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INTRODUCCIÓNElaprendizajede laQuímicaconstituyeunretoalqueseenfrentancadaaño los,cadavez

másescasos,estudiantesde2°debachilleratoqueeligenlasopcionesde“Ciencias”,“Ciencias

de la Salud” e “Ingeniería y Arquitectura”. Esto también constituye un reto para los

profesoresque,nosolodebensercapacesdebuscar laformamáseficazparaexplicaresta

disciplina,sinoademás,inculcarelinterésquenacedelreconocimientodelpapelquejuega

laQuímicaenlavidayeneldesarrollodelassociedadeshumanas.

Enestecontexto, lasOlimpiadasdeQuímicasuponenunaherramientamuy importanteya

que ofrecen un estímulo, al fomentar la competición entre estudiantes procedentes de

diferentescentrosycondistintosprofesoresyestilosoestrategiasdidácticas.

Esta colección de cuestiones y problemas surgió del interés por parte de los autores de

realizarunarecopilacióndelaspruebaspropuestasendiferentespruebasdeOlimpiadasde

Química,conelfindeutilizarloscomomaterialdeapoyoensusclasesdeQuímica.Unavez

inmersos en esta labor, y a la vista del volumen de cuestiones y problemas reunidos, la

Comisión de Olimpiadas de Química de la Asociación de Químicos de la Comunidad

Valenciana consideró que podía resultar interesante su publicación para ponerlo a

disposicióndetodoslosprofesoresyestudiantesdeQuímicaalosquelespudieraresultarde

utilidad.Deestamanera,elpresentetrabajosepropusocomounposiblematerialdeapoyo

para la enseñanza de laQuímica en los cursos de bachillerato, así como en los primeros

cursosdegradosdeláreadeCienciaeIngeniería.Desgraciadamente,nohasidoposible‐por

cuestiones que no vienen al caso‐ la publicación delmaterial.No obstante, la puesta en

comúnde lacoleccióndecuestionesyproblemasresueltospuedeservirdegermenparael

desarrollo de un proyectomás amplio, en el que el diálogo, el intercambio de ideas y la

compartición de material entre profesores de Química con distinta formación, origen y

metodología,peroconobjetivoseinteresescomunes,contribuyaaimpulsarelestudiodela

Química.

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Enelmaterialoriginalsepresentan laspruebascorrespondientesa lasúltimasOlimpiadas

NacionalesdeQuímica(1996‐2014)asícomootraspruebascorrespondientesafaseslocales

de diferentes Comunidades Autónomas. En este último caso, se han incluido solo las

cuestiones y problemas que respondieron almismo formato que las pruebas de la Fase

Nacional.Sepretendeampliarelmaterialconlascontribucionesquerealicenlosprofesores

interesadosenimpulsaresteproyecto,encuyocasoseharámenciónexplícitadelapersona

quehayarealizadolaaportación.

Las cuestiones que son de respuestas múltiples y los problemas se han clasificado por

materias, se presentan completamente resueltos y en todos ellos se ha indicado la

procedencia y el año. Los problemas, en lamayor parte de los casos constan de varios

apartados,queenmuchasocasionessepodríanconsiderarcomoproblemasindependientes.

Es por ello que en el caso de las Olimpiadas Nacionales se ha optado por presentar la

resoluciónde losmismosplanteando el enunciadode cadaapartado y,a continuación, la

resolucióndelmismo,enlugardepresentarelenunciadocompletoydespuéslaresoluciónde

todoelproblema.

Losproblemasycuestionesrecogidosenestetrabajohansidoenviadospor:

JuanA.Domínguez(Canarias),JuanRubio(Murcia),LuisF.R.VázquezyCristinaPastoriza

(Galicia),JoséA.Cruz,NievesGonzález,GonzaloIsabel(CastillayLeón),AnaTejero(Castilla‐

LaMancha),PedroMárquezyOctavioSánchez(Extremadura),PilarGonzález(Cádiz),Ángel

F.SáenzdelaTorre(LaRioja),JoséLuisRodríguez(Asturias),MatildeFernández(Baleares),

FernandoNogales(Málaga),JoaquínSalgado(Cantabria).

Finalmente,losautoresagradecenaHumbertoBuenosuayudaenlarealizacióndealgunas

delasfigurasincluidasenestetrabajo.

Losautores

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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.

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1.3.¿Cuáldelassiguientesmoléculasnopuedeformarenlacesporpuentesdehidrógenoconotrasdelmismocompuesto?a)Étermetílicob)Etanolc)Aguad)Amoníaco

(O.Q.L.Murcia1996)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2014)

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)

Elenlacedehidrógenose formacuandounátomodehidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo se ve atraído a la vez por un par deelectrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(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.

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Como los dos elementos tienen diferente valor de la electronegatividad, Br = 2,96 yF=3,98elenlaceformadoescovalentepolar,esdecir,quetieneunciertocarácteriónicoparcial,tantomayorcuantomayorsealadiferenciadeelectronegatividad.

Larespuestacorrectaeslac.

1.6.Losenlacesdehidrógeno:a)Aparecensiemprequehayunátomodehidrógeno.b)Hacendisminuir,generalmente,lastemperaturasdefusiónydeebullición.c)Aparecenenmoléculascomo , y .d)Sonmuyfuertescuandoelelementounidoalhidrógenoesmuyelectronegativo.e)Poseenunaenergíadeenlacesuperioraladeunenlacequímico.

(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.LaRioja2013)

Elenlacedehidrógenose formacuandounátomode hidrógeno que se encuentra unido a un átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por unpar de electrones solitario perteneciente a unátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

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)(O.Q.L.Baleares2012)(O.Q.L.LaRioja2014)

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, solo presenta enlaces intermoleculares del tipofuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodeebulliciónserámuybajo.

esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perose tratadeunasustanciapolarquepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Supuntodeebulliciónserábastantemásaltoqueelrestodeloscompuestosbinariosqueformanloselementosdesugrupoconelhidrógeno.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 4

esuncompuestoque tieneenlace covalente,pero se tratadeuna sustanciapolarpero que a diferencia con el H O no puede formar un enlace intermolecular del tipoenlacedehidrógeno, 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)(O.Q.L.LaRioja2014)

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 5

A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de lasrespectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo:

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 este, 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)Conducenmuybienlacorrienteeléctricab)Sondúctilesymaleablesc)Secarganfácilmentealfrotarlasd)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.

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Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosenpuntosdelared.

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.

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Laetapa2correspondea la ionizacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquesedebeabsorberenergíaparaarrancarelelectrónmásexternodelátomo.

Laetapa3correspondealaformacióndelareddeclorurodesodioylaenergíaasociadaalamismaeslaenergíareticular,queeslaenergíaquesedesprendecuandoseformaunmoldesustanciacristalinaiónicaapartirdeloscorrespondientesionesenestadogaseoso,portantosetratadeunprocesoexotérmico.

Larespuestacorrectaeslac.

1.13.Señalecuálesdelassiguientesespeciesquímicasseránconductorasdelaelectricidad:a)NaCl(s)b)KI(l)c)Rbd) e)

(O.Q.L.CastillayLeón1997)

LossólidosiónicoscomoNaClyKI,noconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Solopresentan conductividadeléctrica cuando se les fundeodisuelveenagua, yaquemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.

Lossólidoscovalentesreticularescomo ,ylossólidoscovalentesmolecularescomo,noconducenlacorrienteeléctricaenningúntipodeestadodeagregación.

LossólidosmetálicoscomoRbpresentanunaestructuraenqueexistenelectroneslibresquepermitenelpasodelacorrienteeléctricaatravésdelamisma.

Lasrespuestascorrectassonbyc.

1.14.Señalecuál/cuálesdelassiguientesafirmacionessoncorrectas:a)SeprecisaeldobledeenergíaparaproducirlarupturadeundobleenlaceC=CqueparaunosencilloC−C.b)El poseeunaenergíadeenlacesuperioral .c)Añadirunelectrónaunátomoneutrosiemprerequiereaportarenergía. d)El nosedisuelveenaguayel sí. e)Unamoléculaserápolarsiemprequetengaenlacespolares.

(O.Q.L.CastillayLeón1997)

a) Falso. El enlace sencillo C‒C es un enlace σ, mientras que el enlace doble C=C estáformadoporunenlacesσotroπ.Comoambosenlacesσyπ tienendiferenteenergía, laenergíadelenlaceC=CnoeseldobledelaenergíadelenlaceC‒C.

b)Verdadero.AlavistadelasestructurasdeLewisdeambassustancias:

SeobservaquelamoléculadeO tieneunenlacedoble,mientrasqueenelN elenlaceestriple.Portanto,laenergíadeenlacedelN essuperior.

c)Falso.Cuandounátomocaptaunelectróndesprendeunaenergíaquesellamaafinidadelectrónica.

d)Verdadero.LamoléculadeI esnopolarynopuedeinteraccionarconlasmoléculasdeagua,porlotantonopuededisolverseenella.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 8

LamoléculadeCH OHsíqueessolubleenaguayaquepuedeformarconestaenlacesdehidrógeno.

e)Falso.LaestructuradeLewisdelCCl es:

De acuerdo con elmodelo RPECV el CCl es una sustanciacuya distribución de ligandos y pares de electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.

Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que elcarbono ( = 2,55) los enlaces son polares y con esageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolaresnulaylamoléculaesNOPOLAR.

Lasrespuestascorrectassonbyd.

1.15.Delassiguientesafirmacionesseñalelasquesoncorrectas:a)El esmásduroqueel .b)ElHFsehallaasociadomedianteenlacesdehidrógeno.c)El tieneunatemperaturadefusiónsuperioral .d)El tienemayortemperaturadefusiónqueel .e)Todoslosmetalessonduros.

(O.Q.L.CastillayLeón1997)

a) Falso. El CO es un compuesto con enlace covalente que forma moléculas gaseosas,mientras que el SiO forma redes cristalinas covalentes sólidas cuyos enlaces sonmásfuertes,motivoporelqueesmásduro.

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

b)Verdadero.Elfluorurodehidrógeno(HF)sídaestetipodeenlace.

c)Falso.ElPH nopuedeformarenlacesdehidrógeno,mientrasqueelNH sílosforma.Porestemotivo,latemperaturadefusióndelNH essuperioraladelPH .

d)Falso.ElCH OCH nopuedeformarenlacesdehidrógeno,mientrasqueelCH CH OHsílos forma.Porestemotivo, la temperaturade fusióndelCH CH OHes superiora ladelCH OCH .

e)Falso.Latemperaturadefusiónenunmetalestantomásaltacuantomayorseaelvalordesuenergíareticular.Asuvezestaesmáselevadacuantomayorsealacargaymenoreltamaño del metal. Los metales alcalinos cumplen esta condición por lo que su energía

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reticularespequeña.Estoquieredecirquelasfuerzasquemantienenunidoslosátomossondébilesporloquesetratademetalesblandos(selespuedecortarconuncuchillo).

Larespuestacorrectaeslab.

1.16.¿Cuáldelossiguientescompuestostienemayorcarácteriónico?a) b) c) d) e)

(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.PreselecciónValencia2013)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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.

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e)Verdadero.Elpotasioesunexcelentereductoryaquetieneunamarcadatendenciapara ceder su electrónmás externoy adquirir una estructura electrónica, de gas inerte,muyestable.

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).

Lasrespuestascorrectassone‐f.

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 solo puede formar un enlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno.

El enlace de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo (eneste casoO) seve atraídoa la vezpor un par de electrones solitario perteneciente a unátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

nopuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlace 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.

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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 estos tienen elevadastemperaturasdefusiónyebullición.

Porotraparte, loscompuestos iónicossonmuysolublesenagua.Estosedebeaque lasfuerzasdeatracciónregidasporlaleydeCoulombquemantienenunidosalosionesqueformanlaredcristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).

c)Falso.Loscompuestosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Solopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.

d)Verdadero. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinanque resulte muy difícil romper las redes cristalinas por lo que estos tienen elevadastemperaturasdefusiónyebullición.

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e) Falso. Los compuestosiónicos no son dúctiles ymaleables. Todo locontrario, son frágiles yaque una fuerza aplicadasobre la red cristalinaproduce una dislocaciónen lamisma 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 intermolecularesllamados enlaces de hidrógeno. Estos se forman cuando unátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezporunpardeelectronessolitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

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 formaunaredenlaquelosátomosdesilicioseunendeformacovalenteacuatroátomosdeoxígenoloquenopermiteelpasodeloselectronesatravésdelamisma.

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Larespuestacorrectaeslac.

1.23. Los sólidos moleculares que se mantienen unidos por enlace de van der Waalsgeneralmente:a)Tienenpuntosdefusiónbajosb)Formanenlacesdehidrógenoc)Cristalizanfácilmented)Ningunadelasanteriorese)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

Cuantomayorsealaenergíareticular,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.

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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.

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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.

Laexistenciadeesteenlaceadicionalentrelasmoléculasesresponsabledelaumentodela temperatura de ebullición y el descenso de la temperatura de congelación, asícomodelaumentodelaentalpíadevaporacióndelasustancia.

Larespuestacorrectaeslad.

1.29.De lasparejasdeelementosquímicosque sepresentan ¿cuál formaríaelenlacemásiónico?a)ByNb)HyClc)KyCld)CyO

(O.Q.L.CastillayLeón1998)

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Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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.Solo 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.

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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.Solounadelassiguientesafirmacionesescierta: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)

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a)Verdadero.Enloscationesaldisminuirelnúmerodeelectronesdisminuyelaconstantede apantallamiento y aumenta la carga nuclear efectiva, lo que hace que la fuerza deatraccióndelnúcleosobreelelectrónmásexternoseamayor.Portanto,elradiodelcatiónes menor que el del átomo del que procede. En los aniones, ocurre lo contrario, alaumentarelnúmerodeelectronesaumentalaconstantedeapantallamientoydisminuyelacarganuclearefectiva,loquehacequelafuerzadeatraccióndelnúcleosobreelelectrónmásexternoseamenor.Por tanto,elradiodelaniónesmenorqueeldelátomodelqueprocede.Generalmente,loscationessonmáspequeñosquelosaniones.

b)Falso.Latemperaturadefusiónenunsólidometálicoestantomásaltacuantomayorseaelvalordesuenergíareticular.Asuvezestaesmáselevadacuantomayorsealacargaymenoreltamañodelmetal.

Comoelsodiotienemenorcargayesmásgrandequeelmagnesio,suenergíareticularesmenorysutemperaturadefusióntambiénloes.

Consultandolabibliografíaseobtienequelastemperaturasdefusión(K)son:Na(370,9)yMg(923,1).

c)Verdadero.Talcomosehajustificadoenelapartadoanterior,elsodioesunmetalcongrantamañoypocacargaporloquesuenergíareticularespequeña.Estoquieredecirquelas fuerzas quemantienenunidos los átomos sondébiles lo quemotiva que el sodio sepuedacortarconuncuchillo.

d)Verdadero.LaestructuradeLewisdelCH Cl es:

DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,elCH Cl esunamoléculadeltipoAX ,connúmeroestérico4,alaquecorrespondeunadistribuciónygeometríaTETRAÉDRICAdelosligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.

Alserelcloro(=3,16)máselectronegativoqueelcarbono( = 2,55), y este más que el hidrógeno ( = 2,20), lamolécula presenta cuatro dipolos dirigidos, dos hacia elcloro,CCl,yotrosdoshaciaelcarbono,HC.Conestageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolarnoesnula,porlotanto,lamoléculaesPOLAR(μ=1,60D).

Larespuestacorrectaeslab.

1.34. Una sustancia desconocida tiene un punto de fusión bajo, es soluble en ,ligeramentesolubleenagua,ynoconducelaelectricidad.Estasustanciaprobablementees:a)Unsólidocovalenteoatómicob)Unmetalc) d)Unsólidoiónicoe)Unsólidomolecular

(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Valencia2006)(O.Q.L.Baleares2012)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2014)

Siunasustanciaposeelassiguientespropiedades:

tenerbajopuntodefusión

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noconducirlaelectricidadsersolubleenCCl serpocosolubleenagua

debe tener un enlace covalente y formar un sólido molecular y las únicas fuerzasintermolecularesexistentesenlamismatienenqueserdeltipodedispersióndeLondon.

Unasustanciaquepresentaestascaracterísticaseselyodo, .

Larespuestacorrectaeslae.

(EnBalearesseproponenlasrespuestasiodo,hierroyclorurodesodio).

1.35.Elaumentoprogresivodelospuntosdefusióndelcloro(–103°C),bromo(–7°C)yiodo(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)(O.Q.L.PreselecciónValencia2013)

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.

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Las moléculas de (etanol) se unen con lasmoléculas de agua mediante enlaces intermolecularesllamadosenlacesdehidrógeno.Estosse formancuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo se ve atraído a la vez por un par deelectrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

Las moléculas de tienen enlace covalente pero nopresentan momento dipolar permanente por lo no puedeexistir ningún tipo de interacción entre las moléculas 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. La estructura deLewis del muestra que existen unenlacedobleentreelátomodecarbonoycadaátomodeazufre.

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 esPIRAMIDALyaquesolohaytresligandosunidosalátomocentral.

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).

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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)solounaescierta: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.

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Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazónestriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones delmismo signo en laspequeñasdislocaciones.

Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosenpuntosdelared.

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)(O.Q.L.Murcia2014)

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

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Suponiendo que todos los compuestos dados tienen elmismo valor de las constantes yteniendoen cuentaque todos los iones implicados tienen lamismacarga, el valorde laenergía reticular solo 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)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2014)

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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 soloH2Opuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno.

El enlace de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo (eneste casoO) seve atraídoa la vezpor un par de electrones solitario perteneciente a unátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

Estomotivaqueel H2O tengaunpuntodeebulliciónanómalo (unos200Cmayor) conrespectoalrestodeloshidrurosdelgrupo16.

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.

Elqueseafrágildescartaalhierroque,porserunmetal,esdúctilymaleable.

El que sea soluble en agua descarta al C (diamante) que al ser un sólido atómico lasatraccionesentreátomosdecarbononosevenafectadasporlasmoléculasdeagua.

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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(301,6K).

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) Justificanque el iodo seaun sólidoa0 °C,mientrasque el cloro esungasa lamismatemperatura.

(O.Q.L.Murcia2000)

LasfuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon,sonlasúnicasexistentesentrelasmoléculasdeloshalógenosquenopresentanmomentodipolarpermanentedebidoaqueambosátomossonidénticos.

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La intensidaddeestas fuerzasaumentaconelvolumenatómico, factoresquehacenquelas sustancias seanmáspolarizables.Porestemotivo, a la temperaturade0 C, 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)+H2O(l)Na (aq)+NO3 (aq)

Larespuestacorrectaeslab.

1.48.Dadaslassiguientesafirmacionesindiquesisononocorrectas:1)Eltérminoenlacedescribetodaslasinteraccionesquemantienenunidoslosátomosenunamoléculaestable.2)Electronesapareadossonaquellosqueseencuentranenelmismoorbital,diferenciándosesoloenelespín.3)Entodoenlacecovalentecadaelementocedeunelectrónparaqueseacompartido.4)Unelectróndesapareadoeselqueseencuentraaisladoenunorbital.

a)Solo2y4sonciertasb)1y3sonfalsasc)1,2y4sonciertasd)Solo1y2sonciertas

(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 mismoorbitalsolopuedenexistirdoselectronesconsusspinesantiparalelosysedicequeesoselectronesseencuentranapareados.

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 mismoorbitalsolopuedenexistirdoselectronesconsusspinesantiparalelos.Enelcasodequeunelectrónseencuentresoloeneseorbitalsedicequeestádesapareado.

Larespuestacorrectaeslac.

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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.

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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.Elclorurodecesiocristalizaenuna redcúbicacentradaenelcuerpo.Elnúmerodecoordinación,esdecir,elnúmerodeionesmáspróximos,queestánencontactoalrededordecadaionenlaredes:a)2b)4c)6d)8e)12

(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Galicia2014)

El índicedecoordinaciónenuncristal iónicosedefinecomoelnúmeromáximodeionesquerodeanaotrodecargaopuesta.

Enunarediónicaconestructuracentradaenelcuerpouncatióncolocadoenelcentrodeuncuboseencuentrarodeadoporochoanionescolocadosenlosvérticesdelcubo.

Elíndicedecoordinaciónenlareddeclorurodecesioes8.

Larespuestacorrectaeslad.

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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 llamadosenlacesdehidrógeno.Estosseformancuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunido a un átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 30

solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de unamoléculacercana.

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)queexisteentre loselementosque lo formanesmenora2,0.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.

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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:

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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,delarelación / ydelíndicedecoordinaciónexistenteenlaredcristalina.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.58.Aldisolver (s)enaguaseformaunadisoluciónqueconducelacorrienteeléctrica.Laecuaciónquemejorrepresentadichoproceso:a) (aq)+3 (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)+H2O(l)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) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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)Elenlacemetálicosolosedaenestadosólido.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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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 33

a) Falso. Los sólidos covalentes, como por ejemplo el SiO , no poseen electronesdeslocalizadosensuestructura,portanto,nopermitenelpasodeloselectronesatravésdelamisma.

b)Falso.Elmercuriotieneenlacemetálicoyeslíquidoatemperaturaambiente.

c)Verdadero.Entrelaspropiedadesdeloscompuestosiónicosestáquesonexcelentesconductoresde lacorrienteeléctricaenestado líquido,yaqueserompelaredy losionesquedanlibrespermitiendoelpasodeloselectrones.

d)Verdadero.Losenlaces intermolecularesdipolo instantáneo‐dipolo inducido(fuerzasdedispersióndeLondon)sonmásdébilesquelosenlacesintermolecularesdipolo–dipolo.

e) Verdadero. De acuerdo con el modelo del “mar de electrones”, los sólidosmetálicosconducen lacorrienteyaque liberan fácilmenteelectronesde lacapadevalenciaquesemuevenlibrementealrededordelosnúcleos.

Lasrespuestascorrectassonayb.

(En2008sereemplazadpore).

1.61. Unmetal cristaliza en una estructura cúbica centrada en las caras. El número deátomosporceldillaunidades:a)2b)4c)6d)8e)13

(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Madrid2006)

Según se observa en la figura, una redcúbica centrada en las caras contiene 4átomos:

188átomos vértice

126átomos cara

4átomos

Larespuestacorrectaeslab.

(EnlacuestiónpropuestaenMadrid2006lassolucionesson2,8,9y10).

