareticularserámayorperononecesariamenteeldoble.
d)Verdadero.EnelcasodeMgOyLiF lascargasiónicassonmayoresenelMgO(+2,‐2)mientras que en el LiF son (+1, ‐1). Además, aunque el MgO contenga un ion del 3erperiodo (Mg ) el factor de las cargas tienemayor incidencia en el valor de la energíareticular.
Larespuestacorrectaeslac.
1.222.Lassustancias , , , , ,sehanordenadoporordencrecientedesupuntodeebullición.Elordencorrectoes:a) < < < < b) < < < = c) < < < < d) < < < < e) < < < <
(O.Q.L.Valencia2012)
Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,latemperatura de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
▪ y son sustancias que tienen enlace covalente, pero además, se trata demoléculaspolaresqueformanunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,sustemperaturasdeebulliciónsonmásaltasdeloquedeberíanser.EstatemperaturaesmuchomayorenelH OyaquepuededarmásenlacesdehidrógenoqueelCH OH.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 114
, e son sustancias que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermoleculares posibles en ellas son fuerzasdedispersióndeLondon, que sonmásintensas en el I ya que es una sustancia con gran volumen atómico, y por tanto, muypolarizable.Igualmente,elCl tienemayorvolumenyesmáspolarizablequeelCH .Delostres,lamayortemperaturadeebulliciónlecorrespondeal ylamenoral .
es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermoleculares posibles en ella son fuerzasdedispersióndeLondon, que sonmuyintensasyaqueesunasustanciacongranvolumenatómico,yportanto,muypolarizable.Estas fuerzas tienen tal magnitud que hace esta sustancia sea sólida a temperaturaambienteysupuntodeebulliciónessuperioralosdel y quetienenenlacedehidrógeno.
Elordencorrectodepuntosdeebullición(K)crecientees:
(113)> (239,1)> (338)> (373)> (457,1)
Larespuestacorrectaeslad.
1.223.Unmetalcristalizaconunaestructuracúbicacentradaenlascaras,ytieneunaceldaunidadcuyaaristamide408pm.¿Cuáleseldiámetrodelosátomos?a)144pmb)204pmc)288pmd)408pme)Ningunadelosanteriores
(O.Q.L.Valencia2012)
Según se observa en la figura, una red cúbicacentradaenlascarascontiene4átomos:
188at.(vertice)+
126at.(cara)=4atomos
Tambiénsepuedeobservar,que ladiagonaldeunacaradelcubo(D)estáintegradaporcuatroradiosatómicos.
Apartirdelaaristadelcubodsepuedeobtenerelvalordeladiagonaldelacara:
D= d +d D=d√2D=577pm
2r=577pm
2=288,5pm
Larespuestacorrectaeslac.
1.224.Cuáldelassiguientessubstanciasserásólidaatemperaturaambiente:a) b)HFc) d) e)
(O.Q.L.Valencia2012)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 115
a)Verdadero. esunasustanciaqueformaunaredcristalinaiónicaqueessólidaatemperaturaambiente.
b‐c‐e)Falso.HF, y sonsustanciasquetienenenlacecovalentepolar,peroquepresentanenlace intermoleculardehidrógeno loquemotivapresentan temperaturasde ebullición anómalas. En el casodelagua, se formanmásde estos enlacesque en lasotras sustancias por lo que esta sustancia, a diferencia de las otras, es líquida atemperaturaambiente.
d) Falso. es una sustancia que tienen enlace covalentenopolar y formamoléculasgaseosasatemperaturaambiente.
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 116
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 117
2.PROBLEMASdeENLACEQUÍMICOyPROPIEDADES
2.1.Unamuestradesconocidatienelassiguientespropiedades:‐esunsólidoquesublimaa3500°Cenelvacío‐noessolubledeformaapreciableenagua‐tampocoessolubledeformaapreciableendisolventesorgánicos‐conducelacorrienteeléctrica,perosólocuandosecolocadedeterminadamaneraentrelosbornesdeunapila,mientrasquenolaconducedeformaapreciablecuandosecolocaperpendicularmentealaorientaciónanterior‐serompeenláminasconciertafacilidad.
¿Qué clase de sustancia es? ¿Qué sustancia concreta podría ser? Explica brevemente larelaciónentrelaestructuradelasustanciaylaspropiedadesderivadas.
(Valencia1998)
Setratadesólidomolecularoreticular.Enconcretoeselgrafito,quesublimaa3500°Cyquepresentaunaestructurareticularenlaquecadaátomodecarbonoseencuentraunidoaotrostresátomosformandoplanosdehexágonos.
Los enlaces entre átomos de carbono son muyfuertes por lo que se forma una red cristalina atemperaturaambientequesóloserompe(sublima)a3915 K (según la bibliografía). Cualquier tipo dedisolventeesincapazderomperdichared.
Los enlaces entre los planos son más largos ydébiles que los existentes entre los átomos decarbono del plano lo que motiva que el grafito serompaenláminasconciertafacilidad.
Los átomos de carbono del plano presentanhibridación sp por lo que tiene electronesdeslocalizadosquepuedenmoverselibrementeenladirección del plano, es decir conduce la corrienteeléctrica, pero no lo hace en la direcciónperpendicularentreplanos.
2.2.Dadas las sustancias cloro ( ),amoníaco ( ), formaldehído ( )ycloroformo( ),contestarazonadamentealassiguientescuestiones:a)EscribelasfórmulasdeLewisparacadaunadeellas.b)¿Cuálesdeestasmoléculassonpolares?c)¿Quécompuestospresentanenlacedehidrógeno?d)¿Cuálpresentarámayorpuntodeebullición?¿Ycuálmenor?
(Valencia1998)
a)LasestructurasdeLewisdelascuatrosustanciasson,respectivamente:
b) De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el es una sustancia cuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central seajustaalafórmulaAXE alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónestetraédricaysugeometríaesLINEALalexistirúnicamentedosátomos.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 118
Al tratarse de átomos idénticos no cabe la posibilidad de formación de dipolospermanentesporloquelamoléculaesNOPOLAR.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares deelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala fórmulaAX Ea laquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y sugeometría es PIRAMIDAL ya que sólo hay tres ligandosunidosalátomocentral.
Comoelnitrógeno(=3,04)esmáselectronegativoqueelhidrógeno(=2,20)existentresdipolosdirigidoshaciaelnitrógeno,HN,yconesageometría laresultantedelosvectores momento dipolar no es nula (μ = 1,47 D) y lamoléculaesPOLAR.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares deelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala fórmula AX a la que corresponde un número estérico(m+n) = 3 por lo que su disposición y geometría esTRIANGULARPLANA.
Como el oxígeno ( = 3,44) esmás electronegativo que elcarbono ( = 2,55) y que el hidrógeno ( = 2,20) existentresdipolos,dosdirigidoshaciael carbono,H C, yotrohaciaenoxígeno,CO,yconesageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=2,33D)ylamoléculaesPOLAR.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVeles una sustancia cuya distribución de ligandos y pares deelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala fórmula AX a la que corresponde un número estérico(m+n) = 4 por lo que su disposición y geometría esTETRAÉDRICA.
Como el cloro ( = 3,14) es más electronegativo que elcarbono ( = 2,55) y que el hidrógeno ( = 2,20) existencuatrodipolos, tresdirigidoshaciael cloro,CCl, yotrohaciaelcarbono,HC,yconesageometría laresultantedelosvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=1,01D)ylamoléculaesPOLAR.
c) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Delascuatrosustanciaspropuestas,laúnicaque cumple las condiciones para formar enlace de hidrógeno es NH3 ya que tieneátomosdehidrógenounidosaunátomomuyelectronegativo(N)quesevanaveratraídosporelpardeelectronessolitariodeunodeestosátomosdeunamoléculavecina.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 119
d) Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición lecorresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
es una sustancia que presenta enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmuydébiles debido a que es una sustancia con pequeño volumen atómico y bajo pesomolecular,portantoserámuypocopolarizable.Poresto,debeserlasustanciaconmenorpuntodeebullición.
es una sustancia que presenta enlace covalente polar. Además tiene enlace dehidrógeno. Por tanto, esta sustancia será la que presente el siguientemayor punto deebullición.
y sonsustanciasquepresentanenlacecovalentepolar.Puedenpresentarfuerzas intermolecularesdipolo‐dipoloy fuerzasdedispersióndeLondon,queseránmásintensasenHCCl3debidoaquesetratasustanciamuyvoluminosayconelevadopesomolecular.Portanto,debeserlasustanciaconmayorpuntodeebullición.
Losvaloresdelospuntosdeebulliciónencontradosenlabibliografíason:
Sustancia /K 238,6 240 254 334
2.3.Contestaverdaderoofalsoalassiguientesafirmaciones,justificandolarespuesta:a)Laglucosasedisuelveenbenceno,ladisoluciónconducelacorrienteeléctrica.b)Elnaftalenosedisuelveenbenceno,ladisoluciónconducelacorrienteeléctrica.c)Laglucosasedisuelveenaguadestilada,ladisoluciónnoconducelacorrienteeléctrica.d)ElKNO3sedisuelveenbenceno,ladisoluciónconducelacorrienteeléctrica.e)Elnaftalenosedisuelveenaguadestilada,ladisoluciónconducelacorrienteeléctrica.
(Valencia1999)
a) Falso. La glucosa no se disuelve en benceno. Como el benceno es no polar, no existeposibilidaddeformacióndeenlacesintermolecularesentreambassustancias.
b) Falso. Sí que es ciertoque el naftaleno sedisuelve enbencenoyaque se tratadeunprocesoenelqueprácticamentenoseintercambiacalor(ΔH≈0),perosíqueaumentaeldesorden (ΔS > 0), por tanto, ΔG =ΔH TΔS < 0 por lo que es proceso es espontáneo.Puededecirsequesecumpleelaforismo,losemejantedisuelvealosemejante.
Ladisolución formadano conduce la corriente eléctrica yaque los electronesno tienenlibertaddemovimientoenlamisma.
c)Verdadero.Síqueesciertoquelaglucosasedisuelveenaguadestiladayaquesetratade un proceso en el que se forman enlaces intermoleculares de hidrógeno entre lasmoléculasdeglucosaylasdeagua.
Ladisolución formadano conduce la corriente eléctrica yaque los electronesno tienenlibertaddemovimientoenlamisma.
d) Falso. El KNO no se disuelve en benceno. Como el benceno es no polar, no existeposibilidaddeformacióndeenlacesintermolecularesentreambassustancias.
e) Falso. Sí que es ciertoque el naftaleno sedisuelve enbencenoyaque se tratadeunprocesoenelqueseformanenlacesintermolecularesporfuerzasdedispersióndeLondonentreambassustancias.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 120
Ladisolución formadano conduce la corriente eléctrica yaque los electronesno tienenlibertaddemovimientoenlamisma.
2.4.Delossiguientessólidos¿cuálesseránconductoresdelaelectricidad?a)NaClb) c)Fed)C(grafito)
(Valencia2001)
a)ElNaCl(s)formaunarediónicaquenoconducelacorrienteeléctricaporquetodossus electrones de valencia están localizados en enlaces iónicos. Una vez rota la red alaumentar la temperatura o al disolver la sustancia en agua, los iones quedan libres ypermiten el paso de los electrones a través de ellos, luegoNaCl (l) yNaCl (aq) sí sonespeciesconductorasdelacorrienteeléctrica.
b) El (s) formauna red covalente quenoconduce lacorrienteeléctrica porquetodossuselectronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacescovalentes.
c) El Fe (s) forma una red metálica formada por cationes rodeados de una nube deelectrones que permiten el paso de los electrones a través de ella. Por tanto, es unasustanciaconductoradelacorrienteeléctricatantoenestadosólidocomofundido.
d) ElC (grafito) forma una red covalente con una estructura en la que cada átomo decarbonoseencuentraunidoaotros tresde formaqueunode losenlacesesdoble.Estohace que existan electrones de valencia deslocalizados por lo que esta estructura síconducelacorrienteeléctrica.
2.5.Justificadentrodecadapareja,lasustanciaquepresentamayorpuntodeebullición:a) y b) y c)Etanoypropanod)Etanoyetanole)Cloroybromof)Etanolymetanolg)Clorurodehidrógenoyiodurodehidrógeno.
(Valencia2002)(Valencia2007)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
a)H O–H S
es un compuesto que presenta enlace covalente, pero se trata de una sustanciapolarqueformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.
esuncompuestoquetambiénpresentaenlacecovalenteydipolopermanente,peroadiferenciadelH Osetratadeunasustanciaquenopuedeformarunenlacedehidrógenoyaque en este caso los átomosdehidrógenono se encuentranunidos a un átomomuyelectronegativo(enestecasoS).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 121
Portanto,elpuntodeebullicióndel (373K)esmayorqueeldel (213K).
b)CO –SiO
esuncompuestoquetieneunpuntodeebulliciónmuybajo,yaquepresentaenlacecovalente y, además, al ser una sustancia no polar el único enlace intermolecular quepuededaresdeltipofuerzasdedispersióndeLondonqueesmuydébil.
es un compuesto que también presenta enlace covalente pero a diferencia delanteriorformaredescristalinascovalentes.Estassustanciassonsólidasatemperaturaambiente,porloquetienenunelevadopuntodeebullición.
Por tanto,elpuntodeebullicióndel (2503K)esmuchomayorqueeldel (216,6K).
c)Etano–propano
Amboscompuestospresentanenlacecovalenteynotienenmomentodipolarpermanentepor loque lasúnicas fuerzas intermolecularesquetienensondel tipodedispersióndeLondon.Estasfuerzasaumentanconelpesomolecularyeltamañodelasustancia.
Por tanto, elpuntodeebullicióndelpropano (231K),más voluminoso y pesado,esmayorqueeldeletano(184K).
d)Etano–etanol
(etano)presentaenlacecovalenteynotienemomentodipolarpermanenteporloquelasúnicasfuerzasintermolecularesquetienesondeltipodedispersióndeLondonquesonlasmásdébilesdetodas.
(etanol)esuncompuestoquepresentaenlacecovalente,perosetratadeunasustancia polar forma un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el másfuerte de todos los enlaces intermoleculares. El enlace de hidrógeno o por puentes dehidrógenose formacuandounátomodehidrógenoque seencuentraunidoaunátomomuy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electronessolitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de unamoléculacercana.
Portanto,elpuntodeebullición (351K)esmayorqueeldel (184K).
e)Cloro–bromo
Amboscompuestospresentanenlacecovalenteynotienenmomentodipolarpermanentepor loque lasúnicas fuerzas intermoleculares existentes sondel tipodedispersióndeLondon.Estasfuerzasaumentanconelpesomolecularyeltamañodelasustancia.
Portanto,elpuntodeebullicióndelbromo(339,1K),líquidoatemperaturaambiente,ymás voluminoso y pesado,esmayorque eldel cloro (238,6K), gas a temperaturaambienteymásligero.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 122
f)Etanol–metanol
Ambosalcoholes, y ,(etanolymetanol,respectivamente)soncompuestosque presentan enlace covalente, pero se trata de sustancias con momento dipolarpermanenteque formanunenlace intermoleculardel tipoenlacedehidrógeno, elmásfuerte de todos los enlaces intermoleculares. El enlace de hidrógeno o por puentes dehidrógenose formacuandounátomodehidrógenoque seencuentraunidoaunátomomuy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electronessolitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de unamoléculacercana.
Ademásdelenlacedehidrógeno,existenenambassustanciasfuerzasdedispersióndeLondonquesonmayoreseneletanolquetienemayorpesomolecular.Portanto,elpuntodeebullicióndel (351K)esmayorqueeldel (338K).
g)Clorurodehidrógeno–iodurodehidrógeno
HClyHI soncompuestosque tienenenlacecovalente,perocomose tratadesustanciascon momento dipolar permanente presentan fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo.Además,enambassustanciassedan fuerzas intermolecularesdedispersióndeLondon.Fuerzasqueaumentanconelpesomolecularyeltamañodelasustanciaytienenpreponderanciasobrelasfuerzasdipolo‐dipolocuandosetratadecompuestosconmasasmolaresmuydiferentes.
Por tanto,elpuntodeebullicióndelHI(239K),másvoluminosoypesado,esmayorqueeldelHCl(188K).
2.6. Indica en cada uno de los siguientes casos si son o no conductores de la corrienteeléctrica:
(l),NaCl(s),NaCl(l),NaCl(aq), (s),Fe(s), (s,nievecarbónica).(Valencia2003)
Serán conductoras de la corriente eléctrica aquellas sustancias que en estado sólido,líquido o en disolución acuosa permitan el libre movimiento de los electrones por suestructura.
(l)tieneenlacecovalenteyenlaceintermoleculardehidrógenoquenopermiteelmovimiento de los electrones por su estructura por lo que no conduce la corrienteeléctrica.
NaCl(s)formaunarediónicaquenoconducelacorrienteeléctricaporquetodossuselectronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentarla temperatura o al disolver la sustancia en agua, los iones quedan libres y permiten elpaso de los electrones a través de ellos, luego NaCl (l) y NaCl (aq) sí son especiesconductorasdelacorrienteeléctrica.
(s)formaunaredcovalentequenoconducelacorrienteeléctricaporquetodossuselectronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacescovalentes.
Fe(s)formaunaredmetálicaformadaporcationesrodeadosdeunanubedeelectronesque permiten el paso de los electrones a través de ella. Por tanto, sí es una sustanciaconductoratantoenestadosólidocomofundido.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 123
(s) tiene enlace covalente y enlace intermolecular por fuerzas de dispersión deLondonquenopermiteelmovimientodeloselectronesporsuestructurapor loquenoconducelacorrienteeléctrica.
2.7.Ordenajustificandolarespuesta, lossiguientescompuestosporvalorescrecientesdesupuntodeebullición: , ,RbF, .
(Valencia2003)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que tenga las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
es el compuesto que presentamenor punto de ebullición de todas, ya que tieneenlacecovalentey,además,alserunasustancianopolar,elúnicoenlace intermolecularquepuedepresentaresdeltipofuerzasdedispersióndeLondonqueesmuydébil.
es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia polarpuede formar un enlace intermolecular del tipodipolo‐dipolo y además forma enlacesintermolecularesdel tipo fuerzasdedispersióndeLondon. La combinacióndeambosenlaces intermoleculareshacequeestasustanciapresenteunpuntodeebulliciónmayorquelaanterior.
esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarquepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana. Por estemotivo, esta sustancia presenta un punto de ebulliciónmayor que lasanteriores.
RbF es el compuesto que presentamayor punto de ebullición de todos, ya que tieneenlaceiónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente.
Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullicióncreciente(K)son:
(216,6)< (276,7)< (338)<RbF(1681)
2.8. Teniendo en cuenta los datos recogidos en la tabla, referentes a los átomos de treselementosdesconocidosX,Y,Z.Indica:
ElementoZAX511Y1939Z3580
a)LacomposicióndelosnúcleosdeXeY.b)LasconfiguracioneselectrónicasdeXyZ.¿Dequéelementossetrata?c)DosisótoposdeY.Represéntalos.d)EltipodeenlaceylafórmulamásprobabledelaunióndeXconZ.
(Canarias2004)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 124
a)Recordandoque:
Z=nºatómico=nºdeprotones=nºdeelectrones(átomoneutro)
A=nºmásico=nºdeprotones+nºdeneutrones
Elemento Z A Protones Neutrones
X 5 11 5 6
Y 19 39 19 20
Z 35 80 35 45
b)El elemento cuyo número atómico es 11 tiene la configuración electrónica abreviada[Ne]3s1.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo1(esprecisotenerencuentaqueel subniveldnocomienzaa llenarsehastael4ºperiodo)yelvalorden=3indicaqueperteneceal3erperiodo.Setratadelsodio(Na).
El elemento cuyo número atómico es 35 tiene la configuración electrónica abreviada[Ar] . La sumade los superíndices indica que pertenece algrupo17 y elvalorden=4indicaqueperteneceal4ºperiodo.Setratadelbromo(Br).
c)LosisótoposdelelementoYdebentenerelmismonúmeroatómico19(igualnúmerodeprotones),perodiferentenúmeromásico(diferentenúmerodeneutrones).Porejemplo,dosisótoposdelelementoZserían:
Y1939 Y19
40
d)SielátomodeNacedeelelectróndelorbital3sadquiereunaconfiguraciónelectrónicamuyestabledegasinerte[He] ysetransformaenelion .
SielátomodeBrcaptaunelectróncompletaelsubnivel4pyadquiereunaconfiguraciónelectrónicamuyestabledegasinerte[Ar] ysetransformaenelion .
De acuerdo con la condición de electroneutralidad entre ambos iones forman uncompuestoiónicodefórmulaNaBr.
2.9.Algunoscompuestosalifáticosorganoclorados(comoelclorurodemetilo,tricloroetanoy tricloroetileno) seutilizan conprofusión en eldesengrasadodemetales, lavado en seco,aerosoles, pinturas, adhesivos, etc. Se calcula que cerca del 70% de estos productos seescapan hacia la troposfera, donde intervienen en numerosas reacciones radicalarias,algunasdeconsecuenciastodavíadesconocidas.Un compuesto organoclorado dió los siguientes porcentajes en su composición: 24,2% decarbono,71,7%decloroy4,1%dehidrógeno.Además,1Ldedichocompuestoenestadogaseoso,medidoa745mmHgy110°C,tieneunamasade3,1g.Deduzcalasfórmulasempíricaymoleculardedichocompuesto.b) Establecida la fórmula molecular, indique el tipo de isomería que presenta dichocompuesto.Escribaynombrelosisómerosposibles.c)Sabiendoque este compuestopresentaunmomentodipolarneto,determine la fórmuladesarrolladadelmismo.d) ¿Qué compuesto presentará un punto de ebullición más alto, el cloruro de metilo otricloroetano?Razonelarespuesta.e)EstablezcalasestructurasdeLewisdeltricloroetano.¿Quétipoderadicalesgeneraríaeltricloroetanoalirradiarloconunaenergía(h)adecuada?(Dato.CosntanteR=0,082atm·L· · )
(Sevilla2004)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 125
a) Previamente a la obtención de las fórmulas se calcula lamasamolar de la sustanciaproblema(X).Considerandocomportamientoideal:
M=3,1g 0,082atm·L·mol ·K 110+273 K
745mmHg760mmHg1atm
=99,3g·mol
Paraobtenerlasfórmulas:
24,2gC100gX
1molC12gC
99,3gX1molX
=2molCmolX
71,7gCl100gX
1molCl35,5gCl
99,3gX1molX
=2molClmolX
4,1gH100gX
1molH1gH
99,3gX1molX
=4molHmolX
formulas
simplificandoí
b) Se trata de un hidrocarburo de 2 carbonos que no presenta instauraciones, luego laúnicaisomeríaposibleesdeposicióndelosátomosdecloro.Losdosisómerosposiblesson:
1,2‐dicloroetano 1,1‐dicloroetano
c)Tantoel1,1‐dicloroetanocomoel1,2‐dicloroetanopresentanmomentodipolar,μ0.Susfórmulasdesarrolladasson:
d)Portratarsededossustanciaspolares,presentaráunpuntodeebulliciónmáselevadolasustanciaqueseamásvoluminosa(tengamayormasamolar),enellahabrámásfuerzasintermolecularestipodispersióndeLondon.
Sustancia Fórmula M(g·mol–1)
Tricloroetano 133,5
clorurodemetilo 50,5
e)LasposiblesestructurasdeLewisparaeltricloroetanoson:
En el caso del 1,1,2‐tricloroetano sepueden dar 5 posibles roturas con estosradicales:
En el caso del 1,1,1‐tricloroetano sepueden dar 3 posibles roturas con estosradicales:
H
Cl
H
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 126
H
Cl
Cl
2.10. Teniendo en cuenta los datos recogidos en la tabla, referentes a los átomos de treselementosdesconocidosX,Y,Z:
ElementoZAX1428Y1735Z2040
a)Calculaelnúmerodeprotones,electronesyneutronesdecadauno.b)Razonacuálseráelquetienemayortendenciaaformarionespositivosycuálformaionesnegativos.c)EltipodeenlacequesepuedeformarentreXyZ.¿Cuálseríalafórmuladelcompuesto?
