Examen de Principios de Química y Estructura – Septiembre 2015 | Soluciones de las preguntas 12, 13, 14, 15 y 16

(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 3s²3p_x¹3p_y¹3p_z¹ y 3s¹3p_x¹3p_y¹3p_z¹3d¹. En otras palabras, puede formar enlaces covalentes con valencias 3 y 5.

(TEMA 8) 13. Supóngase una especie iónica A-B en la que se ha producido una transferencia de carga total de modo que tenemos unidos un anión A^2- y un catión B²⁺. Si la separación entre ambos aniones es de 2Å y llamamos e a la carga del electrón expresada en ues, ¿cuál sería el momento dipolar de esta especie expresado en debyes? (1Å = 10^-8 cm; 1 D = 10^-18 ues·cm.)

(A). 4e×10¹⁰ D
(B). 2e×10^-18 D
(C). 2e D
(D). (e/2) D

Solución: A. El momento dipolar, μ, en sistemas de este tipo se define como μ = qd, siendo q la carga neta de cada ion (2e) y d la distancia que los separa. Como la carga del electrón nos la dan en ues y el debye se define como 10^-18 ues·cm, nos conviene expresar la distancia en cm. En este caso es 2×10^-8 cm. El momento dipolar será: μ = qd = 2e ues × 2×10^-8 cm = 4e×10^-8 ues·cm = 4e×10¹⁰ D.

(TEMA 9) 14. De las cuatro moléculas H₂⁺, H₂, He₂⁺ y He₂, ¿cuál tendrá más energía de enlace según la teoría de orbitales moleculares?

(A). H₂⁺
(B). H₂
(C). He₂⁺
(D). He₂

Solución: B. Las configuraciones electrónicas moleculares son: H₂⁺: (σ_1s)¹; H₂: (σ_1s)²; He₂⁺: (σ_1s)²(σ_1s*)¹ y He₂: (σ_1s)²(σ_1s*)². Como el orden de enlace se define como el número de electrones enlazantes menos el número de electrones antienlazantes dividido por 2, en este caso los órdenes de enlace son, respectivamente: 0,5, 1, 0,5 y 0. Por lo tanto, como la energía de enlace es proporcional al orden de enlace, el que tendrá más energía de enlace será el H₂.

(TEMA 9) 15. ¿A cuál de las siguientes moléculas corresponde la configuración electrónica molecular KK (σ_2s)² (σ_2s*)² (π_2py = π_2pz)⁴ (σ_2px)² ?

(A). O₂
(B). N₂
(C). NO
(D). F₂^–

Solución: B. No es difícil dar con la respuesta correcta sabiendo que el número atómico del N es 7 (lo que se deduce inmediatamente dibujando los primeros elementos de la tabla periódica). Eso supone que la molécula N₂ tiene que colocar 14 electrones en sus orbitales moleculares. El simbolismo KK significa (σ_2s)² (σ_2s*)². Por lo tanto, la cuenta de electrones de esa configuración electrónica es 14. La molécula de O₂ tiene que alojar 16; la de F₂^–, 19 (9 por cada F más el electrón de la carga); y la de NO, 15 (7 del N y 8 del O).

(TEMA 8) 16. ¿Qué tipos de enlaces hay en la molécula de acetileno, C₂H₂?

(A). Uno triple y dos simples
(B). Tres triples
(C). Dos triples y uno simple
(D). Cinco simples

Solución: A. Cada C tiene cuatro electrones. Para formar octeto de Lewis, cada C utiliza un electrón para unirse a un H por enlace simple y tres electrones para unirse al otro carbono por triple enlace.