1.62.Supongaun líquidocuyasmoléculasseencuentrenunidaspor las fuerzas indicadasacontinuación,¿cuáldeellosdebetenerunpuntodeebulliciónmásbajo?a)Enlacesiónicosb)FuerzasdedispersióndeLondonc)Enlacesdehidrógenod)Enlacesmetálicose)Enlacesderedcovalente

(O.Q.N.Oviedo2002)

Presentará menor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásdébiles.

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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,yaqueseformaunmoldesustanciaapartirdeloselementosquelaintegranencondicionesestándar.

Laetapa2correspondea laafinidadelectrónicadelBr(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,perosolo 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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 35

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuy electronegativo y pequeño (N, O o F) deunamoléculacercana.

Esto motiva que el H O tenga un punto de fusiónanómalo(unos100Cmayor)conrespectoalrestodeloscompuestosdelgrupo16.

d)Correcto.ElNaBresunasustanciaquepresentaenlacepredominantementeiónicoquesedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación:

NaBr(s)+H2O(l)Na (aq)+Br (aq)

Todaslasrespuestassoncorrectas.

1.65.Indiquecuáldelossiguientescompuestospresentaunmayorcarácteriónico:a) b) c) d)

(O.Q.L.CastillayLeón2002)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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)

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a) Falso. El forma una red covalente, que 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.

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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)(O.Q.L.Madrid2012)

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 se 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.

Larespuestacorrectaeslae.

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.

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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)(O.Q.L.Murcia2013)

▪ 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.

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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 losradios iónicos, es mayor el del cloro elemento del tercer periodo y menor en el flúorelemento del periodo. Teniendo en cuenta lo dicho, la energía reticular y, por tanto, latemperaturadefusióndelNaFesmayorquedelNaBr.

Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:

(198)< (268,5)<NaBr(1020)<NaF(1269)

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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)UncompuestoiónicodefórmulaMQb)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)(O.Q.L.Cantabria2011)

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. Estos se formancuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par deelectrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

Conformeaumentaelnúmerodeátomosdecarbonodelalcoholdisminuyesusolubilidadyaquelapartehidrofóbicadelacadenasehacemásgrande.

Larespuestacorrectaeslad.

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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) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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.

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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)

Segúnseobservaenla figura,enunaredcúbicacentradaenlascarascadaionserodeadeotros6decargaopuesta,portanto,sediceque el índicede coordinaciónquepresenta esta estructuracristalinaes6:6.

Larespuestacorrectaeslab.

1.81.Lasdenominadas“FuerzasdevanderWaals”:a)Sepuedendarentremoléculasconenlacescovalentes.b)Sepuedenencontrarentrelasmoléculasdelosgasesquesecomportancomoideales.c)Nosonsuficientementefuertesparaserresponsablesdelestadosólidodeciertassustancias.d)Sonsuficientementefuertesparaserlasresponsablesdelestadosólidodeciertassustancias.e)Aparecenenlasinteraccionesentreelectronesynúcleodeátomosconpesoatómicoalto.

(O.Q.L.Murcia2004)(O.Q.L.Murcia2012)(O.Q.L.Murcia2013)

Loscompuestosconenlacecovalenteformanestructurasmolecularesque,generalmente,songaseosasatemperaturaambiente.

Ademásde los enlaces covalentes, sedanentre lasmoléculasotro tipode interaccionesconocidascomofuerzasdevanderWaalsysonlasresponsablesdelcambioenelestadodeagregacióndeestassustancias.

Larespuestacorrectaeslad.

(EnMurcia2013sereemplazalaopcióncporlad).

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1.82.Señalelaopciónqueconsiderecorrecta:a)Temperaturadefusióndelcobre=18°Cb)Temperaturadeebullicióndel =40°Cc)Temperaturadefusióndelclorurodesodio=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.Eletanolesunasustanciaquepresentaenlacecovalente polar y, además, sus moléculas se unen entre símediante enlaces intermoleculares llamados enlaces dehidrógeno. Estos se forman cuandoun átomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraído a la vez por un par de electrones solitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

Setratadeunasustanciaqueeslíquidaatemperaturaambiente,portanto,esposiblequesutemperaturadeebulliciónsea78°C.

Larespuestacorrectaeslad.

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.

Larespuestacorrectaesd.

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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.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.85.Indicaquefrasenoescierta:a)Elaluminioyeldiamantesoninsolublesenaguaybenceno.b)Losmetalessonfrágiles,dúctilesymaleables.c)Elnaftalenoyelyodosonsolublesenbenceno.d)Losmetalessonbuenosconductoresdelcalorylaelectricidad.

(O.Q.L.Baleares2004)

Losmetalestienenunaestructuracristalinaquelesconfierelapropiedaddeserdúctilesymaleablesadiferenciadeotrotipodeestructurascristalinas,iónicasocovalentesquesonfrágiles.

Larespuestacorrectaeslab.

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,porestemotivolaenergíareticulardelLiClesmayorqueladelKClyporello,supuntodefusióntambiéndebeserlo.

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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 lasmismas en ambassustancias(+2y–1).Respectoalosradiosiónicos,eltamañodelionestroncioesmenorqueeldelionbariodebidoaqueelprimerotieneunacapamenosdeelectrones,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).Respectoa los radios iónicos, el tamañodel ion fluoruroesmenorqueeldel ionclorurodebidoaqueelprimero tieneunacapamenosdeelectrones,porestemotivo la energía reticulardel CaCl debe sermenorque ladel CaF ypor ello, supuntodefusióntambiéndebeserlo.Consultandolabibliografía,losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradossonCaCl (1045)yCaF (1691).

d)Verdadero. Las fuerzas intermoleculares de vanderWaals son las responsables delcambioenelestadodeagregaciónensustanciasmoleculares.

Larespuestacorrectaeslad.

1.87.Delassiguientesproposicionesseñalelarespuestacorrecta:a)Todosloshalógenospuedenactuarconvalenciascovalentes1,3,5y7.b)Eneldiamantetodoslosenlacessoncovalentespuros.c)Algunosenlacesdelgrafitosoniónicos,loquelehaceserunbuenconductoreléctrico.d)Elaniónsulfuro( )esunoxidantemoderado.e)Lamoléculade esangularyapolar.

(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)(O.Q.L.Murcia2013)

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.

d) Falso. El azufre del anión S tiene el estado de oxidaciónmás bajo posible en esteelementodeformaquesolopuedeoxidarseloqueimplicaqueactúacomoreductor.

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e)Falso.LaestructuradeLewisdelCO2 es:

De acuerdo con el modelo RPECV el CO2 es una sustanciacuya distribución de ligandos y pares de electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX2alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=2porloquesudisposiciónygeometríaesLINEAL.

Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelcarbono(=2,55) losenlacessonpolaresyconesageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolaresnulaylamoléculaesNOPOLAR.

Larespuestacorrectaeslab.

(EnMurcia2013sereemplazalaopcióndporlae).

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.

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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 enlacesintermoleculares denominados en laces de hidrógeno o puentes de hidrógeno. Sonresponsablesdelasanómalastemperaturasdefusiónyebullicióndelagua.

Larespuestacorrectaeslab.

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 loque sudisposiciónestetraédricaysugeometríaesANGULAR.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.Esteenlaceseformacuandounátomodehidrógeno

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queseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomomuy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Supuntodefusiónesbastantemásaltoqueel resto de los compuestos binarios que forman los elementos de su grupo con elhidrógeno.

Estastressustanciaspresentanpuntosdeebulliciónrelativamentebajos.

KI yCaO son compuestos que forman redes cristalinas iónicas sólidas a temperaturaambiente.PorestemotivopresentanunpuntodefusiónmuysuperioraldelH O.

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

Respectoalascargas,sonmayoresenelCaO(+2y–2)queelKI(+1y–1).Respectoaladistancia 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,unenlacequese formacuandoun átomodehidrógenoquese encuentra unido a un átomo muyelectronegativo se ve atraído a la vez por unpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

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b‐c)Falso.LaestructuradeLewisdelamoníacoes:

De acuerdo con el modelo RPECV, NH es una sustanciacuya distribución de ligandos y pares de electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX Ea laquecorrespondeunnúmeroestérico (m+n)=4por loque sudisposición es tetraédrica y su geometría esPIRAMIDAL yaque solohay tres átomosunidos al átomocentral.

Como el nitrógeno ( = 3,04) es más electronegativo que el hidrógeno ( = 2,20) losenlacessonpolaresyconesageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=1,47D)ylamoléculaesPOLAR.

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.

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e sonsustanciasquetienenenlacecovalentenopolar.Formanmoléculaslinealesquesongaseosasatemperaturaambiente.

Larespuestacorrectaeslac.

1.94.¿Cuáldelassiguientesdisolucionesespeorconductoreléctrico?a) 0,5Mb) 0,5Mc)HF0,5Md) 0,5Me) 0,5M

(O.Q.N.Luarca2005)(O.Q.L.Baleares2013)

Serápeorconductoraladisoluciónquepresentemenosionesquepermitanelpasodelacorrienteeléctrica.

Las ecuaciones químicas correspondientes a las disociaciones de K SO y CaCl ,compuestosconenlaceiónicoson:

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.

El sulfurodehidrógeno (H S) no posee átomos de hidrógeno unidos a un elementomuyelectronegativo,porloquenopuedeformarenlacedehidrógeno.

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Larespuestacorrectaeslaa.

1.96.Eldiamanteyelgrafito:a)Tienenunacomposiciónquímicadiferente.b) El diamante tiene enlace covalente y el grafito lo tiene iónico ya que este 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.

En laestructuradelgrafitoexistenelectronesdeslocalizadosquepermitenelpasode lacorrienteeléctricaatravésdelamisma.

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.

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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.

Larespuestacorrectaeslaa.

(CuestiónsimilaralapropuestaenBaleares2004cambiandodoscompuestos).

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 loshidrurosdelgrupo15delsistemaperiódicosedebe aque tieneenlace intermolecularde hidrógeno, un enlace que se formacuando un átomo de hidrógeno que seencuentra unido a un átomo muyelectronegativoseveatraídoalavezporunpar de electrones solitario perteneciente aunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

Larespuestacorrectaeslac.

(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)

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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.

c) Correcto. Los compuestos iónicos están formados por elementos de muy diferenteelectronegatividadporloquesonmuypolares,ydeacuerdoconelaforismo“losemejantedisuelvealosemejante”seránmuysolublesendisolventespolares.

d) Incorrecto. Las representacionesdeLewis solo indicanelnúmeroy tipodeparesdeelectrones que rodean a cada átomo dentro de una especie química. Para conocer lageometríaesprecisoaplicarelmodeloderepulsionesdeparesdeelectronesdelacapadevalencia(VSEPR).

Larespuestacorrectaeslad.

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.

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1.103.Unasustanciapresentalassiguientespropiedades:1)Bajopuntodefusión2)Solubleentetraclorurodecarbono3)Noconducelacorrienteeléctrica

Estasustanciaes:a)Diamanteb)Cobrec)Síliced)Clorurosódicoe)Yodo

(O.Q.L.Almería2005)

Siunasustanciaposeelassiguientespropiedades:

tenerbajopuntodefusiónnoconducirlaelectricidadsersolubleenCCl

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.

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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)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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)

ElCsClesunasustanciaconenlacepredominantementeiónicoporloqueformamoléculas.Entrelascaracterísticasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoseencuentran:

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 56

1.107.Dadaslassiguientesafirmacionesindicacuáldeellasesverdadera:a)Enunareacciónquímicalosátomosserompenyseconviertenenotrosátomosdistintos.b)Elaguaseevaporasiemprea100°C.c) Al dejar abierto un recipiente con alcohol, este 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.

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 57

A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de lasrespectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo:

ordendeenlace=12

#electronesenOMdeenlace

#electronesenOMdeantienlace

Tendrámayorenergíadeenlacelaespeciequepresenteunmayorordendeenlace.

ordendeenlace=1220 =1

ordendeenlace=1222 =0

ordendeenlace=1221 =0,5

ordendeenlace=1282 =3

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 58

ordendeenlace=1284 =2

Elordencorrectodeenergíasdeenlacees: < < < <

Larespuestacorrectaeslad.

1.110.Unadifraccióndesegundoordende67,0°;producidaporrayosXdelongituddeondade0,141nm,estárelacionadaconunadistanciainterplanarde:a)0,153nmb)0,0766nmc)0,306nmd)0,175nme)0,131nm

(O.Q.N.Vigo2006)

LaecuacióndeBraggparadifraccióndeRXporestructurascristalinases:

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 es 8,94g/ a20°C.¿Cuáleslalongituddelaaristadelaceldaunidad?a)340pmb)352pmc)372pmd)361pme)392pm

(O.Q.N.Vigo2006)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 59

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 d= 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)

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, sonmás grandes en CaCl con elementos del cuarto ytercer periodo,más pequeños enMgF2 con elementos del tercero y segundo periodo, yfinalmente,intermediosenMgCl dondeamboselementospertenecenaltercerperiodo.

Teniendo en cuenta lo dicho, las energías reticulares (kJ/mol) deben tener el siguienteordencreciente:

(–2223)< (–2526)< (–2957)

Larespuestacorrectaeslac.

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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.

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.Solopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.

Lossólidoscovalentesreticularescomo , formanunareden laque losátomosdesilicioseunendeformacovalenteacuatroátomosdeoxígenoloquenopermiteelpasodeloselectronesatravésdelamismaenningúntipodeestadodeagregación.

En los sólidos atómicos reticulares como C(grafito), los átomos de carbono seencuentranunidosmediantefuertesenlacescovalentesconunadisposicióntriangular,deformaqueseconstituyeunsólidoatómicocristalino.Enestaestructuraexistenelectronesdeslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctricaatravésdelamisma.

Larespuestacorrectaeslad.

(EnlaRioja2012sereemplazanMgOyNaClporCaOyKCl).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 61

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.

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).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 62

1.117.Losdióxidosdecarbono,azufreysiliciotienenfórmulasempíricasanálogas.Apresiónatmosférica, el sublima a –78 °C, el hierve a –10 °C y el funde a 1600 °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.

esunasustanciaenlaquecadaátomodesilicioseuneacuatroátomosdeoxígenomedianteunenlacecovalentedeformaqueatemperaturaambienteseformeunsólidocristalinoquesellamaredcovalente.

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,factoresquehacenquelassustanciasseanmáspolarizables.Porestemotivo,latemperaturadeebulliciónmásbajalecorrespondealmetano.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.119.Paradisolver enalcoholsedebenromper:a)Enlacesiónicosb)Enlacescovalentesc)FuerzasdevanderWaalsd)Enlacesdehidrógeno

(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.LaRioja2011)

El (s)esunasustanciaquetieneenlacecovalenteyenlaceintermolecularporfuerzasdedispersióndeLondonpor loquesedisolveráenundisolventenopolarrompiendoestetipodefuerzas.

Elalcohol(etanol)C H OHesunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroqueademáspresentaunenlace intermoleculardel tipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Esteenlaceseformacuandounátomodehidrógenoquese

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 63

encuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoa lavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

Lasmoléculasdealcoholpresentandipolospermanentesporloquefrentealasmoléculasno polares de I , inducirán en estas 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.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 64

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).

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 +x+3 –2 =0x=+5

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 65

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. En la distribución deelectrones en los orbitalesmolecularesparamoléculadeNOseobserva que presenta electronesdespareados por lo que se trata deunaespeciePARAMAGNÉTICA.

b) Falso. En la distribución deelectrones en los orbitalesmolecularesparamoléculadeO2seobserva que presenta electronesdespareados por lo que se trata deunaespeciePARAMAGNÉTICA.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 66

c) Falso. En la distribución deelectrones en los orbitalesmoleculares para especie O2

+ seobserva que presenta electronesdespareados por lo que se trata deunaespeciePARAMAGNÉTICA.

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.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 67

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)(O.Q.L.Madrid2012)

Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición lecorresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.

Lascuatromoléculastienenenlacecovalentepolarypresentanenlacesintermolecularesdeltipodipolo‐dipoloyfuerzasdedispersióndeLondon.Noobstante,elHFpresenta,además,enlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógenoporloquelecorrespondelatemperaturadeebulliciónmásalta.

Delostrescompuestosrestantes,lasfuerzasdedispersióndeLondonsonmásintensasamedidaquecreceelvolumendelamolécula.

Losvaloresdelospuntosdeebullición(K)decrecientesencontradosenlabibliografíason:

HF(290)>HI(237,7)>HBr(206,8)>HCl(188)

Larespuestacorrectaeslad.

(EnGalicia2012yMadrid2012sepreguntacuáltienepuntodeebulliciónmásbajo).

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, loscationesmantienenlatendenciaa

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 68

seguir rodeados por los electrones. En esta estructura existe un mar de electronesdeslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctricaatravésdelamisma.

Lossólidos iónicoscomoLiF,noconducen lacorrienteeléctricaenestadosólido.Solopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,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.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 69

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)Elproceso (l) (g)esexotérmico.

(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,sonigualesyresladistanciaentremoléculas.

d)Falso.Elprocesodevaporizacióndelaguaesendotérmico,yaquesedebenromperlasfuerzasintermolecularesdeenlacesdehidrógenoquemantienenunidasalasmoléculas.

Larespuestacorrectaeslac.

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).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 70

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) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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.

b)Falso.Loscompuestosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Solopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 71

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)Disminuyeelvolumenb)Aumentaladensidadc)Disminuyeladensidadd)Aumentalamasa

(O.Q.L.CastillayLeón2007)

Cuandoseaumenta latemperaturadeunsólido,estesedilatayaumentasuvolumen,portanto,disminuyeladensidad.

Larespuestacorrectaeslac.

1.136.Enunodeloscompuestosqueseproponen,elcomportamientocomocompuestoiónicoesmásacusadoqueenelresto.Indicacuáldeelloses:a) b) c) d)

(O.Q.L.CastillayLeón2007)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 72

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.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 73

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)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2014)

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.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 74

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.

Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosenpuntosdelared.

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:

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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.

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:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 76

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)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

La propanona o acetona (CH −CO−CH ) y el etano (CH −CH ) no poseen átomos dehidrógenounidosaunelementomuyelectronegativo,porloquenopuedendarestetipodeenlace.

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.

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LaestructuradeLewisdelHCles:

Según el modelo RPECV el HCl es una sustancia cuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAXE alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónes tetraédricaysugeometríaesLINEALyaquesolohaydosátomos.

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)=4porloquesudisposición es tetraédrica y su geometría es ANGULAR yaquesolohaydosátomos.

Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelhidrógeno(=2,20)existendosdipolosdirigidoshaciaoxígeno,HO.Conesageometríalaresultantedeambosvectoresnoesnulay,portanto,lamoléculaesPOLAR.

2.Verdadero.ElKClesunasustanciaquetieneenlace iónicoy formaunaredcristalinasólidaatemperaturaambiente.Estaestructuraestáformadaporiones.

3.Falso.Lamoléculade noespolaryaqueestáintegradapordosátomosidénticos.

LaestructuradeLewisdel es:

Según el modelo RPECV el CH es una sustancia cuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordel átomocentral se ajusta a la fórmulaAX a laquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.

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 es una sustancia orgánica que presenta isomería geométrica.Lasestructurasdelosdosisómerosposiblesson:

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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 iónicoen laquímica inorgánicaqueen laorgánica.d)Lassustanciasinorgánicassedisuelvenmejorenaguaquelasorgánicas.

(O.Q.L.CastillayLeón2008)

a) Verdadero. Las sustancias orgánicas suelen ser compuestos moleculares con enlacepredominantementecovalente.Además,tienenenlacesintermolecularesdevanderWaalsquesonfuerzasbastantedébilesqueprovocaquelastemperaturasdefusiónseanbajas.

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 79

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)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 80

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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

LamayorenergíaderedlecorrespondealCaOquetienecargasmayoresqueelKCl,yladistanciainteriónicaesmenortambiénenestasustanciaqueestáintegradaporelementosdelcuartoysegundoperiodo,mientrasqueparaelKClpertenecenalterceroycuarto.

Losvaloresdelasenergíasreticulares(kJ/mol)encontradosenlabibliografíason:

CaO(–3401)>KCl(–720)

Larespuestacorrectaeslad.

1.155.Señalaquecompuestodelospropuestospresentamayorcomportamientoiónico:a) b) c)NOd)RbF

(O.Q.L.CastillayLeón2008)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 81

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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.

LafórmuladedichocompuestonoseráXYyaqueeloxígenonecesitadoselectronesparacompletar su octeto cuando el sodio solo 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 solo necesita uno. Por tanto, la fórmula delcompuestoformadoporambosdebeserXZ2(OF2).

Larespuestacorrectaeslac.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 82

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)

(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 integrado por elementospequeñosdeltercerysegundoperiodo.

Losvaloresdelasenergíasreticulares(kJ/mol)encontradosenlabibliografíason:

MgO(–3791)> (–2526)>KF(–829)>NaCl(–790)

Larespuestacorrectaeslab.

1.159.¿Cuáldelassiguientessustanciastieneelpuntodeebulliciónmásbajo?a) b) c) d)

(O.Q.L.Madrid2008)(O.Q.L.Galicia2013)

Presentará menor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásdébiles.

Todaslassustanciasdadastienenenlacecovalenteyformancompuestosmoleculares.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 83

▪ 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)

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.

H : N : H::

H

H(+)

H +

H : N : H ::

H

(+)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 84

1.162.Cuandoseordenanlassiguientessustancias: ,BN, ,NaClenordencrecientedepuntosdeebullición,elordencorrectoes:a) , ,BN,NaClb) , ,BN,NaClc) , ,NaCl,BNd) ,BN, ,NaCle) , ,NaCl,BN

(O.Q.N.Ávila2009)(O.Q.L.Galicia2014)

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, solo presenta enlaces intermoleculares del tipofuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodeebulliciónserámuybajoyesgaseosaatemperaturaambiente.

es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia que nopresentamomento dipolar permanente, solo 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.

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 este será elmáscortodetodos.Acontinuación,elsiguienteenlaceenlongitudeseldelamoléculadeO quepresentaunenlacedoble.Lasdosmoléculassiguientes,F yCl ,tienenenlacesencillo.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 85

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,porencimaypordebajodecadacapadeátomos.

Al,BeyK,enestadosólido,sonmetalestípicos.Segúnlateoríadelenlacemetálicomássencilla, ladel “mardeelectrones”, cuantomayor seaelnúmerodeelectrones libresdeeste “mar”, mayor será la conductividad eléctrica. El Al tiene tres electrones libres porátomo,doselberiliodosysolounoelpotasio.

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.