(Canarias2005)
a)Recordandoque:
Z=nºatómico=nºdeprotones=nºdeelectrones(átomoneutro)
A=nºmásico=nºdeprotones+nºdeneutrones
Elemento Z A Protones Electrones Neutrones
X 14 28 14 14 14
Y 17 35 17 17 18
Z 20 40 20 20 20
b)ElelementoXcuyonúmeroatómicoes14tienelaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne] .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo14(esprecisotenerencuentaqueelsubniveldnocomienzaallenarsehastael4ºperiodo)yelvalorden=3indicaqueperteneceal3erperiodo.Setratadelsilicio(Si).
Al tenercuatroelectronesensucapadevalencia tiene tendenciasimilara formar ionespositivosonegativos.
ElelementoYcuyonúmeroatómicoes17tiene laconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne] .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo17(esprecisotenerencuentaqueelsubniveldnocomienzaallenarsehastael4ºperiodo)yelvalorden=3indicaqueperteneceal3erperiodo.Setratadelcloro(Cl).
Al tener siete electrones en su capa de valencia tiene tendencia a ganar un electrón yadquirirestructuraelectrónica,muyestable,degasinerte.Formaelion .
ElelementoZcuyonúmeroatómicoes20tiene laconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ar] .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo2yelvalorden=4indicaqueperteneceal4ºperiodo.Setratadelcalcio(Ca).
Al tener dos electrones en su capa de valencia tiene tendencia cederlos y adquirirestructuraelectrónica,muyestable,degasinerte.Formaelion .
c) De acuerdo con la condición de electroneutralidad entre ambos iones forman uncompuestoiónicodefórmula .
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 127
2.11. El rodio cristaliza en una red cúbica centrada en las caras (o cúbica centrada deempaquetamientocompacto).a)Describeestaestructuraeindicaelnúmerodecoordinacióndecadaátomoderodio.b)Indica,explicandolarespuesta,elnúmerodeátomosderodiodelaceldaunidad.
(Valencia2005)(Valencia2008)
a) Como se observa en la figura, una estructura cúbica centrada en las caras tiene unátomo en el centro de cada cara y un átomo en cada vértice del cubo. El número decoordinaciónonúmerodeátomosquerodeanaotroes12.
b)Laaportaciónquerealizanalaceldaunidadlosátomosdelosvérticesydelcentrodecadacaraes:
8atomos vertices8
+6atomos caras
2=4atomos
(En la pregunta propuesta en el examen del año 2008 el enunciado es elmismo con ladiferenciadequesecambiaelátomoderodioporeldeníquel).
2.12.Sedisuelveyodo(s)utilizandometanolcomodisolvente.Explica:a)Tiposdefuerzasquehayqueromperenelyodoparaquesedisuelva.b) Tipos de interacciones que hay que romper entre lasmoléculas demetanol para queinteraccioneconelyododisuelto.c)Tiposdeinteraccionesexistentesentreelyododisueltoylasmoléculasdedisolvente.
(Valencia2005)
a) (s)esunasustanciaquetieneenlacecovalenteyenlaceintermolecularporfuerzasdedispersióndeLondonpor loquesedisolveráenundisolventenopolarrompiendoestetipodefuerzas.
b) es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que además presenta unenlace intermoleculardel tipoenlacedehidrógeno, elmás fuertede todos los enlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Para que las moléculas de metanol interaccionen con las de yodo disuelto es precisoromperlosenlacesdehidrógenoqueexistenentrelasmoléculasdemetanol.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 128
c) Las moléculas de CH OH presentan dipolos permanentes por lo que frente a lasmoléculas no polares de I , inducirán en éstas un dipolo de forma que existiráninteraccionesdipolopermanente‐dipoloinducido.
2.13.Indicaencadaunodelossiguientescasossisetratadeconductoresonodelacorrienteeléctrica,justificandolarespuesta:Cu(s), (s), (l),NaF(s),NaF(l),NaF(aq),C(diamante).
(Valencia2005)(PreselecciónValencia2006)(PreselecciónValencia2012)
Serán conductoras de la corriente eléctrica aquellas sustancias que en estado sólido,líquido o en disolución acuosa permitan el libre movimiento de los electrones por suestructura.
El Cu (s) forma una red metálica formada por cationes rodeados de una nube deelectrones que permiten el paso de los electrones a través de ella. Por tanto, sí es unasustanciaconductoratantoenestadosólidocomofundido.
El (s)y (l)tienenenlacecovalenteyenlaceintermoleculardehidrógenoquenopermiteelmovimientode loselectronesporsuestructuranienestadosólidonilíquidoporloquenoconducelacorrienteeléctrica.
ElNaF(s) formaunared iónicaquenoconduce lacorrienteeléctricaporquetodossus electrones de valencia están localizados en enlaces iónicos. Una vez rota la red alaumentar la temperatura o al disolver la sustancia en agua, los iones quedan libres ypermiten el paso de los electrones a través de ellos, luego NaF (l) y NaF (aq) sí sonespeciesconductorasdelacorrienteeléctrica.
ElC(diamante) formaunaredcovalenteconunaestructuraen laquecadaátomodecarbonoseencuentraunidoaotroscuatro formandotetraedrosde formaque todossuselectronesdevalenciaestán localizadosenenlacescovalentespor loquenoconduce lacorrienteeléctrica.
(En2006sereemplazaNaFporKFCuporNi,yen2012NaFporKBr).
2.14.Justificalavariaciónenlospuntosdeebullicióndelossiguientescompuestos:(100°C) (65°C) −O− (‐24°C).
(Valencia2006)
Agua, , ymetanol, , soncompuestosconenlacecovalente,perose tratadesustancias con momento dipolar permanente que forman un enlace intermolecular deltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 129
Elqueelpuntodeebullicióndelaguaseasuperioraldelmetanolsedebeaquelamoléculadeaguaaltenerdosátomosdehidrógenounidosaunátomomuyelectronegativopuedeformarmásenlacesdehidrógenoquelademetanolquesólotieneuno.
Enelcasodeldimetiléter, ,nosecumpleesacondicióndebidoaqueelenlaceC‐Hesmuypocopolar,yaqueelátomodecarbononoesmuyelectronegativoy,portanto,noseformanenlacesdehidrógenoentrelasmoléculas,apesardelaexistenciadeunpardeelectronessolitariosobreunátomomuyelectronegativoypequeño(eloxígeno):
2.15.Responde,justificandolasrespuestas,alassiguientescuestiones:a)¿Eselaguaunasustanciapolaroapolar?b)Indicacuálesdelassiguientessustanciassonpolaresycuálesapolares: ,HCl, , .c)¿Cuálesdelassustanciasqueseindicanenelapartadob)sonsolublesenagua.d) ¿Porquéel esun líquidoencondicionesnormalesmientrasqueel esungas?(Tenerencuentalasfuerzasintermoleculares).
(Canarias2007)
Parapoderdeterminarsiunasustanciaesonopolar,esprecisodibujarsuestructuradeLewisyaplicandoelmodeloRPECVsedeterminasugeometríamolecular.Conocidaestayteniendoencuenta laselectronegatividadesde loselementosenlazadosver laexistenciadedipolosenlamoléculayelmomentodipolarresultante.
a)LaestructuradeLewisdelH Oes:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares deelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónestetraédrica.Alexistirdos pares de electrones solitarios sobre el oxígeno, lamoléculapresentaunageometríamolecularANGULARconángulos de enlace teóricos de 109,5° aunque la repulsiónqueejercenlosdosparesdeelectronessolitarioshacequeesteánguloseaalgomenor(104,5°segúnlabibliografía).
Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelhidrógeno(=2,20)existendosdipolosdirigidoshaciaeloxígenoHO.Conesageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=1,85D)ylamoléculaesPOLAR.
b)LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson,respectivamente:
Deacuerdocon lanotacióndelmodelodeRPECV,el yHCl sonmoléculasdel tipoAXE3,connúmeroestérico2,alasquecorrespondeunadistribuciónlinealdelosligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.AlexistirsólodosátomosunidospresentanunageometríamolecularLINEAL.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 130
Enelcasodel ,setratadedosátomosidénticosynocabelaexistenciadeundipolo,porlotanto,lamoléculaesNOPOLAR.
En el casodelHCl, al ser el cloromás electronegativo ( = 3,16) que el hidrógeno ( =2,20), la molécula presenta un dipolo dirigido hacia el cloro, H Cl, por lo tanto, lamoléculaesPOLAR(segúnlabibliografía,μ=1,11D).
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,elesunamoléculadeltipoAX ,connúmeroestérico(m+n)=2, a la que corresponde una distribución lineal de losligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.Alno existir pares de electrones solitarios sobre el carbono,coinciden la distribución y forma de la molécula, por lotanto esta presenta una geometríamolecularLINEAL conángulosdeenlacede180°.
Al ser el oxígenomás electronegativo ( = 3,44) que el carbono ( = 2,55), lamoléculapresentadosdipolosdirigidoshaciaeloxígeno,CO.Como losdosvectoresmomentodipolarsonigualesylageometríaeslineal,laresultantedeambosesnula,porlotanto,lamoléculaesNOPOLAR.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,elesunamoléculadeltipoAX E ,connúmeroestérico(m+n)= 4, a la que corresponde una distribución tetraédrica delos ligandos yparesde electrones solitarios alrededordelátomocentral.Alexistirdosparesdeelectronessolitariossobre el oxígeno, la molécula presenta una geometríamolecular ANGULAR con ángulos de enlace teóricos de109,5° aunque la repulsión que ejercen los dos pares deelectronessolitarioshacequeesteánguloseamenor(93,3°segúnlabibliografía).
Al ser el azufremáselectronegativo ( =2,58)queel hidrógeno ( =2,20), lamoléculapresenta dos dipolos dirigidos hacia el azufre, H S. Como los dos vectoresmomentodipolar son iguales y la geometría es angular, la resultante de ambosno es nula, por lotanto,lamoléculaesPOLAR(segúnlabibliografía,μ=0,98D).
c) De las sustancias propuestas en el apartado anterior, sólo serán solubles en aguaaquellas que sean polares, ya que el agua es un disolvente muy polar. Por tanto, sedisolverán en agua HCl y H S formado respectivamente, los ácidos clorhídrico ysulfhídrico.EstasolubilidadsedebealaformacióndefuerzasintermolecularesdevanderWaalstipodipolo‐dipoloentre lasmoléculasde lassustanciaspropuestasy lasdeagua.Laintensidaddeestasfuerzasaumentaconlapolaridaddelassustancias.
d) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Teniendo en cuenta su posición dentro del grupo 16 delsistemaperiódico,Oesmáspequeñoyelectronegativo(r=73pmyχ=3,44)queS(r=104pmyχ=2,58).EstehechodeterminaqueelH OpuedaformarenlacesporpuentedehidrógenomientrasqueenelcasodeH Sesonoesposible.EstodeterminaqueelH Oquedeenestadolíquido.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 131
2.16.Elclorometano( ),elmetano( )yelácidoacético( )formansólidosmoleculares.a)¿Quétipodefuerzasmantienenjuntasaestasmoléculasenelsólidomolecular?b)Ordénalasenordencrecientedesupuntodefusión.
(PreselecciónValencia2007)
a)Setratadetrescompuestosquepresentancovalente.
Metano ( ) esuna sustanciaquenopresentamomentodipolarpermanentepor loquelasfuerzasintermolecularesquetienesondeltipodedispersióndeLondon.Estomotivaquedelastressustanciasdadassealaquelecorrespondamenorpuntodefusión.
Clorometano( ) esunasustanciaquesípresentamomentodipolarpermanenteporloquetienefuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipoloademásdelasdeltipodedispersióndeLondon.Estomotivaquetengaunatemperaturadefusiónsuperioraladelhidrocarburoconigualnúmerodecarbonos(CH ).
Ácido acético ( ) es una sustancia que sí presenta momento dipolarpermanente. Tiene fuerzas intermoleculares del tipo enlace de hidrógeno ya quecumple la condición para este tipo de enlace: tener un átomo de hidrógeno que seencuentreunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Como estas fuerzas intermoleculares son las más fuertes de las tres citadas, el ácidoacéticoesdelastressustanciaslaquetienemayortemperaturadefusión.
b)Elordencrecientedepuntosdefusión(K)es:
(90,7)< (176)< (290)
2.17.Justificadentrodecadapareja,lasustanciaquepresentamayorpuntodefusión:a)NaClyKClb)NaClyNaBrc)CaOyNaCl.
(Valencia2007)
Elpuntodefusióndeunsólidoiónicoaumentaalhacerlosuenergíareticular,U,queeslaenergíaquesedesprendecuandose formaunmoldesustanciacristalinaapartirde losionesenestadogaseoso.Portanto,pararomperlaredydejarlibreslosioneshabráquecomunicarunaenergíaigual.
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión deBorn‐Meyer, esdirectamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10Q ·Q
dA 1
d∗
d
U=energıareticular kJ·mol 1 Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 132
a)NaCl–KCl
Respectoalascargas,sonlasmismasenambassustancias,Na+yK+(+1)yCl(‐1),porloque este factor no influye a la hora de discutir que sustancia posee mayor energíareticular.
Respecto a los radios iónicos, sonmenores en el NaCl que en el KCl, ya que el sodio,elementodel2°periodo, tienemenoscapaselectrónicasqueelpotasio,elementodel3erperiodo.
Laenergíareticulary,portanto,elpuntodefusión,debesermayorenelNaClqueenelKCl,yaqueeslasustanciaqueposeemenortamañodelasdos.
Losvaloresdeladistanciainteriónica,energíareticularypuntodefusiónencontradosenlabibliografíason:
Sustancia d/pm ‐U/kJ· /KNaCl 282 769 1074KCl 318 701 1044
b)NaCl–NaBr
Respectoalascargas,sonlasmismasenambassustancias,Na+(+1)yClyBr(‐1),porlo que este factor no influye a la hora de discutir que sustancia posee mayor energíareticular.
Respectoa los radios iónicos, sonmenoresenelNaClqueenelNaBr, yaqueel cloro,elementodel3erperiodo, tienemenoscapaselectrónicasqueelbromo,elementodel4ºperiodo.
Laenergíareticulary,portanto,elpuntodefusión,debesermayorenelNaClqueenelNaBr,yaqueeslasustanciaqueposeemenortamañodelasdos.
Losvaloresdeladistanciainteriónica,energíareticularypuntodefusiónencontradosenlabibliografíason:
Sustancia d/pm ‐U/kJ· /KNaCl 282 769 1074NaBr 297 732 1020
c)CaO–NaCl
Respectoalascargas,sonmayoresenelCaO(+2y‐2)queenelNaCl(+1y‐1).
Respecto a los radios iónicos, deben ser algo menores en el CaO ya que incluye unelemento del 2º periodo (O),muy pequeño, y otro del 4º periodo (Ca),mientras que elNaClestáformadopordoselementosdel3erperiodo(NayCl).
Laenergíareticulary,portanto,elpuntodefusión,debesermuchomayorenelCaOqueenelNaCl,yaquees lasustanciaqueposeemayorcargade lasdosyademás tienemenortamaño.
Losvaloresdeladistanciainteriónica,energíareticularypuntodefusiónencontradosenlabibliografíason:
Sustancia d/pm ‐U/kJ· /KCaO 240 3401 3262NaCl 282 790 1074
Cuesti
2.18.
Elpademtodosformelectpertecerca
Lafoexpli
Elbdipoltipomolé
2.19.ordén
Setrquet
ElCfuerzdeLopunt
Elfuerzparamuysolitamolé
Comometa
Elfuerzsonmesteenlac
ionesyProble
Explicapor
propanol,máspresentaslosenlace
ma cuandoronegativoeneciente aana.
ormacióndecalasolubil
butano,lar permanededisperséculasdeagu
Explica elnalasdeme
(s)yCO(
atadetrestieneenlace
CO(s)esunzasintermoondon.Estoodeebullici
(s)zas intermestetipodeelectronegaario perteneéculacercan
o estas fueranoltieneun
(s)esuzasintermomás intensavalor esmucecovalente
masdelasOlim
r quéelprop
aunenlacesintermoleun átomo(enestecasun átomo
eenlacesdelidaddelpro
ente por losióndeLonuaquepore
tipo de inteenoramayo(s).
compuestosiónico.Los
nasustanciaolecularesomotivaquión.
) es una susmoleculareseenlace:tenativo (en eseciente a ua.
rzas intermnpuntodee
unasustanciolecularesas cuantomuy elevadoesealaquet
mpiadasdeQu
anolesmás
,esunaintermolecculares.Elede hidrógesoO)sevemuy electro
ehidrógenopanolenag
,presentque las únndon y noelcontrario
eracciones aorpuntode
sconúnicotresconenl
quesípresdeltipodiedelastres
stancia quedel tipo e
nerunátomste caso O)n átomo m
molecularesebulliciónsu
iaquenoprquetieneso
mayor es el ten estamotienemayor
uímica.Volume
solubleena
asustanciaqculardeltipenlacedehieno que seatraídoa laonegativo y
noentre lasgua.
taenlaceconicas fuerzaexiste la posonmuypo
atractivas quebullición, j
átomodeclacecovalen
entamomenipolo‐dipolossustancias
e sí presentenlace de hmodehidróg se ve atra
muy electron
son más fuuperioralde
resentamomondeltipodtamañoy eolécula, estorpuntodee
en5.(S.Menar
aguaqueelb
quetienecooenlacedeidrógenoope encuentraavezporuny pequeño (
moléculasd
ovalentemoas intermolosibilidad dolares.
ue existen eustificando
carbonoquenteson:
ntodipolaroademásddadasseal
a momentohidrógeno ygenoqueseaído a la venegativo y p
uertes que lelCO.
mentodipoladedispersiól pesomoleomotiva qubullición.
rgues&F.Latre
butano.
ovalentemohidrógeno,porpuentesa unido anpardeele(N, O o F) d
depropanol
lecularynoleculares qe que inter
n las siguielarespuesta
(Presele
epresentan
permanenteelasdeltiplaquelecor
dipolar peya que cumencuentreuz por un ppequeño (N
las fuerzas
arpermanenóndeLondecularde lae de las tre
e)
(Canarias
lecular,perelmásfuersdehidrógeun átomoectronessolde una mol
lconlasde
o tienemomque tiene soraccionen co
entes sustana:KI(s),
ecciónValencia
covalentey
eporloquepodedisperrespondam
ermanente.mple la condunidoaunápar de electN, O o F) de
dipolo‐dipo
nteporloqdon.Estasfusustancia.es sustancia
133
s2008)
oquertedeenosemuy
litariolécula
eagua
mentoon delon las
cias y(s),
a2008)
yotro
tienersiónmenor
Tienediciónátomoronese una
olo, el
uelasuerzasComoas con
Cuesti
ElKseatrestadlos epunt
Elor
2.20.respua)b)
a)CH
permfuerthidrómuysolitamolé
perminterelectinter
AdemLondde himayo
Losv
b)CH
dipol
CHdipol
AdemLondelpu
ionesyProble
KI(s)esunaraenmediandosólidoatenlaces interodeebullici
dencrecien
CO(82)<
Predice enuesta:
(meta(a
H OH–CH S
es umanente quete de todosógenose forelectronegaario perteneéculacercan
es umanente perrmolecular dronegativormolecularq
más de los edonquesonidrógeno esorenel
valoresdelo
H COCH –C
eslarpermane
CH CH CHlarpermane
más de los edonquesonuntodeebu
masdelasOlim
asustanciaqnteintensastemperaturarmoleculareión.
tedepunto
(33
n cada caso
anol)yacetona)y
SH
una sustance forma unlos enlacesrmacuandoativo (en eseciente a ua.
una sustancro que a ddel tipo enly de may
quepresenta
enlaces citanmayoreses el quemá
.
ospuntosde
CH CH CH
s una sustaentequefor
H esunasuentequefor
enlaces citanmayoresenullicióndel
mpiadasdeQu
queformausfuerzaselaambiente.es, de las to
sdeebullici
38)< (
o la sustanc
(metilmer
cia que prenlace intes intermolecounátomoste caso O)n átomo m
cia que prdiferencia dace de hidryor tamañoaesdipolo‐
ados, existenenelCH SHás contribuy
eebullicióne
SustanciaCH SHCH OH
CH
ancia que prmaunenlac
ustanciaqumaunenlac
ados, existennelCH COC
uímica.Volume
unaredcrisectrostáticComoesteodas sustan
ión(K)es:
(350)<KI(
cia con may
rcaptano).(metilp
resenta enlermolecularculares. Eldehidróge se ve atra
muy electron
resenta enle la anterirógeno debio que el á‐dipolo.
n en ambasHquetienemye al punto
encontrado
/K279338
resenta enlceintermole
epresentaeceintermole
n en ambasCH quetienesmayorq
en5.(S.Menar
talinaiónicasquehacetipodeenlancias propue
(1630)
yor punto d
propano).
lace covaledel tipoenenlace de hnoque seeaído a la venegativo y p
ace covaleor, no es cdo a que eltomo de o
s sustanciasmayorpesode ebullici
senlabiblio
μ/D1,531,69
ace covaleneculardeltip
enlacecovaeculardeltip
s sustanciasnemayorpequeeldel
rgues&F.Latre
caenlaqueequeestasuaceesmuchestas es la q
de ebullición
nte con mnlacedehidhidrógeno oencuentrauz por un ppequeño (N
nte con mcapaz de fol átomo deoxígeno. El
fuerzasdemolecularón por lo q
ografíason:
nte con unpodipolo‐d
lenteconunpodipolo‐d
fuerzasdeesomolecula
e)
losionesKustanciaprehomásfuertque tiene m
n, justifican
(Valencia
momento didrógeno, eo por puentunidoaunápar de electN, O o F) de
momento diormar un eazufre esmtipo de e
edispersióaunqueeleque este val
fuerte momdipolo.
ndébilmomdipolo.
edispersióar.Portodo
.
134
eI esentetequemayor
ndo la
a2008)
ipolarlmástes deátomoronese una
ipolarenlacemenosenlace
óndeenlacelor es
mento
mento
óndeoesto,
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 135
Losvaloresdelospuntosdeebulliciónencontradosenlabibliografíason:
Sustancia /K μ/DCH COCH 330 2,88
CH3CH(CH3)CH3 261 0,44
2.21. Explica, justificando la respuesta, si los siguientes compuestos pueden formar o noenlacedehidrógeno:a) b) c) d) e) f)
(PreselecciónValencia2009)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Las estructuras de Lewis de las sustancias propuestas permiten ver si cumplen lacondiciónnecesariaparaformarenlacedehidrógeno.
a‐f) y sí formanenlacedehidrógeno ya que presentan un átomo dehidrógenounidoaunátomodeoxígeno,queesunelementomuyelectronegativo.
b‐e) y noformanenlacedehidrógenoyaquenopresentanunátomodehidrógenounidoaunátomodeoxígeno,queesunelementomuyelectronegativo.
c) sí formaenlacedehidrógeno yaquepresentaunátomodehidrógenounidoaunátomodenitrógeno,queesunelementomuyelectronegativo.
d) noformaenlacedehidrógenoyaquepresentaunátomodehidrógenounidoaunátomoazufre,peroestenoesunelementomuyelectronegativo.
2.22.Sedisuelveyodo(s)utilizandometanolcomodisolvente.Explica:a)Eltipodefuerzasquehayqueromperenelyodoparaquesedisuelvaenmetanol.b)Eltipodeinteraccionesexistentesentrelasmoléculasdemetanol.c)Eltipodeinteraccionesexistentesentreelyododisueltoylasmoléculasdedisolvente.
