QuímicaMedioCuestión · 1 pts
Fuerzas intermoleculares y propiedades
También trata: Enlace químico y geometría molecular
Castilla-La Mancha · 2018 · Julio · Opción A
Enunciado
Justifica en términos del enlace químico los siguientes hechos:
a) Los metales son dúctiles y maleables, pero los sólidos iónicos no.
b) A presión y temperatura ambiente, el cloro () es un gas, mientras que el bromo () es un líquido.
a) Los metales son dúctiles y maleables, pero los sólidos iónicos no.
b) A presión y temperatura ambiente, el cloro () es un gas, mientras que el bromo () es un líquido.
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Resultado
- a) En el metal los electrones deslocalizados mantienen unidas las capas al deslizarse; en un cristal iónico el desplazamiento enfrenta iones del mismo signo, que se repelen y lo rompen.
- b) Ambas moléculas son apolares (solo fuerzas de London); el , más grande y polarizable, tiene fuerzas más intensas y mayor punto de ebullición.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia
a) Ductilidad (estirarse en hilos) y maleabilidad (extenderse en láminas) significan que unas capas de partículas pueden deslizarse sobre otras sin romper el sólido. Hay que ver qué pasa al desplazar una capa en el modelo del mar de electrones (metal) y en una red iónica (cationes y aniones alternados).
b) El y el son moléculas covalentes apolares: entre ellas solo hay fuerzas de dispersión de London. Su estado físico depende de lo intensas que sean, y eso crece con el tamaño de la molécula.
b) El y el son moléculas covalentes apolares: entre ellas solo hay fuerzas de dispersión de London. Su estado físico depende de lo intensas que sean, y eso crece con el tamaño de la molécula.
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Desarrollo
a) Metales frente a sólidos iónicos.
Las dos son moléculas diatómicas homonucleares unidas por un enlace covalente apolar, de modo que las moléculas son apolares y entre ellas solo actúan fuerzas de Van der Waals de dispersión (London), debidas a dipolos instantáneos.
Estas fuerzas aumentan con el número de electrones y el tamaño de la molécula, porque una nube electrónica más grande y más alejada del núcleo se deforma (se polariza) con más facilidad. El (70 electrones, masa molar ) es bastante mayor que el (34 electrones, ): sus fuerzas de dispersión son más intensas, hace falta más energía para separar sus moléculas y su punto de ebullición es más alto ( frente a del cloro).
Así, a temperatura ambiente el ya ha superado su punto de ebullición (gas), mientras que el no (líquido). Ninguna de las dos es un sólido covalente: el enlace covalente fuerte está dentro de cada molécula y no se rompe al cambiar de estado.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)- Metales. Según el modelo del mar de electrones, el metal es una red de cationes sumergida en una nube de electrones de valencia deslocalizados que se mueven por todo el cristal. El enlace no es direccional: si una capa de cationes se desliza sobre otra, los electrones se redistribuyen al instante y siguen manteniendo unidos a los cationes en su nueva posición. El cristal se deforma sin romperse: por eso los metales son dúctiles y maleables.
- Sólidos iónicos. La red está formada por cationes y aniones alternados, unidos por atracciones electrostáticas entre cargas opuestas. Si un golpe desplaza una capa, aunque sea la distancia de un ion, quedan enfrentados iones del mismo signo: las repulsiones hacen que el cristal se rompa en fragmentos. Por eso los sólidos iónicos son duros pero frágiles, y no son dúctiles ni maleables.
Las dos son moléculas diatómicas homonucleares unidas por un enlace covalente apolar, de modo que las moléculas son apolares y entre ellas solo actúan fuerzas de Van der Waals de dispersión (London), debidas a dipolos instantáneos.
Estas fuerzas aumentan con el número de electrones y el tamaño de la molécula, porque una nube electrónica más grande y más alejada del núcleo se deforma (se polariza) con más facilidad. El (70 electrones, masa molar ) es bastante mayor que el (34 electrones, ): sus fuerzas de dispersión son más intensas, hace falta más energía para separar sus moléculas y su punto de ebullición es más alto ( frente a del cloro).
Así, a temperatura ambiente el ya ha superado su punto de ebullición (gas), mientras que el no (líquido). Ninguna de las dos es un sólido covalente: el enlace covalente fuerte está dentro de cada molécula y no se rompe al cambiar de estado.
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Consejo
En b) no hables de «romper el enlace Cl–Cl»: al hervir se separan moléculas, no átomos. Lo que se compara son las fuerzas intermoleculares, y entre moléculas apolares solo hay fuerzas de London, que crecen con el tamaño (número de electrones) de la molécula.
Paso 1 de 3
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