QuímicaFácilCuestión · 1 pts

Fuerzas intermoleculares y propiedades

Castilla-La Mancha · 2023 · Julio
Enunciado
Explique los siguientes hechos:

a) (0,5 puntos) El LiBr funde a 552 ∘C552\,^\circ\text{C}, sin embargo, el cloro (Cl2\text{Cl}_2) es un gas a 25 ∘C25\,^\circ\text{C}.

b) (0,5 puntos) El grafito no conduce la electricidad, mientras que el cobre (Cu) sí la conduce.
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Resultado
  • a) LiBr: red iónica, hay que vencer atracciones electrostáticas muy fuertes. Cl2_2: moléculas apolares unidas por débiles fuerzas de London.
  • b) El Cu conduce por sus electrones deslocalizados (enlace metálico). El grafito también conduce (electrones π\pi deslocalizados en sus láminas); el que no conduce es el diamante (electrones localizados).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Las propiedades físicas de una sustancia dependen de qué hay que romper o separar para cambiarla de estado y de si tiene cargas que puedan moverse:
  • Fundir un sólido iónico obliga a vencer la atracción entre iones en toda la red (muy fuerte); hervir una sustancia molecular apolar solo exige separar moléculas unidas por fuerzas de London (muy débiles).
  • Para conducir la corriente hacen falta cargas libres: electrones deslocalizados (metales) o iones móviles (sales fundidas o disueltas).
Cuidado con el apartado b): tal como está escrito, contiene un error científico, porque el grafito sí conduce la electricidad. Lo explicamos y razonamos también el caso del diamante, que es el que no conduce.
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Desarrollo

a) LiBr frente a Cl2\text{Cl}_2
  • LiBr es un compuesto iónico: el litio (metal alcalino) cede su electrón al bromo y se forman iones Li+\text{Li}^+ y Br−\text{Br}^-, que se ordenan en una red cristalina en la que cada ion está rodeado de iones de signo contrario. Para fundirlo hay que vencer esas atracciones electrostáticas, intensas y extendidas a todo el cristal (energía reticular elevada). Por eso es sólido a temperatura ambiente y funde a una temperatura alta, 552 ∘C552\,^\circ\text{C}.
  • Cl2\text{Cl}_2 es una sustancia covalente molecular: dos átomos de cloro comparten un par de electrones y forman moléculas discretas. El enlace Cl–Cl es fuerte, pero no se rompe al cambiar de estado. Entre las moléculas, que son apolares (dos átomos iguales), solo actúan fuerzas de dispersión de London, muy débiles. La agitación térmica a 25 ∘C25\,^\circ\text{C} basta para vencerlas: el cloro es un gas (hierve a unos −34 ∘C-34\,^\circ\text{C}).
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b) Grafito y cobre
  • Cobre: tiene enlace metálico. Sus átomos ceden los electrones de valencia, que quedan deslocalizados formando una «nube» o «mar» de electrones alrededor de una red de cationes de cobre. Esos electrones se mueven libremente por todo el metal y, al aplicar una diferencia de potencial, se desplazan ordenadamente: el cobre es un excelente conductor.
  • Grafito: la afirmación del enunciado no es correcta, porque el grafito sí conduce la electricidad (se usa en electrodos y en las minas de los lápices conduce lo suficiente para cerrar un circuito). Es un sólido covalente en láminas: cada carbono (hibridación sp2sp^2) se une a otros tres de su capa formando hexágonos, y el cuarto electrón de cada carbono queda en un orbital pp perpendicular a la lámina. Esos electrones forman una nube π\pi deslocalizada por toda la capa, que permite conducir la corriente en la dirección de las láminas (no entre ellas).
  • Diamante (el sólido covalente que no conduce, probablemente el que quería el enunciado): cada carbono (sp3sp^3) se une a otros cuatro mediante enlaces covalentes en una red tridimensional. Todos los electrones de valencia están localizados en esos enlaces y no hay cargas libres: es aislante.
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Consejo

En a) no digas que para fundir o hervir el Cl2\text{Cl}_2 «se rompe el enlace covalente»: lo que se vence son las fuerzas entre moléculas. Nombra siempre el tipo de fuerza (London) y di por qué es débil.

Si un enunciado afirma algo falso, como que el grafito no conduce, dilo con educación y explica lo correcto. Y compara el grafito con el diamante: las dos formas del carbono se preguntan juntas.
Paso 1 de 3
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