(TEMA 8) 12. ¿Qué explicación podría darse a que el azufre presente valencias covalentes 2, 4 y 6 y sin embargo el O, que pertenece al mismo grupo y tiene la misma configuración electrónica de valencia, solo presente valencia 2?
(A). El S puede promocionar electrones a orbitales d.
(B). El S tiene más electrones y, por tanto, más posibilidad de formar enlaces.
(C). El O es demasiado electronegativo.
(D). El O tiene un radio atómico demasiado bajo como para poder unirse a más de dos átomos, pues no tendrían espacio para colocarse.
Solución: A. La configuración electrónica del oxígeno es 1s2 2s2 2p4; la del S: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. Como se ve, las configuraciones de la capa de valencia (la más externa) coinciden. Pero en la capa de valencia del S hay orbitales d próximos, y eso no le sucede al oxígeno.
Absorbiendo relativamente pequeñas cantidades de energía, el S puede promocionar electrones a esos orbitales d según se muestra en el siguiente esquema:
En la situación que se ilustra más arriba, hay dos electrones desapareados, lo que justifica la valencia covalente 2; en la de en medio hay 4 electrones desapareados y en la de abajo hay 6.
Que el S tenga más electrones que el O no es una razón para que tenga más valencias. El O tiene suficientes electrones como para formar tantos enlaces como el S.
Tampoco es una razón que el oxígeno, supuestamente, no se pueda unir a más de dos átomos, entre otras razones porque sí puede hacerlo, como en la molécula ion H3O+.
(TEMA 8) 13. Sabiendo que en la molécula de XeF4 el Xe está unido a los F por cuatro enlaces sencillos, ¿de cuántos electrones queda rodeado el Xe en la estructura de Lewis de ese compuesto?
(A). 6
(B). 8
(C). 10
(D). 12
Solución: D. Según lo dicho en el enunciado, una estructura de Lewis probable sería:
En ella, el Xe emplea 4 electrones para formar sus cuatro enlaces sencillos con los F. Pero el Xe tiene 8 electrones en su última capa, por lo que lo razonable es que los otros cuatro formen parejas de no enlace. Eso hace que el Xe se rodee de 12 electrones en total.
(TEMA 9) 14. En general, a mayor orden de enlace…
(A). la longitud de enlace es menor.
(B). la energía de enlace es menor.
(C). menos estable es la molécula.
(D). más electrones habrá en orbitales antienlazantes respecto al número de electrones existentes en orbitales enlazantes.
Solución: A. La teoría de orbitales moleculares define el orden de enlace como la diferencia entre el número de electrones en orbitales enlazantes y el número de electrones en orbitales antienlazantes dividida por 2. Por lo tanto, a más electrones en orbitales enlazantes y menos electrones en orbitales antienlazantes mayor será el orden de enlace.
Este orden de enlace está relacionado directamente con la energía de enlace y, en consecuencia, con la estabilidad de la molécula, pero inversamente con la longitud de enlace porque cuanto más fuerte sea un enlace más próximos estarán los átomos enlazados.
(TEMA 9) 15. La configuración electrónica del molibdeno es [Kr] 4d5 5s1. Se ha estudiado la molécula de dimolibdeno (Mo2) y se ha propuesto el siguiente diagrama de orbitales moleculares (OM) formados entre los orbitales atómicos (OA) 4d y 5s de cada átomo de Mo:
Según el diagrama, los OA 5s de los átomos de Mo forman dos OM, siendo enlazante el de menor energía y antienlazante el de mayor. Por su lado, los cinco OA 4d de cada Mo forman diez OM, siendo enlazantes los cinco de menor energía y antienlazantes los otros cinco. Según eso, ¿cuál sería el orden de enlace de la molécula Mo2?
(A). 2
(B). 3
(C). 5
(D). 6
Solución: D. Cuando dos orbitales atómicos forman dos orbitales moleculares, el de menor energía es enlazante y el de mayor es antienlazante. Según esto y lo que dice el enunciado, los orbitales antienlazantes son los que están marcados con asterisco en esta imagen:
Por lo tanto, hay seis orbitales enlazantes completamente llenos y ninguno antienlazante. Cada orbital enlazante significa un enlace. Esto quiere decir, según la teoría de orbitales moleculares, que en el Mo2 los dos Mo están unidos por seis enlaces (enlace séxtuple).
No se tienen en cuenta las capas completas internas (resumidas con el símbolo [Kr] que aparece en la configuración electrónica) porque dentro de ellas el número de orbitales enlazantes se compensa con el de antienlazantes, lo que hace que no contribuyan al enlace. Solo contribuyen las capas más externas.
