QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Fuerzas intermoleculares y propiedades

Andalucía · 2020 · Reserva 2

Enunciado

Bloque B · B3. Seleccione razonadamente entre las siguientes sustancias:

\text{Na}

\text{CH}_4

\text{KCl}

\text{H}_2\text{O}

a) Una sustancia que presenta interacciones de tipo de Van der Waals y que es gaseosa a temperatura ambiente.

b) Una sustancia de alta conductividad eléctrica en estado sólido.

c) Una sustancia no conductora que se transforma en conductora al fundir.

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) } \text{CH}_4 \qquad \textbf{b) } \text{Na} \qquad \textbf{c) } \text{KCl}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

La forma rápida de contestar es clasificar primero las cuatro sustancias por su tipo de enlace y dejar que cada apartado escoja la suya:

Sustancia	Tipo	Unión entre partículas
$\text{Na}$	Metálica	Enlace metálico (mar de electrones)
$\text{CH}_4$	Molecular apolar	Fuerzas de dispersión de London
$\text{KCl}$	Iónica	Atracciones electrostáticas en red
$\text{H}_2\text{O}$	Molecular polar	Enlaces de hidrógeno

Con esa tabla, cada apartado pide una propiedad característica de un tipo distinto.

Desarrollo

a) $\text{CH}_4$ (metano).

Es una molécula tetraédrica y apolar: aunque los enlaces

\text{C}\!-\!\text{H}

tienen cierta polaridad, la simetría de la molécula anula el momento dipolar resultante. Sus únicas interacciones son las fuerzas de dispersión de London, del tipo Van der Waals, y son muy débiles por tratarse de una molécula pequeña y poco polarizable. Por eso su punto de ebullición es bajísimo (

-161\ ^\circ\text{C}

) y a temperatura ambiente es un gas.

El

\text{H}_2\text{O}

también es molecular, pero forma enlaces de hidrógeno, mucho más intensos, y es líquida.

b) $\text{Na}$ (sodio).

El sodio metálico tiene una red de cationes

\text{Na}^+

inmersa en una nube de electrones deslocalizados. Esos electrones se mueven libremente por todo el cristal, así que el metal conduce la corriente en estado sólido, sin necesidad de fundirlo.

\text{Conductividad} \;\longleftarrow\; \text{portadores de carga móviles} = e^- \text{ deslocalizados}

c) $\text{KCl}$ (cloruro de potasio).

En el sólido iónico, los iones

\text{K}^+

\text{Cl}^-

ocupan posiciones fijas en la red: hay cargas, pero no pueden desplazarse, de modo que el cristal no conduce. Al fundir, la red se rompe y los iones quedan libres para moverse, con lo que el líquido sí conduce la electricidad (igual que ocurre al disolverlo en agua).

\text{KCl}(s) \;\text{no conduce} \qquad\xrightarrow{\;\text{fusión}\;}\qquad \text{KCl}(l) \;\text{conduce}

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

Consejo

La diferencia entre b) y c) es la clave de la cuestión, y se resume en quién transporta la carga: en un metal son electrones libres, que existen ya en el sólido; en un compuesto iónico son iones, que solo se liberan al fundir o al disolver. Explicítalo así en el examen.

En a) no basta con decir «es apolar»: hay que justificar por qué lo es (la geometría tetraédrica anula los dipolos de enlace) y enlazarlo con el punto de ebullición bajo. Ese encadenamiento enlace → fuerzas → propiedad es exactamente lo que se puntúa.

Y no caigas en la tentación de elegir el agua en a): también tiene fuerzas de Van der Waals, pero el enlace de hidrógeno domina y a temperatura ambiente es líquida.