domingo, 1 octubre 2023

Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2020 (2s) | Soluciones de las preguntas 12, 13, 14 y 15

Al azar

12. De las siguientes, ¿cuál es la estructura de Lewis más razonable para una especie molecular consistente en un átomo central de fósforo rodeado de 4 átomos de cloro? (Cada raya representa dos electrones).

Solución: D. En solo dos de las estructuras se cumple la regla del octeto de Lewis para todos los átomos (es decir, que tienen 8 electrones alrededor). Se trata de las que solo tienen enlaces simples. Las otras suponen octetos ampliados para el átomo P. Por lo tanto, aquellas son preferibles a estas. Y entre aquellas hay que optar por la que tiene carga, ya que en ambos sistemas se cuentan 16 rayas, es decir, 32 electrones. Pero cada Cl aporta 7 y el P 5, lo que hace un total de 33. Por lo tanto, falta un electrón y la estructura tiene carga positiva.


13. El momento dipolar total de una molécula poliatómica es…

(A). el producto de la carga de la molécula por su diámetro.
(B). la suma de los momentos dipolares de todos sus enlaces.
(C). la media de los momentos dipolares de los átomos.
(D). siempre nulo (por compensación de momentos dipolares individuales).

Solución: B. El momento dipolar (producto de carga por distancia) es una magnitud vectorial. A cada enlace se le puede asociar un momento dipolar. El momento dipolar total será la suma vectorial de todos ellos. Por supuesto, no tiene por qué ser nulo; de hecho, no lo es la mayoría de las moléculas.


14. Considérense el oxígeno molecular, el peróxido de hidrógeno y el ozono. ¿En alguna de estas moléculas el orden de enlace entre átomos de oxígeno se puede considerar igual a 1,5?

(A). Sí, en el oxígeno molecular.
(B). Sí, en el peróxido de hidrógeno.
(C). Sí, en el ozono.
(D). No, en ninguno.

Solución: C. La estructura del ozono se puede representar como un híbrido de resonancia de estas dos estructuras canónicas:

Por lo tanto, el orden de enlace entre dos oxígenos cualesquiera sería la media entre 1 y 2; es decir, 1,5. El oxígeno molecular tiene esta estructura:   :Ö=Ö: , siendo el orden de enlace entre los átomos de O igual a 2. La estructura del peróxido de hidrógeno es:  H–O–O–H. El orden de enlace entre átomos de O es 1.


15. Cuando se forma la molécula de dicloruro de berilio, ¿es esperable que se produzca alguna hibridación en los orbitales del berilio?

(A). No
(B). Si, sp.
(C). Si, sp2.
(D). Si, sp3.

Solución: B. La configuración electrónica del berilio es 1s2 2s2. Esto significa que tiene sus cuatro electrones apareados y por tanto no podría formar enlaces con los átomos de Cl. Para formar enlace debería desaparear la pareja de electrones de valencia, es decir, los del orbital 2s. Esto puede lograrlo si uno de los dos electrones de ese orbital se promociona a un orbital 2p. De esta manera quedarían dos electrones desapareados aptos para formar enlaces con el F. La hibridación necesaria es, pues, sp.


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