1.165.Cuandoseevaporaelcloroformo, ,¿cuálessonlasfuerzasintermolecularesquesedebenvencer?I.Fuerzasdedipolo‐dipoloII.FuerzasdedispersiónIII.Fuerzasdeenlacedehidrógenoa)SoloIb)SoloIIc)SoloIIId)IyIIe)IIyIII

(O.Q.N.Ávila2009)(O.Q.L.Cantabria2013)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 86

LaestructuradeLewisdel es:

CHCl según el modelo RPECV es una sustancia cuyadistribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX alaquecorresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que sudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.

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.

(EnlacuestiónpropuestaenCantabriasecambiacloroformoporbromoformo).

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.

d)Correcto. Los compuestosbinariosdelhidrógeno con los elementosdel grupo16delsistemaperiódicotienenenlacecovalenteypresentanmomentodipolarpermanente,perosolo puedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 87

Elenlacedehidrógenose formacuandounátomodehidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectrones solitarioperteneciente aunátomomuy electronegativo y pequeño (N, O o F) deunamoléculacercana.

EstomotivaqueelH O tengaunpuntodeebulliciónanómalo(unos200Kmayor)conrespectoalrestodeloscompuestosdelgrupo16.

Larespuestaincorrectaeslab.

1.167.LasfuerzasdevanderWaals:a)Sedanenlosgasesideales.b)Soloaparecenenlasmoléculasasimétricas.c)Explicanelpuntodeebullicióndel .d)Sonlasquemantienenunidosalosátomosdelamoléculade .

(O.Q.L.Murcia2009)

a)Falso.LaintensidaddelasfuerzasdevanderWaalsestárelacionadaconladesviacióndelcomportamientoidealdelosgases.

c)Verdadero.LasfuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondonsonlasquesedanenmoléculassimétricasnopolarescomoelN .Laintensidaddelasmismasaumentaconelvolumenatómicoyelpesomolecular,factoresque hacen que las sustancias seanmás polarizables. En este caso son débiles, por estemotivo, la temperaturadeebullicióndelN (77,3K) es tanbajay es gas a temperaturaambiente.

b)Falso.Segúnsehajustificadoenlapropuestaanterior.

d)Falso.LasfuerzasquemantienenunidosalosátomosdelamoléculadeCl sonfuerzasintramolecularesnointermoleculares.

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 88

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.

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)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

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,elmásfuertedetodoslos enlaces intermoleculares. El enlace 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.

Larespuestacorrectaeslac.

1.171.ElNaClesunsólidoiónicoyporlotanto:a)Suredformaionesyenestadosólidoesbuenconductordelaelectricidad.b)Suspuntosdefusiónyebulliciónsonbajos.c)SusmoléculasseunenyformanunaredpormediodefuerzasdevanderWaals.d)Todaslasrespuestasanterioressonfalsas.

(O.Q.L.CastillayLeón2009)

Lascaracterísticasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoson:

Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones.

Elevadadurezadebidoalagrancantidaddeenlacesquehayqueromperpararayarloscristales,estadurezaaumentaconlaenergíareticular.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 89

Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazónestriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones delmismo signo en laspequeñasdislocaciones.

Sonrígidos,ofrecenpocadilatacióndebidoalaintensidaddelasfuerzasatractivas.

Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosenpuntosdelared.

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).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 90

1.174.¿Encuáldeestascuatroseriesdecompuestos iónicos,seencuentranordenadosporenergíasreticularescrecientes,envalorabsoluto?a)NaFNaClNaBrb)RbFRbBrRbIc)NaClNaBrNaId)KFNaFLiF

(O.Q.L.Madrid2009)

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 solo 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.

(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia2000).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 91

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)

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 sedesprendealformarseesteymayoreselvalordelaenergíadeenlace.

d)Correcto.Segúnsehadiscutidoenelapartadoa).

Larespuestacorrectaeslac.

1.176.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) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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

Ningunarespuestaescorrecta.

1.177.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 .

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 92

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 libres los iones, son capaces de conducir laelectricidad.

Larespuestacorrectaeslad.

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 carga

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 93

nuclear,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).

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. ¿Cuál de los siguientes elementos es un sólido en condiciones normales (1 atm y25°C)?a)Brb)Fc)Hed)Pe)I

(O.Q.N.Sevilla2010)

Tresdeloselementospropuestossonhalógenos(F,Br,I)yformanmoléculasdiatómicas(F , Br , I ). Entre estas 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.

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Lasrespuestascorrectasdye.

1.182.¿Quépropiedadesdeloslíquidosaumentanconlasfuerzasintermoleculares?a)Sololapresióndevapor.b)Sololaentalpíadevaporización.c)Sololatemperaturadeebullición.d)Laentalpíadevaporizaciónylatemperaturadeebullición.e)Lapresióndevaporylaentalpíadevaporización.

(O.Q.N.Sevilla2010)

Alaumentarlasfuerzasintermolecularesenunlíquido:

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,elvalordelaenergíareticularsolodependedelosvaloresdedyqcorrespondientesalcatión.

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 la

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 95

primera, ydisposición tetraédricay geometríaPIRAMIDALTRIGONALcuyosángulosdeenlacesonde107°enlasegunda.

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.¿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.

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1.186.Cuandosehabladeoxígenoyozonosepuededecirqueson:a)Isómerosb)Isótoposc)Alótroposd)Isógonos

(O.Q.L.Murcia2010)

Eloxígenomolecular(O )yelozono(O )sonformasalotrópicasdelelementooxígeno.

Larespuestacorrectaeslac.

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)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 97

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:

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 laenergíareticularsolodependedelvalorded,esdecirdelostamañosdeiones,enconcretodeltamañodelanión,yaqueelcatióneselmismoentodos.Resumiendoamenorvalordedelradioaniónico,mayorvalordelaenergíareticular,U.

Elionfluoruroesdelmenortamaño(doscapaselectrónicas),lesigueelioncloruro(trescapaselectrónicas),siendoelionbromuroelmásgrande(cuatrocapaselectrónicas).

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) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:

Compuesto Δχ Enlace predominanteCO 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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 98

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.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 99

(CuestiónsimilaralapropuestaenCastilla‐LaMancha2009).

1.193.Alótroposdecarbonoson:a)Elgrafitoyelcuarzob)Elcuarzoyeldiamantec)Elgrafitoyeldiamanted)Elcuarzoylahulla

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)

Alótroposoformasalotrópicasdeunelementosonlasformasenlasqueestesepresentaenlanaturaleza.

Grafitoydiamantesonformasalotrópicasdelelementocarbono.

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.

1.195.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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 100

Loscationespequeñosydecargaelevadasonlosmáspolarizantes.

Loscationesdemetalesdetransiciónytierrasraras(notienenconfiguracióndegasinerte) son más polarizantes que los metales alcalinos y alcalinotérreos ya que susorbitalesdyfseextiendenlejosdelnúcleo(sonmásgrandes)yportantosonmásfácilesdepolarizar,alestarmenosatraídosporelnúcleo.

Larespuestacorrectaeslac.

1.196. 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. Esteenlaceseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoF)seveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

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.

1.197.Dadaslasconfiguracioneselectrónicas:ElementoConfiguraciónelectrónicaA1 2 2 X1 2 2 3 Y1 2 2 3 Z1 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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 101

ElelementoZtiendeaganarocompartirtreselectronesparacompletarsucapadevalenciayconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.

Laúnicacombinaciónposibleconestequiometría1:2enlaquesecumplelacondicióndeelectroneutralidad se da entreun átomodel elementoA (gana dos electrones) ydosátomosdelelementoX(cedeunelectrón).

Larespuestacorrectaeslaa.

1.198.¿Cuáldelassiguientessustanciasesmássolubleenagua?a) b) c) d)

(O.Q.L.Valencia2010)

Paraqueunasustanciaquetieneenlacecovalentesedisuelvaenaguaesprecisoqueseformenenlacesintermolecularesdeltipoenlacedehidrógenoentrelasmoléculasdelasustanciaylasdeagua.

El enlace de hidrógeno se forma cuando un átomo dehidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpar de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

De las sustancias propuestas la única que puede formar este enlace con el agua es el.

Larespuestacorrectaeslab.

1.199.Setieneunmetaldesconocidodelqueseconocenlossiguientesdatos:densidad=10,5g· sistemacristalino=cúbicocentradaenlascaraslongituddelaaristadelaceldaunidad=409pm(determinadapordifraccióndeRX)

¿Dequémetalsetrata?a)Ag( =108)b)Rh( =103)c)Pt( =195)d)Ir( =192)e)Au( =197)

(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.N.Valencia2011)

Según se observa en la figura, una red cúbicacentradaenlascarascontiene4átomos:

188at.(vertice)+

126at.(cara)=4atomos

Elvolumendelaceldillaunidades:

V= 409 pm1cm

10 pm= 6,84·10 cm3

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 102

Relacionandovolumen,átomosydensidaddelmetalseobtienelamasadelmetal:

10,5gcm3

6,84·10 cm3

cubocubo

4atomos6,022·10 atomo

1mol=108,1g·

LamasaobtenidacorrespondeametalAg.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.200.¿Cuáleselordencorrectodepuntosdeebulliciónpara , , ,Ne?a)Ne< < < b) < < <Nec)Ne< < < d)Ne< < < e) <Ne< <

(O.Q.N.Valencia2011)(O.Q.L.Murcia2012)(O.Q.L.Cantabria2013)

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,solo presenta enlaces intermoleculares del tipo fuerzasdedispersióndeLondon. Suspuntosdeebullición seránmuybajo, sobre todoenelNequeal seruna especiemenosvoluminosaesmenospolarizable.

esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarquepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.SupuntodeebulliciónserábastantemásaltoqueeldelNe.

eselcompuestoquepresentamayorpuntodeebulliciónde todos,yaque tieneenlaceiónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente.

Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullicióncreciente(K)son:

Ne(27,1)< (184)< (338)< (673)

Larespuestacorrectaeslad.

1.201.¿Encuálesdelassiguientessustanciaslasfuerzasdedispersiónsonsignificativasalahoradedeterminarlastemperaturasdeebullición?

I. II.HFIII.NeIV. V. a)I,III,Vb)I,II,IIIc)II,IVd)II,Ve)III,IV,V

(O.Q.N.Valencia2011)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 103

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.

▪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.

1.202.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,porloquetieneunaelevadatemperaturadeebullición,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.

Elordencorrectodepuntosdeebullición(K)decrecientees:

NaCl(1738)> (373)> (239,8)> (239,1)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 104

Larespuestacorrectaeslaa.

1.203.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)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.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.

1.204.UnelementoAtienedoselectronesensuúltimacapa,yotroelementoBpresentaensucapadevalencialaconfiguración3 3 .Siestoselementossecombinanentresí,laposiblefórmuladelcompuestoqueoriginanserá:a)ABb) c) d)

(O.Q.L.Murcia2011)(O.Q.L.Asturias2013)

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.

1.205.¿Cuáldelasiguientesafirmacionesesfalsa?a)Elhierrotienepropiedadesmagnéticas.b)Lamoléculadetrifluorurodeboroesapolar.c)Elaguapresentaenlacesporpuentesdehidrógeno.d)Elneón,comotodoslosgaseselementales,presentamoléculasdiatómicas.

(O.Q.L.Murcia2011)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 105

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

Comosepuedeobservar,tienecuatroelectronesdesapareadosporloquesetratadeunaespecieparamagnéticacapazdeinteraccionarconuncampomagnético.

b)Verdadero.LaestructuradeLewisdel es:

De acuerdo con elmodeloRPECV el BF esuna sustanciacuya distribución de ligandos y pares de electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX a la que corresponde un número estérico (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) Verdadero El enlace de hidrógeno es un enlaceintermolecular que se forma cuando un átomo dehidrógenoque se encuentra unido a un átomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

d)Falso.Losgasesinertesnoformanningúntipodemoléculasyaquetienensucapadevalenciacompletaconochoelectrones.

Larespuestacorrectaeslad.

1.206.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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 106

a‐b) Verdadero. Como se observa en la siguientegráfica, la formación de una molécula implica unmínimodeenergíapotencialdelsistemaycuando lasfuerzas repulsivas superan a las de atracción seproduce un aumento en la energía potencial delsistemayconellounasituaciónantienlazante.

c) Verdadero. La configuración electrónica de un gasinerteesns np porloquetienensucapadevalenciacompletaconochoelectrones.

d) falso. El NaCl forma redes cristalinas con unaestructuracúbicacentradasen lascaras.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, secolocaun ionenelcentrodecadacarayuniondecargaopuestaenelcentrodelcuboformandounoctaedro.

Esta distribución semuestra en lasiguientefigura:

Larespuestacorrectaeslad.

1.207.¿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.

Elenlacedehidrógenose formacuandounátomodehidrógeno que se encuentra unido a un átomo muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectrones solitarioperteneciente aunátomomuy electronegativo y pequeño (N, O o F) deunamoléculacercana.

Esto motiva que el H O tenga un punto de fusiónanómalo con respecto al resto de los hidruros delgrupo16.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.208.OrdeneloscompuestosHF, , y segúnelpuntodeebullicióncreciente:a) , , ,HFb) , , ,HFc)HF, , , d) , ,HF,

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)

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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.

Lassustanciasordenadasporpuntosdeebullición(K)crecienteson:

(90,7)< (239,8)<HF(293)< (373)

Larespuestacorrectaeslad.

1.209. 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 temperatura

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 108

ambiente,porloquetienenunelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.

▪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.

1.210.Comparandolossiguientessólidos:yodo,cromo,bromurodecesio,carburodesilicioyantraceno, los que conducen la electricidad en estado sólido y en disolución acuosa,respectivamente,son:a)Bromurodecesioycarburodesiliciob)Cromoyyodoc)Carburodesilicioycromod)Cromoybromurodecesioe)Carburodesilicioyantraceno

(O.Q.N.ElEscorial2012)

LossólidosiónicoscomoCsBr,noconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Solopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.

LossólidoscovalentesreticularescomoSiC,noconducenlacorrienteeléctricaenningúntipodeestadodeagregación.

LossólidosmetálicoscomoCr,deacuerdoconlateoríadelenlacemetálicomássencilla,ladel“mardeelectrones”,cuantomayorseaelnúmerodeelectroneslibresdeeste“mar”,mayorserálaconductividadeléctrica.

Lossólidosorgánicoscomoantraceno,presentanenlacecovalenteentresusátomosyformanmoléculasquesepuedenunirentresímedianteenlacesintermoleculares,peronopresentanningúntipodeconductividadeléctrica.

Larespuestacorrectaeslad.

1.211.Lamoléculadeamoníacopuedeformarenlacecovalentecoordinadoconlasiguienteespecie:a) b) c) d) e)

(O.Q.N.ElEscorial2012)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 109

ElenlacecovalentecoordinadoodativoesaquelqueseproduceentreunabaseyunácidodeLewis.

UnabasedeLewis esunaespeciequímicaqueposeeparesdeelectronessolitariosparacompartir;yunácidodeLewisesunaespeciequímicaqueposeehuecoselectrónicosenlosquealbergarparesdeelectronessolitarios.

DeacuerdoconsuestructuradeLewis,elamoníaco(NH )esunabase:

quesepodráunirmedianteunenlacecovalentecoordinadoconlaespeciepropuestaqueseaunácidodeLewis.Susestructurasson:

basedeLewis basedeLewis ácidodeLewis basedeLewis basedeLewis

Larespuestacorrectaeslac.

1.212.¿Cuálocuálesdelossiguienteselementossonlíquidosa25°Cy1atm?a)Flúorybromob)Cloroc)Bromod)Yodoe)Bromoyyodo

(O.Q.N.ElEscorial2012)

Todos los elementos propuestos son halógenos (F, Cl, Br, I) que forman moléculasdiatómicas(F ,Cl ,Br ,I ).EntreestasexistenfuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon,quesonmásintensasenelelementoconmayorpolarizabilidad,enestecasoeldemayortamaño,eliodo(I ),loquehacequeseencuentreenestadosólidoencondicionesestándaryalgomenoresenelbromo( ),queporestemotivoeslíquidoenlasmismascondiciones.

Larespuestacorrectaeslac.

1.213.LoselementosAyBcuyosnúmerosatómicosson8y11formanelcompuesto quesetratadeunsólido:a)Covalenteb)Iónicoc)Moleculard)Metálico

(O.Q.L.Murcia2012)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 110

ElelementoAtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquesetrata de un elemento del grupo 16. El valor de n = 2 indica que es el oxígeno. TienetendenciaacaptardoselectronesyformarelionO .

ElelementoBtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s porloquesetratadeunelementodel grupo1.El valorden=3 indicaquees elsodio.Tiene tendenciaacederunelectrónyformarelionNa .

SecombinandosátomosdeA(Na)conunátomodeB(O)paraformaruncompuestodefórmulaBA Na O conenlacepredominantementeiónico.

Larespuestacorrectaeslab.

1.214.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.

1.215.¿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, loselectronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosenpuntos de la red, sin embargo, conducenmuy bien la corriente eléctrica en estadolíquidoyaquealestarrotalaredcristalinalosionesestánlibresypermitenelpasodeloselectrones.

Formanredescristalinascuyosnudosseencuentranocupadosporlosiones.

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 111

1.216.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, solo presenta enlaces intermoleculares del tipofuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodefusiónserámuybajo.

esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarquepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muyelectronegativo ypequeño (N,OoF)deunamolécula cercana. Supuntode fusión serábastantemásaltoqueeldelotrocompuestoconenlacecovalente.

▪KClesuncompuestoquetieneenlaceiónicoyadiferenciadelasanteriores,formaredescristalinas iónicas muy difíciles de romper. Esta sustancia es sólida a temperaturaambiente,porloquetieneunelevadotemperaturadefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.

▪SiesunmetaloidequetieneenlacecovalenteyformaunaredcristalinaatómicamásdifícilderomperquelareddelKCl.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloquetienelatemperaturadefusiónmásaltadelassustanciaspropuestas.

Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodefusióncreciente(K)son:

(90,3)< (176)<KCl(1049)<Si(1687)

Larespuestacorrectaeslad.

1.217.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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 112

Las sustancias que poseen estas propiedades son los sólidos iónicos como elpermanganatodepotasio, .

Larespuestacorrectaeslab.

1.218.DecuatroelementosA,B,CyD,cuyosnúmerosatómicosson,respectivamente,3,9,10y11sepuedededucirque:a)Aesunhalógenob)BDesuncompuestoiónicoc)Cesunelementomuyactivod)ABesuncompuestocovalente

(O.Q.L.LaRioja2012)

El elemento A tiene una configuración electrónica abreviada [He] 2s por lo que setratadeunelementodelgrupo1(alcalinos).Elvalorden=2indicaqueesellitio.TienetendenciaacederunelectrónyformarelionLi .

Elelemento Btieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquesetratadeunelementodel grupo17 (halógenos).El valorden=2 indicaqueesel flúor.TienetendenciaacaptarunelectrónyformarelionF .

Elelemento Ctieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquesetratadeunelementodelgrupo18(gasesinertes).Elvalorden=2indicaqueeselneón.Notienetendenciaacederocaptarelectrones.

El elemento D tiene una configuración electrónica abreviada [Ne] 3s por lo que setratadeunelementodelgrupo1(alcalino).Elvalorden=3indicaqueeselsodio.TienetendenciaacederunelectrónyformarelionNa .

a)Falso.Aesunalcalino.

b)Verdadero.SecombinanunátomodeD(Na)yotrodeB(F)formanuncompuestodefórmulaDB(NaF)conenlacepredominantementeiónico.

c)Falso.Cesungasinertequenoreacciona.

d)Falso.SecombinanunátomodeA(Li)yotrodeB(F)formanuncompuestodefórmulaAB(LiF)conenlacepredominantementeiónico.

Larespuestacorrectaeslab.

1.219.ElpuntodefusióndelIClesmásaltoqueeldel (s)debidoaque:a)ElpesomoleculardelIClesalgosuperioraldel .b)EnelIClexistenenlacesdehidrógenoyenel no.c)EnelIClelenlaceescovalentepolaryenel escovalentenopolar.d)EnelIClelenlaceescovalentenopolaryenel escovalentepolar.

(O.Q.L.LaRioja2012)

LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson:

DeacuerdoconelmodeloRPECV ,y sonespeciesqueseajustanalafórmulaAXE yalasquecorrespondennúmerosestéricos(m+n)=4,conunadisposiciónTETRAÉDRICAygeometríaLINEAL.IClesPOLARyaquesusátomossondiferentesy esNOPOLARyaqueambosátomossoniguales.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 113

Las dos sustancias carecen del elemento hidrógeno y los átomos que las forman sonvoluminososysuelectronegatividadnoesmuyelevada,porestemotivoningunadeellaspuedeformarenlacesdehidrógeno.

Si los pesosmoleculares son similares, ICl (162,5) y Br (160,0), la intensidad de lasfuerzasdedispersióndeLondontambiénlodebeser.

LaúnicarazónqueexpliquequeelpuntodefusióndelICl(300,3K)seamayorqueelBr (265,8K)debeserladiferenciadepolaridadexistenteentreambassustancias.

Larespuestacorrectaeslac.

1.220.Lospuntosdefusión,ordenadosdeformacreciente,delossólidosindicadosson:a)BaO,LiF,KBryMgOb)LiF,KBr,MgOyBaOc)BaO,MgO,LiFyKBrd)KBr,LiF,BaOyMgO

(O.Q.L.Galicia2012)

Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que forme una red cristalina másfuerte,esdecirlaquetengamayorenergíareticular.

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,sonlasmismasenKBryLiF(+1y–1),yenBaOyMgO(+2y–2).

Respectoalosradiosiónicos,sonmásgrandesenKBryBaOyaqueincluyeelementosdelcuartoyquintoperiodo(KBr)ysegundoysextoperiodo(BaO).Acontinuación,MgOcon elementos del segundo y tercer periodo y, finalmente, menores en el LiF conelementosdelsegundoperiodo.

Teniendo en cuenta lo dicho, las energías reticulares y los puntos de fusión (K) debentenerelsiguienteordencreciente:

KBr(1007)<LiF(1118)<BaO(2196)<MgO(3125)

Larespuestacorrectaeslad.

1.221.¿Cuáleselordendecreciente,según la longituddelenlaceNN,enelquesedebendecolocarlasmoléculas , y ?a) , , b) , , c) , , d) , ,

(O.Q.L.Galicia2012)(O.Q.L.Madrid2012)

AlavistadelasrespectivasestructurasdeLewis:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 114

RespectoalalongituddelenlaceNN,seobservaquelamoléculadeN presentauntripleenlacepor loqueesteseráelmáscortode todos.Acontinuación,el siguienteenlaceenlongitudeselde lamoléculade N Oqueporpresentarresonanciatieneunenlacecuyalongitudestácomprendidaentreladelenlacedobleyeltriple.Finalmente,elenlacemáslargolecorrespondealamoléculadeN O quetieneenlacesencillo.

