QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Fuerzas intermoleculares y propiedades

Andalucía · 2017 · Reserva 4 · Opción B
Enunciado
Opción B · Cuestión 2. Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) El CsCl\text{CsCl} es un sólido cristalino conductor de la electricidad.

b) El H2S\text{H}_2\text{S} tiene un punto de ebullición más bajo que el H2O\text{H}_2\text{O}.

c) El cloruro de sodio es soluble en agua.
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Resultado
  a) Falsa: en estado soˊlido los iones estaˊn fijos y no conduce  \boxed{\;\textbf{a) Falsa: en estado sólido los iones están fijos y no conduce}\;}  b) Verdadera: el agua forma enlaces de hidroˊgeno  \boxed{\;\textbf{b) Verdadera: el agua forma enlaces de hidrógeno}\;}  c) Verdadera: el agua solvata los iones  \boxed{\;\textbf{c) Verdadera: el agua solvata los iones}\;}
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Estrategia

Las tres afirmaciones se contestan clasificando las sustancias por su tipo de enlace y aplicando la propiedad correspondiente:
SustanciaTipoPropiedad en juego
CsCl\text{CsCl}, NaCl\text{NaCl}IónicoConductividad y solubilidad
H2O\text{H}_2\text{O}Molecular con enlace de hidrógenoPunto de ebullición alto
H2S\text{H}_2\text{S}Molecular polar sin enlace de hidrógenoPunto de ebullición bajo
La idea clave para a) y c): en un compuesto iónico, los iones están fijos en el sólido pero quedan libres al fundir o al disolver.
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Desarrollo

a) Falsa.

El CsCl\text{CsCl} es un sólido iónico: una red cristalina de iones Cs+\text{Cs}^+ y Cl−\text{Cl}^- en posiciones fijas. Aunque hay cargas, no pueden desplazarse, así que el cristal no conduce la electricidad.CsCl(s)  no conduce→  fusioˊn o disolucioˊn  iones libres  ⇒  conduce\text{CsCl}(s) \; \text{no conduce} \qquad\xrightarrow{\;\text{fusión o disolución}\;}\qquad \text{iones libres} \;\Rightarrow\; \text{conduce}Solo conduce fundido o disuelto en agua, cuando la red se rompe y los iones adquieren movilidad. Un sólido que sí conduce en estado sólido sería un metal, gracias a sus electrones deslocalizados.

b) Verdadera.

Las dos son moléculas angulares y polares, pero solo el agua cumple las condiciones del enlace de hidrógeno: hidrógeno unido a un átomo pequeño, muy electronegativo y con pares solitarios.

El azufre, en cambio, es mucho mayor y bastante menos electronegativo que el oxígeno (2,582{,}58 frente a 3,443{,}44), así que el H2S\text{H}_2\text{S} solo presenta interacciones dipolo-dipolo débiles y fuerzas de dispersión.Teb(H2S)=−60 ∘CTeb(H2O)=100 ∘CT_{eb}(\text{H}_2\text{S}) = -60\ ^\circ\text{C} \qquad\qquad T_{eb}(\text{H}_2\text{O}) = 100\ ^\circ\text{C}Lo llamativo es que el H2S\text{H}_2\text{S} es casi el doble de pesado (3434 frente a 1818) y aun así hierve 160160 grados por debajo: es la famosa anomalía del agua, y la razón de que sea líquida en la Tierra.

c) Verdadera.

El NaCl\text{NaCl} es un compuesto iónico y el agua un disolvente muy polar. Las moléculas de agua orientan sus dipolos hacia los iones, los rodean y los estabilizan (solvatación o hidratación):NaCl(s)  →  H2O    Na+(aq)+Cl−(aq)\text{NaCl}(s) \;\xrightarrow{\;\text{H}_2\text{O}\;}\; \text{Na}^+(aq) + \text{Cl}^-(aq)La energía liberada en la solvatación compensa la energía reticular que hay que vencer para desmontar el cristal, y por eso el proceso es viable (de hecho, en el NaCl\text{NaCl} ambas energías casi se igualan: la disolución es apenas endotérmica y la favorece el aumento de desorden al dispersarse los iones).
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

En a), la palabra decisiva del enunciado es «sólido». Un compuesto iónico conduce fundido o disuelto, no en estado sólido: precisar en qué estado conduce cada cosa es lo que se puntúa.

En b), señala que el H2S\text{H}_2\text{S} es más pesado que el agua y aun así hierve mucho más bajo. Ese contraste demuestra que entiendes que lo decisivo es el tipo de fuerza intermolecular, no la masa.

Y en c), justifica con el balance energía reticular frente a energía de solvatación: es lo que explica por qué unos compuestos iónicos son solubles y otros (como el AgCl\text{AgCl} o el BaSO4\text{BaSO}_4) no lo son.
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