(TEMA 8) 12. ¿Cuál de los siguientes compuestos tiene mayor momento dipolar permanente?
(A). NO
(B). O2
(C). SiO
(D). CO
Solución: C. Las moléculas diatómicas homonucleares, como la de O2, no tienen momento dipolar permanente, puesto que, al ser sus dos átomos iguales, no hay separación de carga en la molécula. Como las demás moléculas propuestas son diatómicas y todas tienen un átomo de oxígeno, la de mayor momento dipolar será aquella en la que el otro átomo tenga menor electronegatividad, ya que esto supondrá una mayor separación de cargas. De acuerdo con las posiciones en la tabla periódica, entre el N, el C y el Si, el menos electronegativo debería ser el Si, ya que está en la misma familia que el C pero más abajo, y, en comparación con el N, está más a la izquierda y más abajo.
(TEMA 8) 13. ¿Las moléculas de simetría tetraédrica tipo AB4 son polares? (A es el átomo central; E es un elemento químico cualquiera).
(A). No, porque los momentos dipolares de enlace se anulan mutuamente.
(B). Sí, todas, debido a la diferencia de electronegatividad entre A y E.
(C). Solo aquellas en las que el átomo central A es más electropositivo que los átomos periféricos E.
(D). Solo aquellas en las que el átomo central A es más electronegativo que los átomos periféricos E.
Solución: A. Las moléculas tipo AE4 de simetría tetraédrica como CH4, CCl4, SiH4, etc., no son polares por razón de la simetría tetraédrica perfecta de la distribución de carga, y eso es independiente de que el átomo central sea más electronegativo que los periféricos (caso del CH4) o más electropositivo (caso del CCl4). Esto es fácil de entender gráficamente considerando un tetraedro que inscribiremos dentro de un cubo:
Suponiendo que el átomo central (A) sea más electronegativo que los periféricos (E), los momentos dipolares de enlace correspondientes a los cuatro enlaces A–E se pueden representar así:
Los cuatro vectores, lógicamente, tienen el mismo módulo, ya que los cuatro enlaces A–E son iguales, pero la longitud que se les ha dado en la figura es arbitraria. Sumando los dos vectores que apuntan hacia la cara superior del cubo y sumando los dos que apuntan a la cara inferior se obtienen estas resultantes:
Lógicamente, ambas resultantes tienen el mismo módulo y dirección, pero sentido opuesto. Por lo tanto, la suma de esos dos vectores es cero.
También lo será si el átomo A es más electropositivo que los periféricos; lo único que cambiará en la argumentación será la orientación de los vectores.
(TEMA 9) 14. La fórmula molecular del formaldehído o metanal es CH2O. Sabiendo que el C es el átomo central en este compuesto, ¿cuáles son los órdenes de enlace del C con los átomos de H y O?
(A). Orden 1 con los H y orden 1 con el O.
(B). Orden 2 con los H y orden 1 con el O.
(C). Orden 1 con los H y orden 2 con el O.
(D). Orden 2 con los H y orden 2 con el O.
Solución: C. La estructura de Lewis previsible para este compuesto es:
Repartidos los electrones del modo señalado se comprueba que todos los átomos cumplen la regla del octeto (excepto el H, al que, como se sabe, le basta tener dos electrones alrededor para ser estable). Es fácil ver que el orden de enlace del C con el O es 2 y que los órdenes de enlace del C con los H son, en ambos casos, 1.
(TEMA 9) 15. La teoría de orbitales moleculares predice que la molécula He2 no es estable. Entonces, ¿por qué sí se forma el ion He2+?
(A). Porque se produce una hibridación entre orbitales s y p.
(B). Porque las cargas positivas siempre estabilizan a las moléculas diatómicas, ya que el átomo cargado positivamente atrae a la nube electrónica del otro.
(C). Porque, en la configuración electrónica molecular del He2+, hay un orbital antienlazante que no está lleno.
(D). Porque el He2+ tiene un electrón más que el He2.
Solución: C. La explicación que da la teoría de orbitales moleculares al hecho de que no sea estable la molécula He2 es que, como entre los dos átomos aportan 4 electrones a los orbitales moleculares, su configuración electrónica molecular sería (σ1s)2(σ1s*)2, es decir, se formaría un orbital enlazante y otro antienlazante, ambos completos, que se anularían mutuamente. Pero la configuración del He2+ sería (σ1s)2(σ1s*)1, lo que supondría un orbital enlazante lleno y un antienlazante semilleno. Por lo tanto, esta molécula ion podría existir en teoría, si bien no sería muy estable pues se predice solo “medio enlace” entre los átomos de helio. Por otro lado, no es cierto que “las cargas positivas estabilicen siempre a las moléculas”. Por ejemplo, la molécula N2 (orden de enlace 3) es más estable que la N2+ (orden 2,5). Todo depende de si el electrón que se quita para formar la carga positiva afecta a un orbital enlazante o antienzalante. En cuanto a la formación de híbridos entre orbitales s y p, no es plausible en esta molécula, ya que el enlace (medio enlace) se puede explicar por solapamiento tipo σ entre los orbitales s de ambos átomos de He.