Losvaloresdeladistanciadeenlaceencontradosenlabibliografía(pm)son:

(178)< (113) (111)

Larespuestacorrectaeslaa.

1.222.ElmodelodedoblehélicedelADNestablecequelasbasesnitrogenadasdelascadenasseenfrentanyaparecenentreellasenlacesounionesdeltipo:a)Iónicob)Covalentepolarc)FuerzasdevanderWaalsd)Enlacedehidrógeno

(O.Q.L.Madrid2012)

Las bases nitrogenadas contienen grupos amino ‐NH entre los que forman enlacesintermolecularesdeltipoenlacedehidrógeno.

Larespuestacorrectaeslad.

1.223.Lassustancias , , , , ,sehanordenadoporordencrecientedesupuntodeebullición.Elordencorrectoes:a) < < < < b) < < < = c) < < < < d) < < < < e) < < < <

(O.Q.L.Valencia2012)

Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,latemperaturadeebulliciónmenorlecorresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.

▪ y son sustancias que tienen enlace covalente, pero además, se trata demoléculaspolaresqueformanunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,sustemperaturasdeebulliciónsonmásaltasdeloquedeberíanser.EstatemperaturaesmuchomayorenelH OyaquepuededarmásenlacesdehidrógenoqueelCH OH.

    y  son sustancias que tienen 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 .

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 115

  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.

1.224.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.

1.225.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:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 116

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)mientrasqueenleCaCl son(+2,‐1).Además,elMgOcontieneuniondelsegundoperiodo(O ),mientrasqueelCaCl tieneunodelcuartoperiodo(Ca )queesdemayortamaño.

c)Falso.Aunquelascargasseaneldoblesedesconoceelvalordeladistanciainteriónica,portanto,sepuedeafirmarquelaenergíareticularserámayorperononecesariamenteeldoble.

d)Verdadero.EnelcasodeMgOyLiFlascargasiónicassonmayoresenelMgO(+2,–2)mientrasqueenel LiF son (+1, –1).Además, aunqueelMgOcontengaun iondel tercerperiodo (Mg ) el factor de las cargas tienemayor incidencia en el valor de la energíareticular.

Larespuestacorrectaeslac.

1.226.Cuáldelassiguientessubstanciasserásólidaatemperaturaambiente:a) b)HFc) d) e)

(O.Q.L.Valencia2012)

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 tiene enlace covalenteno polar y formamoléculasgaseosasatemperaturaambiente.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.227.Elgrafitoyeldiamantesondosformasalotrópicasdelcarbono.Elpasodeunformaaotra:a)Esuncambiodeestadoaaltastemperaturas.b)Esunatransicióndefaseaaltaspresiones.c)Esuncambiodeestadoaaltaspresiones.d)Nosepuederealizar.

(O.Q.L.Madrid2012)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 117

Comosepuedeobservareneldiagramadefasesdel carbono la conversión de grafito endiamante en es un cambio de fase que tienelugaraaltaspresiones.

EstaconversiónfueconseguidaporprimeravezporGeneralElectricen1955aunatemperaturade2289Kyunapresiónde650kbar.

Larespuestacorrectaeslab.

1.228.¿Quémetalseencuentraenlavitamina ?a)Cob)Kc)Fed)Notienemetalesensuestructura.

(O.Q.L.Madrid2012)

LavitaminaB12ociaonocobalaminaesun compuesto que presenta un ion

que se comporta como ácido deLewisqueseencuentraunidomedianteunenlacecoordinadoaungrupocianoy a un macrociclo corrina que actúancomobasesdeLewis.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.229.¿Cuáldelossiguientescompuestosiónicostienemenorenergíareticular?a)LiFb)CsIc)NaCld)BaOe)MgO

(O.Q.N.Alicante2013)(O.Q.L.PreselecciónValencia2014)(O.Q.L.Cantabria2014)

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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 118

Suponiendoque todos loscompuestosdados tienenelmismovalorde lasconstantes, lecorrespondemenorenergíareticularalasustanciaquepresentemenorescargasiónicasymayordistanciainteriónica.

LassustanciasBaOyMgOpresentaránenergías reticulareselevadasporestar formadasporionesdivalentes.

Las sustancias LiF, CsI y NaCl son halogenuros alcalinos y por ello están formados poriones monovalentes, por tanto el factor carga no influye para determinar cuál es lasustanciaseleccionada.Eselfactordistanciainteriónicaelqueindicacuáldelastresposeeelmínimovalordelaenergíareticular.Estaserámenorenlaespeciequeestéformadaporionesdemayortamaño:

LiFformadoporionesdeelementospertenecientesalsegundoperiodoUmáxima

NaClformadoporionesdeelementospertenecientesaltercerperiodoUmedia

CsIformadoporionesdeelementospertenecientesalsextoperiodoUmínima

Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:

MgO(–3791)>BaO(–3054)>LiF(–1049)>NaCl(–790)>CsI(–613)

Larespuestacorrectaeslab.

1.230.¿Encuálde lassiguientesseries lassustanciassepresentanenordendecrecientedesustemperaturasdefusión?a) ,Na,NaCl, b)Na,NaCl, , c) ,NaCl,Na, d)NaCl, ,Na, e) ,Na,NaCl,

(O.Q.N.Alicante2013)

Presentará mayor temperatura de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,elmenor temperatura de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.

▪ esunasustanciaquetieneenlacecovalenteperoqueformaredesatómicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloquetieneunaelevadatemperaturadefusión,mayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.

NaClesunasustanciaquetieneenlaceiónicoqueformaunaredcristalinaiónicamuydifícil de romper. Esta sustancia es sólida a temperatura ambiente, por lo que tiene unelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.

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.Supuntodefusiónesbajoelmenordetodaslassustanciaspropuestas.

Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 119

(1873‐1998)>NaCl(1074)>Na(370,9)> (170)

Larespuestacorrectaeslac.

1.231.Undeterminado sólido esmuyduro, tieneuna elevada temperaturade fusión ynoconducelacorrienteeléctricamientraspermaneceeneseestado.Setratade:a) b)NaClc) d) e)Cu

(O.Q.N.Alicante2013)

Siunasustanciasólidaesmuydura,descartadelaspropuestasaCO .

Si una sustancia sólida tiene una elevada temperatura de fusión, descarta de laspropuestasaI yH O.

SiunasustanciasólidanoconducelacorrienteeléctricaenestadosólidodescartadelaspropuestasaCu.

La sustancia que presenta estas características propuestas es elNaCl que tiene enlaceiónicoyformaunaredcristalinasólidaatemperaturaambiente.

Larespuestacorrectaeslab.

1.232. ¿Cuál de las siguientes sustancias puede considerarse como ejemplo de una redcovalente?a) (s)b) (s)c)MgO(s)d)NaCl(s)e) (s)

(O.Q.N.Alicante2013)

Unasustanciaqueformeunaredcovalentepresentalassiguientespropiedades:

Debeserunsólidoatemperaturaambiente.

Susátomosdebenestarunidosmedianteenlacecovalente.EstodescartaaMgOyNaCl.

Tieneelevadastemperaturasdefusiónyebullición.EstodescartaaS yC H .

Lasustanciaquecumplelaspropiedadesdadasesel .

Larespuestacorrectaeslab.

1.233. Dadas las siguientes sustancias: NaCl, , y C (diamante), ¿en cuál estánordenadaslassustanciassegúnpuntosdeebullicióncreciente?a)NaCl< < <C(diamante)b) <NaCl< <C(diamante)c) < <NaCl<C(diamante)d) < <NaCl<C(diamante)e) < <C(diamante)<NaCl

(O.Q.L.PreselecciónValencia2013)

Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,la

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 120

temperatura de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.

▪ es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,quenosonmuyintensasdebidoyaquenoesunasustanciacongranvolumenatómico,yportanto,pocopolarizable.Sutemperaturadeebullicióneslamásbajadetodas.

▪ esunasustanciaquetienenenlacecovalente,peroademás,setratadeunamoléculapolarqueformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodos los enlaces intermoleculares. Por este motivo, su temperaturade ebullición esmásaltadeloquedeberíaser.

▪NaCl es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia de las anteriores, formaredescristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloquetieneunaelevadatemperaturadeebullición,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.

▪ C (diamante) es una sustancia que tiene enlace covalente pero que forma redesatómicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloque tiene una elevada temperatura de ebullición, mucho mayor que el resto de lassustanciaspropuestas.

Elordencorrectodepuntosdeebullición(K)crecientees:

(239,1)< (373)<NaCl(1738)>C(diamante)(5100)

Larespuestacorrectaeslad.

1.234.De las siguientes sustancias: , , , yHF, ¿en cuál de ellas no seproduceenlacedehidrógeno?a) b) c) d) e)HFf)

(O.Q.L.PreselecciónValencia2013)(O.Q.L.CastillayLeón2014)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

H O, CH OH, NH y HF, sí poseen un átomo de hidrógeno unido a un elementomuyelectronegativo,oxígeno,oxígeno,nitrógenoy flúor, respectivamente,por loquepuedendarestetipodeenlace.

y noposeenátomosdehidrógenounidosaunelementomuyelectronegativo,porloquenopuedendarenlacedehidrógeno.

Lasrespuestascorrectassonayf.

(EnValencianoapareceH TeyenCastillayLeón2014noaparecenCH yNH ).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 121

1.235.¿Cuáldelassiguientespropuestasesfalsa?a)Alfundirclorurodesodioserompenenlacesiónicos.b)AlsublimaryodoserompenfuerzasdevanderWaals.c)Alfundiroroserompenenlacesmetálicos.d)AlfundirhieloserompenenlacesdehidrógenoyfuerzasdevanderWaals.e)AlvaporizarC(diamante)serompenfuerzasdevanderWaals.

(O.Q.L.PreselecciónValencia2013)

a) Verdadero. El cloruro de sodio es una sustancia que presenta enlacepredominantementeiónico.

b) Verdadero. El yodo sólido es una sustancia que tiene enlace covalente y enlaceintermoleculardevanderWaals,ysonlasfuerzasdedispersióndeLondonlasquedebenromperseparasublimarestasustancia.

c)Verdadero.Eloroesunasustanciaquepresentaenlacemetálico.

d) Verdadero. El hielo (s) es una sustancia que tiene enlace covalente y los enlacesintermoleculareshidrógenoyfuerzasdevanderWaals.

e)Falso.Unasustanciaconunatemperaturadeebullicióntanelevadacomoeldiamante(5100K)esimposiblequepresentefuerzasintermolecularesdeltipovanderWaals.

Larespuestacorrectaeslae.

1.236.Delassiguientessustancias¿cuáltieneelpuntodeebulliciónmásalto?a) b) c) d) e)

(O.Q.L.Valencia2013)

Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuertey,porelcontrario,latemperatura de ebullición más baja le corresponderá a la sustancia que presente lasfuerzasintermolecularesmásdébiles.

Se trata de cinco sustancias que presentan enlace covalente polar pero que formanmoléculas que no presentan momento dipolar permanente debido a que la geometríatetraédricaquepresentanhacequeloscuatrovectoresmomentodipolarseanulenentresí.LasúnicasfuerzasintermolecularesposiblesentreellassonfuerzasdedispersióndeLondon,quesonmásintensasenlasespeciescongranvolumenatómicoyelevadopesomolecular, factores que hacen estas sustancias sean más polarizables. La molécula demayortamañoes ,portanto,eslaquetienemayortemperaturadeebullición.

Consultandolabibliografía,elordencorrectodepuntosdeebullición(K)crecientees:

CH (109)<SiH (161)<GeH (185)<SnH (221)<PbH (260)

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 122

1.237.Delassiguientesseriesdesustancias,¿encuálseencuentranordenadasporpuntodefusióncreciente?a) , , ,NaClb) , , ,NaClc) , , ,NaCld) , ,NaCl, e) , , , ,NaCl

(O.Q.L.Valencia2013)

Presentará mayor temperatura de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,latemperaturadefusiónmásbaja lecorresponderáa lasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.

▪ esunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroademás,setratadeunamoléculapolarqueformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodos los enlaces intermoleculares. Por estemotivo, su temperaturade fusiónesmásaltadeloquedeberíaser.

▪ es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermoleculares posibles en ella son fuerzasdedispersióndeLondon, que sonmuyintensas debido ya que es una sustancia con gran volumen atómico, y por tanto, muypolarizable.Porestemotivosutemperaturadefusiónessuperioraladelamoniaco.

▪NaClesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyadiferenciadelasanteriores,formaunared cristalina iónica muy difícil de romper. Esta sustancia es sólida a temperaturaambiente, por lo que tiene unaelevada temperaturade fusión,muchomayor que lassustanciaspropuestas.

▪ esunasustanciaquetieneenlacecovalenteperoqueformaredesatómicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloquetieneunaelevadatemperaturadefusión,mayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.

Consultandolabibliografía,elordencorrectodepuntosdefusión(K)crecientees:

(195)< (386,9)<NaCl(1074)< (1873‐1998)

Larespuestacorrectaeslad.

1.238. ¿Cuál de los siguientes grupos contiene, exclusivamente, compuestos que no soniónicos?a)HCN, , b) , ,KOHc)HCN, ,LiBrd) , , e) , ,

(O.Q.L.Valencia2013)

Elúnicogrupoformadoporcompuestosquetienenenlacepredominantementecovalenteeselpropuestoenelapartadod) , , .

Loscompuestos ,KOH,LiBry contienenmetalesalcalinos.Estostienenuna elevada tendencia a ceder electrones. Forman redes cristalinas iónicas sólidas atemperaturaambiente.Estassustanciastienenunelevadoporcentajedeenlaceiónico.

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 123

1.239. El calcio cristaliza con una estructura cúbica centrada en las caras (o cúbicacompacta).Elradioatómicodelcalcioes197pm,laaristamedirá(enpm):a)590b)279c)394d)557e)390

(O.Q.L.Valencia2013)

Según se observa en la figura, una red cúbicacentradaenlascarascontiene4átomos:

188at.(vertice)+

126at.(cara)=4atomos

Tambiénsepuedeobservar,que ladiagonaldeunacaradelcubo(D)estáintegradaporcuatroradiosatómicos.

Apartirdelradiodelátomosepuedeobtenerlaaristadelcubo:

D= d +d 4r=d√2d=4 197pm

√2=557pm

Larespuestacorrectaeslad.

1.240. Señala la respuesta correcta. Las longitudesde enlaceX−X en lasmoléculasde loshalógenosvarían:a) < > > b) > > > c) < < < d) ≈ > > e) > > ≈

(O.Q.L.Valencia2013)

Las moléculas de los halógenos presentan un enlace covalente sencillo cuya longituddependedeltamañorelativodelosátomos.Estetamañovienedeterminadoporelnúmerodecapaselectrónicasquetieneelátomo.

Consultandolabibliografíaseobtienenlossiguientesvalores:

Sustancia Periodo 2 3 4 5

radiocovalente/pm 71 99 114 133

Larespuestacorrectaeslac.

1.241.Delossiguientescompuestos:HF, , y ,¿encuálesdebenexistirenlacesdehidrógeno?a)HFy b)HFy c) y d) y

(O.Q.L.CastillayLeón2013)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 124

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

Lasúnicasdelassustanciaspropuestasquecumplenesadoblecondición,tenerunátomomuyelectronegativoypequeño,son yHF.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.242.¿Quésignificaqueunmetalesmaleable?a)Queesdurob)Quesepuederayarc)Quesepuedeobtenerenhojasdelgadasd)Quesepuedeobtenerenhilos

(O.Q.L.CastillayLeón2013)

El tipodeenlaceque tienen losmetalesenelque losnúcleos seencuentranunidospormedio de una nube de electrones que les rodea, permite que cuando se les somete afuerzassuestructurasedeformeyadquieranformadehojasdelgadas.Estapropiedadsedenominamaleabilidad.

Larespuestacorrectaeslac.

1.243.¿Cuáldelassiguientessustanciasesmásprobablequeseaungasaunatemperaturade25°Cy1atmdepresión?a)MgOb) c)LiFd)

(O.Q.L.CastillayLeón2013)

Será gas a temperatura ambiente la sustancia que tenga enlace predominantementecovalenteypresentedébilesfuerzasintermoleculares.

Las únicas de las sustancias de las propuestas que tiene enlace covalente son C H yB H ,perolaprimeraesunasustanciamuyvoluminosayporellomuypolarizable,loquehacequepresente fuerzasdedispersióndeLondonmuy intensasquehacen cambiar suestadodeagregaciónalestadosólido.Estonoocurreconel cuyas fuerzasdeestetiposonmenosymásdébiles,loqueprovocaqueseaungasencondicionesestándar.

Larespuestacorrectaeslad.

1.244.¿Encuáldelossiguientesestadoseletanolpodríaconducirlaelectricidad?a)Sólidob)Líquidoc)Gasd)Ninguno

(O.Q.L.CastillayLeón2013)

Una sustancia conduce la corriente eléctrica cuandopermite el pasode los electrones atravésdesuestructura.

El etanol es una sustancia que presenta enlace predominantemente covalente y cuyasmoléculas se encuentran unidas entre sí por fuertes enlaces intermoleculares dehidrógenoloquehacequeseaunasustancialíquidaencondicionesambientales.Estetipo

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 125

desustancias,conestosenlaces,sonincapacesdeconducirlaelectricidadencualquierestadodeagregación.

Larespuestacorrectaeslad.

1.245. Entre las siguientes sustancias: (A) , (B) , (C) , (D)y(E) ,lasquepresentanenlacesdehidrógenoson:

a)AyCb)A,CyDc)A,CyEd)ByD

(O.Q.L.Asturias2013)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

Lasúnicasdelassustanciaspropuestasquecumplenesadoblecondición,tenerunátomomuyelectronegativoypequeño,son(A) ,(C) ,y(D) .

Larespuestacorrectaeslab.

1.246.¿Cuáldelossiguientescompuestosespredominantementeiónico?a) b) c) d)

(O.Q.L.Extremadura2013)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.AplicandoestecriterioaloscompuestosCaO,Cl O,SO yBF :

Compuesto Δχ EnlacepredominanteCaO 3,44– 1,00 =2,44 iónicoCl O 3,44– 3,16 =0,28 covalenteSO 3,44– 2,58 =0,86 covalenteBF 3,98 – 2,04 =1,95 covalente

Larespuestacorrectaeslaa.

1.247.Cuandounasustanciaqueesgaseosaencondicionesnormalespasaaestadosólido,formarácristales:a)Iónicosb)Molecularesc)Covalentesd)Metálicos

(O.Q.L.Murcia2013)

Las sustancias que son gaseosas en condiciones tienen enlace predominantementecovalente.Cuandocambiansuestadodeagregaciónasólido,esporlaapariciónentrelasmoléculasdeestassustanciasdedébilesfuerzasintermolecularesdeltipovanderWaalsquedeterminanlaformacióndeunsólidomolecular.

Larespuestacorrectaeslab.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 126

1.248.Señalaelcompuestoiónicobinario:a) b) c) d)

(O.Q.L.Murcia2013)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.AplicandoestecriterioaloscompuestosClO ,CS yNa S:

Compuesto Δχ EnlacepredominanteClO 3,44– 3,16 =0,28 covalenteCS 2,58 – 2,55 =0,03 covalenteNa S 2,55 – 0,93 =1,62 covalente‐iónico

SedescartaelBaSO porseruncompuestoternarioyelcompuestoconmayordiferenciadeelectronegatividady,portanto,esel .

Larespuestacorrectaeslad.

1.249. A continuación semencionan afirmaciones relativas a las propiedades de diversassustancias.Indicalaquenoescorrecta:a)El tienemenorpuntodeebulliciónqueel .b)Lasacarosanoesconductoradelaelectricidadcuandoseencuentradisueltaenagua.d)ElC(grafito)esconductordelaelectricidad.e)Todoslosmetalessonduros.

(O.Q.L.Galicia2013)

a)Verdadero.ElPH nopuede formarenlacesdehidrógeno,mientrasqueelNH sí losforma.Porestemotivo,latemperaturadeebullicióndelPH esinferioraladelNH .

b) Verdadero. La sacarosa es un sólido molecular con enlace covalente polar que sedisuelve en agua al formarse enlaces intermoleculares del tipo enlaces de hidrógeno odipolo‐dipolo, entre el sólido molecular y el agua, aunque no conduce la electricidaddebidoalaausenciadeionesenladisolución.

c)Verdadero.Cadaunodelosátomosdecarbonoqueformanelgrafitoseencuentraunidoaotros tresmedianteenlacescovalentes formandounaredcristalinaen laqueexistenelectronesdeslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctrica.

d)Falso.Lasolubilidaddeuncompuestocristalinoiónicoenaguadependedelvalordelaenergíareticulardeeste.Amenorenergíareticularmayorsolubilidad.

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

Suponiendoque todos loscompuestosdados tienenelmismovalorde lasconstantes, lecorrespondemenorenergíareticularalasustanciaquepresentemenorescargasiónicasymayordistanciainteriónica.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 127

Respectoalascargasiónicas:

CaOcargaelevadaporestarformadoporionesdivalentes.

CsIcargapequeñaporestarformadoporionesmonovalentes.

Respectoalasdistanciasinteriónicas:

CaOformadoporionespequeños(elementospertenecientesalosperiodos2y4).

CsIformadaporionesgrandes(elementospertenecientesalosperiodos5y6).

Deacuerdoconloanterior,laenergíareticulardelCaOesmuchomáselevadaqueladelCsI,portanto,CsIesmássolubleenaguaqueCaO.

Larespuestacorrectaeslad.

1.250.¿Quécompuestoiónicotienelaenergíaderedmáspequeña?a)LiIb)NaFc) d)MgO

(O.Q.L.Madrid2013)

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

Suponiendoque todos loscompuestosdados tienenelmismovalorde lasconstantes, lecorrespondemenorenergíadereda lasustanciaquepresentemenorescargas iónicasymayordistanciainteriónica.

LassustanciasMgCl yMgOpresentaránenergíasreticulareselevadasporestarformadasporionesdivalentes.

Las sustancias LiI yNaF son halogenuros alcalinos y por ello están formados por ionesmonovalentes, por tanto, el factor carga no influyepara determinar cuál es la sustanciaseleccionada. Es el factor distancia interiónica el que indica cuál de las dos posee elmínimovalordelaenergíareticular.Estaserámenorenlaespeciequeestéformadaporionesdemayortamaño:

LiIformadoporionesdeelementospertenecientesalosperiodos2y5Umenor

NaFformadoporionesdeelementospertenecientesalosperiodos2y3Umayor

Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son:

MgO(–3791)>MgCl (–2526)>NaF(–930)>LiI(–764)

Larespuestacorrectaeslaa.

