(TEMA 12) 20. ¿En cuál de las siguientes especies químicas en estado sólido es de prever que las fuerzas intermoleculares serán menos intensas?
(A). He
(B). HCl
(C). F2
(D). CH4
Solución: A. La existencia de dipolos y de enlaces de hidrógeno contribuyen en un grado significativo a la intensidad de las fuerzas intermoleculares. En el He, por ser molécula monoatómica, no pueden existir dipolos y tampoco, lógicamente, enlaces de H. Esta circunstancia hace que sea muy difícil solidificar He; se requieren presiones muy altas (unas 25 atm) para poder solidificarlo, y aún así la temperatura de solidificación es menor de 1 K. En el CH4 los dipolos de los enlaces C–H son débiles dada la electronegatividad parecida del C y el H (p. f. = –183 oC). Más fuertes son en el HCl. En esta molécula ya se puede hablar claramente de la existencia de enlaces de H lo que aumenta la fuerza de los enlaces de H (que al fin y al cabo son un tipo de interacción entre dipolos, aunque con cierto carácter covalente adicional). El p. f. del HCl es –115 oC.
Finalmente, en el F2, que es apolar, se dan fuerzas de London (dipolos instantáneos e inducidos), las cuales, como se sabe, son más fuertes cuanto más grandes son los átomos debido a que al aumentar el tamaño y la dispersión de las nubes electrónicas también aumenta la polarizabilidad de la molécula. Es sabido que en la serie F2, Cl2, Br2 y I2 los puntos de fusión aumentan significativamente con el tamaño del elemento. Así, el del F2 es –220 oC; el del Cl2, –102 oC; el del Br2, –7 oC; y el del I2,+114 oC.
(TEMA 12) 21. ¿Qué tienen en común las especies Ne, I2, CO2 y NH3?
(A). En las interacciones entre sus moléculas participan dipolos permanentes.
(B). Los puntos de ebullición de las cuatro son mayores que el del agua.
(C). Las presiones de vapor de estas sustancias en estado sólido son extraordinariamente bajas.
(D). Forman sólidos moleculares.
Solución: D. En la unión de las moléculas de Ne y I2 no pueden intervenir dipolos permanentes porque tales dipolos no existen en especies monoatómicas (Ne) o diatómicas homonucleares (I2). Los puntos de ebullición de estas moléculas son muy variados, pero basta saber que el CO2 es gaseoso a temperatura ambiente para descartar que una característica común sea tener puntos de ebullición mayores de 100 oC.
Por otra parte, en los nudos de las redes cristalinas de los cuatro sólidos se disponen moléculas, no átomos. Se dice por ello que son sólidos moleculares. Los sólidos moleculares tienen, en general, presiones de vapor altas porque la cohesión entre las moléculas es pequeña. Por eso, pasan al estado gaseoso con facilidad, y ese es el caso del Ne, el CO2 y el NH3, que, como se sabe, son gases a temperatura ambiente debido a la alta presión de vapor de sus sólidos, y también del I2, que es sólido a temperatura ambiente pero que sublima con facilidad precisamente debido a su alta presión de vapor.
