20. ¿Cuál de los siguientes materiales conduce mejor la electricidad?
(A). Un diamante natural
(B). Azúcar disuelto en agua
(C). Carburo de silicio del que se fabrica papel de lija
(D). Una moneda de plata
Solución: D. Es conocida la alta conductividad eléctrica de los metales. De los cuatro materiales que se mencionan, solo uno de ellos es metálico: la plata. De hecho, la plata es el metal que mejor conduce la corriente eléctrica (siendo también un excelente conductor del calor). La conducción eléctrica en la plata se debe a que el enlace que mantiene unidos a los iones Ag+ en su estructura cristalina es del tipo conocido como “metálico”. Esta forma de enlazamiento se caracteriza por la existencia de electrones más o menos libres cuyo movimiento constituye propiamente la corriente eléctrica.
El azúcar se disuelve en agua sin formar iones. Por lo tanto, conduce mal la electricidad.
El diamante es una de las formas en que se presenta el carbono en la naturaleza. La configuración electrónica del C es 1s2 2s2 2p2. En el diamante, los orbitales 2s y 2p se hibridan para formar 4 orbitales híbridos sp3. De este modo, la configuración del C en el diamante se podría escribir así: 1s2 2(sp3)4. En cada orbital híbrido sp3 hay un electrón. Los cuatro orbitales se dirigen hacia los vértices de un tetraedro, y en esos cuatro vértices se colocan otros tantos átomos de C. Esta configuración da lugar a solapamientos entre orbitales sp3 de los C de los vértices con el C del átomo central, formándose así enlaces covalentes puros (tipo σ, dado que los solapamientos son frontales). La configuración descrita se repite en toda la red cristalina. Estos enlazamientos tan rígidos impiden que los electrones se puedan mover. Por eso el diamante no conduce la corriente. Por último, el carburo de silicio, que sirve de abrasivo entre otros usos, tiene la estructura del diamante. Los electrones de los enlaces están muy localizados, lo que hace que el compuesto conduzca muy poco la corriente, sobre todo en comparación con los anteriores. No obstante, es un buen semiconductor, especialmente cuando es adecuadamente dopado.
21. La ordenación de mayor a menor acidez de los compuestos HCl, H2S y PH3 es:
(A). PH3 > H2S > HCl
(B). H2S > PH3 > HCl
(C). H2S > HCl > PH3
(D). HCl > H2S > PH3
Solución: D. La acidez de estos compuestos hidrogenados depende de la polaridad y energía de enlace, que son factores contrapuestos. Los elementos P, S y Cl pertenecen al tercer periodo. En un periodo, aumenta la polaridad y energía de enlace de izquierda a derecha. Pero la energía de enlace lo hace en menor medida. Como a mayor polaridad mayor acidez la respuesta correcta es HCl > H2S > PH3. Esto es intuitivo. Es sabido que el ácido clorhídrico es muy fuerte. Por su lado, PH3 es una molécula análoga a la de amoniaco (NH3), que es una base.
