(TEMA 9) 9. Suponiendo que la ordenación de los orbitales moleculares según su energía sea igual para las moléculas OF+, NF y CF– y también coincida con la ordenación de los orbitales de NO–, ¿en cuál o cuáles de las moléculas OF+, NF y CF– el orden de enlace entre sus dos átomos será igual al orden de enlace en el NO–?
(A). En las tres.
(B). Solo en OF+.
(C). Solo en NF.
(D). Solo en CF–.
Solución: A. El orden de enlace se puede conocer contando el número de orbitales moleculares enlazantes y antienlazantes que se llenan o semillenan. Concretamente, el orden de enlace es igual a la diferencia entre el número de electrones en orbitales enlazantes y el número en antienlazantes dividida por 2. Por ello, dadas dos moléculas con la misma ordenación energética de sus orbitales, tendrán el mismo orden de enlace si tienen igual número de electrones, pues estos electrones llenarán los orbitales de igual modo en ambas moléculas (en las dos se llenará el mismo número de orbitales enlazantes; en las dos el mismo de antienlazantes; en las dos habrá el mismo número de orbitales semillenos…).
Para contar los electrones de estas moléculas necesitamos conocer los números atómicos de sus átomos, lo cual es fácil de averiguar escribiendo los primeros elementos de la tabla periódica. El número atómico del C es 6; el del N, 7; el del O, 8; el del F, 9. Por lo tanto, el número de electrones de la especie NO– es 7 + 8 + 1 = 16. Y el mismo número se cuenta en las otras moléculas:
OF+: 8 + 9 – 1 = 16
NF: 7+9 = 16
CF–: 6 + 9 + 1 = 16
Al poseer las cuatro moléculas el mismo número de electrones que colocar, y teniendo en cuenta que en las cuatro la ordenación energética de los orbitales es la misma (por lo cual los electrones se colocarán en las cuatro moléculas siguiendo el mismo esquema de ordenación de los orbitales moleculares), formarán el mismo número de orbitales enlazantes y también el mismo número de orbitales antienlazantes. Por ello, el orden de enlace será el mismo en las cuatro.
(TEMA 8) 12. El elemento de número atómico 15…
(A). actuará en compuestos covalentes con valencias 3 y 5.
(B). formará preferentemente compuestos iónicos.
(C). actuará en compuestos covalentes con valencias 2 y 4.
(D). actuará en compuestos covalentes con valencias 1, 3, 5 y 7.
Solución: A. Se trata del P. Por su posición en la tabla, grupo 15 (5A) y tercer periodo, no tiene tendencia preferente a formar compuestos iónicos. Sin embargo, puede dar lugar a configuraciones electrónicas externas del tipo 3s2 3px1 3py1 3pz1 y 3s1 3px1 3py1 3pz1 3d1. En otras palabras, puede formar enlaces covalentes con valencias 3 y 5.
(TEMA 8) 13. ¿Cuál de las siguientes estructuras de Lewis está escrita correctamente?
Solución: A. Teniendo en cuenta que cara raya de enlace supone dos electrones, la única estructura en que se cumple la regla del octeto para todos los átomos y en la que, además, cada átomo está aportando los electrones de valencia que le corresponden es claramente la A.
(TEMA 9) 14. Un átomo de N se puede unir a otro mediante un triple enlace (N≡N). Eso se debe a que…
(A). según la teoría de orbitales moleculares, el número de orbitales enlazantes completos supera en 3 al de antienlazantes completos.
(B). la molécula tiene el triple de electrones en orbitales enlazantes que en antienlazantes.
(C). la energía de sus orbitales moleculares enlazantes es el triple de la energía de los antienlazantes.
(D). la longitud del enlace es la tercera parte de la longitud típica de un enlace simple N–N.
Solución: A. La configuración electrónica molecular de la molécula N2 es: (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2py)2 (π2pz)2 (σ2px)2. Se puede comprobar que tiene 5 orbitales enlazantes completos y dos antienlazantes. Pero el número de electrones en los primeros no es el triple que el número de electrones en los segundos. Por otro lado, cada orbital enlazante y antienlazante tiene su propia energía, pero la energía de los orbitales de un tipo no tiene por qué ser el triple de la del otro. Finalmente, la longitud del enlace N≡N es menor que la del N-N, pero no tiene por qué ser la tercera parte exactamente y de hecho no lo es.
(TEMA 9) 15. ¿Cuántos enlaces σ tiene la molécula de ácido butanoico?
(A). Menos de 7
(B). 7
(C). 12
(D). 13
Solución: D. La molécula es:
Todos los enlaces simples son σ. En un enlace dobles, en general, uno es σ y el otro es π. Por lo tanto, tiene 13 enlaces σ (tres enlaces σ C–C, siete enlaces σ C–H, dos enlaces σ C–O y un enlace σ C–H).