(CuestiónsimilaralapropuestaenAlicante2013).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 128

1.251.¿Cuáldelassiguientessustanciastienelamenortemperaturadeebullición?a) b) c) d)

(O.Q.L.Madrid2013)

Presentará menor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásdébiles.

Lascuatromoléculastienenenlacecovalentepolarypresentanenlaceintermoleculardeltipo dipolo‐dipolo, aunque, el H O es la única que presenta, además, enlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógenoporloquelecorrespondelatemperaturadeebulliciónmásalta.

Delostrescompuestosrestantes, lasfuerzasintermolecularessonmásdébilesamedidaquedecreceeltamañodelamolécula,portanto,lamoléculamáspequeñaes yaqueelazufreesunelementodeltercerperiodo.

Losvaloresdelospuntosdeebullición(K)decrecientesencontradosenlabibliografíason:

H O(373)>H Te(271,8)>H Se(231,9)>H S(213)

Larespuestacorrectaeslab.

1.252.El alcanfor sólido es insoluble en agua pero es soluble en aceite vegetal. Lamejorexplicaciónparadescribirestecomportamientoesqueelalcanfores:a)Sólidoiónicob)Sólidometálicoc)Sólidomoleculard)Sólidoreticular

(O.Q.L.Madrid2013)

Si una sustancia es insoluble en agua y soluble en aceite vegetal, debe tener un enlacecovalentey formarunsólidomolecular,y las fuerzas intermolecularesqueexplican lasolubilidadtienenqueserdeltipodedispersióndeLondon.

Larespuestacorrectaeslac.

1.253. ¿En cuálesde las siguientes sustancias en estado líquido: ,Ar, , y,lasúnicasfuerzasintermolecularessondetipodispersióndeLondon?

a)SoloenArb)SoloenAry c)SoloenAr, y d)Soloen y e)Soloen

(O.Q.N.Oviedo2014)

LosenlacesintermolecularesdeltipofuerzasdedispersióndeLondonsepresentanenaquellas sustancias que tienen enlace covalente, pero que generalmente no presentanmomentodipolarpermanente.

Delassustanciaspropuestas:

▪Ar no forma enlaces ya que se trata de un elemento inerte que tiene su última capacompleta con ocho electrones de valencia y únicamente forma enlacesintermolecularesdeltipodispersióndeLondon.

Page 133: Qui Mica

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 129

▪ H S,CF HyPCl sonmoléculaspolaresquepresentanenlacesintermolecularesdeltipodipolo‐dipoloademásdeenlacesintermolecularesdeltipodispersióndeLondon.

▪ CH OHesunamoléculapolarquepresentanenlaces intermolecularesdel tipodipolo‐dipoloademásdeenlacesintermolecularesdehidrógeno.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.254.Conlassiguientesenergíasdeenlace(A,B,CyDsonelementoshipotéticos):

EnlaceEnergíadeenlace(kJ· )EnlaceEnergíadeenlace(kJ·· )A−A 435 A−B 564B−B 155 A−C 431C−C 242 A−D 368D−D 192 B−C 255C−D 217

Losdoselementosquetienenvaloresdeelectronegatividadmáspróximosson:a)AyBb)AyCc)AyDd)ByCe)CyD

(O.Q.N.Oviedo2014)

Pauling proponeque en lasmoléculas existeuna energíade resonancia iónica (ΔE) quemideelcarácter iónicoparcialde lasmismasyqueestárelacionadaconladiferenciadeelectronegatividad (Δχ)de los elementosque las forman.Las ecuacionesque relacionanestasenergíasyladiferenciadeelectronegatividadson:

ΔE=EXY EX2·EY2EXY=energıadeenlacedelamoleculaXYEX2=energıadeenlacedelamoleculaX2EY2=energıadeenlacedelamoleculaY2

ΔE=k ΔχΔE=energıaderesonanciaionicak=constanteΔχ=diferenciadeelectronegatividadentreXeY

LamoléculaquepresentemenorvalordeΔEtendrámenorvalordeΔχ.

LosvaloresdeΔEparalasmoléculasdadasson:

CompuestoA−B:

ΔE=564√435·155=304kJ·mol

CompuestoA−C:

ΔE=431 √435·242 =106,5kJ·mol

CompuestoA−D:

ΔE=368√435·192=79kJ·mol

CompuestoB−C:

ΔE=255 √155·242 =61kJ·mol

CompuestoC−D:

ΔE=217√242·192=1,4kJ·

Larespuestacorrectaeslae.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 130

1.255.Latemperaturadeebulliciónde lassustanciasarsano( ),monoclorurodeyodo,monóxidodecarbonoysilanoordenadademayoramenores:a)Arsano,monóxidodecarbono,monoclorurodeyodo,silanob)Monoclorurodeyodo,arsano,silano,monóxidodecarbonoc)Monóxidodecarbono,arsano,monoclorurodeyodo,silanod)Silano,monóxidodecarbono,arsano,monoclorurodeyodoe)Arsano,monoclorurodeyodo,monóxidodecarbono,silano

(O.Q.L.Valencia2014)

Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,latemperaturadeebulliciónmenorlecorresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.

  Monóxido de carbono (CO),  monocloruro de yodo (ICl)  y  arsano  ( ) sonsustanciasquetienenenlacecovalentepolar.Presentanenlacesintermolecularesdeltipodipolo‐dipoloy,además, fuerzasdedispersióndeLondon,quesonmás intensasenelICldebidoyaqueesunasustanciacongranvolumenatómico,yportanto,muypolarizabley, sin embargo,muy débiles en el CO debido al pequeño tamaño de estamolécula. Portanto,lamáximatemperaturadeebulliciónlecorrespondealIClylamínimaalCO.

 Silano( ) esunasustanciaquetieneenlacecovalentenopolar.Lasúnicas fuerzasintermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,quenosonmuyintensasdebidoalpequeñotamañodelátomodesilicio.Lecorrespondeunatemperaturadeebulliciónbaja.

Elordencorrectodepuntosdeebullición(K)crecientees:

ICl(370,6)> (210,7)> (161)>CO(81,6)

Larespuestacorrectaeslab.

1.256. ¿Cuál de las siguientes series de sustancias se encuentran ordenadas demenor amayortemperaturadefusión?a) , ,NaCl, b) ,NaCl, , c) , ,NaCl, d)NaCl, , , e) , ,NaCl,

(O.Q.L.PreselecciónValencia2014)

Presentará mayor temperatura de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,latemperaturadefusiónmásbaja lecorresponderáa lasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.

▪ es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermoleculares posibles en ella son fuerzasdedispersióndeLondon, que sonmuydébiles a que es una sustancia con pequeño volumen atómico, y por tanto, muy pocopolarizable.Porestemotivo lecorresponde latemperaturade fusiónmenordetodaslassustanciaspropuestas.

▪ es una sustancia que tiene enlace covalente, pero además, se trata de unamoléculapolarqueformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,sutemperaturadefusiónesmásaltadeloquedeberíaser.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 131

▪NaClesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyadiferenciadelasanteriores,formaunared cristalina iónica muy difícil de romper. Esta sustancia es sólida a temperaturaambiente, por lo que tiene unaelevada temperaturade fusión,muchomayor que lassustanciaspropuestas.

▪ esunasustanciaquetieneenlacecovalenteperoqueformaredesatómicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloquetieneunaelevadatemperaturadefusión,mayorqueelrestodelassustanciaspropuestas.

Consultandolabibliografía,elordencorrectodepuntosdefusión(K)crecientees:

(53,5)< (175,6)<NaCl(1074)< (1873‐1998)

Larespuestacorrectaeslaa.

1.257.¿Cuáldelossiguientescompuestosesiónico?a) b)NaBrc) d)ICl

(O.Q.L.CastillayLeón2014)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados:

Compuesto Δχ EnlacepredominanteNF 3,98 – 3,04 =0,94 covalenteNaBr 2,96 – 0,93 =2,03 iónicoCCl 3,16 – 2,55 =0,61 covalenteICl 3,16 – 2,66 =0,50 covalente

Larespuestacorrectaeslab.

1.258.Cuáldeestassustanciastienemayorsolubilidadenagua:a)NaClb) c) d)CuO

(O.Q.L.CastillayLeón2014)

La especie NaOH tiene enlace predominantemente iónico y en agua se disocianfácilmente en iones ya que las fuerzas de atracción regidas por la ley de Coulomb quemantienenunidosalosionesqueformanlaredcristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800).Posteriormente, los ionessevenatraídospormoléculasdeaguamediante interaccionesion‐dipolo.

La especieCuO no tiene enlace predominantemente iónico ya que, al ser el cobre unmetaldetransición,ladiferenciadeelectronegatividadentreloselementosquelaformannoeslosuficientementegrandeparaquepredomineestetipodeenlace.Porestemotivonosedisociafácilmenteenionesalintroducirlaenagua.

Lasespeciesde y tienenenlacecovalenteperonopresentanmomentodipolarpermanenteporlonopuedeexistirningúntipodeinteracciónentrelasmoléculasdeCCl ylasdeH O,portanto,ambassustanciassoninmisciblesentresí.

Larespuestacorrectaeslaa.

Page 136: Qui Mica

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 132

1.259.Elpuntodeebullicióndel es:a)MayorqueeldelCO.b)MenorqueeldelCO.c)Hiervenalamismatemperatura.d)Ambossongasesacualquiertemperatura.

(O.Q.L.CastillayLeón2014)

Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzasintermolecularesmásintensas.

COesunasustanciaquepresentaenlacecovalentepolar.Susmoléculasseunenmediantefuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.

es una sustancia que presenta enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermolecularesposiblessondeltipofuerzasdedispersióndeLondon.

Lasfuerzasdipolo‐dipolodelCOsonunpocomásfuertesquelasdedispersióndeLondonexistentesentrelasmoléculasN ,motivoporelqueelpuntodeebullicióndel (77,4K)esalgomenorqueeldeCO(81,6K).

Larespuestacorrectaeslab.

1.260.Lasdenominadas“FuerzasdevanderWaals”:a)Sonresponsablesdelestadosólidodel .b)Sedanentrelasmoléculasdelosgasesconcomportamientoideal.c)Noexistenentremoléculasconenlacescovalentes.d)Aparecenentreloselectronesyelnúcleodeátomosmuyelectronegativos.

(O.Q.L.Murcia2014)

a)Verdadero.LasfuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon,sonlasúnicasexistentesentrelasmoléculasdeloshalógenosquenopresentanmomentodipolarpermanentedebidoaqueambosátomossonidénticos.

La intensidaddeestas fuerzasaumentaconelvolumenatómico, factoresquehacenquelassustanciasseanmáspolarizables.Porestemotivo,alatemperaturade0C,elcloro(99pm)esungas,mientrasque,elyodo(133pm)esunsólidomolecular.

b)Falso.LaintensidaddelasfuerzasdevanderWaalsestárelacionadaconladesviacióndelcomportamientoidealdelosgases.

c)Falso.LasfuerzasdevanderWaalsseproducenentremoléculasconenlacecovalente.

d)Falso.LapropuestaesabsurdayaquelasfuerzasvanderWaalssonintermoleculares,nosonintraatómicas.

Larespuestacorrectaeslaa.

1.261.SisepresentaporXunelementodenúmeroatómico11yporYaldenúmeroatómico16,elcompuestoformadoporambosserá:a) ydenaturalezaiónicab) ydenaturalezaiónicac) ydenaturalezacovalentec) ydenaturalezacovalente

(O.Q.L.Murcia2014)

ElelementoXtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s porloquesetratadeunelementodel grupo1.El valorden=3 indicaquees elsodio.Tiene tendenciaacederunelectrónyformarelionNa .

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 133

ElelementoYtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquesetrata de un elemento del grupo 16. El valor de n = 3 indica que es el azufre. TienetendenciaacaptardoselectronesyformarelionS .

ParacumplirconlacondicióndeelectroneutralidadsecombinandosátomosdeA(sodio)conunátomodeB(azufre)por loque la fórmulamásprobabledelcompuesto formadoporamboses conenlacepredominantementeiónico.

Larespuestacorrectaeslaa.

(CuestiónsimilaralapropuestaenAsturias2006).

1.262.¿Quésustanciatendráelpuntodeebulliciónmásalto, oClF?a)ClFb) c)Serásimilarenambasporqueestánformadasporelementosdelamismanaturaleza.d)Parasaberlonecesitaríamosconocerlaenergíadeenlacedelasmismas.

(O.Q.L.Murcia2014)

LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson:

DeacuerdoconelmodeloRPECVClF,y sonespeciesqueseajustanalafórmulaAXE yalasquecorrespondennúmerosestéricos(m+n)=4,conunadisposiciónTETRAÉDRICAygeometríaLINEAL.ClFesPOLARyaquesusátomossondiferentesy esNOPOLARyaqueambosátomossoniguales.

Las fuerzas intermoleculares quemantienen unidas a lasmoléculas de ClF son del tipodipolo‐dipoloquesonmásdébilesquelasfuerzasdedispersióndeLondonquesonlasqueunenlasmoléculasdeCl .

Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzasintermolecularesmás intensas. Por tanto, elpuntodeebullicióndelClF (173,1K)esmenorqueel (239,1K).

Larespuestacorrectaeslab.

1.263.Delassiguientessustancias,¿cuálpresentalasfuerzasintermolecularesdeatracciónmásintensas?a) b) c) d)

(O.Q.L.Murcia2014)

Excepto lamolécula deH , las tresmoléculas restantes tienen enlace covalente polar ypresentan enlace intermolecular del tipo dipolo‐dipolo, aunque, el es la única quepresenta, además, enlace intermolecular del tipoenlacedehidrógeno que es el enlaceintermolecularmásfuertequeexiste.

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 134

1.264.Lasfuerzasdeenlacedehidrógeno(opuentesdehidrógeno):a)SonmásdébilesquelasdevanderWaals.b)Sonlasqueprovocanelestadolíquidodel .c)SepuedendarentremoléculasconenlacesN−H.d)Lasencontramosentremoléculasde .

(O.Q.L.Murcia2014)

a)Falso.Elenlacedehidrógenoeselmásfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.

b)Falso.Las fuerzas intermolecularesquemantienenunidasa lasmoléculasdeBr sondel tipo fuerzas de dispersión de London que son tanto más intensas cuanto másvoluminosasealaespeciequímica.

c)Verdadero. El enlace de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentra unido a un átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

d)Falso.Segúnloexpuestoenelapartadoanterior.

Larespuestacorrectaeslac.

1.265.Enrelaciónaltipodeenlacedelassustancias:KCl, ,Nay ,esciertoque:a)TodaspresentanenlacecovalentemenoselNaquetieneenlacemetálico.b)Todaspresentanenlaceiónicomenosel queescovalente.c)TodossoncompuestoscovalentesmenoselKClqueesiónico.d) y presentanenlacecovalente.

(O.Q.L.Murcia2014)

KClesunasustanciaquetieneenlaceiónicoqueformaunaredcristalinaiónica.

esunasustanciaquetieneenlacecovalentenopolaryformamoléculasgaseosasatemperaturaambiente.

Naesunasustanciaquetieneenlacemetálicoqueformaunaredcristalinametálica.

esunasustanciaquetieneenlacecovalentepolaryformamoléculasgaseosasqueseunenentresímedianteenlacesdehidrógeno.

Larespuestacorrectaeslad.

1.266.Cuáldelassiguientessustanciastienemenorpuntodefusión:cloro,sodio,bromurodecesioydiamante.a)Clorob)Sodioc)Bromurodecesiod)Diamante

(O.Q.L.Baleares2014)

El menor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles.

es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzasintermoleculares posibles en ella son fuerzasdedispersióndeLondon, que sonmuydébiles debido a que es una sustancia con pequeño volumen atómico y bajo pesomolecularyqueportantoserápocopolarizable.Supuntodefusiónesmuybajo.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 135

CsBresunasustanciaquetieneenlaceiónicoqueformaunaredcristalinaiónicamuydifícil de romper. Esta sustancia es sólida a temperatura ambiente, por lo que tiene unelevadopuntodefusión.

Naesunasustanciaquetieneenlacemetálicoque formaunaredcristalinametálica.Estasustanciaes sólidaa temperaturaambiente,por loque tieneunelevadopuntodefusión,notanaltocomoeldelNaCl,yaqueelsodiopresentabajacarganuclear.

▪ C (diamante) es una sustancia que tiene enlace covalente pero que forma redesatómicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,porloque tiene una elevada temperatura de fusión, mucho mayor que el resto de lassustanciaspropuestas.

Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason:

(171,6)<Na(370,9)<NaCl(909)<C(diamante)(4713)

Larespuestacorrectaeslaa.

1.267.Indicalaproposicióncorrectasobrelaenergíadeundobleenlacecarbono‐carbono:a)Eseldoblequeladeunenlacesencillocarbono‐carbono.b)Esmásgrandequeladeunenlacesencillocarbono‐carbonoperonoeldoble.c)Esmayorqueeldobledeladeunenlacesencillocarbono‐carbono.d)Esmenorqueladeunenlacesencillocarbono‐carbono.

(O.Q.L.Baleares2014)

ElenlacesencilloC‒Cesunenlaceσ,mientrasqueelenlacedobleC=Cestáformadoporunenlaceσyotroπ.Comoambosenlaces,σyπ,tienendiferenteenergía,laenergíadelenlaceC=Cnoeseldoblede laenergíadelenlaceC‒C,perosíqueesmayorque laenergíadelenlaceC‒C.

Larespuestacorrectaeslab.

1.268.¿Cuáldelossiguientescompuestostienemayorcarácteriónico?a)BFb) c) d)HBr

(O.Q.L.LaRioja2014)

Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciadeelectronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que lo forman es superior a 2,0.AplicandoestecriterioaloscompuestosSO yHBr:

Compuesto Δχ EnlacepredominanteSO 3,44– 2,58 =0,86 covalenteHBr 2,96 – 2,20 =0,76 covalente

El compuesto contiene el elemento potasio, un metal alcalino con elevadatendencia a ceder electrones. Forma una red cristalina iónica sólida a temperaturaambiente.Estasustanciatieneunelevadoporcentajedeenlaceiónico.

Laespecie nopuedeseruncompuestoestable,deberíaserBF .

Larespuestacorrectaeslab.

(CuestiónsimilaralapropuestaenBurgos1998).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 136

1.269.¿Cuáldelassiguientesespeciesesparamagnética?a) b) c) d)

(O.Q.L.Valencia2014)

Una especie es paramagnética si presenta electrones desapareados. Estas sustanciasinteraccionandébilmenteconuncampomagnético.

a) Falso. En la distribución deelectronesenlosorbitalesmolecularesparamoléculadeN seobservaquenopresenta electrones despareados porlo que se trata de una especieDIAMAGNÉTICA.

b) Verdadero. En la distribución deelectronesenlosorbitalesmolecularespara especie O2

‒ se observa quepresenta electronesdesapareadosporlo que se trata de una especiePARAMAGNÉTICA.

c) Falso. En la distribución deelectronesenlosorbitalesmolecularespara especie F se observa que nopresenta electrones despareados porlo que se trata de una especieDIAMAGNÉTICA.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 137

d) Falso. En la distribución deelectronesenlosorbitalesmolecularespara especie O2

2‒ se observa que nopresenta electrones despareados porlo que se trata de una especieDIAMAGNÉTICA.

Larespuestacorrectaeslab.

1.270.CuandoseordenanlassustanciasMgO,LiF, yNaClenordendecrecientedesuenergíareticular,elordencorrectoes:a)LiF>MgO> >NaClb)LiF> >MgO>NaClc) >LiF>MgO>NaCld)MgO> >LiF>NaCl

(O.Q.L.Valencia2014)

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,sonlasmismasenLiFyNaCl(+1y–1),enelCaCl (+2y–1)yenelMgO(+2y–2).

Respectoalosradiosiónicos,sonmásgrandesenCaCl (cuartoytercerperiodo);algomáspequeñosenNaCl(ambosdeltercerperiodo);máspequeñosaúnenMgO(terceroysegundo periodo); y finalmente, los más pequeños son los de LiF (ambos del segundoperiodo).

Teniendo en cuenta lo dicho, las energías reticulares (kJ/mol) deben tener el siguienteordendecreciente:

MgO(–3791)> (–2223)>LiF(–1049)<NaCl(–790)

Larespuestacorrectaeslad.

(CuestiónsimilaralapropuestaenCastellón2008yValencia2011).

1.271.Elaumentoprogresivoen lospuntosdeebulliciónde loshalurosdehidrógeno,HX:HCl=–85,1°C;HBr=–66,8°C;HI=–35,4°C,esdebidoa:a)Lasfuerzasentredipolosaumentanyaquelosmomentosdipolaresaumentandecloroayodo.b)ElenlaceH−Xsehacemásfuertedecloroayodo.c)Elenlacedehidrógenosehacemásfuertedecloroayodo.d)LasfuerzasdeLondonsonmásintensasalaumentarlamasamoleculardeHX.

(O.Q.L.Valencia2014)

Page 142: Qui Mica

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 138

Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzasintermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición lecorresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.

Las tres moléculas tienen enlace covalente polar y presentan, además, enlaceintermoleculardel tipodipolo‐dipoloy fuerzasdedispersióndeLondon,quesonmásintensasconformeaumentaelvolumendelamoléculay,tambiénsumasamolar,yaquesecambiadeperiodo.

Larespuestacorrectaeslad.

(CuestiónsimilaralapropuestaenCórdoba2007yotras).

1.272.Elcromo(A=52g· )cristalizaenunaredcúbicacentradaenelcuerpo,dondelalongituddelaaristadelaceldaunidadesde288pm.Ladensidad(g· )delcromoes:a)21,7b)14,4c)3,6d)7,2(Dato.L=6,022·10 )

(O.Q.L.Valencia2014)

Según se observa en la figura, una red cúbicacentradaenelcuerpocontiene2átomos:

188at.(vertice)+1at.(centro)=2atomos

Elvolumendelaceldillaunidades:

V= 288 pm1 cm

10 pm= 2,39·10 cm3

Relacionandovolumen,átomosymasamolardelmetalseobtieneladensidaddelmismo:

2atomoscubo

cubo

2,39·10 cm3

1mol

6,022·10 atomos52g1mol

=7,2g·cm

Larespuestacorrectaeslad.