(Valencia2009)
a) (s)esunasustanciaquetieneenlacecovalenteyenlaceintermolecularporfuerzasdedispersióndeLondonpor loquesedisolveráenundisolventenopolarrompiendoestetipodefuerzas.
b) es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que además presenta unenlace intermoleculardel tipoenlacedehidrógeno, elmás fuertede todos los enlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Cuesti
c) Lamoléinter
2.23.
a)Deb) ¿Qalgúnc) Sicompd)¿C
a)Recone
Lafó
b) Sedeter
c)Sisusta
d) Elunirs
El enhidróatraíelect
ionesyProble
as moléculaéculas no praccionesd
ElanálisiseC=52,17%
eterminarlaQuédatononmétodoqui la fórmulapuestoynómCuáldeellas
elacionandoelrestodelo
52,17gC
13,04gH1
34,79gO1
rmulaempí
eríanecesarrminaciónd
lafórmulaanciaserían
l compuestoseentresím
nlace de hiógenoquesdo a la veronegativoy
masdelasOlim
as de CH Opolares dedipoloperm
elementalde%;H=13,04%afórmulaemsharía faltauepermitasua empíricambralos.tendríaelm
oelnúmerooselemento
1molC12gC
=4,
1molH1gH
=1
1molO16gO
=2,
íricaosenci
rio conocerdelamisma,
moleculard:
Etano
Meto
o conmayormedianteenla
idrógeno oeencuentraz por un pypequeño(
mpiadasdeQu
OH presentaI , inducir
manente‐dip
eunadeterm%;O=34,79mpíricadedicaparapodeudeterminacoincide con
mayorpunto
demolesdsseobtiene
,348molC
3,04molH
,174molO
llaqueseob
lamasamseríamedir
deestasust
oloalcohol
oximetanoo
r punto de eacesdehidró
por puenteaunidoaunpar de elec(N,OoF)de
uímica.Volume
an dipolosrán en éstapoloinduci
minadasusta9%.Sepide:chocompueer establececión.n la molecu
deebullición
delelementoelafórmula
btienees
molar de la srladensida
tanciaesC H
letílico
odimetilét
ebullición esógeno.
es de hidrónátomomuctrones solieunamolécu
en5.(S.Menar
permanentas un dipoido.
anciaorgáni
esto.r la fórmula
ular indica
n?
oqueestépempíricao
4,348mo2,174mo
13,04mo2,174mo
.
sustanciapraddelasus
H O,dospo
er
s aquel cuya
ógeno se foyelectronegitario perteulacercana.
rgues&F.Latre
es por lo qlo de form
cadaelsigu
amolecular
las posibles
presenteensencilla:
olColO
=2molmol
lHolO
=6molmol
roblema.Unstanciaenf
osiblesestru
asmolécula
orma cuandgativo(eneeneciente a
e)
que frentema que exis
uienteresult
r?Podrías in
s estructura
(Canarias
nmenorcan
CO
HO
nmétodopafasevapor.
ucturaspara
as son capac
do un átomestecasoO)un átomo
136
a lasstirán
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s2009)
ntidad
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mo desevemuy
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 137
2.24.Explica,justificandolarespuesta,silasmoléculasdelossiguientescompuestospuedenformarconotrasdelmismocompuestoenlacedehidrógeno:a) b) c) d) e)
(PreselecciónValencia2010)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Las estructuras de Lewis de las sustancias propuestas permiten ver si cumplen lacondiciónnecesariaparaformarenlacedehidrógeno.
a‐d) y no forman enlace dehidrógeno ya que presentan un átomo dehidrógeno unido a un átomo de fósforo y deazufre, respectivamente, pero estos no sonelementosmuyelectronegativo.
c) sí formaenlacedehidrógeno yaquepresentaunátomodehidrógenounidoaunátomodenitrógeno,queesunelementomuyelectronegativo.
b‐e) y noformanenlacedehidrógeno ya que no presentan un átomo dehidrógenounidoaunátomodeoxígeno,queesunelementomuyelectronegativo.
2.25.Ordena,justificandolarespuesta,lassiguientessustanciasdemenoramayorpuntodefusión: ,NaBr, , .
(PreselecciónValencia2010)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesquepuedepresentarsonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránpocointensasdebidoaqueesunasustanciaconpequeñovolumenatómico,portantoserápocopolarizable.Tieneunpuntodefusiónmuybajo.
NaBr es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia del resto, forma redescristalinas iónicas muy difíciles de romper. Esta sustancia es sólida a temperaturaambiente,porloquetieneunelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
esunasustanciaquetieneenlacecovalenteconmomentodipolarpermanenteporlo que puede presentar fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo y fuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto,supuntodefusiónesbajo.
esun sustanciaque tieneenlace covalente conmomentodipolarpermanente,quepuedepresentarenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodefusióntambiénesbajo.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 138
Lassustanciaspropuestasordenadasporpuntosdefusión(K)crecienteson:
(90,7)< (175)< (191)<NaBr(1020)
Ante la pequeña diferencia entre las temperaturas de fusión de CH OH y H S resultaproblemáticoordenarambassustancias.
2.26.Ordenalossiguientescompuestossegúnelordencrecientedesuspuntosdeebullición:KF,HF,COyNe.
(Canarias2010)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que tenga las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
Ne es un elementoquepresenta elmenorpuntode ebulliciónde todas las sustanciaspropuestas, ya que por ser un gas inerte no forma moléculas, y el único enlaceintermolecularquepuedepresentaresdeltipofuerzasdedispersióndeLondonqueesmuydébil.
CO es el compuesto que presenta menor punto de ebullición de todas las sustanciaspropuestas,yaquetieneenlacecovalentey,además,alserunasustanciapolar,presentaenlace intermolecular del tipodipolo‐dipolo que es algomás fuerte que las fuerzas dedispersióndeLondon.
HFesuncompuestoquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarquepuede formarun enlace intermolecular del tipoenlacedehidrógeno, elmás fuerte detodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoF)seveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana. Por estemotivo, esta sustancia presenta un punto de ebulliciónmayor que lasanteriores.
KF es el compuesto que presenta mayor punto de ebullición de todos, ya que tieneenlaceiónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente.
Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullición(K)crecienteson:
Ne(27)<CO(83)<HF(293)<KF(1783)
2.27.Responderdeformarazonadaalassiguientescuestiones:a)¿Porquéelpuntodeebullicióndel esmayorqueeldel ?b)¿Porquéel esgasatemperaturaambiente?c)¿PorquéelHFtieneunpuntodeebullición200°Cmásaltoqueel ?d)¿Porquéel yel tienenunpuntodeebulliciónanormalmenteelevadosise lescomparaconlosotroshidrurosdelosgruposVAyVIA?e)¿PorquéelCOtieneunpuntodeebulliciónmásaltoqueel apesardetenerlamismamasamolecular?
(Canarias2011)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que tenga las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 139
CO es el compuesto que presenta menor punto de ebullición de todas las sustanciaspropuestas,yaquetieneenlacecovalentey,además,alserunasustanciapolar,presentaenlace intermolecular del tipodipolo‐dipolo que es algomás fuerte que las fuerzas dedispersióndeLondon.
a) e son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmásintensasenelI debidoaqueesunasustanciacongranvolumenatómicoyelevadopesomolecular,portantoserámuypolarizable.
b) es una sustancia que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránpocointensas debido a que es una sustancia con pequeño volumen atómico y bajo pesomolecular, por tanto será poco polarizable y por ello a temperatura ambiente en laformacióndeesteenlacenosedesprende lasuficienteenergíacomoparaquecambieelestadodeagregacióndelasustancia.
c) y HF son sustancias que tienen enlace covalente. En el F las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondonquesonbastantedébiles.ElHFpresentaenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno.Esteenlaceseforma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativoseveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Esteenlaceesmucho más fuerte que las fuerzas de dispersión de London y es el responsable de laanomalíaenlastemperaturasdeebullición.
d) y sonsustanciasquetienenenlacecovalentepolar.Ambaspresentanfuerzasintermolecularesdeltipoenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno.Esteenlacese forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativoseveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
El resto de los elementos de los grupos citados son pocoelectronegativos y/omuy voluminosos lo que impide quepresenten este tipo de enlace. Esto determina que suspuntos de ebullición no sean tan anormalmente elevadoscomolosdelamoniacoyelagua.
e) CO es una sustancia que presenta enlace covalente polar. Sus moléculas se unenmediantefuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.
es una sustancia que presenta enlace covalente no polar.Las únicas fuerzasintermolecularesposiblessondeltipofuerzasdedispersióndeLondon.
Lasfuerzasdipolo‐dipolosonmásfuertesquelasdedispersióndeLondon,porestemotivoelpuntodeebullicióndelCOesmayorqueeldelN .
2.28.¿Quécompuestospresentanenlacedehidrógeno?Justificalarespuesta.a) b) c)NaHd) e)HI f)
(PreselecciónValencia2011)
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 140
Las estructuras de Lewis de las sustancias propuestas permiten ver si cumplen lacondiciónnecesariaparaformarenlacedehidrógeno.
a) noformaenlacedehidrógenoyaquenopresentaunátomodehidrógenounidoaunátomodeoxígeno.
b‐f) y síformanenlacedehidrógeno yaquepresentanunátomodehidrógeno unido a un átomo de oxígeno y de nitrógeno, respectivamente, que sonelementosmuyelectronegativos.
c)NaH tiene enlace predominantemente iónico y por ello formaredescristalinasymoléculasaisladas.
d‐e) yHInoformanenlacedehidrógenoyaquepresentanunátomodehidrógenounidoaun átomo fósforo y de yodo, respectivamente,pero estos no son elementos muyelectronegativos.
2.29.SitúaloselementosN,O,FySenelsistemaperiódico.a)Indicaelnúmeroatómicodecadaelemento.b)Escribelaconfiguraciónelectrónicadecadaelementoensuestadofundamental.c)Escribelasconfiguracioneselectrónicasdelosaniones: , , , .d)Ordenalosionesanterioresporsutamañodecreciente.e)Escribelafórmuladelamoléculaquecadaelementoformaconelhidrógeno.f)Discutecomparativamentelageometríadelasmoléculasanteriores.g)Ordenalasmoléculasanterioresporsupuntodeebullicióncreciente.
(Valencia2011)
a‐b‐c) El elemento de símbolo N es el nitrógeno cuya configuración electrónica es .
Lasumadelossuperíndicesindicaquesunúmeroatómicoes7.
Elvalorden=2indicaqueesunelementodel2ºperiodoylasumadelossuperíndicesdelacapadevalenciaindicaquepertenecealgrupo15(enesteperiodonoaparecenaúnlos10electronescorrespondientesalsubniveld).
La configuración electrónica del ion es ya que gana tres electrones ycompletaelorbital2p.
ElelementodesímboloOeseloxígenocuyaconfiguraciónelectrónicaes .
Lasumadelossuperíndicesindicaquesunúmeroatómicoes8.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 141
Elvalorden=2indicaqueesunelementodel2ºperiodoylasumadelossuperíndicesdelacapadevalenciaindicaquepertenecealgrupo16(enesteperiodonoaparecenaúnlos10electronescorrespondientesalsubniveld).
La configuración electrónica del ion es ya que gana tres electrones ycompletaelorbital2p.
ElelementodesímboloFeselflúorcuyaconfiguraciónelectrónicaes .
Lasumadelossuperíndicesindicaquesunúmeroatómicoes9.
Elvalorden=2indicaqueesunelementodel2ºperiodoylasumadelossuperíndicesdelacapadevalenciaindicaquepertenecealgrupo17(enesteperiodonoaparecenaúnlos10electronescorrespondientesalsubniveld).
La configuración electrónica del ion es ya que gana tres electrones ycompletaelorbital2p.
ElelementodesímboloSeselazufrecuyaconfiguraciónelectrónicaes[Ne] .
Lasumadelossuperíndicesindicaquesunúmeroatómicoes16.
Elvalorden=3indicaqueesunelementodel3erperiodoylasumadelossuperíndicesdelacapadevalenciaindicaquepertenecealgrupo16(enesteperiodonoaparecenaúnlos10electronescorrespondientesalsubniveld).
La configuración electrónica del ion es [Ne] ya que gana tres electrones ycompletaelorbital3p.
d)ElmayorradiolecorrespondealionS yaqueelazufretieneunacapamásquelostresrestantes.Estosasuveztienenlamismaestructuraelectrónica,setratadeespeciesisoelectrónicas,yenellas,laqueposeemayorZ(mayorZ )atraemásconmásfuerzaaloselectronesdevalencia,portantoeslaquetienemenortamaño.
Lostamaños(pm)crecientesdelosionesson:
(136)< (140)< (171)< (184)
e)Lasfórmulasdeloscompuestosbinariosconhidrógenoson: ; ;HFy .
f)LasestructurasdeLewisdelasespeciesanterioresson:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVelesunasustanciacuyadistribuciónde ligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX Ealaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y sugeometríaesPIRAMIDALconángulosdeenlaceinferioresa 109,5° debido a la repulsión que ejerce el par deelectronessolitariosituadosobreelátomodenitrógeno.
De acuerdo con la notacióndelmodelo deRPECV el y son sustancias cuyadistribuciónde ligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E alasquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesu disposición es tetraédrica y su geometría es ANGULAR con ángulos de enlace
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 142
inferiores a 109,5° debido a la repulsión que ejercen los dos pares de electronessolitariossituadosobreelátomodecentral.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVelHF esunasustancia cuya distribución de ligandos y pares de electronessolitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmulaAXE3alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónestetraédricaysugeometríaesLINEAL.
g) Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que tenga las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
HF, y sonsustanciasquetienenenlacecovalente.Además las trespresentanenlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno. Este enlace se forma cuando unátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño (N, O o F) de unamolécula cercana. Este enlace esmás fuerte en el agua queformacuatroenlacesdeestetipo,mientrasqueenelHFformasolodosdandolugaraunaestructura cerrada. El enlace de hidrógeno es el responsable de la anomalía en lastemperaturasdeebullición.
Enelcasode elátomodehidrógenoseencuentraunidoalazufre,unelementoqueno es muy electronegativo. Esto determina que su punto de ebullición no sea tananormalmenteelevadocomolosdelasotrassustancias.
Lassustanciasordenadasportemperaturasdeebullición(K)crecientesson:
(212)< (240)<HF(293)< (373)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 143
2.30.Ordenarlassiguientessustancias:Kr, , y ,segúnsuspuntosdeebullicióncrecientesindicandolasfuerzasintermolecularesqueactúan.
(Canarias2012)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzasintermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición lecorresponderáalasustanciaquetengalasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
yKr son sustancias que presentan enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesquepresentan ambos sondel tipo fuerzasdedispersióndeLondon.Estassonmás intensasenelkriptónque,porserdemayor tamañoqueelnitrógeno,esmáspolarizable.Porestemotivo,latemperaturadeebullicióndelprimeroesmayor.
(clorometano)esunasustanciaquesípresentamomentodipolarpermanenteporloquetienefuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipoloademásdelasdeltipodedispersióndeLondon.Estomotivaquetengaunatemperaturadeebulliciónsuperioraladelosanteriores.
es una sustancia que tiene enlace covalente polar. Presenta fuerzasintermolecularesdeltipoenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno.Esteenlacese forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativoseveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuy electronegativo ypequeño (N,Oo F)deunamolécula cercana. Es el enlaceintermolecularmásfuertedetodos.
Portanto,lassustanciasordenadasporpuntodeebullición(K)crecienteson:
Kr(119,8)< (77,4)< (249)< (373)
2.31.Ordena,justificandolarespuesta,lassiguientessustanciasdemenoramayorpuntodefusión: ,Ti, , .
(PreselecciónValencia2012)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.
es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesquepuedepresentarsonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránpocointensasdebidoaqueesunasustanciaconpequeñovolumenatómico,portantoserápocopolarizable.Tieneunpuntodefusiónmuybajo.
Ti es una sustancia que tiene enlace metálico y a diferencia del resto, forma redescristalinasmetálicas muy difíciles de romper. Esta sustancia es sólida a temperaturaambiente,porloquetieneunelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.
es una sustancia que tiene enlace covalente conmomento dipolar permanentepor lo que puede presentar fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo y fuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto,elpuntodefusiónesbajoperosuperioraldel .
es una sustancia que tiene enlace covalente con momento dipolarpermanente,quepuedepresentarenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermolecularesquelepermiteformarundímeroestable.Por estemotivo, supuntode fusión también esbajopero superior alde losotroscompuestoscovalentes.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 144
Lassustanciaspropuestasordenadasporpuntosdefusión(K)crecienteson:
(90,7)< (210)< (290)<Ti(1933)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 145
3.CUESTIONESdeQUÍMICAORGÁNICA
3.1.Cuandosehabladeunamezclaracémicaserefierea:a)Unamezcladeisótopos,tantonaturalescomoartificiales.b)Unamezcla,enigualescantidades,deisómerosópticos.c)Unamezclaequimoleculardeunácidoyunabase.d)Unamezcladedossustanciasinmiscibles.
(O.Q.L.Murcia1996)
Unamezclaracémicasedefinecomounamezcladeisómerosópticosencantidadesiguales.Comocadaunodelosestereoisómerosdesvíalaluzpolarizadaundeterminadoángulo,unohacialaderechayelotrohacialaizquierda,noexistiríadesviacióndelaluzyaqueelefectoproducidoporcadaunoanularíaeldelotro.
Larespuestacorrectaeslab.
3.2.Elgrupofuncionalnitriloes:a)− b)− c)−NH−d)Ningunodelosanteriores.
(O.Q.L.Murcia1996)
Loscianurosonitrilossecaracterizanporquetienenelgrupofuncional−C≡N.
Larespuestacorrectaeslad.
3.3.¿Cuáldelossiguientescompuestosesisómerodel − −COOH?a) −CO− b) − −CHOc) =CH−COOHd) − −
(O.Q.L.Murcia1996)
El compuesto propuesto es el ácido propanoico y como todos los ácidos carboxílicospresentaunainsaturación(C=O).
Detodosloscompuestosdadoselúnicoquetieneunainsaturaciónes lahidroxiacetona,−CO− , una cetona que también tiene presenta una insaturación en el grupo
carbonilo(C=O).
Ambos compuestos son isómeros ya que tienen la misma fórmula molecular, C H O , ydistintafórmuladesarrollada.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.4.Eltérminoenantiómerosserefierea:a)Mezclasdedisolventesconelmismopuntodeebullición.b)Sustanciasconelmismopuntodefusión.c)Isómerosópticos.d)Especiesconelmismonúmerodeátomosdeazufre.
(O.Q.L.Murcia1997)
Dosestereoisómerosoisómerosópticossonenantiómerossilaimagenespeculardeunono puede ser superpuesta con la del otro. Tienen las mismas propiedades físicas yquímicas,exceptoporlainteracciónconelplanodelaluzpolarizadaquecadaunodeellosdesvíahaciaunapartedelplano.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 146
Larespuestacorrectaeslaa.
3.5.Elnúmerodeoxidacióndelcarbonoenelmetanal(formaldehído)es:a)0b)4c)2d)‐4
(O.Q.L.Murcia1997)
La fórmula del metanal es HCHO. Teniendo en cuenta que los números de oxidación dehidrógenoyoxígenoson,respectivamente,+1y‐2,paracalcularelnúmerodeoxidacióndelcarbonoseplantealaecuación:
2 +1 +x+ ‐2 =0x=0
Larespuestacorrectaeslaa.
3.6.Elnúmerodeisómerosdelaespeciequímicadefórmulamolecular es:a)1b)2c)3d)4
(O.Q.L.Murcia1997)
Setratadeunderivadohalogenadodeunhidrocarburosaturadoporloqueelúnicotipodeisómeroquepuedepresentaresdeposición.Losisómerosposiblesson:
CH3‐CHBr21,1‐dibromoetano
CH2Br‐CH2Br1,2‐dibromoetano2isómeros
Larespuestacorrectaeslab.
3.7.¿Cuántosisómerosestructuraleslecorrespondenalafórmulamolecular ?a)1b)2c)3d)4
(O.Q.L.Murcia1998)
Setratadeunderivadohalogenadodeunhidrocarburosaturadoporloqueelúnicotipodeisómeroquepuedepresentaresdeposición.Losisómerosposiblesson:
CCl3‐CH31,1,1‐tricloroetano
CH2Cl‐CHCl21,1,2‐tricloroetano2isómeros
Larespuestacorrectaeslab.
3.8.Laureaesuna:a)Aminab)Cetonac)Hormonad)Amida
(O.Q.L.Murcia1998)
LaureaocarbamidatieneporfórmulasemidesarrolladaNH −CO−NH .
Cuesti
Prese
Lare
3.9.¿
formaespeca)Tob)1,2c)2,4d)2,3
El enhidróporpequ
1) Loencu
2) Lohidró
3) Laencu
4)Lodehi
5) Lhidró
ionesyProble
entaelgrupo
espuestacorr
Cuálesdelos1)éteres,2)arán enlacecie?odos2,44,53,4,5
nlace de hiógenoquesun par deueño(N,Oo
os éteres nentranunid
os alcoholeógenoquese
as cetonas nentranunid
osácidoscaidrógenoqu
as aminasógenoquese
masdelasOlim
ofuncionala
rectaeslad.
ssiguientesc2)alcoholes,3es de puente
idrógeno oseencuentraelectronesF)deunam
o cumplendosalcarbon
es sí cumpeencuentra
no cumplendosalcarbon
arboxílicosueseencuen
sí cumpleeencuentra
mpiadasdeQu
amida(−CO−
.
compuestoso3)cetonas,4)e de hidróge
por puenteaunidoaunsolitario p
moléculacer
la condicióno,uneleme
len la condaunidoaun
n la condicióno,uneleme
sícumplenntraunidoa
n la condicaunidoaun
uímica.Volume
−NH ).
orgánicos:4)ácidos,5)aeno en estad
es de hidrónátomomupertenecientrcana.
n propuestentopocoel
dición propátomodeo
ón propuestentopocoel
lacondiciónunátomod
ción propuátomoden
en5.(S.Menar
aminas,do líquido e
ógeno se fouyelectronete a un áto
a, ya que slectronegati
uesta, ya qxígeno.
ta, ya que slectronegati
npropuestaeoxígeno.
esta, ya quitrógeno.
rgues&F.Latre
entre molécu
(O.Q.L.
orma cuandegativoseveomo muy e
us átomosivo.
ue presenta
sus átomosivo.
a,yaquepre
ue presenta
e)
ulas de la m
CastillayLeón
do un átomeatraídoalelectronegat
de hidróge
an un átom
de hidróge
esentanuná
an un átom
147
misma
n1998)
mo delaveztivo y
no se
mo de
no se
átomo
mo de
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 148
Larespuestacorrectaeslac.
3.10.Elgrupofuncionalamidaes:a)− b)−NH−c)−CNd)−CO−
(O.Q.L.Murcia1999)(O.Q.L.LaRioja2012)
Elgrupofuncionalamidaes−CO−NH .
Larespuestacorrectaeslad.
3.11.¿Cuántosisómeroslecorrespondenalafórmulamolecular ?a)2b)3c)4d)5
(O.Q.L.Murcia1999)(O.Q.L.Madrid2009)
Setratadeunhidrocarburosaturadoporloqueelúnicotipodeisómeroquepuedepresentaresdecadena.Losisómerosposiblesson:
CH3‐CH2‐CH2‐CH2‐CH3n‐pentano
CH3‐CH CH3 ‐CH2‐CH32‐metilbutano
CH3‐CH CH3 ‐CH32,2‐dimetilpropano
3isómeros
Larespuestacorrectaeslad.
3.12.¿Cuáldelassiguientesespeciespuedereducirsehastaunalcoholsecundario?a) − −CHOb) − −COClc) − −COO− d) − −CO− e) − −COOH
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Asturias2004)
Mediante lareduccióndeunacetonaseobtieneunalcoholsecundario.Porejemplo,unaposiblereaccióndereducciónsería:
CH −CH −CO−CH +H CH −CH −CHOH−CH
Larespuestacorrectaeslad.
3.13.¿Cuálde lossiguientesnombresdebedarse,correctamente,a laespeciequímicacuyafórmulasemidesarrolladaes − −CO− ?a)3‐Butanona.b)2‐Butanonac)Butanonad)Metilpropanona
(O.Q.L.Murcia2000)
El nombre correcto es butanona, no es necesario colocar el localizador ya que el grupocarbonilosólopuedeestarsituadoeneseátomodecarbono.
Larespuestacorrectaeslac.
