QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Fuerzas intermoleculares y propiedades

Andalucía · 2017 · Reserva 2 · Opción A

Enunciado

Opción A · Cuestión 3. De entre las sustancias siguientes:

\text{Cu}

\text{NaF}

\text{HF}

, elija, justificadamente, la más representativa en los aspectos que se indican a continuación:

a) Sustancia no metálica de punto de fusión muy elevado.

b) Sustancia con conductividad térmica y eléctrica en estado natural.

c) Sustancia que presenta puentes de hidrógeno.

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } \text{NaF} \; (\text{iónico})\;}

\boxed{\;\textbf{b) } \text{Cu} \; (\text{metálico})\;}

\boxed{\;\textbf{c) } \text{HF} \; (\text{enlace de hidrógeno})\;}

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Estrategia

Clasifica primero las tres sustancias por su tipo de enlace: con esa tabla, cada apartado escoge la suya de forma inmediata.

Sustancia	Tipo de enlace	Partículas y unión
$\text{Cu}$	Metálico	Cationes $+$ electrones deslocalizados
$\text{NaF}$	Iónico	Red de iones $\text{Na}^+$ y $\text{F}^-$
$\text{HF}$	Covalente molecular polar	Moléculas unidas por enlaces de hidrógeno

Fíjate en el matiz de a): se pide una sustancia no metálica con punto de fusión alto, lo que descarta el cobre y deja al compuesto iónico.

Desarrollo

a) $\text{NaF}$ (fluoruro de sodio).

Es un sólido iónico: una red cristalina tridimensional en la que los iones

\text{Na}^+

\text{F}^-

se atraen electrostáticamente. Fundirlo exige romper esa red completa, lo que requiere muchísima energía.

T_f(\text{NaF}) = 993\ ^\circ\text{C}

Además, al ser el flúor un ion muy pequeño, la distancia entre iones es corta y la energía reticular resulta especialmente elevada (la mayor de todos los halogenuros de sodio).

El

\text{HF}

, aunque también contiene flúor, es molecular y funde a

-83\ ^\circ\text{C}

: para fundirlo basta con separar moléculas, no con romper enlaces.

b) $\text{Cu}$ (cobre).

El enlace metálico consiste en una red de cationes de cobre inmersa en un mar de electrones deslocalizados, que se desplazan libremente por todo el cristal.

\text{Conductividad} \;\longleftarrow\; \text{electrones libres}

Esos electrones son los portadores tanto de la carga eléctrica como de la energía térmica, y están presentes ya en el sólido, es decir, «en estado natural». Por eso el cobre es uno de los mejores conductores conocidos y se usa universalmente en cableado.

El

\text{NaF}

solo conduce fundido o disuelto (cuando los iones quedan libres) y el

\text{HF}

no conduce en ningún estado.

c) $\text{HF}$ (fluoruro de hidrógeno).

Cumple de forma paradigmática la condición del enlace de hidrógeno (o puente de hidrógeno): hidrógeno unido directamente a un átomo muy electronegativo, pequeño y con pares solitarios, en este caso el flúor, el elemento más electronegativo de la tabla.

\text{H}\!-\!\text{F}\cdots\text{H}\!-\!\text{F}\cdots\text{H}\!-\!\text{F}

Esa asociación explica que hierva a

19{,}5\ ^\circ\text{C}

, muy por encima de lo esperable para una molécula tan ligera: los demás hidruros del grupo 17 (

\text{HCl}

\text{HBr}

\text{HI}

) son gases muy por debajo de esa temperatura.

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

Consejo

Lee con atención los matices del enunciado. En a) se pide una sustancia no metálica de punto de fusión elevado: sin ese adjetivo, el cobre también encajaría. Esos condicionantes son los que dirigen la elección.

En b), la expresión «en estado natural» significa en estado sólido, tal como se encuentra, y es lo que distingue al metal del compuesto iónico. Precisar quién transporta la carga (electrones frente a iones) es lo que se puntúa.

Y en c), enuncia la condición completa del enlace de hidrógeno ( $\text{H}$ unido a $\text{F}$ , $\text{O}$ o $\text{N}$ ) y respalda la respuesta con el punto de ebullición anómalo del $\text{HF}$ .