1.273.LassustanciasCu,NaI, y tienenlaspropiedadescitadasenlatablaadjunta.Sustancia Tfusión Conductividadeléctrica(°C)sólidofundido(1) 1083 Sí Sí(2) 119 No No(3) 2700 No No(4) 660 No Sí

Apartirdelamismasepuedenidentificarlassustanciascomo:(1)(2)(3)(4)a)Cu NaIb)Cu NaIc)NaI Cu d) NaICu

(O.Q.L.Asturias2014)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 139

Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzasintermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte.

Lossólidoscovalentesreticularesnoconducen lacorrienteeléctricaenningúntipodeestadodeagregación.

Lossólidosmetálicosconducenlacorrienteeléctricaenestadosólidoofundidos.

Lossólidoscovalentemolecularespresentanenlacecovalenteentresusátomosyformanmoléculas que se pueden unir entre sí mediante enlaces intermoleculares, pero nopresentanningúntipodeconductividadeléctrica.

1) Cu es una sustancia que tiene enlace metálico y forma una red cristalina sólida atemperaturaambiente.Lasfuerzasquemantienenunidosalosátomosdecobreenlaredsonmuyintensas,portanto,sutemperaturadefusióneselevada(1083°C).

Laredmetálicadelcobreenestadosólidopermiteelpasodeloselectronesatravésdeella,ycuandosefunde, todavíasemantienenlasunionesentre los ionespor loque loselectronespuedenseguircirculandoatravésdeellos

2) es una sustancia que tiene enlace covalente y formamoléculas no polares que seunenentresímediantefuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Setratadeunasustancia que es sólida a temperatura ambiente, pero como las fuerzas quemantienenunidas a las moléculas no son demasiado intensas su temperatura de fusión no esrelativamentebaja(119°C).

Laestructuradelazufrenopresentaionesnielectroneslibresenestadosólidonilíquidoporloquenopermiteelpasodeloselectronesatravésdeella.

3) esunasustanciaqueformaunaredcovalentesólidaatemperaturaambiente.Lasfuerzas que mantienen unidos a los átomos en la red son muy intensas, por tanto, sutemperaturadefusiónesmuyelevada(2700°C).

Estetipodesólidosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadosólidonifundidosya que no presenta iones ni electrones libres en estado sólido ni líquido por lo quenopermiteelpasodeloselectronesatravésdeella.

4)NaI es una sustancia que forma una red iónica sólida a temperatura ambiente. Lasfuerzasquemantienenunidosalosionesenlaredsonintensas,portanto,sutemperaturadefusiónesrelativamenteelevada(660°C).

Los sólidos iónicos no conducen la corriente eléctrica en estado sólido. Solopresentan conductividad eléctrica cuando se les funde o disuelve en agua, ya quemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.

Larespuestacorrectaeslab.

1.274.Larazónporlaqueelpuntodeebullicióndel esmenorqueeldel es:a)El esuncompuestopolaryel noloes.b)Enel nohayenlacesdehidrógenoentrelasmoléculasyenel sí.c)LasfuerzasdevanderWaalsen sonmásintensasqueen .d)Lasmoléculasde sondemayortamañoquelasde .

(O.Q.L.Asturias2014)

ElPH nopuedeformarenlacesdehidrógeno,mientrasqueelNH sílosforma,yaqueestetipodeenlaceintermolecularsoloesposibleentremoléculasquetienenunátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoqueseveatraídoala

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 140

vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomomuy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

Porestemotivo,latemperaturadeebullicióndelNH essuperioraladelPH .

Larespuestacorrectaeslab.

1.275.¿Quéenlaceesmásfuerte?a)C=Cb)C=Nc)C=Od)C=S

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2014)

Como se trata de enlaces dobles del carbono con diferentes elementos, serámás fuerteaquél en el que átomo que se une sea más pequeño. Se descarta el azufre por ser unelemento del tercer periodo. De los otros tres elementos del segundo periodo, el máspequeñoeseloxígenoyaqueeselquesunúcleoposeemayorcargaefectiva.Portanto,elenlacemásfuerteesC=O.

Larespuestacorrectaeslac.

1.276.LosenlacesSi−Oenlaredde sondeltipo:a)Covalentecoordinadob)Iónicoc)Covalentenopolard)Covalentepolar

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2014)

ElenlaceexistenteentrelosátomosdeSiyOesunenlacedeltipocovalentepolaryaquesetratadeelementoscondiferenteelectronegatividadquenotiendenacederelectrones.

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 141

2.PROBLEMASdeENLACEQUÍMICOyPROPIEDADES

2.1.Unamuestradesconocidatienelassiguientespropiedades:‐esunsólidoquesublimaa3500°Cenelvacío‐noessolubledeformaapreciableenagua‐tampocoessolubledeformaapreciableendisolventesorgánicos‐conducelacorrienteeléctrica,perosolocuandosecolocadedeterminadamaneraentrelosbornesdeunapila,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 atemperaturaambientequesoloserompe(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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 142

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 solo 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, yotrohaciaeloxígeno,CO,y conesageometría la resultantedelosvectoresmomentodipolarnoesnula(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)Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana. De las cuatro sustancias propuestas, la única que cumple las condiciones paraformar enlace de hidrógeno es ya que tiene átomos de hidrógeno unidos a unátomomuyelectronegativo(N)quesevanaveratraídosporelpardeelectronessolitariodeunodeestosátomosdeunamoléculavecina.

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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.

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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, luego NaCl(l) y NaCl(aq) sí sonespeciesconductorasdelacorrienteeléctrica.

b) El (s) forma una red covalente queno conduce la corriente eléctrica 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) El C(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,elmásfuertedetodos losenlaces intermoleculares.Esteenlacese formacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomomuy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

esuncompuestoquetambiénpresentaenlacecovalenteydipolopermanente,peroadiferenciadelH Osetratadeunasustanciaquenopuedeformarunenlacedehidrógenoyaque en este caso los átomosdehidrógenono se encuentranunidos a un átomomuyelectronegativo(enestecasoS).

Portanto,elpuntodeebullicióndel (373K)esmayorqueeldel (213K).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 145

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. Este enlace 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.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 146

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. Este enlace 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.

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) tieneenlacecovalenteyenlace intermoleculardehidrógenoquenopermiteelmovimiento 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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 147

(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.Esteenlaceseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomomuy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Porestemotivo,estasustanciapresentaunpuntodeebulliciónmayorquelasanteriores.

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)

a)Recordandoque:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 148

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 compuestoorganocloradodió los siguientesporcentajes 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)Sabiendoqueeste 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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 149

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 )

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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 150

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 .

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 151

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.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)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 NaF(l) y NaF(aq) sí son especiesconductorasdelacorrienteeléctrica.

ElC(diamante) formauna redcovalente conunaestructuraen laquecadaátomodecarbonoseencuentraunidoaotroscuatro formandotetraedrosde formaque todossuselectronesdevalenciaestán localizadosenenlacescovalentespor loquenoconduce lacorrienteeléctrica.

(En2006sereemplazaNaFporKFCuporNi,yen2012NaFporKBr).

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2.13.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.Esteenlacese formacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

Para que las moléculas de metanol interaccionen con las de yodo disuelto es precisoromperlosenlacesdehidrógenoqueexistenentrelasmoléculasdemetanol.

c) Las moléculas de CH OH presentan dipolos permanentes por lo que frente a lasmoléculas no polares de I , inducirán en estas un dipolo de forma que existiráninteraccionesdipolopermanente‐dipoloinducido.

(EnValencia2014sepreguntacomocuestiónmultirrespuesta)..

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.Esteenlacese 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.

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Elqueelpuntodeebullicióndelaguaseasuperioraldelmetanolsedebeaquelamoléculadeaguaaltenerdosátomosdehidrógenounidosaunátomomuyelectronegativopuedeformarmásenlacesdehidrógenoquelademetanolquesolotieneuno.

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.AlexistirsolodosátomosunidospresentanunageometríamolecularLINEAL.

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Enelcasodel ,setratadedosátomosidénticosynocabelaexistenciadeundipolo,porlotanto,lamoléculaesNOPOLAR.

En el caso del HCl, al ser el cloro más electronegativo ( = 3,16) que el hidrógeno(=2,20), lamoléculapresentaundipolodirigidohaciaelcloro,HCl,porlotanto, lamoléculaesPOLAR(segúnlabibliografía,μ=1,11D).

DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,elesunamoléculadeltipoAX ,connúmeroestérico(m+n)=2, a la que corresponde una distribución lineal de losligandosypares solitariosalrededordel átomocentral.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,alaquecorrespondeunadistribucióntetraédricadelosligandos y pares de electrones solitarios alrededor delátomocentral.Al existirdosparesdeelectrones solitariossobre 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, solo 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)Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoa lavezporunpardeelectronessolitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

Teniendo en cuenta su posición dentro del grupo 16 delsistemaperiódico,Oesmáspequeñoyelectronegativo(r=73pm y χ = 3,44) que S (r = 104 pm y χ = 2,58). Este hechodetermina que el H O pueda formar enlaces por puente dehidrógenomientrasqueenelcasodeH Sesonoesposible.EstodeterminaqueelH Oquedeenestadolíquido.

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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 ·Qd

A 1d∗

d

U=energıareticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcationydelaniond=distanciainterionica cation+anionA=constantedeMadelung=1,747d*=parametro=34,5pm

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a)NaCl–KCl

Respectoalascargas,sonlasmismasenambassustancias,Na yK (+1)yCl (–1),porlo que 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,elementodel segundoperiodo, tienemenos capas electrónicas que el potasio, elementodeltercerperiodo.

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)yCl yBr (–1),porlo que este factor no influye a la hora de discutir que sustancia posee mayor energíareticular.

Respectoa los radios iónicos, sonmenoresenelNaClqueenelNaBr, yaqueel cloro,elementodel tercerperiodo, tienemenoscapaselectrónicasqueelbromo,elementodelcuartoperiodo.

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 unelementodelsegundoperiodo(O),muypequeño,yotrodelcuartoperiodo(Ca),mientrasqueelNaClestáformadopordoselementosdeltercerperiodo(NayCl).

Laenergíareticulary,portanto,elpuntodefusión,debesermuchomayorenelCaOqueenelNaCl,yaquees lasustanciaqueposeemayorcargade lasdosyademás tienemenortamaño.

Losvaloresdeladistanciainteriónica,energíareticularypuntodefusiónencontradosenlabibliografíason:

Sustancia d/pm –U/kJ· /KCaO 240 3401 3262NaCl 282 790 1074

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2.18.Explicaporquéelpropanolesmássolubleenaguaqueelbutano.(Canarias2008)

Elpropanol, ,esunasustanciaquetienecovalentemolecular,peroqueademáspresentaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodos losenlaces intermoleculares.Esteenlacese formacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomomuy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

La formacióndeenlacesdehidrógenoentre lasmoléculasdepropanolconlasdeaguaexplicalasolubilidaddelpropanolenagua.

Elbutano, ,presentaenlacecovalentemolecularyno tienemomentodipolar permanente por lo que las únicas fuerzas intermoleculares que tiene son deltipodedispersióndeLondon y no existe la posibilidad de que interaccionen con lasmoléculasdeaguaqueporelcontrariosonmuypolares.

2.19.Explica el tipo de interacciones atractivas que existen en las siguientes sustancias yordénalasdemenoramayorpuntode ebullición, justificando la respuesta:KI(s), (s),

(s)yCO(s).(PreselecciónValencia2008)

Setratadetrescompuestosconúnicoátomodecarbonoquepresentancovalenteyotroquetieneenlaceiónico.Lostresconenlacecovalenteson:

ElCO(s)esunasustanciaquesípresentamomentodipolarpermanenteporloquetienefuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipoloademásdelasdeltipodedispersióndeLondon.Estomotivaquedelastressustanciasdadassealaquelecorrespondamenorpuntodeebullición.

El (s) es una sustancia que sí presenta momento dipolar permanente. Tienefuerzas intermoleculares del tipo enlace de hidrógeno ya que cumple la condiciónparaestetipodeenlace:tenerunátomodehidrógenoqueseencuentreunidoaunátomomuy 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.

Como estas fuerzas intermoleculares son más fuertes que las fuerzas dipolo‐dipolo, elmetanoltieneunpuntodeebulliciónsuperioraldelCO.

El (s)esunasustanciaquenopresentamomentodipolarpermanenteporloquelasfuerzasintermolecularesquetienesondeltipodedispersióndeLondon.Estasfuerzassonmás intensas cuantomayor es el tamañoy el pesomolecularde la sustancia. Comoeste valor esmuy elevado en estamolécula, estomotiva que de las tres sustancias conenlacecovalentesealaquetienemayorpuntodeebullición.

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ElKI(s)esunasustanciaqueformaunaredcristalinaiónicaenlaquelosionesK eI seatraenmedianteintensasfuerzaselectrostáticasquehacequeestasustanciapresenteestadosólidoatemperaturaambiente.Comoestetipodeenlaceesmuchomásfuertequelos enlaces intermoleculares, de las todas sustancias propuestas es la que tiene mayorpuntodeebullición.

Elordencrecientedepuntosdeebullición(K)es:

CO(82)< (338)< (350)<KI(1630)

2.20. Predice en cada caso la sustancia con mayor punto de ebullición, justificando larespuesta:a) (metanol)y (metilmercaptano).b) (acetona)y (metilpropano).

(Valencia2008)

a)CH OH–CH SH

es una sustancia que presenta enlace covalente con momento dipolarpermanente que forma un enlace intermolecular del tipoenlacedehidrógeno, elmásfuerte de todos los enlaces intermoleculares. Este enlace 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.

es una sustancia que presenta enlace covalente con momento dipolarpermanente pero que a diferencia de la anterior, no es capaz de formar un enlaceintermolecular del tipo enlace de hidrógeno debido a que el átomo de azufre esmenoselectronegativo y de mayor tamaño que el átomo de oxígeno. El tipo de enlaceintermolecularquepresentaesdipolo‐dipolo.

Además de los enlaces citados, existen en ambas sustancias fuerzasdedispersióndeLondonquesonmayoresenelCH SHquetienemayorpesomolecularaunqueelenlacede hidrógeno es el quemás contribuye al punto de ebullición por lo que este valor esmayorenel .

Losvaloresdelospuntosdeebulliciónencontradosenlabibliografíason:

Sustancia /K μ/DCH SH 279 1,53CH OH 338 1,69

b)CH COCH –CH CH CH CH

es una sustancia que presenta enlace covalente con un fuerte momentodipolarpermanentequeformaunenlaceintermoleculardeltipodipolo‐dipolo.

CH CH CH CH esunasustanciaquepresentaenlacecovalenteconundébilmomentodipolarpermanentequeformaunenlaceintermoleculardeltipodipolo‐dipolo.

Además de los enlaces citados, existen en ambas sustancias fuerzasdedispersióndeLondonquesonmayoresenelCH COCH quetienemayorpesomolecular.Portodoesto,elpuntodeebullicióndel esmayorqueeldel .

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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)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomo muy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(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.Esteenlacese formacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

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c) Las moléculas de CH OH presentan dipolos permanentes por lo que frente a lasmoléculas no polares de I , inducirán en estas un dipolo de forma que existiráninteraccionesdipolopermanente‐dipoloinducido.

2.23.Elanálisiselementaldeunadeterminadasustanciaorgánicadaelsiguienteresultado:C=52,17%;H=13,04%;O=34,79%.Sepide:

a)Determinarlafórmulaempíricadedichocompuesto.b) ¿Quédatonosharía faltaparapoder establecer la fórmulamolecular?Podrías indicaralgúnmétodoquepermitasudeterminación.c) Si la fórmula empírica coincide con la molecular indica las posibles estructuras delcompuestoynómbralos.d)¿Cuáldeellastendríaelmayorpuntodeebullición?

(Canarias2009)

a)Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:

52,17gC1molC12gC

=4,348molC

13,04gH1molH1gH

=13,04molH

34,79gO1molO16gO

=2,174molO

4,348molC2,174molO

=2molCmolO

13,04molH2,174molO

=6molHmolO

Lafórmulaempíricaosencillaqueseobtienees .

b) Seríanecesario conocer lamasamolar de la sustanciaproblema.Unmétodopara ladeterminacióndelamisma,seríamedirladensidaddelasustanciaenfasevapor.

c)SilafórmulamoleculardeestasustanciaesC H O,dosposiblesestructurasparaestasustanciaserían:

Etanoloalcoholetílico

Metoximetanoodimetiléter

d) El compuesto conmayor punto de ebullición es aquel cuyasmoléculas son capaces deunirseentresímedianteenlacesdehidrógeno.

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomo muy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 161

2.24.Explica,justificandolarespuesta,silasmoléculasdelossiguientescompuestospuedenformarconotrasdelmismocompuestoenlacedehidrógeno:a) b) c) d) e)

(PreselecciónValencia2010)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomo muy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(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.

Lassustanciaspropuestasordenadasporpuntosdefusión(K)crecienteson:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 162

(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 detodos losenlaces intermoleculares.Estese formacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoF)seveatraídoalavezporunpardeelectrones solitarioperteneciente aunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Porestemotivo,estasustanciapresentaunpuntodeebulliciónmayorquelasanteriores.

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.

CO es el compuesto que presenta menor punto de ebullición de todas las sustanciaspropuestas,yaquetieneenlacecovalentey,además,alserunasustanciapolar,presenta

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 163

enlace 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.ElHFpresentaenlacedehidrógeno.Esteenlacese formacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño (N, O o F) de unamolécula cercana. Este enlace esmuchomás fuerte que lasfuerzasdedispersióndeLondonyeselresponsabledelaanomalíaenlastemperaturasdeebullición.

d) y sonsustanciasquetienenenlacecovalentepolar.Ambaspresentanfuerzasintermolecularesdeltipoenlacedehidrógeno.Esteenlaceseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

El resto de los elementos de los grupos citados sonpocoelectronegativosy/omuyvoluminosos loque impidequepresenten 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)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomo muy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

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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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 165

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:

DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVelesuna sustancia cuyadistribuciónde ligandos yparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala fórmulaAX Ea laquecorrespondeunnúmeroestérico(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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 166

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. Este enlace se forma cuando un átomo de hidrógeno que seencuentra unido a un átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Esteenlaceesmás fuerteenelaguaque formacuatroenlacesdeestetipo,mientrasqueenelHFformasolodosdandolugaraunaestructuracerrada.Elenlacedehidrógenoeselresponsabledelaanomalíaenlastemperaturasdeebullición.

Enelcasode elátomodehidrógenoseencuentraunidoalazufre,unelementoqueno es muy electronegativo. Esto determina que su punto de ebullición no sea tananormalmenteelevadocomolosdelasotrassustancias.

Lassustanciasordenadasportemperaturasdeebullición(K)crecientesson:

(212)< (240)<HF(293)< (373)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 167

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 fuerzasintermolecularesdeltipoenlacedehidrógeno.Esteenlaceseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo ypequeño (N,O o F) de unamolécula cercana. Es el enlace intermolecularmás fuerte detodos.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 168

Lassustanciaspropuestasordenadasporpuntosdefusión(K)crecienteson:

(90,7)< (210)< (290)<Ti(1933)

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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)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2014)

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 170

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 .

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 171

Presentaelgrupofuncionalamida(–CO–NH ).

Larespuestacorrectaeslad.

3.9.¿Cuálesdelossiguientescompuestosorgánicos:1)éteres,2)alcoholes,3)cetonas,4)ácidos,5)aminas,

formarán enlaces de puente de hidrógeno en estado líquido entre moléculas de la mismaespecie?a)Todosb)1,2,4c)2,4,5d)2,3,4,5

(O.Q.L.CastillayLeón1998)

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomomuy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitarioperteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana.

1) Los éteres no cumplen la condición propuesta, ya que sus átomos de hidrógeno seencuentranunidosalcarbono,unelementopocoelectronegativo.

2) Los alcoholes sí cumplen la condición propuesta, ya que presentan un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomodeoxígeno.

3) Las cetonas no cumplen la condición propuesta, ya que sus átomos de hidrógeno seencuentranunidosalcarbono,unelementopocoelectronegativo.

4)Losácidoscarboxílicossícumplenlacondiciónpropuesta,yaquepresentanunátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomodeoxígeno.

5) Las aminas sí cumplen la condición propuesta, ya que presentan un átomo dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomodenitrógeno.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 172

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 grupocarbonilosolopuedeestarsituadoeneseátomodecarbono.

Larespuestacorrectaeslac.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 173

3.14. ¿Cuántos isómeros estructurales de fórmula molecular contienen un anillobencénico?a)2b)3c)4d)5

(O.Q.L.Murcia2000)

ComotodosloscompuestoscorrespondenalafórmulamolecularC H ydebentenerunanillobencénicoquedandosátomosdecarbonoparacolocarcomoradicales.Portanto,losisómerosson:

1,2‐dimetilbenceno 1,3‐dimetilbenceno 1,4‐dimetilbenceno etilbenceno

Larespuestacorrectaeslac.

3.15.Elnombre correctodel compuestode fórmulaestructurales, según lanomenclaturaIUPAC:

a)2‐Hexilciclopentenob)5‐Hexilciclopentenoc)1‐(2‐Ciclopentenil)hexanod)3‐Hexilciclopenteno

(O.Q.L.Murcia2000)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)

Seeligecomocadenaprincipallaquetienemásátomosdecarbono(hexano)quetieneenelcarbono1unradicalciclopentano,queasuvezpresentaunainsaturaciónenelcarbono2.Elnombredelcompuestoes1‐(2‐ciclopentenil)hexano.

Larespuestacorrectaeslac.

3.16.¿Encuáldelassiguientesespeciesquímicasexisteuntripleenlacecarbono‐nitrógeno?a)Etanoamidab)Propanonitriloc)Metilaminad)Trimetilamina

(O.Q.L.Murcia2000)

Lafórmulasemidesarrolladadelpropanonitriloes:

− −C≡N

comoseobserva,presentauntripleenlaceentrelosátomosdecarbonoynitrógeno.

Larespuestacorrectaeslab.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 174

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.Esteserámás 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 .

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoa un átomomuy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Delassustanciaspropuestas,estetipodeenlacesoloesposibleenelagua,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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 175

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 lamisma sonun éster y agua.De las sustancias propuestas laúnica que es un éster es el COO , propanoato demetilo que se obtienemediantelasiguientereacción:

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 176

3.23.Lafórmuladelaanilinaes:a) b) c) d)

(O.Q.L.Murcia2002)

La anilina es una amina aromática y su fórmulasemidesarrolladaes:

Larespuestacorrectaeslab.

