Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2019 (2s) | Soluciones de las preguntas 19, 20 y 21

(TEMA 12) 19. Decir cuál de las siguientes asignaciones a los diferentes tipos de sólidos es correcta (abreviaturas: met: metálico; ion: iónico; mol: molecular; cov: covalente).

(A). Ge: cov; RbI: ion; Cu₃Sn: met; C₆H₆: mol
(B). Ge: met; RbI: cov; Cu₃Sn: ion; C₆H₆: mol
(C). Ge: met; RbI: ion; Cu₃Sn: met; C₆H₆: cov
(D). Ge: mol; RbI: cov; Cu₃Sn: ion; C₆H₆: met

Solución: A. El RbI es un compuesto claramente iónico, dada la gran diferencia de electronegatividad de los átomos enlazados. El Cu₃Sn está formado por dos metales (el cobre y el estaño). Es, pues, un tipo de aleación, concretamente de los llamados “compuestos intermetálicos”, que se caracterizan por tener una estequiometría bien definida. El C₆H₆ es el benceno. En el interior de esta molécula los enlaces son covalentes, pero cuando la sustancia se solidifica, cada molécula queda en un nudo de una red cristalina y entre ellas las interacciones son las propias de los sólidos moleculares. Finalmente, al germanio se lo suele clasificar como sólido covalente (su estructura cristalina es como la del diamante).

(TEMA 12) 20. En el sulfuro de plata (Ag₂S), las uniones entre el S y la Ag tienen un carácter iónico de en torno a un 10%. Por otro lado, el S es el elemento químico que tiene más baja conductividad y la Ag es el que la tiene más alta. ¿Cuánta conductividad es de esperar que tenga el Ag₂S sólido?

(A). Muy baja
(B). Media
(C). De media a alta
(D). Muy alta

Solución: A. Por lo que dice el enunciado, los enlaces Ag–S son prácticamente covalentes (incidentalmente, esto explica la baja solubilidad en agua de este compuesto). Eso significa que la red cristalina del Ag₂S será la propia de los sólidos covalentes (como el SiC o el SiO₂). Como se sabe, estos sólidos tienen una conductividad muy baja porque los electrones de los enlaces están muy localizados espacialmente y no tienen libertad de movimiento. Que el compuesto esté constituido por el elemento menos conductor y el más conductor no significa nada, ya que los compuestos no tienen por qué tener las propiedades de los elementos que los constituyen.

(TEMA 12) 21. Sea un compuesto EO_mH_n donde E es un elemento químico determinado y m y n son números naturales. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la acidez o basicidad de ese compuesto es falsa?

(A). En general (con alguna excepción), cuanto mayor sea m más ácido tiende a ser es el compuesto.
(B). Si m = 0, el compuesto es más ácido a mayor polaridad de los enlaces A–H.
(C). Si m = 1 y n = 1, el compuesto será necesariamente una base.
(D). Si n = 0 y m ≠ 0, el compuesto será, en general, un óxido.

Solución: C. Si m = 1 y n = 1 el compuesto (EOH) puede ser un ácido o una base, dependiendo de la electronegatividad de E. Si E es electropositivo (por ejemplo, Na), el enlace entre E y O tendrá un carácter iónico considerable y, en disolución, se romperá en iones E⁺ e iones OH^– por otro. Estos iones OH^– darán carácter básico a la disolución. Pero si E es electronegativo, el enlace E–O tendrá más carácter covalente y se facilitará la disociación, en disolución, en E–O^– y H⁺, ion este último que dará carácter básico. Un ejemplo es el HClO. Por la razón explicada, si m = 1 y n = 1, el compuesto no tiene por qué ser una base.

          Eso sí, si n = 0, el compuesto será, en general, un óxido (se dice “en general”, porque podría considerarse alguna excepción “técnica”; así, el OF₂ no se denomina óxido de flúor, sino difluoruro de oxígeno, según lo cual sería un halogenuro, no un óxido).

          Por otro lado, en una serie de compuestos ácidos, para el mismo valor de E, cuanto mayor es el contenido de O mayor es el carácter ácido. Un ejemplo es la serie de ácidos del Cl: HClO₄ tiene más carácter ácido que HClO₃; este más que HClO₂; y este más que HClO. Otro ejemplo es la serie del S: el orden de acidez es H₂SO₄ > H₂SO₃ > H₂SO₂. Otro es la serie del N: el HNO₂ es más débil que el HNO₃ Una excepción la constituye la serie del fósforo, pues el H₃PO₄ es más débil (pK_a ≅ 2,1) que el H₃PO₃ (pK_a ≅ 1,5) y este es mas débil que el < H₃PO₂, si bien la diferencia no es demasiado grande (las constantes de acidez, K_a, son, respectiva y aproximadamente: 0,0075, 0,016 y 0,058). La explicación hay que buscarla en la estabilidad de las bases conjugadas, es decir, los aniones que se obtienen al quitar un H a los ácidos.