lunes, 11 diciembre 2023

Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2012 (2s) | Soluciones de las preguntas 12, 13, 14, 15, 16 y 17

Al azar

(TEMA 8) 12. Un enlace A–B tendrá mayor carácter iónico…

(A). cuanto menor sea la diferencia de electronegatividad entre A y B.
(B). cuanto mayor sea el número cuántico principal.
(C). cuanto mayor sea el momento dipolar de la molécula.
(D). cuanto más electropositivos sean los elementos.

Solución: C. En términos cualitativos, el enlace será más iónico cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los elementos; es decir, más electropositivo sea uno y más electronegativo el otro. Que el número principal sea alto significa que los elementos están abajo en la tabla periódica, pero eso no tiene que implicar que formen enlace iónico, excepto si cumplen la condición anterior. Finalmente, si la molécula tiene alto momento dipolar eso es indicativo de que existe una separación de cargas considerable, lo que favorece el carácter iónico del enlace.


(TEMA 8) 13. ¿Con qué valencia(s) covalente(s) puede actuar el C?

(A). 4
(B). 0
(C). 2 y 4
(D). 1, 3 y 4.

Solución: C. La configuración electrónica del C es 1s2 2s2 2px1 2py1, lo que le permite disponer de dos electrones para formar enlaces covalentes (como en el CO), pero se admite que con facilidad puede pasar a un estado excitado C* de configuración electrónica 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz1 que explica la tetravalencia generalizada de este elemento.


(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+: (σ1s)1; H2: (σ1s)2; He2+: (σ1s)21s*)1 y He2: (σ1s)21s*)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. ¿Cuál de las siguientes aseveraciones relacionadas con la Teoría de Orbitales Moleculares es correcta?:

(A). En una molécula, todos los orbitales antienlazantes tienen más energía que cualquier orbital enlazante.
(B). En los orbitales antienlazantes degenerados no se cumple la regla de Hund.
(C). En general, los electrones de las capas internas no participan en el enlace.
(D). La teoría demuestra que tanto el O2 como el N2 son paramagnéticos

Solución: C. En una molécula, cada orbital antienlazante tiene más energía que el enlazante correspondiente (por ejemplo, el σ1s* tiene más energía que el σ1s), pero no todos los enlazantes tienen más energía que los enlazantes (por ejemplo, en el N2 el orbital enlazante π2py tiene más energía que el antienlazante σ1s*). En los orbitales antienlazantes (y enlazantes) degenerados se cumple la regla de Hund, ya que los electrones se van colocando en estos orbitales siguiendo la regla del máximo desapareamiento. Es cierto que, en general, los electrones de las capas internas no tienen parte en el enlace porque al estar llenas estas pacas se compensa el efecto de los orbitales enlazantes con el de sus correspondientes antienlazantes. Finalmente, la TOM explica por qué el O2 es paramagnético, pero no puede demostrar lo mismo con el N2 porque esta molécula no es paramagnética.


(TEMA 9) 16. El solapamiento entre dos orbitales p es…

(A). siempre lateral.
(B). siempre frontal.
(C). unas veces lateral y otras frontal.
(D). ni lateral ni frontal.

Solución: C. Dependiendo de la orientación de estos orbitales, el solapamiento es frontal (cuando un orbital enfrenta uno de sus lóbulos a uno de los lóbulos del otro del otro orbital) o lateral (cuando ambos orbitales se “adosan”).


(TEMA 9) 17. La longitud de enlace entre carbonos en el etano es 154 pm; en el etileno (eteno), 133 pm; y en el acetileno (etino), 120 pm. Esto se debe a que:

(A). hay una correlación entre la longitud de enlace y el orden de enlace.
(B). en el acetileno existe un enlace triple (tres enlaces π).
(C). la energía de ese enlace en el etano es mayor que en el eteno, y en este es mayor que en el etino.
(D). el etano tiene más átomos de hidrógeno que el eteno, y este más que el etino.

Solución: A. En ese caso, la disminución de la longitud de enlace en la serie se explica porque aumenta el orden de enlace (1 en el etano, 2 en el eteno y 3 en el etino). En el acetileno efectivamente existe un enlace triple, pero no constituido de tres enlaces π, sino de uno σ y dos π. El número de átomos de hidrógeno no explica, en sí, la longitud de los enlaces. En cuanto a la energía del enlace entre carbonos, es mayor en el etino, seguido del eteno y del etano.

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