3.24.¿Quétipodeisomeríapresentanloscompuestosetanolyétermetílico?a)Posiciónb)Funciónc)Ópticad)Geométrica

(O.Q.L.Asturias2002)

Eletanol,CH –CH OH,yelétermetílico,CH −O−CH ,soncompuestosquesediferencianen su grupo funcional, hidroxi (−OH) en los alcoholes y oxi (−O−) en los éteres, luegoambassustanciassonisómerosdefunción.

Larespuestacorrectaeslab.

3.25.Elnombresistemáticodelasustancia

es:a)5‐Etil‐2‐metiloctanob)2‐Metil‐5‐etiloctanoc)2‐Metil‐5‐propilheptanod)1,6‐Dimetil‐3‐etilheptano

(O.Q.L.Murcia2003)

Lacadenamáslargaconstadeochoátomosdecarbono(octano)yenloscarbonos2y5tieneradicalesmetilyetil,respectivamente.

Elnombredelhidrocarburoes5‐etil‐2‐metiloctano.

Larespuestacorrectaeslaa.

3.26.Uncompuestoorgánicotienedefórmulamolecular .Indicarsunombreentrelossiguientes:a)Etanalb)Etanolc)Etanod)Ácidoetanoico

(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 177

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 178

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)yenloscarbonos3,3y4tieneradicalesmetilo.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 179

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 180

3.35.Unasustanciaorgánicaconfórmulaempírica podríaser:a)Fenolb)Acetonac)Ácidopropanoicod)Isopropanol

(O.Q.L.Murcia2005)

LafórmuladelhidrocarburosaturadodetrescarbonosesC H ,comoelcompuestodadotienedos átomosde hidrógenomenos quiere decir que tieneuna insaturaciónque estáentrelosátomosdecarbonoyoxígeno,portantoelcompuestopropuestoesunacetona,laacetonacuyafórmulasemidesarrolladaesCH −CO−CH .

Larespuestacorrectaeslab.

3.36.¿Cuántoscarbonosasimétricosestánpresentesenlaglucosa?

a)3b)4c)5d)6

(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)

Uncarbonoasimétricoeselquetieneloscuatrosustituyentesdiferentes.Numerandolosátomosdecarbonodeizquierdaaderecha,losátomosdecarbono2,3,4y5soncarbonosasimétricos.

Laglucosatienecuatrocarbonosasimétricos.

Larespuestacorrectaeslab.

3.37.Doscompuestosorgánicossonisómerosópticoscuandoalcompararlos:a)Lasmoléculasnosonimágenesespecularesentresí.b)Ningunaejerceactividadópticasobreelplanodelaluzpolarizada.c)Lasmoléculassonimágenesespecularesentresíydesvíanelplanodelaluzpolarizada.d)Lamoléculadeunoeslaimagenespecularsuperponibledelotro.

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)

Los isómeros ópticos son aquellos compuestos que son imágenes especulares nosuperponiblesentresíyquesoncapacesdedesviarelplanodelaluzpolarizadacadaunodeellosenunsentido.

Larespuestacorrectaeslac.

3.38. Señala el tipo de hidrocarburos al cual pertenece cada uno de los siguientescompuestos:

i)Propanoii)Ciclopropanoiii)Bencenoiv)Pentanov)Ciclohexanoa)i‐iv:alifáticosii‐v:cíclicosiii:aromáticosb)i‐v:alifáticosii‐v:cíclicosiv:aromáticosc)i‐iv:alifáticosii‐iii:cíclicosiv:aromáticosd)i‐iv:alifáticosiii‐v:cíclicosii:aromáticos

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)

Propano(i)ypentano(iv)sonhidrocarburosalifáticosodecadenaabierta.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 181

Ciclopropano(ii)yciclohexano(v)sonhidrocarburoscíclicosodecadenacerrada.

Benceno(iii)esunhidrocarburoaromático.

Larespuestacorrectaeslaa.

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 182

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)

Loshidrocarburossaturadossolopuedendarreaccionesdesustitución.

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 183

Elcompuestomássolubleenaguaesaquelqueescapazdeformarenlacesdehidrógenoconelagua.

Elcompuestoconmayorpuntodeebulliciónesaquelcuyasmoléculassoncapacesdeunirseentresímedianteenlacesdehidrógeno.

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaun átomo muy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.

Laúnicadelassustanciascapazdecumpliresacondicióneseletanol, − .

Larespuestacorrectaeslad.

3.45.Señalelaproposicióncorrecta:a)Lasmoléculasdebencenoyciclohexanosonplanas.b)Elbencenotieneconformacionesdesillaybote.c)Laenergíaderesonanciaes ladiferenciadeenergíaentre lasdosmoléculas:bencenoyciclohexano.d)Elbencenoesmásreactivoqueelciclohexanoyportantomenosestable.e) La energía de resonancia del benceno se puede calcular a partir de las entalpías dereaccióndelciclohexeno.

(O.Q.N.Vigo2006)(O.Q.L.Madrid2011)

a‐b)Falso.Lamoléculadebencenoesplanamientrasqueladeciclohexanonoloes.

c)Falso. Ladiferenciadeenergía entre lamoléculadebenceno real (Δ H=229kJ·mol )calculadaapartirdelasenergíasdeenlaceylaexperimentalobservadaenunaestructuradeKekulé(Δ H=83kJ·mol )sedenominaenergíaderesonanciaodeslocalización(Δ H=146kJ·mol ).

d) Falso. La aromaticidad del benceno, es decir, su sistema de dobles enlaces alternos leconfiereaestamoléculaunagranestabilidad.

e) Verdadero. La diferencia entre las entalpías del ciclohexatrieno y del bencenoproporcionalaenergíaderesonanciadelbenceno.

Larespuestacorrectaeslae.

3.46.Elcompuestoorgánico presenta:a)Isomeríacis‐transb)Isomeríaópticac)Cuatroisómerosd)Dosisómerose)Nopresentaisomería

(O.Q.N.Vigo2006)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 184

El C H ClF es un derivado halogenado de un hidrocarburo saturado que presenta dosisómerosdeposiciónqueson:

CHClF–CH31‐cloro‐1‐fluoroetano

CH2Cl–CH2F1‐cloro‐2‐fluoroetano2isómeros

Larespuestacorrectaeslad.

3.47.Lafórmula correspondea:a)Glicerinab)Ácidopropanoicoc)Hemiglucosalevógirad)Propanona

(O.Q.L.Murcia2006)(O.Q.L.Galicia2014)

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 185

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 :

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 186

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.

Page 191: Qui Mica

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 187

Larespuestacorrectaeslac.

3.57.Loscompuestos − − y − − son:a)Isómerosb)Igualesc)Isótopos

(O.Q.L.LaRioja2006)

Setratadelmismocompuesto,1‐propanol,soloqueestáescritoensentidocontrario.

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

Hayuntotalde7isómerosdeposición,cadenayfunción.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 188

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.Elbencenosolopuededarreaccionesdesustitución.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 189

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.Esteserámás 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 .

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoa un átomomuy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Delassustanciaspropuestas,estetipodeenlacesoloesposibleenelácido acético, CH COOH, y en los alcoholes, etanol, CH CH OH, y 1‐propanol,CH CH CH OH.Elquelospuntosdeebullicióndelosácidosseanmásaltosquelosdelosalcoholessedebeaquelosácidosformanundímeroestable.

Además el punto de ebullición aumenta con el peso molecular de la sustancia, ya quetambiéncontribuyenlasfuerzasdedispersióndeLondonyestasaumentanalaumentarlalongituddelacadena.

Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullicióncrecienteson:

< < < <

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 190

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)(O.Q.L.LaRioja2014)

LafórmuladelhidrocarburosaturadodetrescarbonosesC H ,comoelcompuestodadotienedosátomosdebromoquieredecirquenopresentaningunainsaturación.Losúnicosisómeros posibles se corresponden con las diferentes localizaciones de los átomos debromoenlosátomosdecarbonodelhidrocarburosaturadoyson:

CHBr – CH –CH 1,1‐dibromopropano

CH Br– CHBr– CH 1,2‐dibromopropano

CH – CBr – CH 2,2‐dibromopropano

CH Br– CH –CH Br1,1‐dibromopropano

4isómeros

Larespuestacorrectaeslaa.

(EnLaRioja2014secambiaelClporBr).

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 191

3.68.Dadosloscompuestos:propeno: =CH− y2‐buteno: −CH=CH−

existeisomeríageométrica(cis‐trans)en:a)2‐Butenob)Propenoc)Ningunod)Ambos

(O.Q.L.LaRioja2007)

El 2‐buteno presenta dos tipos de sustituyentes idénticos unidos a los carbonos que seenlazancondobleenlace,porellotienedosisómerossegúnaquepartedeldobleenlaceesténcolocadosestossustituyentes:

cis‐buteno

trans‐buteno

Larespuestacorrectaeslaa.

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)Elalcoholesprimariob)Laaminaessecundariac)Laaminaesprimariaa)Elalcoholylaaminasonprimarios

(O.Q.L.LaRioja2007)

ElcompuestoCH −CHOH−CH OHesel2‐propanol,unalcoholsecundario,yaqueelgrupofuncionalhidroxilo(−OH)seencuentraunidoauncarbonosecundario.

ElcompuestoCH −CHNH −CH eslametiletilaminaoisopropilamina,unaaminaprimaria,yaqueelgrupofuncionalamino(−NH )seencuentraunidoaunúnicoradicalalquílico.

Larespuestacorrectaeslac.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 192

3.71.¿Cuántosisómerosdeposiciónsonposibleseneldinitrobenceno?a)2b)3c)4d)5

(O.Q.L.LaRioja2007)

Enunanillobencénicodisustituídolosposiblesisómerosson:

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:

Larespuestacorrectaeslac.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 193

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)

Lareacciónentreunésteryunabaseesunareaccióndesaponificaciónylosproductosresultantesdeellasonlasaldelácidoyelalcoholformadordeléster.Laecuaciónquímicacompletaes:

CH CH COOMe+NaOHCH CH COONa+MeOH

Losproductosformadossonpropanoatodesodioymetanol.

Larespuestacorrectaeslad.

3.76.¿Cuáldelossiguientescompuestosesunnitrilo?a) b) c) = d) e) =

(O.Q.N.Castellón2008)

Loscianurosonitrilossoncompuestosorgánicosquetienenelgrupofuncional‒C≡N.Delos compuestos propuestos el único que lo contiene es el cuyo nombre escianurodeetiloopropanonitrilo.

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 194

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‐dimetilbencenoseformansolodosisómerosqueson:

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 molecularpropuestaysonalcoholesoéteressaturados:

CH −CH −CH −CH OH1‐butanol

CH −CHOH−CH −CH 2‐butanol

CH −CH −O−CH −CH éteretílico

sonalgunosdelosposiblesisómeroscompatiblesconlafórmulamoleculardada.

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 195

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.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.

3.83.¿Cuáldelosisómeros,cisytrans,del1,2‐dicloroetenoposeemomentodipolar?a)cisb)transc)ningunod)ambos

(O.Q.L.CastillaLaMancha2008)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 196

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 ambosátomosdecarbonopresentaisomeríageométrica.

Segúnladisposicióndelosátomosenelplano:

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.

3.84.¿Cuáldelossiguientescompuestosesisómerodelbutanal?a)2‐Butanolb)Butanonac)Ácidobutanoicod)Etilmetiléter

(O.Q.L.LaRioja2008)

Elbutanal,CH −CH −CH −CHO,esunaldehídoquecontieneelgrupofuncionalcarbonilo(C=O).Lascetonas tienenelmismogrupo funcional,soloqueestenoestásituadoenunextremodelacadenacarbonada.

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)

a)Verdadero.CH −CHOH−CH −CH esel2‐butanol.

b)Falso.CH −CH −COOHeselácidopropanoico.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 197

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.

d) Falso. El compuesto CH –COO–CH es un éster. Su nombre es acetato de metilo oetanoatodemetilo.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 198

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)essuperioraladelacetatodemetilo(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 +x+3 –2 =0x=+5

Larespuestaincorrectaeslac.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 199

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.Esteserámás 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.

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoa un átomomuy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Delassustanciaspropuestas,estetipodeenlacesoloesposibleenelácido fórmico, CH O , HCOOH, y en elmetanol, CH O , CH OH. El que los puntos deebulliciónde losácidosseanmásaltosque losde losalcoholessedebeaque losácidosformanundímeroestable.

Además el punto de ebullición aumenta con el peso molecular de la sustancia, ya quetambiéncontribuyenlasfuerzasdedispersióndeLondonyestasaumentanalaumentarlalongituddelacadena.

Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullición(K)crecienteson:

(111,6)< (293)< (338)< (374)

Larespuestacorrectaeslac.

(CuestiónsimilaralapropuestaenMadrid2007).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 200

3.93. ¿Cuál es el nombre del compuesto obtenido por reacción entre ácido acético y2‐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.Esteserámás 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.

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoa un átomomuy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Delassustanciaspropuestas,estetipodeenlacesoloesposibleenelfenol,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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 201

El grupo carbonilo (C=O) se encuentra presente en los aldehídos, cetonas y ácidoscarboxílicos.

Larespuestacorrectaeslab.

3.96.Elbencenoyelciclohexanoson:a)Hidrocarburosb)Isómerosc)Semejantesd)Isologos

(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,unaldehídoyaquepresentadosgruposfuncionalescarbonilo(C=O).

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 202

Uncompuestoquepresentadostiposdesustituyentesidénticosunidosaloscarbonosqueseenlazancondobleenlace,tienedosisómerossegúnaquepartedeldobleenlaceesténcolocadosestossustituyentes.

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)

Losalcoholessoncompuestosorgánicosquetienenelgrupofuncionalhidroxilo(−O−H).El resto de los compuestos dados, ésteres, amidas y ácidos carboxílicos, incluyen en suestructuraelgrupofuncionalcarbonilo(C=O).

Larespuestacorrectaeslaa.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 203

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 enlaceintermolecularconelagualoqueimpidesusolubilidadenlamisma.

b‐c)Falso.Loshidrocarburosaromáticossecaracterizanporformanestructurascíclicasconunsistemadedoblesenlacesalternados.

d)Verdadero.SetratadeunamoléculaquepresentaresonanciaporloquetodoslosenlacesC−Ctienenlamismalongitud,menorqueladelenlacesencilloperomayorqueladelenlacedoble.

e)Falso.Setratadeunasustanciaconunaelevadatoxicidad.Escancerígeno.

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 204

3.105.Enun laboratorio seencuentraunabotellaque contieneuna sustancia líquidaqueúnicamentepresentaensuetiquetaunafórmulamolecular: .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 (g)− CH −CH −(s)

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 205

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).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 206

3.110.¿Cuántosaldehídossecorrespondenconlafórmula ?a)2b)3c)4d)5

(O.Q.L.LaRioja2011)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)(O.Q.L.Madrid2013)

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 207

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 – CHOH–CH 2‐propanol

CH –O–CH –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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 208

Lacadenamáslargaquetengalainsaturaciónconstadecincoátomosdecarbono(penteno)yenloscarbonos2,3y4presentaradicalesmetilo.

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:

Sufórmulaempíricaes: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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 209

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.

(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia1996).

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).

Page 214: Qui Mica

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 210

3.122.¿CuáleselnombresegúnlaIUPACparalasiguientemolécula?

a)Heptanob)2‐Etilpentanoc)3‐Metilhexanod)4‐Etilpentano

(O.Q.L.LaRioja2012)

Lacadenamáslargaconstadeseisátomosdecarbono(hexano)yenelcarbono3tieneunradicalmetilo.

Elnombredelhidrocarburoes3‐metilhexano.

Larespuestacorrectaeslac.

3.123.¿Cuáldelossiguientescompuestospresentaisomeríaóptica?a)3‐Metil‐2‐butanonab)3,3‐Dimetil‐2‐butanonac)2,3‐Butanodiold)2‐Butanona

(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)

Uncompuestoorgánicopresentaisomeríaópticasitieneuncarbonoasimétrico(quiral).

Estacondiciónlacumpleel2,3‐butanodiolyaquetienedos átomos de carbono con los cuatro sustituyentesdiferentes.

Larespuestacorrectaeslac.

3.124.Lastemperaturasdeebullicióndecuatrosustanciasorgánicasson:170°C,0°C,97°Cy11°C.Lassustanciasorgánicasson:A: − − − B: − − − C: − − D: − ¿Cuálseríalaasignacióncorrectadelastemperaturasdeebullicióndecadasustancia?a)A:0°CB:11°CC:97°CD:170°Cb)A:11°CB:0°CC:170°CD:97°Cc)A:97°CB:0°CC:170°CD:11°Cd)A:170°CB:97°CC:11°CD:0°C

(O.Q.L.Asturias2012)

El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermolecularesexistentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Esteserámás 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,esteenlacesedaenlasustanciaA,butano,CH −CH −CH −CH .

Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlacesde hidrógeno. De las sustancias propuestas, este enlace se da en la sustancia B,etilmetiléter,CH −CH −O−CH

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 211

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoa un átomomuy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Delassustanciaspropuestas,estetipodeenlacesoloesposibleenlasustancia C, 1‐propanol, CH −CH −CH OH, y en la sustancia D, 2‐aminoetanol,NH CH −CH OH. La temperatura de ebullición de esta última sustancia esmás elevadadebidoaquepuedeformarmásenlacesdehidrógenoqueelalcohol.

Además el punto de ebullición aumenta con el peso molecular de la sustancia, ya quetambiéncontribuyenlasfuerzasdedispersióndeLondonyestasaumentanalaumentarlalongituddelacadena.

Laasignacióncorrectadetemperaturasdeebulliciónalassustanciasorgánicasdadases:

A:0°C B:11°C C:97°C D:170°C

Larespuestacorrectaeslaa.

(CuestiónsimilaralapropuestaenMadrid2007).

3.125.Losésteresseencuentrandemaneranaturalen lasfrutasyflores.Sedeseafabricarunambientadorconoloraplátanoysesabequeesearomaesdebidoalésteretanoatodepentilo,parasintetizarlosenecesita:a)Etanoypentanob)Etanoy1‐pentanolc)Etanolyácidopentanoicod)Ácidoetanoicoy1‐pentanol

(O.Q.L.Asturias2012)

La reacción entreun ácidoorgánico yun alcohol esuna reacciónde esterificación y lassustanciasresultantesdelamismasonunésteryagua.Parasintetizaretanoatodepentilodebenreaccionarácidoetanoicoy1‐pentanol:

CH COOH(l)+CH CH CH OH(l)CH COO CH CH (l)+H O(l)

Larespuestacorrectaeslad.

3.126.Elnombrecorrectodelcompuestocuyafórmulaseda,es:

a)3‐Metil‐4‐hexenob)4‐Metil‐2‐hexenoc)2‐Etil‐2‐pentenod)2‐Etil‐3‐penteno

(O.Q.L.Asturias2012)

Lacadenamáslargaquecontengalainsaturacióntieneseisátomosdecarbono(hexeno)yenelcarbono4presentaunradicalmetilo.

Elnombredelhidrocarburoes4‐metil‐2‐hexeno.

Larespuestacorrectaeslab.

Page 216: Qui Mica

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 212

3.127.¿Cuáldelossiguientescompuestospresentaisomeríaóptica?a)3‐Cloropentanob)Propenoc)Ácido2‐hidroxipropanoicod)3‐Metil‐2‐butanona

(O.Q.L.Madrid2012)

Uncompuestoorgánicopresentaisomeríaópticasitieneuncarbonoasimétrico(quiral).

Estacondición lacumpleelácido2‐hidroxipropanoicoya que tiene un átomo de carbono con los cuatrosustituyentesdiferentes.

Larespuestacorrectaeslac.

3.128.¿Cuáldelassiguientesmoléculaspresentaisomeríageométricaocis‐trans?a) − = b) − = c) = − d) = e) =

(O.Q.N.Alicante2013)

El 1‐cloro‐1‐propeno, − = , es un compuesto que presenta dos tipos desustituyentes idénticos unidos a los carbonos que se enlazan con doble enlace, por ellotienedosisómerossegúnaquepartedeldobleenlaceesténcolocadosestossustituyentes:

isómerocis isómerotrans

Larespuestacorrectaeslaa.

3.129. La oxidación de un compuesto de fórmulamolecular lo convierte en otrocompuestocuyafórmulamoleculares .Elcompuestooriginal, ,podríaserun:

I.AlcoholprimarioII.AlcoholsecundarioIII.Alcoholterciario

a)I,II,yIIIsoncorrectasb)IyIIsoncorrectasc)IIyIIIsoncorrectasd)SoloIescorrectae)SoloIIIescorrecta

(O.Q.N.Alicante2013)

La fórmulamolecularC H Osecorrespondecon ladeunalcoholsaturado.Estepodríaser:

1‐butanol, CH CH CH CH OH, unalcoholprimario cuya oxidaciónde unproduceunaldehído:

CH CH CH CH OHCH CH CH CHO+2H +2e

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 213

2‐butanol,CH CH CHOHCH ,unalcoholsecundariocuyaoxidacióndeunproduceuncetona:

CH CH CHOHCH CH CH COCH +2H +2e

Los alcoholes terciarios comoel2‐metil‐2‐propanol, CH COH CH CH sonmásdifícilesdeoxidar.

Larespuestacorrectaeslab.

3.130.¿Cuálesdelossiguientescompuestossonisómeros?a)1‐Propanoly2‐propanolb)Ácidometanoicoyácidoetanoicoc)Metanolymetanald)Etanoyetanole)Etenoyetino

(O.Q.N.Alicante2013)

Doscompuestossonisómerossipresentanlamismafórmulamolecularydistintafórmuladesarrollada.

De las parejas dadas la única que cumple esa condición es la primera, ya que tienen lamismafórmulamolecular,C H O,ysusfórmulasdesarrolladasrespectivasson:

1‐propanol 2‐propanol

Larespuestacorrectaeslaa.

3.131.¿CuáleselnombresegúnlaIUPACparalasiguientemolécula?

a)2‐bromopropanob)2‐bromobutanoc)3‐bromobutanod)3‐bromopentano

(O.Q.L.LaRioja2013)

Lacadenamáslargaconstadecuatroátomosdecarbono(butano)yenelcarbono2tieneunátomodebromo.

Elnombredelcompuestoes2‐bromobutano.

Larespuestacorrectaeslab.

Page 218: Qui Mica

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 214

3.132.¿Cuáldelossiguientescompuestosesópticamenteactivo?a)2‐Cloropropanob)Clorofluorometanoc)3‐Metilhexanod)Ácido3‐butenoico

(O.Q.L.Galicia2013)

Un compuesto orgánico es ópticamente si tiene uncarbonoasimétrico(quiral).

