QuímicaFácilCuestión · 2 pts

Fuerzas intermoleculares y propiedades

Castilla-La Mancha · 2019 · Junio · Opción A
Enunciado
Dados los siguientes compuestos NaF\text{NaF}, CH4\text{CH}_4 y CH3OH\text{CH}_3\text{OH}.

a) Ordénalos de mayor a menor de acuerdo con su punto de ebullición.

b) Discute su solubilidad en agua.

Razona todas tus respuestas.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  • a) NaF>CH3OH>CH4\text{NaF} > \text{CH}_3\text{OH} > \text{CH}_4: red iónica > enlaces de hidrógeno > fuerzas de London.
  • b) NaF soluble (interacción ion-dipolo); CH3OH\text{CH}_3\text{OH} muy soluble (enlaces de hidrógeno con el agua); CH4\text{CH}_4 prácticamente insoluble (apolar).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Lo primero es clasificar cada sustancia por el tipo de enlace y por las fuerzas que hay que vencer para separar sus partículas:
  • NaF\text{NaF}: un metal muy electropositivo y el elemento más electronegativo → compuesto iónico, red cristalina de iones Na+\text{Na}^+ y F−\text{F}^-.
  • CH3OH\text{CH}_3\text{OH} (metanol): molécula covalente polar con un grupo −OH-\text{OH} → forma enlaces de hidrógeno.
  • CH4\text{CH}_4 (metano): molécula covalente apolar (tetraédrica, los momentos dipolares se anulan) → solo fuerzas de dispersión de London, muy débiles en una molécula tan pequeña.
Hervir es separar las partículas: cuanto más fuertes las fuerzas entre ellas, más alto el punto de ebullición. Y para disolverse en agua, que es polar y forma enlaces de hidrógeno, hay que poder interaccionar con ella: «lo semejante disuelve a lo semejante».
2

Desarrollo

a) Puntos de ebullición
  • NaF. Para que hierva hay que romper la red iónica, mantenida por atracciones electrostáticas entre iones de carga opuesta muy intensas (iones pequeños: energía reticular grande). Es, con diferencia, el de mayor punto de ebullición (en torno a 1700 °C).
  • CH3OH\text{CH}_3\text{OH}. Es un líquido molecular: no se rompen enlaces covalentes al hervir, solo las fuerzas intermoleculares. Al tener el H unido a un átomo muy electronegativo y pequeño (O), las moléculas se unen por enlaces de hidrógeno, además de por fuerzas dipolo-dipolo y de dispersión. Por eso es líquido a temperatura ambiente (hierve a unos 65 °C).
  • CH4\text{CH}_4. Molécula apolar y de masa molecular pequeña: entre sus moléculas solo hay fuerzas de London, muy débiles. Es un gas a temperatura ambiente (hierve a unos −162 °C).
NaF>CH3OH>CH4\text{NaF} > \text{CH}_3\text{OH} > \text{CH}_4
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
b) Solubilidad en agua
  • NaF: soluble. Las moléculas de agua, polares, rodean a los iones (el O, con carga parcial negativa, hacia el Na+\text{Na}^+; los H, con carga parcial positiva, hacia el F−\text{F}^-). Esas interacciones ion-dipolo compensan la energía necesaria para romper la red, y los iones pasan a la disolución hidratados.
  • CH3OH\text{CH}_3\text{OH}: muy soluble (miscible en cualquier proporción). Es polar y su grupo −OH-\text{OH} forma enlaces de hidrógeno con el agua, igual que el agua consigo misma. Además, su cadena carbonada es muy corta, así que la parte apolar apenas estorba.
  • CH4\text{CH}_4: prácticamente insoluble. Es apolar y no puede formar enlaces de hidrógeno ni interacciones dipolares con el agua; para meterlo entre las moléculas de agua habría que romper los enlaces de hidrógeno de esta sin ganar nada a cambio.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

No digas que al hervir el metanol «se rompen sus enlaces»: se rompen las fuerzas entre moléculas, no los enlaces covalentes C–H u O–H. Solo en el NaF hay que romper enlaces (la red iónica).

Para justificar el puesto del metanol, nombra explícitamente el enlace de hidrógeno y di por qué se forma (H unido a O, pequeño y muy electronegativo): es lo que se puntúa.
Paso 1 de 3
¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.
¿Te atascas?Pregunta a otros estudiantes y profesores en la comunidad.
Sigue practicandoApuntes y todos los problemas de Estructura de la materia →