Cuesti
3.14.bencéa)2b)3c)4d)5
Comoanilloisóm
1,2‐
Lare
3.15.IUPA
a)2‐Hb)5‐Hc)1‐(d)3‐H
Seelicarbonomb
Lare
3.16.a)Etb)Prc)Med)Tr
Lafó
como
Lare
ionesyProble
¿Cuántos iénico?
otodosloscobencénicoerosson:
dimetilbenc
espuestacorr
ElnombreAC:
HexilciclopeHexilciclope(2‐CiclopentHexilciclope
igecomocadono1unradbredelcomp
espuestacorr
¿Encuáldetanoamidaropanonitriloetilaminarimetilamina
rmulasemi
− −
oseobserva
espuestacorr
masdelasOlim
isómeros es
compuestosquedandos
ceno 1,3‐
rectaeslac.
correctode
entenoentenotenil)hexanoenteno
denaprincipdicalciclopenpuestoes1‐
rectaeslac.
lassiguient
o
a
desarrollad
−C≡N
a,presentau
rectaeslab.
mpiadasdeQu
structurales
scorrespondsátomosde
‐dimetilbenc
el compuesto
o
pallaquetientano,quea(2‐ciclopen
tesespeciesq
adelpropa
untripleenl
.
uímica.Volume
de fórmula
denalafórmecarbonopa
ceno 1,4‐
ode fórmul
(O.Q
enemásátoasuvezpresntenil)hexa
químicasexi
anonitriloe
aceentrelo
en5.(S.Menar
a molecular
mulamolecaracolocarc
‐dimetilbenc
a estructura
Q.L.Murcia200
mosdecarbsentaunainsano.
isteuntriple
s:
osátomosde
rgues&F.Latre
r con
ularC H ycomoradica
ceno
al es, según
0)(O.Q.L.Casti
bono(hexansaturacióne
eenlacecarb
ecarbonoy
e)
ntienen un
(O.Q.L.Murcia
ydebentenales.Portant
etilbenceno
lanomencl
tilla‐LaMancha
no)quetieneenelcarbono
bono‐nitróge
(O.Q.L.Murcia
nitrógeno.
149
anillo
a2000)
nerunto,los
o
latura
a2012)
eenelo2.El
eno?
a2000)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 150
3.17. ¿Cuál de las siguientes proposiciones ordena de forma creciente, por sus puntos deebulliciónlassiguientessustancias?a)Agua,metanol,dimetiléterb)Metanol,agua,dimetiléterc)Dimetiléter,agua,metanold)Dimetiléter,metanol,agua
(O.Q.L.Asturias2000)(O.Q.L.Madrid2010)
El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermolecularesexistentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Ésteserámás grande en las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, máspequeño en las que presenten enlaces dipolo‐dipolo, y más pequeño aún, en las quepresentenfuerzasdedispersióndeLondon.
Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlacesde hidrógeno. De las sustancias propuestas, este enlace se da en el dimetiléter,CH −O−CH .
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las sustanciaspropuestas,estetipodeenlacesóloesposibleenelagua,H O,yenelmetanol,CH OH.
Ademásunamoléculadeaguapuedeformarmásenlacesqueunademetanolporloqueelpuntodeebullicióndelaprimeraserámayor.
Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullicióncrecienteson:
−O− < <
Larespuestacorrectaeslad.
3.18. ¿De cuál de los siguientes compuestos orgánicos se puede decir que no presentaisómeros?a)1,1‐Dicloroetenob)Butanoc)Ácido2‐hidroxipropanoicod)Propano
(O.Q.L.Murcia2001)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
a)El1,1‐dicloroetenopuedepresentarunisómerodeposición,el1,2‐dicloroeteno.
b)Elbutanopuedepresentarunisómerodecadena,elmetilpropano.
c) El ácido 2‐hidroxipropanoico puede presentar un isómero de posición, el ácido3‐hidroxipropanoico.
d)Elpropanonopuedepresentarisómeros.
Larespuestacorrectaeslad.
3.19.¿Cuáldelossiguientescompuestosnoesaromático?a)Toluenob)Bencenoc)Fenold)Acetileno
(O.Q.L.Murcia2001)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 151
ElacetilenonoesunhidrocarburoaromáticoesunhidrocarburoacetilénicoysufórmulaesCH≡CH.
Larespuestacorrectaeslad.
3.20. Algunas lociones utilizadas para protegernos de las quemaduras del sol contienenciertacantidaddeácidop‐aminobencenocarboxílico(parabeno),cuyafórmulaes:
a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia2001)
Elcompuestoesunácidocarboxílicoaromáticoqueenposiciónpara(posiciones1,4)tieneungrupoamino(−NH ).
Larespuestacorrectaeslac.
3.21. ¿Cuál de los siguientes compuestos químicos orgánicos pudo haberse formado porreaccióndeunalcoholprimarioyunácidocarboxílico?a) COO b) COOHc) OHd) e) f) g)
(O.Q.L.Murcia2001)(O.Q.N.Castellón2008)
Lareacciónentreunácidocarboxílicoyunalcoholesunareaccióndeesterificaciónylassustancias resultantes de la misma son un éster y agua. En este caso, la única de lassustanciaspropuestasqueesunésteresel COO ,propanoatodemetiloqueseobtienemediantelasiguientereacción:
CH CH COOH(l)+CH OH(l)CH CH COOCH (l)+H O(l)
Larespuestacorrectaeslaa.
(Estacuestiónhasidopropuestadosvecescondiferentesrespuestas).
3.22.¿Cuáldelassiguientesfórmulascorrespondealmetanal?a) b) c)CHOd)
(O.Q.L.Murcia2002)
LafórmulasemidesarrolladadelmetanalesH−CHOysufórmulamoleculares .
Larespuestacorrectaeslab.
Cuesti
3.23.a)b)c)d)
La asemid
Lare
3.24.a)Pob)Fuc)Ópd)Ge
Eletaen suamba
Lare
3.25.
es:a)5‐Eb)2‐Mc)2‐Md)1,6
Lacaradic
Elno
Lare
3.26.siguiea)Etb)Etc)Etad)Ác
ionesyProble
Lafórmula
anilina esdesarrollada
espuestacorr
¿Quétipodeosiciónunciónpticaeométrica
anol,CH −Cu grupo funassustancia
espuestacorr
Elnombres
Etil‐2‐metiloMetil‐5‐etiloMetil‐5‐prop6‐Dimetil‐3‐
adenamáslacalesmetily
ombredelhid
espuestacorr
Uncompuesentes:tanaltanolanocidoetanoico
masdelasOlim
delaanilina
una aminaes:
rectaeslab.
eisomeríap
CH OH,yelncional, hidassonisóme
rectaeslab.
sistemáticod
octanooctanopilheptanoetilheptano
argaconstadetil,respecti
drocarburo
rectaeslaa.
stoorgánico
o
mpiadasdeQu
aes:
na aromáti
.
presentanlos
étermetílicroxi (−OH)erosdefun
.
delasustanc
deochoátomivamente.
es5‐etil‐2‐m
otienedefór
uímica.Volume
ica y su
scompuesto
co,CH −O−Cen los alco
nción.
cia
mosdecarbo
metiloctano
rmulamolec
en5.(S.Menar
fórmula
setanolyét
CH ,soncomoholes y oxi
ono(octano)
o.
cular
(O.Q.L.M
rgues&F.Latre
termetílico?
(
mpuestosqui (−O−) en
)yenloscar
.Indicarsu
Madrid2003)(
e)
(O.Q.L.Murcia
?
(O.Q.L.Asturias
uesediferelos éteres,
(O.Q.L.Murcia
rbonos2y5
nombreent
(O.Q.L.LaRioja
152
a2002)
s2002)
encianluego
a2003)
5tiene
trelos
a2004)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 153
LafórmuladelhidrocarburosaturadodedoscarbonosesC H ,comoelcompuestodadotienedos átomosde hidrógenomenos quiere decir que tieneuna insaturaciónque estáentrelosátomosdecarbonoyoxígeno,portantoelcompuestopropuestoesunaldehído,eletanalcuyafórmulasemidesarrolladaes .
Larespuestacorrectaeslaa.
3.27.Indicarcuáleslarespuestacorrectarespectoalasiguientereacción:
=CH− +HCla)Esunareaccióndeadiciónyelproductodereacciónmayoritarioesel2‐cloropropano.b)Esunareaccióndeadiciónyelproductodereacciónmayoritarioesel1‐cloropropano.c)Esunareaccióndesustitución,elproductodereacciónmayoritarioesel2‐cloropropenoyesisómerodeposicióndelproductominoritario.d)Esunareaccióndesustitución,elproductodereacciónmayoritarioesel3‐cloropropenoyesisómerogeométricodelproductominoritario.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
Loshidrocarburosinsaturadosdanreaccionesdeadición.EnestecasosetratadelaadicióndeunreactivoasimétricoqueserigeporlaregladeMarkovnikovquediceque:
“en la adición de un reactivo asimétrico (HX, HOH, HOSO3H) a un hidrocarburoinsaturado asimétrico, el fragmento más positivo (H) se une al carbono máshidrogenado”.
Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeadiciónes:
CH =CH−CH +HClCH −CHCl−CH
elproductomayoritarioformadoesel2‐cloropropano.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.28.Indicarcuáleslarespuestacorrectarespectoalasiguientereacción:
−CHOH− − + a)Esunareaccióndesustituciónyelproductodereacciónmayoritarioeselbutano.b)Esunareaccióndeeliminaciónyelproductodereacciónmayoritarioesel2‐buteno.c)Esunareaccióndeeliminaciónyelproductodereacciónmayoritarioesel3‐buteno.d)Esunareaccióndeeliminaciónyelproductodereacciónmayoritarioeselbutano.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
ElH SO esunexcelenteagentedeshidratanteyproduceladeshidratacióndeunalcoholparaproducirlacorrespondienteolefinamedianteunareaccióndeeliminación.
Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeadiciónes:
CH −CHOH−CH −CH +H SO CH =CH−CH −CH +H O
elproductomayoritarioformadoesel2‐buteno.
Larespuestacorrectaeslab.
3.29.Indicarcuáleslarespuestacorrectaenrelaciónconelpoliclorurodevinilo(PVC).a)Seobtieneapartirdelcloroetenomedianteunareaccióndeadiciónvíaradical.b)Seobtieneapartirdelcloroetenomedianteunareaccióndecondensación.c)Seobtieneapartirdelcloropropenomedianteunareaccióndeadiciónvíaradical.d)Seobtieneapartirdeletilenomedianteunareaccióndecondensaciónvíaradical.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 154
LaobtencióndelPVCsehaceapartirdelcloroetenomedianteunaadiciónvíaradical.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.30.Indicarcuáleslarespuestacorrectarespectoalasiguientereacción:
+ + a)Esunareaccióndesustituciónyelproductodereaccióneselpropanoatodemetilo.b)Esunareaccióndecondensaciónyelproductodereaccióneselpropanoatodemetilo.c)Esunareaccióndeadiciónyelproductodereaccióneselacetatodepropilo.d)Enlascondicionesqueseindicannohayreacción.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
Lareacciónentreunácidocarboxílicoyunalcoholesunaesterificación,unareaccióndecondensaciónylassustanciasresultantesdelamismasonunésteryagua.
Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeesterificaciónes:
CH CH COOH+CH OHCH CH COOCH +H O
elproductoformadoeselpropanoatodemetilo.
Larespuestacorrectaeslab.
3.31.Elnombredeestehidrocarburoes:
a)3,4‐Dimetil‐4‐etilpentanob)Isopropilpentanoc)3,3,4‐Trimetilhexanod)2,3‐Dimetil‐2‐etilpentano
(O.Q.L.Murcia2004)
Lacadenamáslargaconstadeseisátomosdecarbono(hexano)yenloscarbonos3,3y4tieneradicalesmetil.
Elnombredelhidrocarburoes3,3,4‐trimetilhexano.
Larespuestacorrectaeslac.
3.32.¿Cuáldelossiguientescompuestosesunéster?a) −CO− b) −COO− c) −CO− d) −O−
(O.Q.L.Murcia2004)
a)Falso.Esunacetonasustituida.Sunombreeshidroxiacetona.
b)Verdadero.Esunéster.Sunombreesacetatodemetilo.
c)Falso.Esunacetona.Sunombreesacetona.
d)Falso.Esunéter.Sunombreesdimetiléter.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 155
3.33.Enlossiguientescompuestosorgánicos¿cuálocuálespresentanisomeríacis‐trans?i)1,2,3‐Propanotriolii)1,2‐Dibromoetenoiii)Propanoamida
a)1,2,3‐Propanotrioly1,2‐Dibromoetenob)1,2‐Dibromoetenoc)Propanoamiday1,2,3‐Propanotriold)1,2,3‐Propanotriol
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
Uncompuestoorgánicopresentaisomeríacis‐transsicumplelassiguientescondiciones:
tenerundobleenlaceentrecarbonos
que haya dos átomos (radicales) idénticos unidos a cada uno de los átomos decarbonodeldobleenlace.
i)1,2,3‐Propanotriolnopuedepresentarestetipodeisomeríayaquenotieneningúndobleenlace.
ii)1,2‐Dibromoetenosípresenta isomeríacis‐trans yaque tieneundoble enlaceentrecarbonosycadaunodeellosestáunidoaunátomodebromo(ohidrógeno).
iii)Propanoamidanopuedepresentarestetipodeisomeríayaqueeldobleenlaceeselquecorrespondeaungrupocarbonilo.
Larespuestacorrectaeslab.
3.34.¿Cuántosisómerosestructuralesdiferentestieneelcompuestodiclorobutano?a)6b)9c)4d)5e)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.N.Luarca2005)
Losisómerosson:
CHCl −CH −CH −CH 1,1‐diclorobutano
CH Cl−CHCl−CH −CH 1,2‐diclorobutano
CH Cl−CH −CHCl−CH 1,3‐diclorobutano
CH Cl−CH −CH −CH Cl1,4‐diclorobutano
CH −CCl −CH −CH 2,2‐diclorobutano
CH −CHCl−CHCl−CH 2,3‐diclorobutano
CH Cl−CH CH −CH 1,1‐dicloro‐2‐metilpropano
CH Cl−CCl CH −CH 1,2‐dicloro‐2‐metilpropano
CH Cl−CH CH −CH Cl1,3‐dicloro‐2‐metilpropano
Hayentotal9isómeroscompatiblesconlafórmulaC H Cl .
Larespuestacorrectaeslab.
Cuesti
3.35.a)Feb)Acc)Ácd)Iso
Lafótieneentreaceto
Lare
3.36.
a)3b)4c)5d)6
Uncaátomasim
Laglu
Lare
3.37.a)Lab)Nic)Lad)La
Lossuperellos
Lare
3.38.comp
a)i‐ivb)i‐vc)i‐ivd)i‐iv
Pro
ionesyProble
Unasustancenolcetonacidopropanoopropanol
órmuladelhe dos átomoelosátomosonacuyafór
espuestacorr
¿Cuántosca
arbonoasimmosdecarboétricos.
ucosatiene
espuestacorr
Doscompueasmoléculasingunaejercsmoléculasamoléculad
isómeros órponiblesenenunsentid
espuestacorr
Señala elpuestos:i)Propanov:alifáticosv:alifáticosv:alifáticosv:alifáticos
opano(i)yp
masdelasOlim
ciaorgánica
oico
hidrocarburoosde hidrógsdecarbonormulasemid
rectaeslab.
arbonosasim
métricoeselonodeizqui
cuatrocarb
rectaeslab.
estosorgánisnosonimágceactividadósonimágen
deunoeslaim
ópticos sonntresíyquedo.
rectaeslac.
tipo de hi
oii)Ciclopii‐v:cícii‐v:cícii‐iii:cíciii‐v:cíc
pentano(iv)
mpiadasdeQu
aconfórmul
osaturadodgenomenosoyoxígeno,desarrollada
.
métricosestá
lquetienelerdaadere
bonosasimé
.
cossonisómgenesespecuópticasobreesespecularmagenespec
n aquellossoncapaces
idrocarburo
propanoclicosiiilicosiv:clicosiv:clicosii:
)sonhidroca
uímica.Volume
laempírica
detrescarbs quiere decportantoeaesCH −CO
ánpresentes
loscuatroscha,losátom
étricos.
merosópticosularesentreeelplanoderesentresíycularsuperp
compuestosdedesviar
os al cual
iii)Bencenoi:aromáticos:aromáticos:aromáticosaromáticos
arburosalifá
en5.(S.Menar
podrí
bonosesC Hcir que tienlcompuestoO−CH .
senlaglucos
(O.Q.L.M
sustituyentemosdecarb
scuandoalcsí.laluzpolarydesvíanelpponibledelo
s que sonelplanode
pertenece c
oiv)Pentsss
fáticosodec
rgues&F.Latre
íaser:
H ,comoele una insatuopropuesto
sa?
Madrid2005)(
sdiferentesbono2,3,4
compararlos
rizada.planodelaluotro.
(O.Q.L.Casti
imágeneslaluzpolari
cada uno d
anov)Ci
(O.Q.L.Casti
cadenaabier
e)
(O.Q.L.Murcia
compuestoturaciónqueoesunaceto
(O.Q.L.LaRioja
s.Numerandy5soncarb
s:
uzpolarizad
tilla‐LaMancha
especulareizadacadau
de los sigu
iclohexano
tilla‐LaMancha
rta.
156
a2005)
dadoe estáona,la
a2005)
dolosbonos
da.
a2005)
es nounode
ientes
a2005)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 157
Ciclopropano(ii)yciclohexano(v)sonhidrocarburoscíclicosodecadenacerrada.
Benceno(iii)esunhidrocarburoaromático.
Larespuestacorrectaeslae.
3.39.Lasaminaspuedenconsiderarsecomo:Derivadosde___________yseclasificansegúnel___________degruposligadosalnitrógeno.a)lahidracina‐númerob)elamoníaco‐númeroc)losnitrilos‐númerod)losnitrilos‐orden
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
Las aminas pueden considerarse como derivados del amoníaco en el que los átomos dehidrógenosereemplazanporradicalesalquílicosoarílicos.Sireemplaza:
unátomodehidrógenoaminaprimaria
dosátomosdehidrógenoaminasecundaria
tresátomosdehidrógenoaminaterciaria
Larespuestacorrectaeslab.
3.40.Nombralosproductosobtenidosencadaunadelassiguientesreacciones:i)Reduccióncatalíticadela3‐pentanonaii)Hidrólisisdelacetonitrilo
a)i)ácido3‐pentanoico ii)ácidoacetónicob)3‐pentanol ii)ácidoacéticoc)i)3‐pentanal ii)etanold)i)3‐pentanol ii)ácidofórmico
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
i)Lareduccióndeunacetona(3‐pentanona)produceunalcoholsecundario(3‐pentanol):
CH −CH −CO−CH −CH CH −CH −CHOH−CH −CH
ii)Lahidrólisisdeunnitrilo(acetonitrilo)produceenprimerlugarlacorrespondienteamidayposteriormenteelácidocarboxílico(ácético):
CH −CN+H OCH −CO−NH
CH −CO−NH +H OCH −COOH+NH
Larespuestacorrectaeslab.
3.41.Delossiguientescompuestos:1) − − 2) − − − 3) − − 4) − − −
¿cuálespresentanisomeríaóptica?a)1,3y4b)2y3c)2y4d)3y4
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 158
Uncompuestoorgánicopresentaisomeríaópticasitieneuncarbonoasimétrico(quiral).
Estacondiciónlacumplenla1‐metilpropilamina(1)yel2‐butanol(2)quetienencarbonosconloscuatrosustituyentesdiferentes.
Larespuestacorrectaeslac.
3.42.Lasiguientereacción: +HCl Cl+ ,esdeltipo:a)Ácido‐baseb)Oxidación‐reducciónc)Adiciónd)Eliminacióne)Sustitución
(O.Q.N.Vigo2006)
Loshidrocarburossaturadossólopuedendarreaccionesdesustitución.
Larespuestacorrectaeslae.
3.43.Señaleelproductodelasiguientereacción:
2‐metil‐2‐buteno+HCla) =CHCl b) = c) = d) e)Noreaccionan.
(O.Q.N.Vigo2006)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Loshidrocarburosinsaturadosdanreaccionesdeadición.EnestecasosetratadelaadicióndeunreactivoasimétricoqueserigeporlaregladeMarkovnikovquediceque:
“en la adición de un reactivo asimétrico (HX, HOH, HOSO3H) a un hidrocarburoinsaturado asimétrico, el fragmento más positivo (H) se une al carbono máshidrogenado”.
Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeadiciónes:
CH −C CH =CH−CH +HCl − − −
elproductomayoritarioformadoesel2‐cloro‐2‐metilbutano.
Larespuestacorrectaeslad.
3.44.Elcompuestoqueesmássolubleenaguaytienemayorpuntodeebulliciónes:a) − − b) − − c) − d) − e) −
(O.Q.N.Vigo2006)
Cuesti
Elcomelagu
Elcoentre
El enhidróatraíelect
Laún
Lare
3.45.a)Lab)Elc)Laciclohd)Ele) Lareacc
a‐b)F
c)FacalcuKeku146k
d) Faconfi
e) Vprop
Lare
3.46.a)Isob)Isoc)Cud)Doe)No
ionesyProble
mpuestomáua.
mpuestoconesímediante
nlace de hiógenoquesdo a la veronegativoy
nicadelassu
espuestacorr
Señalelaprasmoléculasbencenotieaenergíadehexano.bencenoesa energía dcióndelciclo
Falso.Lamo
also. Ladiferuladaapartirlé(Δ H=83kJ·mol ).
also. La aromereaestam
Verdadero.orcionalaen
espuestacorr
Elcompuesomeríacis‐tromeríaópticuatroisómerosisómerosopresentais
masdelasOlim
ássolubleen
nmayorpuneenlacesde
idrógeno oeencuentraz por un pypequeño(
ustanciascap
rectaeslad.
roposicióncosdebencenoneconformaeresonancia
másreactivoe resonanciohexeno.
oléculadebe
renciadeenrdelasener3kJ·mol )s
maticidad dmoléculauna
La diferennergíaderes
rectaeslae.
toorgánicoranscaros
somería
mpiadasdeQu
naguaesaqu
ntodeebullihidrógeno.
por puenteaunidoaunpar de elec(N,OoF)de
pazdecump
.
orrecta:yciclohexanacionesdesiaes ladifere
oqueelcicloia del bence
encenoespla
nergía entrergíasdeenlasedenomina
del benceno,granestabil
ncia entre lsonanciadel
pr
uímica.Volume
uelqueesca
iciónesaqu
es de hidrónátomomuctrones solieunamolécu
pliresacond
nosonplanaillaybote.enciadeene
ohexanoypoeno se pued
anamientras
e lamoléculaaceylaexpeaenergíade
, es decir, slidad.
las entalpíalbenceno.
resenta:
en5.(S.Menar
apazdeform
elcuyasmo
ógeno se foyelectronegitario perteulacercana.
icióneselet
as.
ergíaentre l
ortantomende calcular
(O.Q
squeladec
adebencenerimentaloberesonanci
u sistema d
as del ciclo
rgues&F.Latre
marenlaces
léculassonc
orma cuandgativo(eneeneciente a
tanol, −
lasdosmolé
nosestable.a partir de
Q.N.Vigo2006)
iclohexanon
no real (Δ Hservadaenuaodesloca
de dobles en
ohexatrieno
e)
dehidrógen
capacesdeu
do un átomestecasoO)un átomo
.
éculas:benc
las entalpí
(O.Q.L.Madrid
noloes.
H=229kJ·munaestructualización(Δ
nlaces altern
y del ben
(O.Q.N.Vigo
159
nocon
unirse
mo desevemuy
cenoy
ías de
d2011)
mol )uradeH=
nos le
nceno
o2006)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 160
El C H ClF es un derivado halogenado de un hidrocarburo saturado que presenta dosisómerosdeposiciónqueson:
CHClF‐CH31‐cloro‐1fluoroetano
CH2Cl‐CH2F1‐cloro‐2‐fluoroetano2isómeros
Larespuestacorrectaeslad.
3.47.Lafórmula correspondea:a)Glicerinab)Ácidopropanoicoc)Hemiglucosalevógirad)Propanona
(O.Q.L.Murcia2006)
LafórmuladelhidrocarburosaturadodetrescarbonosesC H ,comoelcompuestodadotienelosmismosátomosdehidrógenoquieredecirquenopresentaningunainsaturación.Uncompuestocompatibleconlafórmulamoleculardadaes laglicerinaopropanotriolcuyafórmulasemidesarrolladaes − − .
Larespuestacorrectaeslaa.
3.48.LouisPasteurhizoungranhallazgocuando:a)Demostróquealcalentarcianatodeamonioseobtieneurea.b)Sintetizópoliestireno.c)Descubrióqueelpodercolorantedelapúrpurasedebealaanilina.d)Separóisómerosópticosconayudadeunpincelmuyfino.e)SintetizóelPVC.f)Aislóelelementofrancio.
(O.Q.L.Murcia2006)(O.Q.L.Murcia2010)
Descubrió las formas dextrógira y levógira del ácido tartárico que desviaban el plano depolarizacióndelaluzelmismoánguloperoensentidocontrario.
Larespuestacorrectaeslad.
3.49.Lafórmulageneraldeunhidrocarburodesaturadodecadenaabiertaes:a) b) c) d)Ningunadeellas.