Estacondiciónlacumpleel3‐metilhexanoyaquetieneun átomo de carbono con los cuatro sustituyentesdiferentes.

Larespuestacorrectaeslac.

3.133.Lamoléculadelaadrenalinaes:

a)Alcoholyaminab)Alcoholyamidac)Aldehídoyamidad)Aminayéster

(O.Q.L.Murcia2013)

La molécula posee los grupos funcionales hidroxilo, −OH, (alcoholes) y amino, −NH−,(aminas).

Larespuestacorrectaeslaa.

3.134.Siuncompuestoorgánicotienedefórmulamolecular podráser:a)Etanolb)Etanalc)Etanod)Ácidoacético

(O.Q.L.Murcia2013)

De los compuestospropuestos el únicoqueposeedos átomosdehidrógeno es elácidoacéticocuyafórmulasemidesarrolladaes .

Larespuestacorrectaeslad.

3.135.Cuandodoscompuestostienenlamismafórmulaempíricaylamoléculadeunoeslaimagenespeculardeladelotrosedicequeson:a)Antagónicosb)Simétricosc)Especularesd)Enantiómeros

(O.Q.L.Murcia2013)

Losenantiómerossonunaclasedeestereoisómerostalesqueenlaparejadecompuestosuno es imagen especular del otro y no son superponibles, lo mismo que una manorespectoalaotra.Tienenlapropiedaddedesviarlaelplanodepolarizacióndelaluzunohacialaderechayelotrohacialaizquierda(isomeríaóptica).

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 215

Unejemplotípicoeselácidoláctico:

Larespuestacorrectaeslad.

3.136.Respectodelanitroglicerina:a)Tienequeguardarseencajasdeherméticasdeplomo.b)Seusaenmedicinacomovasodilatador.c)EselnombrequímicodelTNTd)FuedescubiertaporAlfredNobelen1895.

(O.Q.L.Murcia2013)

Lanitroglicerinao1,2,3‐trinitroxipropanoesunasustanciaaltamenteexplosiva.

En1867,AlfredNobeldescubrióqueeramásfácilmentemanejablesieraabsorbidaporunmaterialporosocomolaarcillayalamezclalallamódinamita.

Además, en medicina se usa como vasodilatador para el tratamiento del infarto demiocardio.

Larespuestacorrectaeslab.

3.137.LavitaminaC,presenteengrancantidaden los frutoscítricos,se leconocetambiéncomo:a)Niacinab)Ácidocarbónicoc)Ácidoascórbicod)Ácidocítrico

(O.Q.L.Murcia2013)

LavitaminaCeselenantiómeroLdelácidoascórbicoysufórmuladesarrolladaes:

Larespuestacorrectaeslac.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 216

3.138.Elmaterialllamado“teflón”:a)Conducemuybienlacorrienteeléctrica.b)Seobtienepolimerizandoflúorenpresenciadeteluro.c)Esanfomagnético(diay/oparamagnéticosegúnlascondiciones).d)Esmuyinertedesdeelpuntodevistaquímico.

(O.Q.L.Murcia2013)

Elteflónopolitetrafluoroetileno(PTFE)esunpolímerodelafamiliadelaspoliolefinas.Suestructuraessimilaraladelpolietileno(PE),enelquelosátomosdehidrógenohansidosustituidos por átomos flúor. La fórmula química del monómero, tetrafluoroeteno, esFC =CF .FuedescubiertoporRoyJ.Plunkett,investigadordeDuPont,en1938.

Laecuaciónparalapolimerizaciónes:

Lapropiedadprincipaldeestematerialesqueesprácticamenteinertedesdeelpuntodevistaquímico,es incapazdereaccionarcon lamayoríade losácidos,basesydisolventesconocidos.Estosedebealaprotecciónqueejercenlosátomosdeflúorsobrelacadenadecarbonos.

Larespuestacorrectaeslad.

3.139.Ladiferenciadeunagrasasaturadadeunainsaturada,sebasaen:a)Quepuedesermetabolizadaporsereshumanos.b)Quecontienedoblesenlacescarbono–carbono.c)Quetieneveinteomásátomosdecarbono.d)Queesdeorigenanimal.

(O.Q.L.Madrid2013)

Lasgrasas insaturadas, adiferenciade las saturadas, sonaquellasquepresentanalgunainsaturación(C=C)entreátomosdecarbono.

Larespuestacorrectaeslab.

3.140.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a)UnalcoholR−COHestáigualdeoxidadoqueunaldehídoR−CHO.b)UnaldehídoR−CHOestámásoxidadoqueunalcoholR−COH.c)UnácidoR−COOHestáigualdeoxidadoqueunacetonaR−CO−R.d)UnácidoR−COOHestámásoxidadoqueel .

(O.Q.L.Madrid2013)

Laoxidacióndeunalcoholprimarioproduceunaldehído,mientrasqueladeunalcoholsecundariodalugaraunacetona.

La oxidación de un aldehído produce un ácido carboxílico,mientras que la de unacetonadalugaraunácidocarboxílicoy .

Laoxidacióndeunácidocarboxílicoproduce .

Larespuestacorrectaeslab.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 217

3.141.¿Cuáldelossiguientescompuestosorgánicosnoesunisómerodel2‐metilbutanal?a)1,3‐Butadien‐2‐olb)Dimetilpropanalc)2‐Pentanonad)1‐Penten‐1‐ole)Pentanal

(O.Q.N.Oviedo2014)

El 2‐metilbutanal, − − −CHO, es un aldehído que contiene el grupofuncionalcarbonilo(C=O)yunradicalmetilo(‐CH ).SufórmulamolecularesC H O.

a) Verdadero. El 1,3‐butadien‐2‐ol es un alcohol de cuatro carbonos con dosinsaturaciones.Sufórmulasemidesarrolladaes:

= − =

b) Falso. El dimetilpropanal es un aldehído con dos radicales metilo. Su fórmulasemidesarrolladaes:

CH −C CH −CHO

c)Falso.La2‐pentanonaesunacetonadecincocarbonos.Sufórmulasemidesarrolladaes:

CH −CH −CH −CO−CH

d) Falso. El 1‐penten‐1‐ol es un alcohol insaturado de cinco carbonos. Su fórmulasemidesarrolladaes:

CH −CH −CH −CHOH=CH

e)Falso.Elpentanalesunaldehídodecincocarbonos.Sufórmulasemidesarrolladaes:

CH −CH −CH −CH −CHO

Larespuestacorrectaeslaa.

3.142.¿Cuántosisómerospuedetenereldicloroeteno?a)2b)3c)4d)5e)Ninguno

(O.Q.N.Oviedo2014)

EldicloroetenodefórmulamolecularC H Cl puedetenerlossiguientesisómeros:

Cl C=CH 1,1‐dicloroeteno

CHCl=CHCl 1,2‐dicloroeteno

Esteúltimocompuestopresentadostiposdesustituyentesidénticosunidosaloscarbonosqueseenlazancondobleenlace,porellotienedosisómerossegúnaquepartedeldobleenlaceesténcolocadosestossustituyentes:

cis‐1,2‐dicloroeteno

trans‐1,2‐dicloroeteno

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 218

Larespuestacorrectaeslab.

3.143. Cuando el acetato de etilo (etanoato de etilo) se hidroliza en presencia de unadisolucióndehidróxidodesodioseproduce:a)2‐Butanonayetanolb)Ácidoacéticoyetanalc)Acetatodesodioydetiléterd)Acetatodesodioyetanole)Ácidoacético,etanolyagua

(O.Q.N.Oviedo2014)

Lareacciónentreunésteryunabaseesunareaccióndesaponificaciónylosproductosresultantesdeellasonlasaldelácidoyelalcoholformadordeléster.Laecuaciónquímicacompletaes:

CH COOCH CH +NaOHCH COONa+CH CH OH

Losproductosformadossonacetatodesodioyetanol.

Larespuestacorrectaeslad.

(CuestiónsimilaralapropuestaenCastellón2008).

3.144.Cuandosetrataunasustanciacomoeletanolconunoxidantecomoeldicromatodepotasioenmedioácidoseobtienepreferentemente:a)Dióxidodecarbonoyaguab)Etenoc)Etinod)1,2‐Etanodiole)Etanal

(O.Q.N.Oviedo2014)

La oxidación de un alcohol primario produce un aldehído. La ecuación químicacorrespondientenoajustadaes:

CH CH OH+K Cr O +H CH CHO+Cr etanol etanal

Larespuestacorrectaeslae.

3.145.Lafórmulaempírica Ocorrespondeadoscompuestosdiferentes:a)Propanolypropanona.b)Propanolypropanalc)Propanolyetilmetiléterd)Propanalyetilmetilétere)Ningunodelosanteriores.

(O.Q.L.PreselecciónValencia2014)

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 molecularpropuestaysonalcoholesoéteressaturados:

CH −CH −CH OH1‐propanol

CH −CHOH−CH 2‐propanol

CH −CH −O−CH etilmetiléter

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 219

sonlosposiblesisómeroscompatiblesconlafórmulamoleculardada.

Larespuestacorrectaeslac.

3.145.¿Cuáldelassustanciassiguientestieneunamayortemperaturadeebullición:butano,propano,dimetiléter,etanol?a)Butanob)Propanoc)Dimetiléterd)Etanole)Nosepuedesaber

(O.Q.L.PreselecciónValencia2014)

El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermolecularesexistentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Esteserámás 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,esteenlacese dan en los hidrocarburos butano CH CH CH CH y propano CH CH CH , siendomásintensasenelprimero,queportenermásátomosesmáspolarizable.

Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlacesdehidrógeno.Delassustanciaspropuestas,esteenlacesedaeneldimetiléter, CH OCH .

Elenlacedehidrógenoseformacuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoa un átomomuy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par deelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Delassustanciaspropuestas,estetipodeenlacesoloesposibleeneletanol, CH CH OH.Elquelospuntosdeebullicióndelosácidosseanmásaltosquelosdelosalcoholessedebeaquelosácidosformanundímeroestable.

Además el punto de ebullición aumenta con el peso molecular de la sustancia, ya quetambiéncontribuyenlasfuerzasdedispersióndeLondonyestasaumentanalaumentarlalongituddelacadena.

Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullición(K)crecienteson:

propano(231)<dimetiléter(249)<butano(273)<etanol(351,5)

Larespuestacorrectaeslad.

3.146.Lafórmuladela1,3‐dihidroxipropanonaes:a) − − b) − − c) −CO− d) −CO−

(O.Q.L.Murcia2014)

Deloscompuestosdadoselúnicoquepresentaungrupocetonaydosgruposhidroxilosenlosextremoses:

−CO−

Larespuestacorrectaeslac.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 220

3.147.¿QuéparejadecompuestosorgánicosNOsonisómeros?a)Pentanoydimetilpropano.b)2‐Propanolyetilmetiléterc)Etenolyetanold)Metanolymetanal

(O.Q.L.Galicia2014)

Doscompuestossonisómerossipresentanlamismafórmulamolecularydistintafórmuladesarrollada.

a)Falso.Pentanoydimetilpropanosonisómerosdecadena:

pentano

dimetilpropano

b)Falso.2‐Propanolyetilmetilétersonisómerosdefunción:

2‐propanol

etilmetiléter

c)Verdadero. Etenol (C H O) y etanol (C H O)no tienen lamisma fórmulamolecular,porlotanto,nosonisómeros.

d)Verdadero.Metanol(CH O)ymetanal(CH O)notienenlamismafórmulamolecular,porlotanto,nosonisómeros.

Lasrespuestascorrectassoncyd.

3.148.Uncompuestoorgánicolinealysaturado,conungrupofuncionalalcohol,puedetenerdiferentesisómeros.Unisómerodefuncióndeestecompuestopodríaser:a)Unéterb)Unacetonac)Unaldehídod)Unácidocarboxílico

(O.Q.L.Asturias2014)

Los grupos funcionales de los alcoholes y éteres, son respectivamente, R−OH yR−OH−R’,portanto,estostiposdecompuestosorgánicossonisómerosdefunción.

Larespuestacorrectaeslaa.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 221

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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 222

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 223

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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 224

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. El2‐bromobutano:

CH CHBrCH CH

noposeenigúndobleenlace,porloquenopresentaisomeríageométrica.

C180º

C140º

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 225

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 quetiene un doble enlace y elmismo átomo o radical unido a cada uno de los carbonos dedichodobleenlace:

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)

El 2‐buteno presenta dos tipos de sustituyentes idénticos unidos a los carbonos que seenlazancondobleenlace,porellotienedosisómerossegúnaquepartedeldobleenlaceesténcolocadosestossustituyentes:

= – –

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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 226

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 o plexiglás (2‐metilpro‐2‐enoato de metilo) es un polímerosintéticodeinterésindustrial.Escribesufórmuladesarrollada,indicaaquégrupofuncionalperteneceyseñalasipresentaisomeríageométrica.

(Canarias2009)

a)Presentaráisomeríaópticaelcompuestoquetengauncarbonoasimétrico:

3‐Bromopentano 2‐Bromopentano(i.óptica)

b) Presentará isomería geométrica el compuesto que presente un doble enlace entrecarbonosquetenganunodelossustituyentesiguales,ysusconfiguracionesson:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 227

cis‐2,3‐dicloro‐2‐buteno

trans‐2,3‐dicloro‐2‐buteno

c) 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 un doble enlace entre carbonos,estosnotienenunidoaelloselmismoradical.

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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 228

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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 229

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

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-

Puestoqueelenunciadodelproblemadicequeelácidomálicotienedosgruposcarboxiloestos,debenencontrarseenlosextremosdelacadenahidrocarbonadaysi,además,comosehaprobadoenelpárrafoanterior,elácidomálicotieneungrupofuncionalalcohol,estedebeserunalcoholsecundario.Portantocabeconcluirquela fórmulasemidesarrolladadelácidomálicoeslasiguiente:

ácido2‐hidroxi‐butanodioicoómálico

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 230

4.15.Proponerunaposibleestructuraparalossiguientescompuestos:a) (aldehído)b) (aldehído)c) (cetonacíclica)

(Canarias2010)

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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 231

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

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 232

más 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.

Elenlacedipolo‐dipolosedaentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlacesdehidrógeno.Dedoslassustanciaspropuestas,esteenlaceexisteenelmetoximetano.

El enlace de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.Delasdossustanciaspropuestas,estetipodeenlaceesposibleeneletanol.

Eletanolposeemayortemperaturadeebulliciónqueelmetoximetano.

4.19.Cuandosehacereaccionarel2‐metilbut‐2‐eno(2‐metil‐2‐buteno)conelHBrseobtieneuncompuestoquepresentauncarbonoquiral.Sepide:a)Indicarlafórmuladedichocompuestoynombrarlo.b)Enelcompuestoobtenido indicarquéespecies se formarán sielenlacecarbono‐bromosufre:b1)Unarupturahomolítica. b2)Unarupturaheterolítica.

(Canarias2012)

a) Los hidrocarburos insaturados dan reacciones de adición. En este caso se trata de laadicióndeunreactivoasimétricoqueserigeporlaregladeMarkovnikovquediceque:

“en la adición de un reactivo asimétrico (HX, HOH, HOSO3H) a un hidrocarburoinsaturado asimétrico, el fragmento más positivo (H) se une al carbono máshidrogenado”.

Laecuaciónquímicacorrespondientea lareaccióndeadiciónmuestra losdoscompuestosposiblesaobtener:

CH C CH CH CH +HBrCH CH CH CHBr CH

CH CBr CH CH CH

Comoelcompuestoobtenidodebeteneruncarbonoquiral(asimétrico)setratadel:

2‐bromo‐2‐metilbutano

b1)Una roturahomolítica o radicalaria es aquella en la que cada átomoque forma elenlace se queda su electrón y se forman radicales libres. Las especies que se forman apartirdel2‐bromo‐2‐metilbutanoson:

⦁ ⦁

b2)Unaroturaheterolíticaoiónicaesaquellaenlaqueátomomáselectronegativoqueformaelenlacesequedaconelpardeelectronesyseformaniones.Lasespeciesqueseformanapartirdel2‐bromo‐2‐metilbutanoson:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 233

4.20.Indicarcuáldelassiguientesmoléculaspresentacarbonoquiral(señalarlocon*)

a) b)

c) d)

(Canarias2013)

Uncarbonoquiralesaquelquetienecuatrosustituyentesdiferentes.

b) c)

Lasmoléculasa)yd)nopresentancarbonosquirales.

4.21. Indicar cuáles de los compuestos que se indican a continuación presentan isomeríageométrica(cis‐trans):a) – = – b) = – c) = – d) = – – e) =

(Canarias2013)

Estecompuestopresentadostiposdesustituyentesidénticosunidosaloscarbonosqueseenlazancondobleenlace,porellotienedosisómerossegúnaquepartedeldobleenlaceesténcolocadosestossustituyentes:

a) c)

Lasmoléculasb),d)ye)nopresentanisomeríageométrica.

b) d) e)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 234

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 235

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 236

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.

Page 241: Qui Mica

CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 237

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=116días

Larespuestacorrectaeslad.

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 238

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:

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 239

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 240

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 241

5.16.Paradetectarlaradiacióndeunisótoporadiactivoseempleaun:a)Polímetrob)ContadorGeigerc)MedidorCuried)Isotopómetro

(O.Q.L.Murcia2010)

Larespuestacorrectaeslab.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 243

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,seobservaqueelnúmeromásicosolodesciendealemitirsepartículasalfa.Porlotanto,aldescenderelnúmeromásicoen28unidades,elnúmerodepartículasalfaemitidases:

28unidadesdeA1partıculaα

4unidadesdeA=7partıculasα

Alemitirse7partículasalfaelnúmeroatómicodesciendeen14unidadesperocomoenelprocesoglobalsolopuededescender10unidades,elnúmerodepartículasbetaemitidases:

14–10 unidadesdeZ1partıculaβ

1unidadesdeZ=4partıculasβ

Lareacciónnuclearcompletaes:

+7 +4

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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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 246

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)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2014)

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.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 247

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?

ABa)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)

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 248

Larespuestacorrectaeslab.

7.14. En una práctica de laboratorio se quiere medir un volumen de 15,8 mL de unadisoluciónreguladora.¿Cuáleselrecipientemásadecuadoparaestamedida?a)Unvasodeprecipitadosde25mLb)Unaprobetade25mLc)Unaburetade25mLd)Unapipetavolumétricade25mL

(O.Q.L.Madrid2008)

Larespuestacorrectaeslac.

7.15.Enun laboratorioquímicoesnecesariotomarmedidasrelativasa laseguridadcomoson,entreotras,llevargafasyemplearperasdegomaparapipetear.Elcorrectoetiquetadode los productos químicos es también otra medida imprescindible. Indica cual es lainformaciónqueproporcionanlossiguientessímbolos:

(1) (2)

a)1irritantey2inflamableb)1tóxicoy2explosivoc)1corrosivoy2inflamabled)1corrosivoy2explosivo

(O.Q.L.Baleares2009)

Larespuestacorrectaeslac.

7.16.Una botella está etiquetada con los siguientes pictogramas. Indica que informaciónproporcionanestossímbolos:

(1) (2)

a)1irritantey2corrosivob)1explosivoy2irritantec)1explosivoy2tóxicod)1corrosivoy2explosivo

(O.Q.L.Baleares2010)

Larespuestacorrectaeslab.

7.17.¿Quéaparatodelaboratorioseusahabitualmentepararealizarelseguimientodeunavaloraciónácido‐base?a)Unapipetab)Untermómetroc)Unpicnómetrod)Unabureta

(O.Q.L.Madrid2010)

Larespuestacorrectaeslad.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 249

7.18.Una técnicaexperimentalusadaen laboratorioyen la industriaes la separacióndemezclasde líquidosmisciblespordestilación.Si se tieneunamezcla formadaporetanolyaguaa15°C,yseprocedeasudestilación,seobservaquea60°Csecomienzaatener losprimerosresultadosdeladestilación,sepuedeafirmarque:a)Sonpuramenteagua.b)Esunamezclamuyricaenagua.c)Esunamezclamuyricaenetanol.d)Essolamenteetanol,porquesupuntodeebulliciónesmásbajoqueeldelagua.

(O.Q.L.Madrid2010)

Eletanolesmásvolátilqueelaguaydestilaantes,portanto,eldestiladoesmásricoenetanol.

Larespuestacorrectaeslac.

7.19.Una botella está etiquetada con los siguientes pictogramas. Indica que informaciónproporcionanestossímbolos:

(1)(2)

a)1irritantey2inflamableb)1inflamabley2comburentec)1explosivoy2inflamabled)1explosivoycomburente

(O.Q.L.Baleares2011)

Larespuestacorrectaeslab.

7.20.Indiqueelnombreespecíficodelfrascodevidriodelafigura:

a)matrazkitasato e)vasob)matrazdedestilación f)tubodeensayoc)matrazkárstico g)placaPetrid)matrazErlenmeyer

(O.Q.L.Murcia2011)(O.Q.L.Murcia2013)

Larespuestacorrectaeslad.

7.21.Indicaaquécorrespondeelsiguientepictograma:

a)Explosivob)Corrosivoc)Nocivod)Tóxico

(O.Q.L.Baleares2013)

Larespuestacorrectaeslac.

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CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 250

7.22.Cuando tenemosunaestufadegas (ya seabutanoopropano)paracalentarnuestracasanecesitamos tenerencuentavariascuestiones relacionadascon la seguridad.Unadeellasdebeser:a)Lacombustiónconsumenitrógenoyserábuenoventilarlahabitación.b)Encasodefuga,tantoelbutanocomoelpropanotiendenaacumularseenelsuelo.c)Losgasesresultantesdelacombustiónsonmáspesadosqueelbutanooelpropano.d)Lacombustiónserámejorsinuestracasaestáenloaltodeunamontaña.

(O.Q.L.Murcia2013)

a)Falso.LacombustiónconsumeO noN .

b)Verdadero.TantoelC H (M=58g·mol )comoelC H (M=44g·mol )sonmáspesadosqueelaireel(M=29g·mol ),porloqueencasodefugaseacumulanenelsuelo.Por ese motivo es necesario colocar rejillas de ventilación en la parte inferior de lascocinas.

c)Falso.Losgasesprocedentesde la combustión sonelCO (M=44g·mol )yelH O(M=18g·mol )ynosonmáspesadosqueelC H yelC H .

d)Falso.Laproposiciónesabsurda.

Larespuestacorrectaeslab.

7.23.Indicaaquécorrespondeelsiguientepictograma:

a)Explosivob)Corrosivoc)Nocivod)Tóxico

(O.Q.L.Baleares2014)

Larespuestacorrectaeslab.