domingo, 10 diciembre 2023

Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2023 (2s) | Soluciones de las preguntas 14, 16 y 17

Al azar

(TEMA 10) 14. En la molécula de tetracloruro de carbono el átomo de carbono contribuye a los enlaces con orbitales híbridos…

(A). sp3d
(B). sp2d
(C). sp
(D). sp3

Solución: D. En la molécula CCl4, como en la de metano (CH4), un orbital s del C se hibrida con 3 orbitales p para crear cuatro híbridos sp3. Eso le permite unirse a otros cuatro átomos, ya sean de H o de Cl. Estos se distribuyen con geometría tetraédrica alrededor del C.


(TEMA 10) 16. ¿Qué forma geométrica es de esperar que adopten los núcleos de la molécula XeF4 sabiendo que en la estructura de Lewis de esta molécula el Xe queda con 12 electrones alrededor (octecto ampliado)?

(A). Plana (cuadrada)
(B). Bipirámide de base cuadrada
(C). Cúbica
(D). Tetraédrica

Solución: A. Para construir la estructura de Lewis de esta molécula hay que tener en cuenta que el Xe aporta 8 electrones de valencia y que lo razonable es que utilice cuatro de ellos para unirse a los F. A su vez, los F aportan 7 electrones cada uno, de los cuales un electrón servirá para formar enlace con el átomo central de Xe. Por eso este átomo tendrá un “octeto ampliado”, en este caso de 12 electrones, ya que es imposible obtener un octeto normal para este átomo sin afectar a los octetos de los F:

El Xe queda, como se ve, con 6 pares de electrones alrededor. El modo de disponerse 6 pares de electrones de manera que queden lo más alejados que sea posible en el espacio es una bipirámide de base cuadrada con los cuatro enlaces en el mismo plano y los otros dos pares de electrones por encima y debajo de dicho plano:

De este modo, aunque la distribución electrónica es bipiramidal cuadrada, los núcleos quedan en un plano, con el Xe en el centro y los F en los vértices.


(TEMA 10) 17. ¿Cuál de las siguientes hibridaciones está relacionada con la geometría octaédrica?

(A). sp2
(B). sp3
(C). sp3d
(D). sp3d2

Solución: D. En una hibridación de orbitales se formarán tantos orbitales híbridos como orbitales se hibriden. Por ejemplo, en la hibridación sp3 se forman 4 orbitales híbridos porque se hibridan 1 orbital s y 3 orbitales p (1 + 3 = 4). Para construir una geometría octaédrica se necesitan 6 orbitales (cuatro dirigidos a vértices del octaedro en disposición plano-cuadrada y otros dos dirigidos a los vértices que quedan a ambos lados de dicho plano). De las 4 hibridaciones dadas, solo una se forma por la contribución de 6 orbitales: la sp3d2, constituida, como indica su nomenclatura, por 1 orbital s, 3 orbitales p y 2 orbitales d (1 + 3 + 2 = 6).

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