(O.Q.L.Murcia2006)
Los hidrocarburos saturados tienen todos los enlaces sencillos y su fórmula general es.
Larespuestacorrectaeslab.
3.50.Laanilinaes:a)Unalcoholb)Unaldehídoc)Unaaminad)Unacetona
(O.Q.L.Murcia2006)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 161
La anilina es una amina aromática y su fórmulasemidesarrolladaes:
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia2002).
3.51.Enelsiguientecompuestoorgánico:
indicalashibridacionesdeloscarbonosseñaladoscomo1,2,3y4,respectivamente.a) , ,sp,spb) ,sp,sp, c) , ,sp,spd) , , ,
(O.Q.L.Madrid2006)
LosC1,C2yC4presentanundobleenlaceporloquesuhibridaciónes .
ElC3presentatodossusenlacessencillosporloquesuhibridaciónes .
Larespuestacorrectaeslad.
3.52.Lossiguientescompuestos, , ,ArOH
ordenadosensentidocrecientedesufuerzacomoácidoses:a) , ,ArOH, b) ,ArOH, , c) , , ,ArOHd) , , ,ArOHe) , , ,ArOH
(O.Q.L.Madrid2006)(O.Q.N.Sevilla2010)
Elcompuestomenosácidodetodoseseletanol,CH CH OH,yaquesiliberaunprotóndelgrupo−OHleresultadifícildeslocalizarelelectrónquequedaenelradicalalquílico.
Elfenol,ArOH,esmásácidoqueeletanolyaquecuandoliberaunprotóndelgrupo−OHpuede deslocalizar el electrón que queda tanto en el átomo de oxígeno como en los tresátomosdecarbonoadyacentesalátomodeoxígenoloquehacequeelionfenóxidoseamuyestable.
Elácidoacético,CH COOH,eselsiguientecompuestomásácidoyaquecuandoliberaunprotóndel grupo−COOHel ion carboxilato formadoesmuyestabledebido aque la carganegativaquedadeslocalizadaentrelosdosátomosdeoxígeno.
Lasustitucióndeunátomodehidrógenoporunhalógeno,unelementoquecapazdeatraerfuertementeelectrones,aumentalaacidezdebidoalefectoinductivoqueayudaaestabilizarelioncarboxilato.Elcompuestomásácidoeselácidocloroacético,CH ClCOOH.
LoscompuestosdadosordenadosporacidezcrecientesegúnlosvaloresdelpK :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 162
CH CH OH(15,9)<ArOH(10,0)<CH COOH(4,8)<CH ClCOOH(2,9)
Larespuestacorrectaeslab.
3.53.Losisómerosgeométricossedenominantambién:a)Tautómerosb)Enantiómerosc)Confórmerosd)Diasteroisómeros
(O.Q.L.Madrid2006)
Losisómerosgeométricosrecibenelnombredediasteroisómeros.
Larespuestacorrectaeslad.
3.54.Cuandounalcoholsecundarioseoxidaseproduce:a)Unaldehídob)Unacetonac)Unácido
(O.Q.L.LaRioja2006)
Laoxidacióndeunalcoholprimarioproduceunaldehído.Porejemplo:
CH CH CH OHCH CH CHO+2H +2e
Laoxidacióndeunalcoholsecundarioproduceunacetona.Porejemplo:
CH CHOHCH CH COCH +2H +2e
Larespuestacorrectaeslab.
3.55.¿CuáldelassiguientesproposicionesesVERDADERA?a) −CHO:etanalb) −CO− :propanalc) −CO− :etilamina
(O.Q.L.LaRioja2006)
a)Verdadero.CH −CHOeseletanal.
b)Falso.CH −CO−CH eslaacetonaopropanona.
c)Falso.CH −CO−NH eslaacetamidaoetanamida.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.56.Sobreelpropanalylapropanona,¿cuáldelassiguientesmanifestacionesesVERDADERA?a)Elpropanalesunalcoholprimario.b)Lapropanonaporoxidacióndaácidopropanoico.c)Sonisómerosentresí.
(O.Q.L.LaRioja2006)
a) Falso. El propanal, CH CH CHO, es un aldehído ya que tiene el grupo carbonilo en uncarbonoprimario.
b). Falso. La propanona, CH COCH , es una cetona, y por oxidación lamolécula se rompedandolugaradosácidos.
c) Verdadero. El propanal, CH CH CHO, y la propanona, CH COCH , son isómeros defunción.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 163
Larespuestacorrectaeslac.
3.57.Loscompuestos − − y − − son:a)Isómerosb)Igualesc)Isótopos
(O.Q.L.LaRioja2006)
Setratadelmismocompuesto,1‐propanol,sóloqueestáescritoensentidocontrario.
Larespuestacorrectaeslab.
3.58.Elnúmerodecompuestosorgánicosquerespondenalafórmulamolecular ,sintenerencuentalosestereoisómeros,es:a)4b)3c)7d)6e)9
(O.Q.N.Córdoba2007)
La fórmula del hidrocarburo saturadode cuatro carbonos esC H , comoel compuestodado tiene los mismos átomos de hidrógeno quiere decir que no presenta ningunainsaturación.Loscompuestoscompatiblesconlafórmulamoleculardadasonalcoholesyéteressaturados.Losposiblesisómerosson:
CH −CH −CH −CH OH1‐butanol
CH −CHOH−CH −CH 2‐butanol
CH −CH CH −CH OH2‐metil‐1‐propanol
CH −COH CH −CH 2‐metil‐2‐propanol
CH −O−CH −CH −CH metoxipropano
CH −CH −O−CH −CH etoxietano
CH −O−CH CH −CH metoximetiletano
Hayuntotalde7isómerosdeposiciónyfunción.
Larespuestacorrectaeslac.
3.59.Elproductomayoritarioobtenidoaldeshidratarel2‐metil‐3‐pentanolenmedioácidoes:a)Unalcanoconelmismonúmerodeátomosdecarbono.b)Unalquenoquepuedepresentarisomeríageométrica.c)Unalquenoquenopuedepresentarisomeríageométrica.d)Ningunoyaqueenesascondicionesnotienelugarladeshidratación.e)Unalquinoconelmismonúmerodeátomosdecarbono.
(O.Q.N.Córdoba2007)
Ladeshidratacióndeunalcoholproduceunalqueno.
Laecuaciónquímicacorrespondientealadeshidrataciónes:
CH −CH CH −CHOH−CH CH −CH CH =CH−CH
elproductomayoritarioformadoesel2‐metil‐2‐penteno.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 164
Como hay tres sustituyentes iguales (CH ) unidos a los carbonos del doble enlace lasustancianopuedepresentarisomeríageométrica.
Larespuestacorrectaeslac.
3.60.Elbencenoyelciclohexenoposeencadaunodeellosuncicloyseisátomosdecarbono,pero:a)Elbencenoesmásreactivoqueelciclohexeno.b)Lareaccióntípicadelbencenoeslaadiciónelectrófila.c)Lareaccióntípicadelciclohexenoeslasustituciónelectrófila.d)Ningunodelosdosexperimentanreaccionesdesustituciónodeadición.e) El benceno reacciona con bromo molecular en presencia de un catalizador dandoprincipalmentebromobencenomientrasqueelciclohexenoreaccionaconbromomoleculardandotrans‐1,2‐dibromociclohexano.
(O.Q.N.Córdoba2007)
a) Falso. La aromaticidad del benceno, es decir, su sistema de dobles enlaces alternos leconfiereaestamoléculaunagranestabilidad.
b)Falso.Elbencenosólopuededarreaccionesdesustitución.
c)Falso.Elciclohexenodareaccionesdeadición.
d)Falso.Talcomosehacomentadoenlosapartadosbyc.
e) Verdadero. La reacción del benceno con bromo es de sustitución para formarbromobenceno, mientras que el ciclohexeno con bromo produce dibromociclohexanomedianteunareaccióndeadición.
Larespuestacorrectaeslae.
3.61.Lafórmula −CO− correspondea:a)Amidadelácidofórmicob)Acetamidac)Ácidoacetánicod)Acetonitrilo
(O.Q.L.Murcia2007)
Las amidas se caracterizanporque tienen el grupo funcional−CO−NH .Como la sustanciapropuestatienedosátomosdecarbonosunombreesacetamidaoetanamida.
Larespuestacorrectaeslab.
3.62.Respectoalcompuestoquetienedefórmula =CH− −COOHpuededecirseque:a)Setratadeunaldehído,denombre3‐butenal.b)Esisómerodelabutanona.c)Sunombreesácido1‐butenoico.d)Estamoshablandodeunácidocarboxílico.
(O.Q.L.Murcia2007)
Lasustanciapropuestacontieneelgrupocarboxilo(−COOH)porloquesetratadeunácido,yademás,tieneundobleenlaceporloqueesinsaturado.Sunombreesácido3‐butenoico.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 165
Larespuestacorrectaeslad.
3.63.Sisedicequeunamoléculapresentaquiralidadseestádiciendoque:a)Esmuyreactiva.b)Desvíaelplanodelaluzpolarizada.c)Esvolátil.d)OcupaelmáximovalorenlaescaladedurezadeMohs.
(O.Q.L.Murcia2007)
La quiralidad es la propiedad de una sustancia de no ser superponible con su imagenespecular.Unapropiedaddeestetipodesustanciasesquepresentanactividadóptica,esdecir,soncapacesdedesviarelplanodelaluzpolarizadaunciertoángulo.
Larespuestacorrectaeslab.
3.64. Indica el orden creciente correcto de los puntos de ebullición de las siguientessustancias:a) b) c) d)
(O.Q.L.Madrid2007)
El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermolecularesexistentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Ésteserámás grande en las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, máspequeño en las que presenten enlaces dipolo‐dipolo, y más pequeño aún, en las quepresentenfuerzasdedispersióndeLondon.
Las fuerzas de dispersión de London se dan en todo tipo de sustancias, perofundamentalmente,enlassustanciasnopolares.Delassustanciaspropuestas,esteenlacesedaenelpropano,CH CH CH .
Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlacesde hidrógeno. De las sustancias propuestas, este enlace se da en el etilmetiléter,CH OCH CH .
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las sustanciaspropuestas, este tipo de enlace sólo es posible en el ácido acético, CH COOH, y en losalcoholes,etanol,CH CH OH,y1‐propanol,CH CH CH OH.Elquelospuntosdeebullicióndelosácidosseanmásaltosquelosdelosalcoholessedebeaquelosácidosformanundímeroestable.
Además el punto de ebullición aumenta con el peso molecular de la sustancia, ya quetambiéncontribuyenlasfuerzasdedispersióndeLondonyestasaumentanalaumentarlalongituddelacadena.
Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullicióncrecienteson:
< < < <
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 166
3.65.El3‐metil‐4‐penten‐1‐olalreaccionarconácidosulfúricoa180°Cproduce:a)Uncompuestoquepresentaactividadóptica.b)3‐metil‐1,4‐pentadienoc)Unéterd)Undiol
(O.Q.L.Madrid2007)
Ladeshidratacióndealcoholesproduceolefinas,portantoelproductomayoritariode ladeshidratacióndel3‐metil‐4‐penten‐1‐oles3‐metil‐1,4‐pentadieno.
CH OH−CH −CH CH −CH=CH
CH =CH−CH CH −CH=CH
Larespuestacorrectaeslab.
3.66.¿Cuáleselnúmerototaldeisómerosdeuncompuestodefórmulamolecular ?a)4.b)5c)6d)8
(O.Q.L.Madrid2007)
LafórmuladelhidrocarburosaturadodetrescarbonosesC H ,comoelcompuestodadotienedosátomosdebromoquieredecirquenopresentaningunainsaturación.Losúnicosisómeros posibles se corresponden con las diferentes localizaciones de los átomos debromoenlosátomosdecarbonodelhidrocarburosaturadoyson:
CHBr CH CH 1,1‐dibromopropano
CH BrCHBrCH 1,2‐dibromopropano
CH CBr CH 2,2‐dibromopropano
CH BrCH CH Br1,1‐dibromopropano
4isómeros
Larespuestacorrectaeslaa.
3.67. Cuando dos especies químicas tienen la misma fórmula molecular pero distintaspropiedadessedicequeson:a)Isómerosb)Isótoposc)Isotácticosd)Isotónicos
(O.Q.L.LaRioja2007)
Dossustanciasconlamismafórmulamolecularydistintafórmulasemidesarrolladacomo,porejemplo:
etanolCH CH OH
dimetiléterCH OCH
tienendiferentespropiedadesfísicasyquímicasysedenominanisómeros.
Larespuestaincorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 167
3.68.Dadosloscompuestos:propeno: =CH− y2‐buteno: −CH=CH−
existeisomeríageométrica(cis‐trans)en:a)2‐Butenob)Propenoc)Ningunod)Ambos
(O.Q.L.LaRioja2007)
Para que un compuesto presente isomería geométrica debe cumplir las siguientescondiciones:
Presentarundobleenlace
Tener el mismo átomo o grupo de átomos unido a los carbonos que forman eldobleenlace
Elpropenonocumplelasegundacondición,yaquetiene2átomosdeHperounidosalmismoátomodeCdelenlacedoble.
El2‐butenocumpleambascondicionesylosisómerosgeométricosson:
cis‐buteno
trans‐buteno
Larespuestaincorrectaeslaa.
3.69.¿CuáldelassiguientesproposicionesesVERDADERA?a) − :metilamidab) − :etanalc)H−COOH:ácidometanoico(fórmico)d) −O− :dimetilcetona
(O.Q.L.LaRioja2007)
a)Falso.CH −NH eslametilamina.
b)Falso.CH −CH OHeseletanol.
c)Verdadero.H−COOHeselácidometanoicoofórmico.
d)Falso.CH −O−CH eseldimetiéter.
Larespuestacorrectaeslac.
3.70.Dadosloscompuestos:−CHOH− y −CH −
sepuededecirque:a)Elalcoholesprimario.b)Laaminaessecundaria.c)Laaminaesprimaria.a)Elalcoholylaaminasonprimarios.
(O.Q.L.LaRioja2007)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 168
ElcompuestoCH −CHOH−CH OHesel2‐propanol,unalcoholsecundario,yaqueelgrupofuncionalhidroxilo(−OH)seencuentraunidoauncarbonosecundario.
ElcompuestoCH −CHNH −CH eslametiletilaminaoisopropilamina,unaaminaprimaria,yaqueelgrupofuncionalamino(−NH )seencuentraunidoaunúnicoradicalalquílico.
Larespuestacorrectaeslac.
3.71.¿Cuántosisómerosdeposiciónsonposibleseneldinitrobenceno?a)2b)3c)4d)5
(O.Q.L.LaRioja2007)
Enunanillobencénicodisustituidolosposiblesisómerosson:
1,2‐dinitrobenceno 1,3‐dinitrobenceno 1,4‐dinitrobenceno
Larespuestacorrectaeslab.
3.72.Indicadequétipoeslasiguientereacción:
− + − Ia)Adiciónb)Eliminaciónc)Sustituciónd)Oxidación‐reduccióne)Deshidratación
(O.Q.N.Castellón2008)
Se trata de una reacción de sustitución en la que un radicalmetilo sustituye al par deelectronessolitariodelnitrógenoyseformaunasaldeamoniocuaternario.
Larespuestacorrectaeslac.
3.73.Indicaquetipodeisomeríapresentaelsiguientecompuestoorgánico:=CHCH(Br)
a)Isomeríacis‐transb)Cuatroisómerosc)Isomeríaópticad)Tresisómerose)Nopresentaisomería
(O.Q.N.Castellón2008)
Elcompuestotieneuncarbonoasimétricoporloquepresentaisomeríaóptica:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 169
Larespuestacorrectaeslac.
3.74.Elproductomayoritarioqueseobtendráaldeshidratarel1‐metilciclohexan‐1‐oles:a)3‐Metilciclohexenob)Metilenciclohexenoc)1‐Metilciclohexenod)4‐Metilciclohexenoe)Ciclopentanol
(O.Q.N.Castellón2008)
Ladeshidratacióndealcoholesproduceolefinas,portantoelproductomayoritariode ladeshidratacióndel1‐metilciclohexan‐1‐oles1‐metilciclohexeno.
Larespuestacorrectaeslac.
3.75.Indicacuáleslarespuestacorrectarespectodelasiguientereacción:
+NaOHa)Esunareaccióndeeliminaciónyelproductomayoritarioesel2‐propenoatodemetilo.b)Esunareaccióndesustituciónyelproductomayoritarioeselpropanol.c)Esuna reacciónde saponificación y losproductosmayoritarios sonácidopropanoico ymetóxidodesodio.d)Esunareaccióndesaponificaciónylosproductosmayoritariossonpropanoatodesodioymetanol.e)Ningunadelasrespuestasanterioresescorrecta.
(O.Q.N.Castellón2008)
Lareacciónentreunésteryunabaseesunareaccióndesaponificaciónylosproductosresultantes de ella son la sal del ácido y el alcohol formadores del éster. La ecuaciónquímicacompletaes:
CH CH COOMe+NaOHCH CH COONa+MeOH
Losproductosformadossonpropanoatodesodioymetanol.
Larespuestacorrectaeslad.
3.76.¿Cuáldelossiguientescompuestosesunnitrilo?a) b) c) = d) e) =
(O.Q.N.Castellón2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 170
Loscianurosonitrilossoncompuestosorgánicosquetienenelgrupofuncional‒C≡N.Delos compuestos propuestos el único que lo contiene es el cuyo nombre escianurodeetiloopropanonitrilo.
Larespuestacorrectaeslad.
3.77. ¿Cuántos isómeros diferentes se formarán en la reacción de nitración del o‐xileno(1,2‐dimetilbenceno)?a)2b)3c)4d)1e)Noseformaráningúnisómerodiferente.
(O.Q.N.Castellón2008)
Enlanitracióndel1,2‐dimetilbencenoseformansólodosisómerosqueson:
1,2‐dimetil‐3‐nitrobenceno 1,2‐dimetil‐4‐nitrobenceno
Larespuestacorrectaeslaa.
3.78.Lafórmulaempírica correspondeaunhidrocarburo:a)Saturadodecadenaabierta.b)Saturadocíclico.c)QuecontienedosdoblesenlacesC−C.d)QuecontieneuntripleenlaceC−C.
(O.Q.L.Murcia2008)
Los hidrocarburos saturados tienen todos los enlaces sencillos y su fórmula general esC H .Lafórmuladada,queesnoempíricasinomolecular,obedecealafórmulageneraldadaparaunhidrocarburosaturadodecadenaabiertade6carbonos.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.79.Lafórmulaempírica Ocorrespondea:a)1‐butanolb)2‐butanolc)éteretílicod)Cualquieradelostresanteriorescompuestos.
(O.Q.L.Murcia2008)
La fórmula del hidrocarburo saturadode cuatro carbonos esC H , comoel compuestodado tiene los mismos átomos de hidrógeno quiere decir que no presenta ningunainsaturación. Los tres compuestos dados son compatibles con la fórmula molecularpropuestaysonalcoholesoétersaturado:
CH −CH −CH −CH OH1‐butanol
CH −CHOH−CH −CH 2‐butanol
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 171
CH −CH −O−CH −CH éteretílico
sonalgunosdelosposiblesisómeroscompatiblesconlafórmulamoleculardada.
Larespuestacorrectaeslad.
3.80.¿Cuáldelossiguientescompuestospresentaisomeríaóptica?a)2‐bromo‐2‐clorobutanob)2‐metilpropanoc)2,2‐dimetil‐1‐butanold)2,2,4‐trimetilpentano
(O.Q.L.Madrid2008)
Uncompuestoorgánicopresentaisomeríaópticasitieneuncarbonoasimétrico(quiral).
Estacondiciónlacumpleel2‐bromo‐2‐clorobutanoyaquetieneuncarbonoconloscuatrosustituyentesdiferentes.
Larespuestacorrectaeslac.
3.81.Laacetonapuedeobtenerseporlaoxidacióndelalcohol:a)Metanolb)1‐Propanolc)Etanold)2‐Propanol
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Las cetonas se obtienen mediante la oxidación de alcoholes secundarios. En este caso, laacetonaseobtieneapartirdel2‐propanol:
CH −CHOH−CH CH −CO−CH
Larespuestacorrectaeslad.
3.82.¿Cuáldelosisómeros,cisytrans,del1,2‐dicloroetenoposeemomentodipolar?a)cisb)transc)ningunod)ambos
(O.Q.L.CastillaLaMancha2008)
LaestructuradeLewisdeestasustanciaes:
De acuerdo con el modelo RPECV el C H Cl es una sustancia cuya distribución deligandos y pares de electrones solitarios alrededor de cada átomo central se ajusta a lafórmulaAX3alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesudisposicióny geometría es TRIANGULAR respecto a cada carbono lo que hace que la geometríamolecular sea PLANA. Como el cloro ( = 3,16) esmás electronegativo que el carbono(=2,55)yqueelhidrógeno(=2,20)todoslosenlacessonpolares.
Este compuesto al tener undoble enlace y dos átomos (Cl yH) iguales unidos a ambosátomosdecarbonopresentaisomeríageométricaocis‐trans.
Segúnladisposicióndelosátomosenelplano:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 172
En el isómero cis la resultante de losvectores momento dipolar no es nula y lamoléculaesPOLAR.
cis‐1,2‐dicloroeteno(POLAR)
Enel isómerotrans laresultantede losvectores momento dipolar es nula y lamoléculaesNOPOLAR.
trans‐1,2‐dicloroeteno(NOPOLAR)
Larespuestacorrectaeslaa.
3.83.Elcompuesto − − = nopresentaenlacesformadosporelsolapamientodeorbitaleshíbridos:a) − b) − c) − d)sp−
(O.Q.L.CastillaLaMancha2008)
Elcompuestodado,2‐buteno,tiene:
Losátomosdecarbono3y4 con todos losenlacessencillospor loqueambosátomospresentanhibridaciónsp .Estosenlacesimplicansolapamientodeorbitaleshíbridos − .
Los átomos de carbono 1 y 2 tienen un enlace por lo que ambos átomospresentan hibridación sp . Este enlace implica solapamiento de orbitales híbridos
− yelrestodesusenlacessolapamientodeorbitaleshíbridos − .
Nohaysolapamientodeorbitaleshíbridossp− .
Larespuestacorrectaeslad.
3.84.¿Cuáldelossiguientescompuestosesisómerodelbutanal?a)2‐Butanolb)Butanonac)Ácidobutanoicod)Etilmetiléter
(O.Q.L.LaRioja2008)
Elbutanal,CH −CH −CH −CHO,esunaldehídoquecontieneelgrupofuncionalcarbonilo(C=O).Lascetonas tienenelmismogrupo funcional,soloqueéstenoestásituadoenunextremodelacadenacarbonada.
Aldehídosycetonasdeigualnúmerodeátomosdecarbonosonisómerosdeposición,portanto,labutanona,CH −CH −CO−CH ,esundelbutanal.
Larespuestacorrectaeslab.
3.85.¿CuáldelassiguientesproposicionesesVERDADERA?a) −CH(OH)− − :2‐butanolb) − −COOH:ácidobutanoicoc) − − :etilamidad) −CHCl− :cloropropano
(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 173
a)Verdadero.CH −CHOH−CH −CH esel2‐butanol.
b)Falso.CH −CH −COOHeselácidopropanoico.
c)Falso.CH −CH −NH eslaetilamina.
d)Falso.CH −CHCl−CH esel2‐cloropropano.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.86.Alhacerreaccionarunácidoorgánicoconunalcohol:a)Seformaunaldehídoyunácido.b)Seformaunéteryagua.c)Seformaunésteryagua.d)SeproduceunaadicióndeacuerdoconlaregladeMarkownikoff.e)Noreaccionan.
(O.Q.N.Ávila2009)
La reacción entreun ácidoorgánico yun alcohol esuna reacciónde esterificacióny lassustanciasresultantesdelamismasonunésteryagua.Porejemplo:
CH COOH(l)+CH CH OH(l)CH COOCH CH (l)+H O(l)
Larespuestacorrectaeslac.
3.87.Señalelaproposicióncorrecta:a)Laoxidacióndelascetonasproduceácidoscarboxílicos.b)Losaldehídosadiferenciadelascetonastienenpropiedadesreductoras.c)Lasaminasprimariasendisoluciónacuosasecomportancomoácidosdébiles.d)Loshidrocarburosaromáticossonmásreactivosquelosalifáticos.e) Todos los compuestos nitrogenados se encuentran asociados mediante enlaces dehidrógeno.
