QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Fuerzas intermoleculares y propiedades

Andalucía · 2018 · Reserva 4 · Opción B

Enunciado

Opción B · Cuestión 2. De entre las siguientes sustancias

\text{NaBr}

\text{CCl}_4

\text{Cu}

, responda razonadamente a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuáles conducen la electricidad en disolución o en estado sólido?

b) ¿Cuál será la de menor punto de ebullición?

c) ¿Cuáles serán insolubles en agua?

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } \text{Cu} \; (\text{sólido}) \text{ y } \text{NaBr} \; (\text{disuelto o fundido})\;}

\boxed{\;\textbf{b) } \text{CCl}_4 \; (\text{molecular apolar})\;}

\boxed{\;\textbf{c) } \text{CCl}_4 \text{ y } \text{Cu}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Clasifica primero las tres sustancias por su tipo de enlace: con esa tabla, los tres apartados se responden casi de un vistazo.

Sustancia	Tipo de enlace	Partículas
$\text{NaBr}$	Iónico	Red de iones $\text{Na}^+$ y $\text{Br}^-$
$\text{CCl}_4$	Covalente molecular apolar	Moléculas independientes
$\text{Cu}$	Metálico	Cationes $+$ electrones deslocalizados

Las tres preguntas se contestan con la misma idea de fondo: qué partículas hay y cómo se atraen.

Desarrollo

a) Conducen el $\text{Cu}$ (en estado sólido) y el $\text{NaBr}$ (solo disuelto o fundido).

Para conducir hacen falta portadores de carga móviles:

$\text{Cu}$ : el enlace metálico consiste en una red de cationes inmersa en un mar de electrones deslocalizados, que se desplazan libremente. Conduce en estado sólido, sin necesidad de fundirlo ni disolverlo.
$\text{NaBr}$ : en el cristal los iones ocupan posiciones fijas y no conduce; al disolverlo en agua (o fundirlo), los iones quedan libres y sí conduce.
$\text{CCl}_4$ : es molecular; no tiene iones ni electrones libres, así que no conduce nunca, en ningún estado.

b) Menor punto de ebullición: el $\text{CCl}_4$ .

Es la única sustancia molecular de las tres. Sus moléculas son apolares (geometría tetraédrica simétrica que anula los dipolos

\text{C}\!-\!\text{Cl}

), así que solo interaccionan mediante fuerzas de dispersión de London, muy débiles. Hervirlo exige únicamente separar moléculas, no romper enlaces:

T_{eb}(\text{CCl}_4) = 77\ ^\circ\text{C} \; \lll \; T_{eb}(\text{NaBr}) = 1390\ ^\circ\text{C} \; < \; T_{eb}(\text{Cu}) = 2562\ ^\circ\text{C}

En el

\text{NaBr}

hay que romper una red iónica completa y en el cobre, las intensas atracciones del enlace metálico.

c) Insolubles en agua: el $\text{CCl}_4$ y el $\text{Cu}$ .

Aplicando el criterio lo semejante disuelve a lo semejante:

$\text{CCl}_4$ : molécula apolar, incapaz de establecer interacciones favorables con el agua, que es muy polar. Es insoluble (de hecho, forma dos fases y se usaba como disolvente de grasas).
$\text{Cu}$ : los metales no se disuelven en agua; su red metálica no puede ser solvatada por moléculas polares (sí reaccionan con ácidos oxidantes, pero eso es otra cosa).
$\text{NaBr}$ : es soluble. Las moléculas de agua, muy polares, rodean y estabilizan los iones $\text{Na}^+$ y $\text{Br}^-$ (solvatación), y la energía liberada compensa la energía reticular.

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

Consejo

En a), precisa en qué estado conduce cada sustancia: el cobre ya en sólido (electrones libres) y el $\text{NaBr}$ solo fundido o disuelto (iones libres). Esa distinción es exactamente lo que se puntúa.

Para justificar que el $\text{CCl}_4$ es apolar, cita la geometría tetraédrica: sus cuatro enlaces polares se anulan por simetría. Decir que es apolar sin explicarlo deja el razonamiento a medias.

Y ten a mano la jerarquía de puntos de ebullición: metálico $\approx$ iónico $\ggg$ molecular. Con ella, el apartado b) es inmediato en casi cualquier comparación.