(O.Q.N.Ávila2009)
Los aldehídos a diferencia de las cetonas tienen propiedades reductoras debido alátomodeHqueseencuentraunidoalgrupocarbonilo.
Una reacciónespecíficaque lodemuestraesel “ensayodeTollens” enelqueel aldehídoreducealaplatacontenidaenelcomplejoamoniacaldeplataformándoseunprecipitadodecolornegroounespejodecolorplataenelinteriordelrecipientedereacción.
R−COH+2 Ag NH +3OH 2Ag+R−COO +4NH +2H O
Larespuestacorrectaeslab.
3.88.¿Cuáldelassiguientesfórmulascorrespondeaunéter?a) −CO− b) −O− c) −COOHd) −COO− e)H−COH
(O.Q.N.Ávila2009)
a)Falso.ElcompuestoCH −CO−CH esunacetona.Sunombreesacetonaopropanona.
b) Verdadero. El compuesto CH −O−CH es un éter. Su nombre es dimetiléter ometoximetano.
c)Falso.ElcompuestoCH −COOHesunácido.Sunombreesácidoacéticooetanoico.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 174
d) Falso. El compuesto CH −COO−CH es un éster. Su nombre es acetato de metilo oetanoatodemetilo.
e)Falso.ElcompuestoH−COHsunaldehído.Sunombreesformaildehídoometanal
Larespuestacorrectaeslab.
3.89. El acetato de metilo y el ácido propanoico son dos compuestos isómeros. Señale larespuestaqueconsidereincorrecta:a)Tienenlamismafórmulaempírica.b)Tienenlamismafórmulamolecular.c)Elácidopropanoicotieneunatemperaturadeebulliciónsuperioraladelacetatodemetilo.d)Lafórmuladelacetatodemetiloes .
(O.Q.L.Murcia2009)
a‐b‐d)Correctas.Lasfórmulassemidesarrolladasdeamboscompuestosson:
ácidopropanoicoCH CH COOH
acetatodemetiloCH COOCH
Ambos compuestos son isómeros ya que tienen la misma fórmula molecular y empírica,C H O ydistintafórmuladesarrollada.
c)Correcta.Latemperaturadeebullicióndelácidopropanoico(138°C)essuperiora ladelacetatodemetilo(77°C)yaqueelprimeropresentaenlacesintermolecularesdehidrógenomientrasqueelsegundono.
Todaslasrespuestassoncorrectas.
3.90.Señalelarespuestaincorrecta:a)Lafórmuladel2‐butanoles .b)Laacetonaesisómerodelpropanal.c) X6
14 e Y714 sonisótoposportenerelmismonúmeromásico.
d)Elnúmerodeoxidacióndelbromoenel es+5.(O.Q.L.Murcia2009)
a) Correcta. La fórmula semidesarrollada del 2‐butanol es CH CHOHCH CH ya que elgrupohidroxiloseencuentrasituadoenelcarbono2.
b)Correcta.Lasfórmulassemidesarrolladasdeamboscompuestosson:
acetonaCH COCH propanalCH CH CHO
Ambos compuestos son isómeros ya que tienen la misma fórmula molecular y empírica,C H Oydistintafórmuladesarrollada.
Setratadeisómerosdeposiciónyaquetienenlamismafunciónorgánica,elgrupocarbonilo(C=O),laacetonaenuncarbonosecundarioyelpropanalenuncarbonoprimario.
c) Incorrecta. Los isótopos son especies químicas que precisamente se diferencian en elnúmeromásico.Estasespeciesconidénticonúmeromásicosedenominanisóbaras.
d) Correcta. Teniendo en cuenta que el número de oxidación del oxígeno es ‐2, delhidrógeno+1,elnúmerodeoxidacióndelbromoes:
1 +1 +x+3 ‐2 =0x=+5
Larespuestaincorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 175
3.91.Sedicequeuncompuestoorgánicoeslevógirocuando:a)Sumoléculaesredondaygiraconfacilidad.b)Desvíahacialaizquierdalaluzpolarizada.c)Aceleralavelocidaddeunareacciónbajoagitaciónintensa.d)Sedescomponeporaccióndelalevadura.
(O.Q.L.Murcia2009)
Los compuesto levógiros son isómeros ópticos que tienen un carbono asimétrico y quedesvían hacia la izquierda el plano de la luz polarizada, al contrario que las sustanciasdextrógirasquelohacenhacialaderecha.
Larespuestacorrectaeslab
3.92. Dadas las sustancias: , , y , el orden de menor a mayortemperaturadeebulliciónes:a) b) c) d)
(O.Q.L.Madrid2009)
El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermolecularesexistentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Ésteserámás grande en las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, máspequeño en las que presenten enlaces dipolo‐dipolo, y más pequeño aún, en las quepresentenfuerzasdedispersióndeLondon.
Las fuerzas de dispersión de London se dan en todo tipo de sustancias, perofundamentalmente,enlassustanciasnopolares.Delassustanciaspropuestas,esteenlacesedaenelmetano,CH .
Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlacesde hidrógeno. De las sustancias propuestas, este enlace se da en el etanal, C H O ,CH CHO.
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las sustanciaspropuestas,estetipodeenlacesóloesposibleenelácidofórmico, CH O ,HCOOH,yenelmetanol, CH O ,CH OH.Elquelospuntosdeebullicióndelosácidosseanmásaltosquelosdelosalcoholessedebeaquelosácidosformanundímeroestable.
Además el punto de ebullición aumenta con el peso molecular de la sustancia, ya quetambiéncontribuyenlasfuerzasdedispersióndeLondonyéstasaumentanalaumentarlalongituddelacadena.
Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullición(K)crecienteson:
(111,6)< (293)< (338)< (374)
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenMadrid2007).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 176
3.93.¿Cuáleselnombredelcompuestoobtenidoporreacciónentreácidoacéticoy2‐propanol?a)Acetatode2‐propenilob)Acetaldepropeniloc)Acéticodepropilod)Acetatode2‐propilo
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
Lareacciónentreunácidoyunalcoholesunareaccióndeesterificaciónylosproductosresultantesdeellasonésteryagua.
CH COOH+CH CHOHCH CH COOCH CH +H O
Elésterformadoesacetatode2‐propilo.
Larespuestacorrectaeslad.
3.94.Cuandosesustituyeunodelosátomosdehidrógenodelbenceno( )porotroátomoo grupo de átomos cambia el punto de ebullición. Ordenar por puntos de ebullicióndecrecienteslossiguientescompuestos: , , .a) > > b) > > c) > > d) > >
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermolecularesexistentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Ésteserámás grande en las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, máspequeño en las que presenten enlaces dipolo‐dipolo, y más pequeño aún, en las quepresentenfuerzasdedispersióndeLondon.
Las fuerzas de dispersión de London se dan en todo tipo de sustancias, perofundamentalmente,enlassustanciasnopolares.Delassustanciaspropuestas,esteenlacesedafundamentalmenteenelbenceno,C H .
Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlacesdehidrógeno.Delassustanciaspropuestas,esteenlacesedaenelclorobenceno,C H Cl.
El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las sustanciaspropuestas,estetipodeenlacesóloesposibleenelfenol,C H OH.
Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullición(K)decrecientesson:
(455,1)> (404)> (353,3)
Larespuestacorrectaeslac.
3.95.¿QuégruposfuncionalespresentanunenlaceC=O?a)Ácido,aldehído,alcoholb)Aldehído,cetona,ácidoc)Cetona,éter,ácidod)Ácido,éter,alcohol
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 177
El grupo carbonilo (C=O) se encuentra presente en los aldehídos, cetonas y ácidoscarboxílicos.
Larespuestacorrectaeslab.
3.96.Elbencenoyelciclohexanoson:a)Hidrocarburosb)Isómerosc)Semejantesd)Isólogos
(O.Q.L.Murcia2010)
Elbenceno C H esunhidrocarburoaromáticoyelciclohexano C H esuncicloalcano.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.97.LafórmulaHOC−CHOcorrespondeal:a)Etanalb)Dihidroxietanoc)Etanodiold)Etanodial
(O.Q.L.Murcia2010)
Setratadeletanodial,unaldehídoyaquepresentadosgruposfuncionalcarbonilo(−CO).
Larespuestacorrectaeslad.
3.98.Laestructuradelcompuestomayoritariofinaldelasiguientereaccióndeadiciónes:
≡CH+2HBra) b) c) d) =
(O.Q.L.Madrid2010)
Loshidrocarburosinsaturadosdanreaccionesdeadición.EnestecasosetratadelaadicióndeunreactivoasimétricoqueserigeporlaregladeMarkovnikovquediceque:
“en la adición de un reactivo asimétrico (HX, HOH, HOSO3H) a un hidrocarburoinsaturado asimétrico, el fragmento más positivo (H) se une al carbono máshidrogenado”.
Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeadiciónes:
≡CH+2HBr
elproductomayoritarioformadoesel2,2‐dibromopropano.
Larespuestacorrectaeslab.
3.99.Laisomeríageométricaseencuentraprincipalmenteen:a)Alcanosb)Alquenosc)Alcoholesd)Aldehídos
(O.Q.L.Asturias2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 178
Para que un compuesto presente isomería geométrica debe cumplir las siguientescondiciones:
Presentarundobleenlace
Tener el mismo átomo o grupo de átomos unido a los carbonos que forman eldobleenlace
Larespuestacorrectaeslab.
3.100.Lasiguientefórmulacorrespondealamoléculadelaadrenalina.
De acuerdo con esta, se puede establecer que las funciones orgánicas presentes en laadrenalinason:a)Fenol,alcoholyaminab)Alqueno,alcano,alcoholyamidac)Cicloalcano,alquenoyamidad)Fenol,alcohol,aminayéster
(O.Q.L.Asturias2010)
Lamoléculapresenta:
unafunciónfenol(A−OH)
unafunciónalcohol(R−OH)
unafunciónamina(R−NH−R)
Larespuestacorrectaeslaa.
3.101.¿Quéterminodescribelaformacióndeácidoacéticoapartirdealcoholetílico?a)Adiciónb)Oxidaciónc)Neutralizaciónd)Esterificación
(O.Q.L.LaRioja2010)
La formación de un ácido (acético) a partir de un alcohol (etílico) es una reacción deoxidación.Unoxidantequesesueleutilizarparalamismaeseldicromatodepotasioenmedioácido:
CH CH OH+Cr O +H CH COOH+Cr
Larespuestacorrectaeslab.
3.102.¿QuéclasedecompuestosnoincluyenunenlaceC=Oensusmoléculas?a)Alcoholesb)Ésteresc)Amidasd)Ácidos
(O.Q.L.LaRioja2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 179
Losalcoholessoncompuestosorgánicosquetienenelgrupofuncionalhidroxilo(−O−H).El resto de los compuestos dados, ésteres, amidas y ácidos carboxílicos, incluyen en suestructuraelgrupofuncionalcarbonilo(C=O).
Larespuestacorrectaeslaa.
3.103.Delossiguientescompuestoselquepresentaisomeríaópticaes:a)Propanalb)2‐metil‐1‐butanolb)1,2,3‐propanotriold)Benceno
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Uncompuestoorgánicopresentaisomeríaópticasitieneuncarbonoasimétrico(quiral).
Estacondiciónlacumpleel2‐metil‐1‐butanolyaquetieneuncarbonoconloscuatrosustituyentesdiferentes.
Larespuestacorrectaeslac.
3.104. El benceno es una sustancia orgánica ( ) de la familia de los compuestosaromáticos.Indiquequéproposicióneslaverdadera:a)Essolubleenagua.b)Tieneunaestructuraabiertaylineal.c)Todoslosenlacessonsencillos.d)Todaslasdistanciasdeenlacesoniguales.e)Noestóxico.
(O.Q.N.Valencia2011)
LaestructuradeLewisdelbencenoes:
a) Falso. La molécula de benceno es no polar por lo que forma ningún de enlaceintermolecularconelagualoqueimpidesusolubilidadenella.
b‐c)Falso.Loshidrocarburosaromáticossecaracterizanporformanestructurascíclicasconunsistemadedoblesenlacesalternados.
d)Verdadero.SetratadeunamoléculaquepresentaresonanciaporloquetodoslosenlacesC−Ctienenlamismalongitud,menorqueladelenlacesencilloperomayorqueladelenlacedoble.
e)Falso.Setratadeunasustanciaconunaelevadatoxicidad.Escancerígeno.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 180
3.105.Enun laboratorio se encuentraunabotellaque contieneuna sustancia líquidaqueúnicamentepresentaensuetiquetaunafórmulamolecular:C2H6O.Indiquequéproposicióndelassiguientesesverdadera:a)Sepodríaasignaresafórmulaadoscompuestosdistintos.b)Noesposibledescribirisómerosparaesafórmulamolecular.c)Serántreslassustanciasposibles.d)Elgradodeinsaturaciónes1.e)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.N.Valencia2011)
Eletanol, ,yelétermetílico, , soncompuestosquesediferencianen su grupo funcional, hidroxi (−OH) en los alcoholes y oxi (−O−) en los éteres, luegoambassustanciassonisómerosdefunciónquesecorrespondenconlafórmulamolecularC H O.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.106.Eletenoesunproductomuyversátilapartirdel cual sepuedeprepararunagranvariedaddesustancias.Indiquecuáldesiguientesafirmacionesesfalsa:a)Eletenosepuedetransformarenalcoholetílico.b)Lapolimerizacióndeletenoconducealpolietileno.c)Eletenosepuededeshidrogenarparaconvertirseenetano.d)Existeotroisómerocompuestodeleteno.e)Elpoliestirenotambiénsepuedeprepararapartirdeeteno.
(O.Q.N.Valencia2011)
a)Verdadero.Lahidratacióncatalíticadeunalquenoproduceelcorrespondientealcohol:
CH =CH (g)+H O(g)CH CH OH(g)
b)Verdadero.Lapolimerizacióndeletenoproducepolietileno:
nCH =CH − CH −CH −
c)Verdadero.Lahidrogenacióndeunalquenoproduceelcorrespondientealcano:
CH =CH (g)+H (g)CH −CH (g)
d)Falso.Eletenonoposeeisómeros.
e) Verdadero. La reacción entre benceno y eteno produce etilbenceno, y la posteriordeshidrogenación de este lleva a la formación de etenilbenceno o poliestireno, que porposteriorpolimerizaciónproducepoliestireno.
Larespuestacorrectaeslad.
3.107.Coneltérminocis‐butenosedesignaaunhidrocarburoconunainsaturación.Indiquecuáldesiguientesafirmacionesesfalsa:a)Estehidrocarburotieneunisómerogeométrico.b)Porcombustióndeunmoldelmismoseobtienencuatromolesdedióxidodecarbonoycuatromolesdeagua.c)Nodecoloraunadisolucióndebromo.d)Tienevariosisómerosolefínicos.e)Existeotrocompuestoconlamismafórmulamolecular,quenoreaccionaconelhidrógenonipuedepolimerizarse.
(O.Q.N.Valencia2011)
a)Verdadero.Elisómerogeométricodelcis‐butenoeseltrans‐buteno.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 181
cis‐buteno
trans‐buteno
b)Verdadero.Laecuaciónquímicocorrespondientealacombustióndelcis‐butenoes:
C H (g)+6O (g)4CO (g)+4H O(g)
c) Falso. Los hidrocarburos insaturados dan reacciones de adición como puede ser lahalogenación:
C H (g)+Br (aq)C H Br (l)
d) Verdadero. Además del trans‐buteno tiene otros isómeroscomopuedeserel2‐metil‐1‐butenooisobuteno.
e) Verdadero. El ciclobutano es un hidrocarburo cíclico que nopuededarreaccionesnideadiciónnidepolimerización.
Larespuestacorrectaeslac.
3.108.¿Cuáleslafórmuladelaetil‐propilamina?a) − − − − − − − b) − − − − − c) − −NH− − − d) − −N− − −
(O.Q.L.LaRioja2011)
Detodosloscompuestosdadoselúnicoqueesunaaminasecundaria(R −NH−R )es:
− −NH− − − .
Larespuestacorrectaeslac.
3.109.¿Quécombinacióndereactivosproduceunéster?a)Alcoholyaldehídob)Ácidoyaldehídoc)Ácidoyalcohold)Aldehídoypermanganatodepotasio
(O.Q.L.LaRioja2011)(O.Q.L.Galicia2012)
La reacción entreun ácidoorgánico yun alcohol esuna reacciónde esterificacióny lassustanciasresultantesdelamismasonunésteryagua.Porejemplo:
CH COOH(l)+CH CH OH(l)CH COOCH CH (l)+H O(l)
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenÁvila2009).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 182
3.110.¿Cuántosaldehídossecorrespondenconlafórmula ?a)2b)3c)4d)5
(O.Q.L.LaRioja2011)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
La fórmula del hidrocarburo saturado de cinco carbonos es C H , como el compuestodado tiene dos átomos de hidrógeno menos quiere decir que presenta una únicainsaturaciónquecorrespondealgrupocarbonilo(C=O).Losposiblesisómerosson:
CH CH CH CH CHO1‐pentanal
CH CH CH CH CHO2‐metil‐1‐butanal
CH CH CH CH CHO3‐metil‐1‐butanal
CH C CH CHO2,2‐dimetilpropanal
4isómeros
Larespuestacorrectaeslac.
3.111.Lafórmulaempíricadelácidobenzoicoes:a) b) c) d)HBe
(O.Q.L.Murcia2011)
Elácidobenzoicoesunácidocarboxílicoaromáticoysufórmulaes:
Larespuestacorrectaeslac.
3.112.Paraloscompuestos: A: − B: −O− Puedeafirmarseque:a)Sonisómerosgeométricos.b)AtienemayorpuntodeebulliciónqueB.c)Aesunsólidocristalinoatemperaturaambiente.d)Sonisomorfosquirales.
(O.Q.L.Murcia2011)
a)Falso.Ningunodeellospresentaundobleenlace.
b)Verdadero.Eletanol,CH −CH OH,puedeformarenlacesdehidrógenomientrasqueelétermetílico,CH −O−CH , no.Porestemotivoelpuntodeebullicióndeletanolesmayorqueeldeléteretílico.
c) Falso. Los enlaces de hidrógeno del etanol no son tan intensos como para que estasustanciaformeunsólidomolecularatemperaturaambiente.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 183
d)Falso.Ningunoposeequiralidad.
Larespuestacorrectaeslab.
3.113.¿Cuántoscompuestosdiferentespuedentenerlafórmula ?a)unob)dosc)tresd)cuatro
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
LafórmuladelhidrocarburosaturadodetrescarbonosesC H ,comoelcompuestodadotienelosmismosátomosdehidrógenoquieredecirquenopresentaningunainsaturación.Los compuestos compatibles con la fórmula molecular dada son alcoholes y éteressaturados.Losposiblesisómerosson:
CH CH CH OH1‐propanol
CH CHOHCH 2‐propanol
CH OCH CH metiletileter
3isómeros
Larespuestacorrectaeslac.
3.114.¿Cuáldelossiguientescompuestostieneisomeríacis‐trans?a) b) = c) = d)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Para que un compuesto presente isomería geométrica debe cumplir las siguientescondiciones:
Presentarundobleenlace
Tener el mismo átomo o grupo de átomos unido a los carbonos que forman eldobleenlace
De los compuestosdados, el único que cumple ambas condiciones es el 1‐2,dicloroetileno,ClCH=CHCl.
Larespuestacorrectaeslab.
3.115.Cuáleselnombrecorrectoparalaestructura:
a)2‐isopropil‐1‐butenob)2,3‐dimetil‐2‐hexenoc)2‐metil‐3‐isopropil‐1‐butenod)2,3,4‐trimetil‐1‐penteno
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 184
Lacadenamáslargaquetengalainsaturaciónconstadecincoátomosdecarbono(penteno)yenloscarbonos2,3y4tieneradicalesmetilo.
Elnombredelhidrocarburoes2,3,4‐trimetil‐1‐penteno.
Larespuestacorrectaeslad.
3.116. ¿Qué compuesto de los siguientes contiene todos sus átomos de carbono con unahibridación ?a) b) c) d)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
LoscompuestosdefórmulaC H yC H sonhidrocarburossaturadosoalcanosquesecaracterizanporquesusátomosdecarbono formancuatroenlacessencillos, loquerequierequedichosátomostenganhibridación .
ElcompuestodefórmulaC H esunhidrocarburoinsaturadoalquenouolefinaquesecaracterizaporquesusátomosdecarbono formandosenlacessencillosyunenlacedoble,loquerequierequedichosátomostenganhibridación .
El compuestode fórmulaC H esunhidrocarburo insaturadoalquino o acetilénicoquesecaracterizaporquesusátomosdecarbonoformanunenlacesencillosyunenlacetriple,loquerequierequedichosátomostenganhibridaciónsp.
Larespuestacorrectaeslab.
3.117.Lacafeínatienelasiguientefórmulaestructural:
Suformulaempíricaes:a) b) c) d) e)
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Lafórmulaempíricaosencilladelacafeínaes .
Larespuestacorrectaeslac.
3.118.Laoxidaciónsuavedel2‐propanol, −CHOH− ,produce:a) −CO− b) −COO− c) − −O− d) − −CHOe) − −
(O.Q.N.ElEscorial2012)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 185
Mediantelaoxidaciónsuavedeunalcoholsecundarioseobtieneunacetona.Lareaccióndeoxidaciónes:
CH −CHOH−CH +oxidanteCH −CO−CH
Larespuestacorrectaeslaa.
3.119.Unamezclaequimoleculardeisómerosópticossellama:a)Isotópicab)Esotéricac)Racémicad)Refringente
(O.Q.L.Murcia2012)
Unamezclaracémicasedefinecomounamezclaequimoleculardeisómerosópticos.Comocadaunodelosestereoisómerosdesvíalaluzpolarizadaundeterminadoángulo,unohacialaderecha y el otro hacia la izquierda, no existiría desviación de la luz ya que el efectoproducidoporunoanularíaeldelotroylamezclanoseríaópticamenteactiva.
Larespuestacorrectaeslac.
(LacuestiónpropuestaessimilaraMurcia1996).
3.120.Siencontramosuncompuestodefórmulaempírica ,puedetratarsede:a)Monocarburohidratadob)Formaldehídoc)Aguacarbonatadad)Esafórmulanoexisteporrazonesestéricas.
(O.Q.L.Murcia2012)
La fórmula semidesarrolladadelmetanal esH−CHO y su fórmulaempíricaymolecular es.
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia1996).
3.121.Laoxidacióndeunalcoholsecundariocon enácidosulfúrico,dará lugaraun:a)Aldehídob)Ácidocarboxílicoc)Ésterd)Cetona
(O.Q.L.Galicia2012)
Laoxidacióndeunalcoholsecundarioproduceunacetona.Elgrupohidroxiloseconvierteencarbonilo.Porejemplo,el2‐propanolproduceacetona:
CH CHOHCH +Cr O +H CH COCH +Cr
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralapropuestaenElEscorial2012).
Cuesti
3.122
a)Heb)2‐Ec)3‐Md)4‐E
Lacaradic
Elno
Lare
3.123a)3‐Mb)3,3c)2,3d)2‐B
Uncounca
Estadosdifere
Lare
3.12411°C.A:¿Cuála)A:b)A:c)A:d)A:
El puexistemáspequprese
Lafundaseda
Losde hetilm
ionesyProble
2.¿Cuálesel
eptanoEtilpentanoMetilhexanoEtilpentano
adenamáslacalmetilo.
ombredelhid
espuestacorr
3.¿CuáldeloMetil‐2‐buta3‐Dimetil‐2‐3‐ButanodioButanona
ompuestoorarbonoasim
condiciónlaátomos deentes.
espuestacorr
4.Lastempe.Lassustanc
− −lseríalaasig0°C; B11°C; B97°C; B170°C; B
unto de ebuentesenlamgrande en lueño en lasentenfuerza
as fuerzasamentalmenaenlasusta
senlacesdiphidrógeno.metiléter,CH
masdelasOlim
lnombreseg
o
argaconsta
drocarburo
rectaeslac.
ossiguientesanonabutanonal
rgánicopresétrico(quira
acumpleelcarbono c
rectaeslac.
eraturasdeeciasorgánic− B:
ignacióncorB:11°C;B:0°C;B:0°C;B:97°C;
ullición demisma,esdelas sustancique prese
asdedispers
de dispersnte,enlassnciaA,buta
polo‐dipoloDe las sus−CH −O−C
mpiadasdeQu
gúnlaIUPAC
deseisátom
es3‐metilh
scompuestos
sentaisomeal).
2,3‐butanoon los cuat
ebullicióndeasson:
− −rrectadelas
C:97°C;C:170°C;C:170°C;C:11°C;
una sustanecirdelaintas que presnten enlacesióndeLond
ión de Lonustanciasnono,CH −CH
sedanentrstancias proCH
uímica.Volume
Cparalasig
mosdecarb
hexano.
spresentais
ríaópticasi
odiolyaquetro sustituy
ecuatrosus
− C:temperatur
D:17 D:97 D:11
D:0°C
ncia dependtensidadconsenten enlaces dipolo‐didon.
ndon se daopolares.DH −CH −CH
remoléculasopuestas, e
en5.(S.Menar
uientemolé
ono(hexano
someríaópti
itiene
etieneyentes
tanciasorgá
− −rasdeebullic0°C°C°CC
e del tiponqueseatraces intermopolo, y má
an en todoDelassustan.
spolaresqueste enlace
rgues&F.Latre
cula?
(
o)yenelca
ica?
(O.Q.L.Casti
ánicasson:1
D:cióndecada
(
de fuerzasaigansusmoleculares des pequeño
o tipo denciaspropue
uenopuedase da en
e)
(O.Q.L.LaRioja
arbono3tie
tilla‐LaMancha
170°C,0°C,9
−asustancia?
(O.Q.L.Asturias
intermolecuoléculas.Éstee hidrógenoaún, en las
sustancias,estas,estee
anformarenla sustanc
186
a2012)
neun
a2012)
97°Cy
s2012)
ulareseseráo, máss que
peroenlace
nlacescia B,
Cuesti
ElhidróatraíelectpropCH −ebulldehi
Ademtamblongi
Laas
Lare
(Cues
3.125unampentia)Etb)Etc)Etad)Ác
La resustadebe
Lare
3.126
a)3‐Mb)4‐Mc)2‐Ed)2‐E
Lacaenel
Elno
Lare
ionesyProble
enlace deógenoquesdo a la veronegativouestas, est−CH −CH OHlicióndeestidrógenoqu
más el puntbiéncontribuituddelaca
signacióncor
A:0°C
espuestacorr
stiónsimila
5.Losésterembientadorilo,parasinttanoypentatanoy1‐pentanolyácidocidoetanoico
eacción entranciasresultnreacciona
CH COOH
espuestacor
6.Elnombre
Metil‐4‐hexeMetil‐2‐hexeEtil‐2‐pentenEtil‐3‐pente
adenamáslacarbono4ti
ombredelhid
espuestacorr
masdelasOlim
hidrógeno oeencuentraz por un py pequeñote tipo deH,yenlasutaúltimasusueelalcohol.
to de ebulliuyenlasfueadena.
rrectadetem
B:11
rectaeslaa.
ralapropu
esseencuenconoloraptetizarlosennotanolpentanoicooy1‐pentan
reun ácidotantesdelaarácidoetan
(l)+CH CH
rrectaeslad
ecorrectode
enoenonono
argaquetenieneunradi
drocarburo
rectaeslab.
mpiadasdeQu
o por puenaunidoaunpar de eleco (N, O oenlace sól
ustanciaD,2stanciaesm.
ción aumenerzasdedisp
mperaturasd
1°C C
estaenMad
trandemanplátanoysenecesita:
nol
orgánico ymismasonnoicoy1‐pen
H CH OH
d.
elcompuesto
ngalainsatucalmetilo.
es4‐metil‐2
.
uímica.Volume
ntes de hidrnátomomuctrones soliF) de unalo es posi2‐aminoetanmáselevada
nta con el ppersióndeL
deebullición
:97°C
drid2007)
neranaturaesabequee
yun alcoholunésteryantanol:
H(l)CH
ocuyafórmu
uracióncons
2‐hexeno.
en5.(S.Menar
rógeno se fyelectronegitario pertemoléculable en lanol,NH CHdebidoaqu
peso molecuLondonyest
nalassustan
D:170°C
alen lasfrutesearomaes
esuna reaagua.Paras
COO CH
ulaseda,es:
tadeseisát
rgues&F.Latre
forma cuandgativo(eneeneciente acercana. Dsustancia−CH OH.Lauepuedefor
ular de la stasaumenta
nciasorgánic
tasyflores.Ssdebidoalé
(
cciónde esintetizareta
CH (l)+H
(
tomosdecar
e)
do un átomestecasoO)un átomoe las sustaC, 1‐ propatemperaturmarmásen
sustancia, yaanalaumen
casdadases
Sedeseafabésteretanoa
(O.Q.L.Asturias
sterificaciónanoatodep
H O(l)
(O.Q.L.Asturias
arbono(hexe
187
mo desevemuy
anciaspanol,uradenlaces
a quentarla
s:
bricaratode
s2012)
y lasentilo
s2012)
eno)y
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 188
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 189
4.PROBLEMASdeQUÍMICAORGÁNICA
4.1.Completa las siguientes reaccionesorgánicas e indica razonadamente cuálde ellas esunareaccióndeeliminación:
a) –CH= (g)+ (g)
b) – – –OH(enmedioácidoycalor)
c) –C≡CH(g)+ (g)
d) – (g)+ (g)(Canarias2004)
a)CH –CH=CH (g)+H (g) – – (g)
Setratadeunareaccióndeadición.
b)CH –CH –CH –OH(enmedioácidoycalor) – = (g)+ (g)
Setratadeunareaccióndeeliminación.
c)CH –C≡CH(g)+Br (g) – = (g)
Setratadeunareaccióndeadición.
d)CH –CH (g)+Cl (g) – (g)+ (g)
Setratadeunareaccióndesustitución.
4.2.Escribelafórmuladelossiguientescompuestos:a1)4‐penten‐1‐ola2)2‐pentanonaa3)3‐pentanonaa4)2‐metilbutanol.b)Indicaquétipodeisomeríapresentanentresí:a1)ya2);a2)ya3);a3)ya4).
(Canarias2005)
a1)4‐penten‐1‐ol OH– – – =
a2)2‐pentanona – – – –
a3)3‐pentanona – – – –
a4)2‐metilbutanol OH– – –
b)Laisomeríaexistenteentreloscompuestos:
– – – =
– – – –isómerosdefunción
– – – –
– – – –isómerosdeposición
– – – –
– – –nosonisómeros
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 190
4.3.Paraelcompuestoorgánico3‐buten‐2‐ol:a)Escribesufórmulasemidesarrollada.b)¿Tienealgúncarbonoquiral?Encasoafirmativo,indicacuáles.c)Escribelafórmulasemidesarrolladadeunisómerodecadenadelmismo.
(Canarias2005)
a)3‐buten‐2‐ol – – =
b)ElC2esuncarbonoquiraloasimétrico
c)Unisómerodecadenadel3‐buten‐2‐oles
– – = 3‐buten‐1‐ol
4.4.Lalactosa,unodelosprincipalescomponentesdelaleche,sedegradaencontactoconelaireenácidoláctico,cuyafórmulasemidesarrolladaes .Laconcentracióndeácidolácticoesuncriteriodefrescuraydecalidad.Estaconcentracióndebeserlomenorposible,locontrarioindicaquetenemosunalecheenmalascondiciones.Laacidezmediade la leche frescaestánormalmenteentre1,6y1,8gdeácido lácticoporlitroycorrespondeaunpHentre6,7y6,8.Silaconcentraciónenácidolácticoessuperiora5g/Llalecheestácuajada.a)Identificalasfuncionesquímicaspresentesenlamoléculadeácidoláctico.b) ¿Presenta la molécula algún carbono asimétrico o centro quiral? Si fuese cierto,represéntalo.c) La reacción entre el ácido láctico y la disolución de hidróxido de sodio puede serconsideradacomototal.Escríbela.d)Paradeterminarlaacidezdelalechesetoman20,0mLysevaloranconunadisolucióndehidróxidodesodio0,1M,alcanzandoelpuntodeequivalenciaalañadir8,5mL.Determinarlaconcentraciónmolardeácido láctico, lamasadeácido lácticopresenteporcada litroyexplicasilalecheestácuajada.Dato.Masamolardelácidoláctico=90g/mol.
(Galicia2005)
a)Lasfuncionesquímicassonexistentesson,–COOH(ácido)y–OH(alcohol).
b)ElC2esuncarbonoquiraloasimétrico
c)Laecuaciónquímicacorrespondienteaesareaccióndeneutralizaciónes:
(aq)+NaOH(aq) (aq)+ (l)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 191
d)RelacionandoladisolucióndeNaOHconácidoláctico:
8,5mLNaOH0,1M20mLleche
1mmolCH CHOHCOOH
1mmolNaOH0,0425M
Lamasadeácidolácticocontenidaenlalechees:
0,0425molCH CHOHCOOHLleche
90gCH CHOHCOOH1molCH CHOHCOOH
=3,825gL
Comoseobserva,laconcentracióndeácidolácticoenlalechees:
superiora1,6‐1,8loquequieredecirquelalecheNOesfresca,
inferiora5g/L,porlotanto,lalecheNOestácuajada.
4.5. El alcohol de Darvón se emplea en la industria farmacéutica en la elaboración delanalgésicollamadoDarvón.Suestructuraeslasiguiente:
a)Indicacuálessonlosgruposfuncionalespresentesendichocompuesto.b)Nombradichocompuesto.c)¿Tienecarbonosquirales?Encasoafirmativoseñálalosconun(*).
(Canarias2006)
a)Losgruposfuncionalesexistentesenlasustanciason,–OH(hidroxi)y–N(amino).
b)Elnombredelcompuestoes4‐dimetilamino‐1,2‐difenil‐3‐metil‐2‐butanol.
c)C2yC3soncarbonosquiralesoasimétricos
4.6.Elacetatodeetilo(etanoatodeetilo)esuncomponentedeunodelospegamentosdeusocorriente,que seobtieneanivel industrialpor reaccióndelácidoacético (ácidoetanoico)conetanolparadarelmismoyagua.Sepide:a)Escribirlareaccióndelproceso.b)Deciraquétipodereacción(adición,eliminación,sustitución,condensación,combustión)perteneceesteproceso.c)¿Aquégrupofuncionalperteneceelacetatodeetilo?d)Formulaynombraunisómerodefunciónyotrodecadenadelacetatodeetilo.
(Canarias2006)
a)Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeesterificaciónes:
(l)+ (l) (l)+ (l)
b)Lareaccióndeesterificaciónesunareaccióndeeliminación.
-CH - C - CH - CH - N - CH2 2 3
CH3 CH3OH
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 192
c)Elacetatodeetiloesunéster.
d)Isómerosdelacetatodeetilo:
defunción: ácidobutanoico
decadena: propanoatodemetilo
4.7. Los alcoholes cuando se calientan a unos 180° C en presencia de ácido sulfúrico, sedeshidratan formando un alqueno, pero sin embargo, cuando el calentamiento es másmoderado(140°C)seformaunéter:
= +
2 –O– +
Indicaaquétipodereacciones,desdeelpuntodevistaestructural,pertenececadaunadeellas.¿Quépapeldesempeñaelácidosulfúricoenellas?
(Canarias2007)(Canarias2008)
En la primera reacción que tiene lugar a temperatura un poco mayor, se produce laeliminacióndelgrupoOHdeunodelosátomosdecarbonoydeunátomodeHdelotroátomodecarbonoquedancomoresultado la formacióndeunamoléculadeH O.Por lotanto,setratadeunareaccióndeeliminación.
Enlasegundareacciónquetienelugaramenortemperatura,seproducelaunióndedosmoléculas de etanol con pérdida de unamolécula deH O. Por lo tanto, se trata de unareaccióndecondensación.
En ambos casos, el ácido sulfúrico, , se comporta comoagentedeshidratante ycomocatalizadorquefavorecelaeliminacióndeagua.
4.8.Respondealassiguientescuestiones:a)Indicaunejemplodereaccióndeadición.b)Formulaynombradosisómerosdelapentan‐2‐ona(2‐pentanona).c)Indicasiel2‐bromobutanopresentaisomeríageométricaono.¿Tendrácarbonoquiral?d)Indicaquétipodeisomeríapresentael2,3‐diclorobut‐2‐eno(2,3‐dicloro‐2‐buteno).
(Canarias2007)
a) Ejemplos típicos de reacciones de adición son las halogenaciones de hidrocarburosinsaturados:
= + –
≡ + =
b)La2‐pentanonatieneporfórmulasemidesarrollada:
CH COCH CH CH
isómerodeposición: 3‐pentanona
isómerodefunción: pentanal
c) Para que una sustancia tenga isomería geométrica debe tener un doble enlace y elmismo átomo o radical unido a cada uno de los carbonos de dicho doble enlace. El 2‐bromobutano:
CH CHBrCH CH
noposeenigúndobleenlace,porloquenopresentaisomeríageométrica.
C180º
C140º
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 193
El 2‐bromobutano sí que tiene un carbono quiral o carbono asimétrico, C2 seencuentraunidoacuatrosustituyentesdiferentes:
d) El 2,3‐dicloro‐2‐buteno es un compuesto que presenta isomeríageométrica ya quetieneundobleenlaceyelmismoátomoradicalunidoacadaunodeloscarbonosdedichodobleenlace:
cis‐2,3‐dicloro‐2‐buteno
trans‐2,3‐dicloro‐2‐buteno
4.9. Escribe la fórmula semidesarrollada y el nombre de todos los alquenos isómeros defórmulamolecular .¿Presentaalgunodeellosisomeríageométrica?
(Canarias2007)
El2‐butenoesuncompuestoquepresenta isomeríageométrica yaque tieneundobleenlaceyelmismoátomoogrupodeátomosunidoacadaunode loscarbonosdedichodobleenlace:
= – –
1‐buteno
= –
metilpropeno(isobuteno)
cis‐2‐buteno
trans‐2‐buteno
4.10.Respondealassiguientescuestiones:a)Escribeunejemplodereaccióndeadición.b) Indica si el 2‐bromobutano presenta isomería óptica o geométrica. Dibuja loscorrespondientesisómeros.c)Escribe las fórmulasde todos losposibles isómerosde fórmulamolecularC4H8. IndicaelnombreIUPACdecadaunadeellas.
(Canarias2008)
a)Ejemplosdereaccionesdeadiciónpuedenser:
hidrogenación:CH =CH–CH +H CH –CH –CH
halogenación:CH =CH–CH +Cl CH Cl–CHCl–CH
hidratación:CH =CH–CH +H OCH –CHOH–CH
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 194
b)El2‐bromobutanoen suestructurapresentaun carbonoquiral o asimétrico (C2) loquehacequeeste compuestoposea isomeríaóptica. Sinembargo,nopresentaningúndoble enlaceni los carbonosunidos por el doble enlace tienenunode los sustituyentesigualesporloqueestecompuestonoposeeisomeríageométrica.
c) De acuerdo con la fórmula general de los hidrocarburos etilénicos, C H , uncompuestoconformulamolecularC H presentaunaúnicainsaturación(dobleenlace)ylosdiferentesisómerosquepresentason:
= – –
1‐buteno
= –
metilpropeno(isobuteno)
cis‐2‐buteno
trans‐2‐buteno
ciclobuteno
4.11.Responderdeformarazonadaalassiguientescuestiones:a)Deloscompuestos,3‐bromopentanoy2‐bromopentano¿Cuáldeellospresentaráisomeríaóptica?b)¿Quétipodeisomeríapresentaráel2,3‐diclorobut‐2‐eno(2,3‐dicloro‐2‐buteno).c)Escribirlafórmuladesarrolladaynombrarlosposiblesisómerosdecompuestodefórmulamolecular .d) El metacrilato de metilo ó plexiglás (2‐metilpro‐2‐enoato de metilo) es un polímerosintéticodeinterésindustrial.Escribesufórmuladesarrollada,indicaaquégrupofuncionalperteneceyseñalasipresentaisomeríageométrica.
(Canarias2009)
a)Presentaráisomeríaópticaelcompuestoquetengauncarbonoasimétrico:
3‐Bromopentano 2‐Bromopentano(i.óptica)
b)Presentaráisomeríageométrica,ysusconfiguracionesson:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 195
cis‐2,3‐dicloro‐2‐buteno
trans‐2,3‐dicloro‐2‐butenoc) El C H es un hidrocarburo insaturado (alqueno) que posee un doble enlace. Losposiblesisómerosson:
= – – 1‐buteno
– = – 2‐buteno(isómeroscisytrans)
= − 2‐metil‐1‐propeno
d)El2‐metil‐2‐propenoatodemetiloesunésterinsaturadoysufórmuladesarrolladaes:
No presenta isomería geométrica ya que aunque tiene tiene un doble enlace entrecarbonos,éstosnotienenunidoaelloselmismoradical.
4.12.Completalassiguientesreacciones,indicandoquetipodereaccionessetrata:a) – – Br+KOHb) – –COOH+ c) –CH= + d) –CH= +HCl
(Canarias2009)
a)Lareacciónpropuestapresentadosposibilidades:
KOHenmedioacuoso
CH –CH –CH Br+KOH – – OH+KBr(sustitución)
KOHenmedioalcohólico
CH –CH –CH Br+KOH – = + +KBr (eliminación)
b)CH –CH –COOH+CH OH – – – + (eliminación)
c)CH –CH=CH +H O – – OH (adición)
d) – – H C–CH=CH +HCl (eliminación)
4.13.Uncompuestoquímicotienefórmulaempíricaiguala :a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de todos los isómeros estructurales de dichocompuesto.b)Escribelosnombresdecadaunodelosisómeros.c)Indicasialgunodelosisómerospresentaactividadópticayjustificaporqué.d)Enunodelosisómerosquepresentenactividadóptica,siloshay,indicalahibridacióndelosátomosdeCyOdelamolécula:
(Galicia2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 196
a‐b)LosisómerosdelC H O son:
Ácidopropanoico
2‐Hidroxipropanal
3‐Hidroxipropanal
Hidroxiacetona
Acetatodemetilo
3‐Hidroxi‐1,2‐epoxipropano
1‐Hidroxi‐1,2‐epoxipropano
2‐Hidroxi‐1,2‐epoxipropano
1,3‐Dioxolano
c)Presentanactividadópticalosisómerosquetenganuncarbonoasimétrico(quiral):
2‐Hidroxipropanal
1‐Hidroxi‐1,2‐epoxipropano
2‐Hidroxi‐1,2‐epoxipropano
d)Lahibridaciónquepresentanlosátomosdecarbonoydeoxígenodel2‐hidroxipropanales:
C1,C2yO3presentanhibridación yaquetodossusenlacessonsencillos
C4yO5presentanhibridación yaquetienenunenlacedoble.
4.14. El ácido málico es un compuesto orgánico que se encuentra en algunas frutas yverdurasconsaborácidocomolosmembrillos,lasuvas,manzanasy,lascerezasnomaduras,etc.Estecompuestoquímicoestáconstituidoporlossiguienteselementosquímicos:carbono,hidrógeno y oxígeno. La combustión completa de unamasam = 1,340 g de ácidomálicoproduceunamasa =1,760gdedióxidodecarbono,yunamasa =0,540gdeagua.a) Determinar los porcentajes de carbono, hidrógeno y oxígeno contenidos en el ácidomálico.DeducirsufórmulaempíricasabiendoquesumasamolaresM=134g· .b)Lavaloraciónconsosadeunadisolucióndeácidomálico,permitededucirquecontienedos grupos funcionales ácidos. Por otra parte, la oxidación de ácidomálico conduce a laformacióndeuncompuestoelcualproduceunprecipitadoamarilloalreaccionarconla2,4‐dinitrofenilhidracina, loquepermiteconfirmarqueelácidomálicotieneungrupoalcohol.Escribirlafórmulasemidesarrolladadelácidomálico.
(Galicia2009)
a)Apartirdelascantidadesdadasydelamasamolardelácidomálico(AcM)secalculaelnúmerodemolesdeátomosdecadaelemento.
EnlacombustióntodoelcarbonodelcompuestosetransformaenCO :
O
CH2OH–C–CH2
O
CH3–CH–CHOH
O
CH3–HOC–CH2
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 197
1,760gCO1,340gAcM
1molCO44gCO
1molC1molCO
134gAcM1molAcM
=4molC
molAcM
ytodoelhidrógenodelcompuestosetransformaenH O:
0,540gH O1,340gAcM
1molH O18gH O
2molH1molH O
134gAcM1molAmox
=6molHmolAcM
LamasadeloselementosanalizadospormoldeAmoxes:
4molC12gC1molC
+6molH1gH1molH
=54g
Eloxígenosecalculapordiferencia:
134gAcM–54gresto
1molAcM
80gOmolAcM
1molO16gO
=5molOmolAcM
Lafórmulamolecularylaempíricadelácidomálicoes .
Lacomposicióncentesimaldelácidomálicoes:
4molC1molAcM
12gC1molC
1molAcM134gAcM
100=35,8%C
6molH1molAcM
1gH1molH
1molAcM134gAcM
100=4,5%H
5molO1molAcM
16gO1molO
1molAcM134gAcM
100=59,7%O
15) El compuesto formado después de la oxidación del ácido málico reacciona con la2,4‐dinitrofenilhidrazina,loqueescaracterísticodeloscompuestosquímicoscarbonílicos,poseedores del grupo funcional R −CO−R . Dicha reacción es la que se muestra acontinuación.
R1 C
OH
R2
Ox
R1 C
O
R2
NO2
NO2
NHNCR1
R2
NO2
NO2
NHH2N
2,4-Dinitrofenilhidrazona-AMARILLO-
Puestoqueelenunciadodelproblemadicequeelácidomálicotienedosgruposcarboxiloéstos,debenencontrarseenlosextremosdelacadenahidrocarbonadaysi,además,comosehaprobadoenelpárrafoanterior,elácidomálicotieneungrupofuncionalalcohol,éstedebeserunalcoholsecundario.Portantocabeconcluirquela fórmulasemidesarrolladadelácidomálicoeslasiguiente:
ácido2‐hidroxi‐butanodioicoómálico
4.15.Proponerunaposibleestructuraparalossiguientescompuestos:a) (aldehído)b) (aldehído)c) (cetonacíclica)
(Canarias2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 198
a)LaestructuradeunaldehídodefórmulamolecularC H Opodríaser:
butanal
b)LaestructuradeunaldehídodefórmulamolecularC H Opodríaser:
4‐pentenal
c)LaestructuradeunacetonacíclicadefórmulamolecularC H Opodríaser:
ciclohexanona
4.16. Indica todos los posibles isómeros estructurales que corresponden a la fórmulamolecular .¿Cuál/esdeellospresentanisomeríaóptica?
(Canarias2010)
Los compuestos que se corresponden con la fórmulamolecular C H Br son derivadoshalogenadosdeunalcanoy losposibles isómerossondeposición.Presentarán isomeríaópticaaquellosquetenganuncarbonoasimétrico:
1‐bromopentano
2‐bromopentano(isomeríaóptica)
3‐bromopentano
1‐bromo‐2‐metilbutano(isomeríaóptica)
1‐bromo‐3‐metilbutano
2‐bromo‐2‐metilbutano
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 199
2‐bromo‐3‐metilbutano(isomeríaóptica)
1‐bromo‐2,2‐dimetilpropano
4.17. Completa las siguientes reacciones, indicando asimismo a qué tipo de reacciónpertenece:
a) – – + luz
+HCl
b) – – +calorH2SO4
+ c) – – = + d) – + – + e) – = +HCl
(Canarias2010)
a)Lareacciónpropuestaesdesustitución:
CH –CH –CH +Cl luz
– – +HCl
b)Lareacciónpropuestaesdeeliminación:
CH –CHOH–CH +calorH2SO4
– = +H O
c)Lareacciónpropuestaesdeadición:
CH –CH –CH=CH +Br – – –
d)Lareacciónpropuestaesdeeliminación:
C H –COOH+CH –CH OH – – +H O
e)Lareacciónpropuestaesdeadición:
CH –C CH =CH +HCl – =
4.18. Indicardosposiblesestructuraspara la fórmula ynombrarlas. ¿Cuáldeellaspresentaráunpuntodeebulliciónmáselevado?
(Canarias2011)
Los compuestos que se corresponden con la fórmula molecular C H O son derivadosoxigenadosdeunalcanoylosposiblesisómerossonunalcoholyunéter:
Etanoloalcoholetílico
Metoximetanoodimetiléter
El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermolecularesexistentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Esteserá
Cuesti
máspequprese
Elehidró
Elhidróatraíelectprop
Eleta
4.19.uncoa)Indb)Ensufre
a) Loadició
Laecposib
Como
b1)Uenlacparti
b2)Uformform
ionesyProble
grande en lueño en lasentenfuerza
enlacedipoógeno.Dedo
enlace deógenoquesdo a la veronegativouestas,este
anolposee
Cuandosehompuestoqudicarlafórmnelcompuee:b1)Unarup
os hidrocarbóndeunrea
“en la adiinsaturadohidrogenad
cuaciónquímblesaobtene
CH C C
oelcompue
Una roturace se quedardel2‐b
Unaroturamaelenlacemanapartird
masdelasOlim
las sustancique prese
asdedispers
olo‐dipolososlassustan
hidrógenoeencuentraz por un py pequeñotipodeenla
mayortem
hacereacciouepresentaumuladedichestoobtenidopturahomol
buros insatuactivoasimét
ición de uno asimétricodo”.
micacorresper:
CH CH
estoobtenid
homolíticaa su electrónbromo‐2‐me
⦁
heterolíticsequedacodel2‐bromo
mpiadasdeQu
as que presnten enlacesióndeLond
sedaentremnciaspropue
o por puenaunidoaunpar de elec(N, O o F)
aceesposibl
mperaturad
onarel2‐meuncarbonoqocompuestoo indicarqulítica.
urados dantricoquese
n reactivo ao, el fragm
pondientea
CH +HBr
dodebetene
a o radicalan y se formetilbutanoso
aoiónicaeonelpardeo‐2‐metilbut
uímica.Volume
senten enlaces dipolo‐didon.
moléculaspestas,estee
ntes de hidnátomomuctrones soli) de una meeneletan
deebullició
tilbut‐2‐enoquiral.Sepidoynombraruéespecies s
b2)U
reaccionesrigeporlar
asimétrico (mento más
la reacción
rCH
CH
eruncarbon
2‐bromo‐2
aria es aqueman radicaleon:
esaquellaeneelectronestanoson:
en5.(S.Menar
ces intermopolo, y má
olaresquenenlaceexiste
drógeno seyelectronegitario perte
molécula cernol.
nqueelme
o(2‐metil‐2‐bde:rlo.se formaránUnarupturah
de adición.regladeMark
(HX, HOH, Hpositivo (H
deadición
CH CH
CBr CH
noquiral(as
2‐metilbuta
ella en la ques libres. La
⦁
nlaqueátoyseforma
rgues&F.Latre
leculares des pequeño
nopuedanfoeenelmeto
forma cuangativo(eneeneciente acana. De la
etoximetano
buteno)con
n sielenlaceheterolítica.
En este cakovnikovque
HOSO3H) aH) se une
muestra los
CHBr C
CH C
imétrico)se
ano
ue cada átomas especies
momáseleniones.Las
e)
e hidrógenoaún, en las
formarenlacoximetano.
ndo un átomestecasoO)un átomo
as dos susta
o.
elHBrseob
cecarbono‐b
(Canarias
aso se trataediceque:
un hidrocaal carbono
sdoscompu
CH
CH
etratadel:
moque forque se form
ectronegativsespeciesq
200
o, máss que
cesde
mo desevemuy
ancias
btiene
bromo
s2012)
de la
arburo más
uestos
ma elman a
voquequese
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 201
5.CUESTIONESdeQUÍMICANUCLEAR
5.1. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones químicas, correspondientes a otras tantas reaccionesnucleares,escorrecta?
a) + b) +
c) +
d) + (O.Q.L.Murcia1997)
DeacuerdoconlasleyesdelasemisionesradiactivaspropuestasporSoddyyFajans:
cuandounnúclidoemiteunapartículaαseconvierteenotronúclidocon2unidadesmenosdenúmeroatómicoy4unidadesmenosdenúmeromásico.
cuandounnúclidoemiteunapartículaβseconvierteenotronúclidocon1unidadmásdenúmeroatómicoyelmismonúmeromásico.
a)Incorrecta.Siseemiteunapartículaβelnúclidoresultantedeberíaser Pa.
b)Incorrecta.Siseemiteunapartículaαelnúclidoresultantedeberíaser Th.
c)Correcta.Siseemiteunapartículaαelnúclidoresultantees .
d)Incorrecta.Siseemiteunapartículaαelnúclidoresultantedeberíaser Ra.
Larespuestacorrectaeslac.
5.2.Elperíododevidamediadeunisótoporadiactivoesdeunaño,estosignificaque:a)Altranscurrirelañoyanoproduciráradioactividad.b)Cadaañosuactividadsereducealamitad.c)Alcabodeunañoelcontenidodelenvaseestarácaducado.d)Alcabodeunaño lamasacontenidaenundeterminadoenvasesehabráreducidoa lamitad.
(O.Q.L.Murcia1999)
Lavidamediadeunisótoposedefinecomoeltiempoquetranscurrehastaquelamuestraradiactivasereducealamitad.
Larespuestacorrectaeslab.
5.3.Indiquelaproposicióncorrecta:
a)Lareacción + + ,esunareaccióndefusión.
b)Lareacción + + +2 ,esunareaccióndebombardeo.
c)Lareacción + +2 ,esunareaccióndefisión.
d)Lareacción + + ,esunareaccióndefusión.
e)El muestralamismaactividadnuclearqueel .(O.Q.N.Barcelona2001)
a)Falso.Lareacción Mg+ He Si+ n,esunareaccióndebombardeo.
b)Falso.Lareacción U+ n Zr+ Te+2 n,esunareaccióndefisión.
c)Falso.Lareacción Rb+ n Rb+2 n,esunareaccióndebombardeo.
d)Verdadero.Lareacción + + ,esunareaccióndefusión.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 202
e)Falso.El Cnomuestralamismaactividadnuclearqueel C.
Larespuestacorrectaeslad.
5.4.Elisótopo tieneuntiempodesemidesintegraciónde12horas.¿Cuáleslafraccióndeconcentracióninicialdedichoisótopoquequedadespuésde48horas?a)1/16b)1/8c)1/4d)1/2
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un ciertotiempoes:
lnAA
=‐kt
Larelaciónexistenteentre laconstanteradiactivayel tiempodesemidesintegraciónvienedadoporlaexpresión:
k=ln 2t½
k=0,69312h
=0,0578h
Sustituyendoenlaecuacióninicial:
lnAA0= ‐0,0578h 48h =‐2,773
AA0=
116
Larespuestacorrectaeslaa.
5.5. La energía asociada con la emisión de una partícula del , correspondiente a lasiguientereacción:
+ es:a)4,2MeVb)2MeVc)18,4MeVd)1,7MeVe)6,5MeV
Datos.Masasatómicas(u): =238,0508; =234,0437; =4,0026.c=2,9979·10 m· ;1J=6,2414·10 MeV;1u=1,66·10 g)
(O.Q.N.Barcelona2001)
Lavariacióndemasaqueseregistraenlaemisióndeunapartículaalfaes:
Δm=238,0508– 234,0437+4,0026 =0,0045u
eslamasaqueseconvierteenenergíadeacuerdoconlaecuación:
E=mc2
E=0,0045u1,66·10 g
1u1kg10 g
2,9979·10 m·s6,2414·10 MeV
1J=4,2MeV
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 203
5.6.Unamuestrade100gde sedesintegraporcapturadeunelectrónconunavidamediade35días.¿Cuántotiempotardaráenacumularse90gde ?a)31díasb)39díasc)78díasd)116díase)315días
(O.Q.N.Oviedo2002)
Lareacciónnuclearcorrespondientealadesintegraciónpropuestaes:
Ar+ β Cl
Lacantidaddeargónquesedesintegraalcabodeesetiemposecorrespondeconlacantidaddecloroformado:
100g(inicial)–90g(formado)=10g(final)
La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un ciertotiempoes:
lnAA
=‐kt
La relación existente entre la constante radiactiva y la vida media viene dado por laexpresión:
k=ln 2t½
k=0,69335dıa
=0,0198día
Sustituyendoenlaecuacióninicial:
ln10100
= ‐0,0198día tt=116día
Larespuestacorrectaeslac.
5.7.¿Cuálde lossiguientes tiposdeemisionesnuclearesconducenaunadisminuciónde lacarganuclear?A)Emisiónalfa.B)Emisiónbeta.C)Emisióndepositrones.D)Capturadeelectrones.a)AyBb)ByDc)AyCd)A,CyDe)SolamenteD
(O.Q.N.Tarazona2003)
A) La emisión de una partícula α produce un núcleo con 2 unidadesmenos de númeroatómico,esdecircon2unidadesmenosdecarganuclear.
B)Laemisióndeunapartículaβproduceunnúcleocon1unidadmásdenúmeroatómico,esdecircon1unidadmásdecarganuclear.
C)Laemisióndeunpositrónproduceunnúcleocon1unidadmenosdenúmeroatómico,esdecircon1unidadmenosdecarganuclear.
D)Lacapturadeunelectrónproduceunnúcleocon1unidadmenosdenúmeroatómico,esdecircon1unidadmenosdecarganuclear.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 204
Larespuestacorrectaeslad.
5.8.Lavidamediadel radioactivoesde1,8horas.Sitenemosencuentaqueeltiemponecesarioparallevarunamuestradeesteisótopodesdeelreactorhastanuestrolaboratorioesde10,8horas,indiquelacantidaddeisótopoquehayquetomarparadisponerfinalmentede1mgde enellaboratorio.a)128mgb)64mgc)32mgd)11mg
(O.Q.L.Murcia2003)
La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un ciertotiempoes:
lnAA
=‐kt
La relación existente entre la constante radiactiva y la vida media viene dado por laexpresión:
k=ln 2t½
k=0,6931,8h
=0,385h
Sustituyendoenlaecuacióninicial:
ln1A0= ‐0,385h 10,8h A0=64mg
Larespuestacorrectaeslab.
5.9.Enunafiestauniversitariauninvitadotrajounabotelladebrandyporlaquepagóunaimportante cantidaddedinero,pues en la etiqueta indicabaque sehabía embotellado entiemposdeNapoleón(alrededorde1800).Aldíasiguienteanalizaronelbrandyquesobróyencontraronqueteníauncontenidoentritio( )de9,86%delquepresentaelaguaactual.¿Cuántotiempohacequeseembotellóelbrandy?( ½de =12,26años).a)62añosb)41añosc)1252mesesd)197añose)132meses
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un ciertotiempoes:
lnAA0=‐kt
Larelaciónexistenteentrelaconstanteradiactivayelperiododesemidesintegraciónvienedadoporlaexpresión:
k=ln 2t½
k=0,693
12,26ano=0,0564año
Sustituyendoenlaecuacióninicial:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 205
ln9,86100
= ‐0,0564año tt=41año
Larespuestacorrectaeslab.
5.10.¿Cuáldelossiguientesparesdenúclidossonisóbaros?
a) y
b) y
c) y
d) y
e) y (O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Dosnúclidos son isóbaros si tienenelmismonúmeromásico.Laparejaquecumpleesacondiciónes y .
Larespuestacorrectaeslaa.
5.11.¿Cuáleslapartículaqueseemiteenlasiguientereacciónnuclear?
+
a) b) c) d)
(O.Q.LMadrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
Setratadeunareacciónnuclearenlaqueseemiteunpositrón:
C B+
Larespuestacorrectaeslab.
5.12.Siel experimentaemisiónα,¿cuáleselotronúclidoqueseproduce?a) b) c) d)
(Datos. =90, =92, =91, =93)(O.Q.L.Madrid2006)
De acuerdo con las leyes de las emisiones radiactivas propuestas por Soddy y Fajans,cuando un núclido emite una partícula α se convierte en otro núclido con 2 unidadesmenosdenúmeroatómicoy4unidadesmenosdenúmeromásico.
Aplicadoaestecaso:
U + He
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 206
5.13.Laconstantededesintegracióndel es0,132 ñ .¿Quémasade quedaapartirdeunamuestrade2,50gdeesteisótopoqueemitedurante10años?a)0,120gb)1,83gc)0,668gd)2,38g
(O.Q.L.Madrid2006)
La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un ciertotiempoes:
lnAA0=‐kt
Sustituyendo:
lnA2,50
= ‐0,132año 10ano A=0,668g
Larespuestacorrectaeslac.
5.14.MadameCuriedebesufamaaque,entreotrascosas:a)Descubriólaradiactividad.b)Descubrióelpolonio.c)Calculó,deformaexacta,lacargadelelectrón.d)VerificóexperimentalmenteelsegundopostuladodeBohr.e)VerificólahipótesisdeRutherford.f)Aislóelcurio.
(O.Q.L.Murcia2008)(O.Q.L.Murcia2011)
MarieCuriedescubrióelelementopolonioenelaño1896.
Larespuestacorrectaeslab.
5.15.¿Cuáldelassiguientesreaccionesnuclearesseproduceporemisióndeunpositrón?
a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Ávila2009)
Siunnúcleoemiteunpositrón setransformaenotronúcleoconunaunidadmenosdenúmeroatómicoyconelmismonúmeromásico:
X Y+ e
Laúnicareacciónnuclearquecumplelacondicióndadaeslaprimera:
Al Mg+ e
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 207
5.16.Paradetectarlaradiacióndeunisótoporadiactivoseempleaun:a)Polímetrob)ContadorGeigerc)MedidorCuried)Isotopómetro
(O.Q.L.Murcia2010)
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 208
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 209
6.PROBLEMASdeQUÍMICANUCLEAR
6.1. La seriededesintegración radiactivadel termina en el isótopo . ¿Cuántaspartículasalfa(α)ybeta(β)seemitirán?
Datos.Partículaα= He24 ,partículaβ= e–1
0 (Galicia1999)
Enlaserieradiactiva U Pbseproduceunadisminucióndelosnúmerosmásicoyatómicodeluranio:
Númeromásico(235207)=28unidades
Númeroatómico(9282)=10unidades
Teniendoencuentaquedeacuerdolasleyesdelasemisionesradiactivas:
1)Unnúcleoalemitirunapartículaalfaseconvierteenotrodiferentecon4unidadesmenosdenúmeromásicoy2unidadesmenosdenúmeroatómico.
2)Unnúcleoalemitirunapartículabetaseconvierteenotrodiferenteconelmismonúmeromásicoy1unidadmásdenúmeroatómico.
Deacuerdoconestasreglas,seobservaqueelnúmeromásicosólodesciendealemitirsepartículasalfa.Porlotanto,aldescenderelnúmeromásicoen28unidades,elnúmerodepartículasalfaemitidases:
28unidadesdeA1partıculaα
4unidadesdeA=7partıculasα
Alemitirse7partículasalfaelnúmeroatómicodesciendeen14unidadesperocomoenelprocesoglobalsólopuededescender10unidades,elnúmerodepartículasbetaemitidases:
14–10 unidadesdeZ1partıculaβ
1unidadesdeZ=4partıculasβ
Lareacciónnuclearcompletaes:
+7 +4
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 210
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 211
7.CUESTIONESdeLABORATORIO
7.1.Paraprepararexactamente500mLdeunadisolucióndeácidosulfúrico0,15Mapartirdeácidosulfúricocomercialderiqueza98%ydensidad1,836g/mLsetienequeutilizarelsiguientematerialdelaboratorio:a)Pipeta,matrazaforadoyfrascolavadorb)Probetaymatrazaforadob)Balanza,vasodeprecipitadosyprobetad)Erlenmeyerybureta
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Larespuestacorrectaeslaa.
7.2.Paraprepararunadisolucióndeácidosulfúricodeunaciertaconcentraciónsehandetomar1,7 deácido,correctamentemedidos.Paraelloseactuará:a)Tomandounaprobetagraduadade25 .b)Chupandodelabotellamedianteunapipetagraduadade2 .c)Medianteunapipetagraduadadeémbolode50mL.d)Medianteunapipetagraduadadeémbolode2mL.
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2005)
Larespuestacorrectaeslad.
7.3. ¿Cuálde las siguientesprecauciones sobremanipulacióndeproductosquímicosno escorrecta?a)Siempreesprecisoabocarladisoluciónmásconcentradasobrelamásdiluida.b)Losproductosinflamablessehandealmacenarenlasestanteríasmáselevadas.c)Almezclarunácidoconagua,sehadeecharelácidosobreelaguaynuncaalrevés.d)Sisobraalgunacantidaddereactivo,nuncasehadevolveraintroducirloenelrecipienteoriginal.
(O.Q.L.Baleares2004)
Larespuestacorrectaeslab.
7.4.Enun laboratorioquímicohayque tomarmedidas relativasa la seguridadcomo son,entreotras, llevargafasyusarperasdegomaparapipetear.Elcorrectoetiquetadode losproductosquímicosestambiénotramedidaimprescindible.Indicacuáleslainformaciónqueproporcionanlossiguientessímbolos:
(1) (2)a)1irritantey2inflamableb)1tóxicoy2inflamablec)1irritantey2explosivod)1corrosivoy2explosivo
(O.Q.L.Baleares2004)
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 212
7.5. En un laboratorio químico siempre hay que tomar diversas medidas relativas a laseguridad.Desdeestepuntodevista,¿cuálesdelassiguientesfrasessoncorrectas?1.Cuandolasdisolucionessondiluidassíquesepuedenpipetearconlaboca.2.Nosepuedenutilizarlentesdecontacto.3. Una disolución diluida de ácido nítrico se puede hervir fuera de la vitrina extractorasiemprequeelvasoquecontengaladisoluciónestétapadoconunvidriodereloj.4.Losresiduosorgánicosclorados líquidosquesegeneranenunareacciónsepuedentirarporlapileta.a)1,2b)2,3c)3,4d)2
(O.Q.L.Baleares2004)
Larespuestacorrectaeslad.
7.6.Paraprepararexactamente100mLdeunadisolucióndeácidoclorhídrico0,10Msehande medir 10 mL de una disolución más concentrada (1,00 M) y hacer la dilucióncorrespondiente.Indicaquematerialsehadeemplear:a)Pipetayvasodeprecipitadosb)Pipetaymatrazaforadoc)Probetaymatrazaforadod)Buretaymatrazerlenmeyer
(O.Q.L.Baleares2004)
Larespuestacorrectaeslab.
7.7. En un laboratorio es muy importante tener todos los productos químicos bienetiquetados,aspectoque incluye lospictogramasde seguridad. ¿Qué significado tienen lossiguientespictogramas?
A Ba)AindicacorrosivoyBinflamableb)AindicairritanteyBtóxicoc)AindicacorrosivoyBcomburented)AindicairritanteyBinflamable
(O.Q.L.Baleares2005)
Larespuestacorrectaeslac.
7.8. Las sustancias que por contacto con piel pueden originar inflamaciones tienen lacategoríade:a)Nocivasb)Irritantesc)Tóxicasd)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.Baleares2006)
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 213
7.9.SedeseaprepararunadisoluciónacuosadeNaOHdeunaciertamolaridad,elmaterialmásadecuadoparahacerloes:a)Balanza,espátula,matrazaforadoyvasodeprecipitados.b)Probeta,pipeta,espátula,ytubodeensayo.c)Bureta,pipeta,balanzayvasodeprecipitados.d)Tubodeensayo,balanza,espátulaypipeta.
(O.Q.L.Asturias2006)
Larespuestacorrectaeslaa.
7.10.Unadelassiguientesafirmacionesesfalsa:a)Enunlaboratoriolamedicióndelvolumendeloslíquidosserealizamediantepipetas.b)Normalmente,losproductossólidosreaccionanpeorsiestánmuydivididos.c)Laarenanoessolubleenagua.d)Unvasodeprecipitadosesunrecipientedelaboratorioempleadoparadisolversustanciasenagua.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
Larespuestafalsaeslab.
7.11.Unadelassiguientesafirmacionesescorrecta:a)Laprobetaesunrecipientedelaboratorioparaguardargases.b)Lamoléculadeaguaespolar.c) Se utiliza una bureta para dosificar el cobre metálico necesario para una reacciónquímica.d)LafórmulaCuScorrespondealadeunsulfato.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
Larespuestacorrectaeslab.
7.12. En un laboratorio es muy importante tener todos los productos químicos bienetiquetados,aspectoque incluye lospictogramasde seguridad. ¿Qué significado tienen lossiguientespictogramas?
A Ba)AindicacomburenteyBexplosivob)AindicaexplosivoyBirritantec)AindicainflamableyBexplosivod)AindicaexplosivoyBcomburente
(O.Q.L.Baleares2007)
Larespuestacorrectaeslaa.
7.13.Paraprepararexactamenteunadisolucióndeácidoacético0,1M sehademedirunvolumen determinado de una disolución más concentrada (1 M) y hacer la dilucióncorrespondiente.Indicacuálde lescombinacionesdematerialvolumétricoes laformamásexactadehacerlo:a)Probetade10mLymatrazaforadode100mLb)Pipetade25mLymatrazaforadode250mLc)Pipetade25mLyErlenmeyerde250mLd)Pipetade10mLyErlenmeyerde100mL
(O.Q.L.Baleares2008)(O.Q.L.Asturias2010)
Cuesti
Lare
7.14.disolua)Unb)Unc)Und)Un
Lare
7.15.son,ede loinfor
a)1ib)1tc)1cd)1c
Lare
7.16.propo
a)1ib)1ec)1ed)1c
Lare
7.17.valora)Unb)Unc)Und)Un
Lare
ionesyProble
espuestacorr
En una pruciónregulanvasodeprenaprobetadnaburetadenapipetavol
espuestacorr
Enun laboentreotras,os productormaciónque
irritantey2tóxicoy2expcorrosivoy2corrosivoy2
espuestacorr
Una botellaorcionanest
irritantey2explosivoy2explosivoy2corrosivoy2
espuestacorr
¿Quéapararaciónácidonapipetantermómetrnpicnómetronabureta
espuestacorr
masdelasOlim
rectaeslab.
ráctica de ladora.¿Cuálecipitadosdede25mL25mLlumétricade
rectaeslac.
ratorioquímllevargafasos químicosproporciona
inflamablexplosivo2inflamable2explosivo
rectaeslac.
a está etiqutossímbolos
corrosivo2irritante2tóxico2explosivo
rectaeslab.
atodelabora‐base?
roo
rectaeslad.
mpiadasdeQu
.
laboratoriol eselrecipiee25mL
e25mL
micoesnecesyemplearpes tambié
anlossiguie
(1)
uetada con l:
(1)
.
atorioseusa
.
uímica.Volume
se quiere mentemásade
esariotomarperasdegomén otra medentessímbolo
los siguient
ahabitualm
en5.(S.Menar
medir un voecuadopara
rmedidasrmaparapipdida impresos:
(2)
tes pictogram
(2)
enteparare
rgues&F.Latre
olumen deaestamedida
elativasa lapetear.Elcorscindible. In
(
mas. Indica
(
ealizarelseg
e)
15,8 mL dea?
(O.Q.L.Madrid
aseguridadrrectoetiqundica cual
(O.Q.L.Baleares
que inform
(O.Q.L.Baleares
guimientod
(O.Q.L.Madrid
214
e una
d2008)
comouetadoes la
s2009)
mación
s2010)
deuna
d2010)
Cuesti
7.18.mezcaguaprimea)Sob)Esc)Esd)Es
Eletaetano
Lare
7.19.propo
a)1ib)1ic)1ed)1e
Lare
7.20.
a)mab)mac)mad)ma
Lare
ionesyProble
Una técnicaclasde líquidaa15°C,y serosresultaonpuramentsunamezclaunamezclassolamentee
anolesmásol.
espuestacorr
Una botellaorcionanest
irritantey2inflamableyexplosivoy2explosivoyc
espuestacorr
Indiqueeln
atrazkitasaatrazdedesatrazkársticatrazErlenm
espuestacorr
masdelasOlim
aexperimendosmiscibleseprocedeadosdeladesteagua.amuyricaenmuyricaenetanol,porq
svolátilque
rectaeslac.
a está etiqutossímbolos
inflamabley2comburen2inflamablecomburente
rectaeslab.
nombreespe
tostilacióncomeyer
rectaeslad.
mpiadasdeQu
ntalusadaeespordestila sudestilacstilación,se
nagua.netanol.uesupunto
eelaguayd
uetada con ls:
(1)
nte
.
cíficodelfra
.
uímica.Volume
en laboratorlación.Si seción, seobsepuedeafirm
deebullició
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