QuímicaFácilCuestión · 1 pts

Fuerzas intermoleculares y propiedades

También trata: Enlace químico y geometría molecular
Castilla-La Mancha · 2023 · Junio
Enunciado
Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) (0,5 puntos) El cloruro de cesio es conductor de la electricidad mientras que un metal alcalino (ej. sodio) no lo es.

b) (0,5 puntos) El amoniaco (NH3\text{NH}_3) tiene un punto de ebullición más elevado que el del metano (CH4\text{CH}_4).
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Resultado
a) Falsa: el CsCl soˊlido no conduce (iones fijos); el Na sıˊ (electrones libres)b) Verdadera: el NH3 forma enlaces de hidroˊgeno; el CH4 solo London\boxed{\begin{gathered}\text{a) Falsa: el CsCl sólido no conduce (iones fijos); el Na sí (electrones libres)} \\ \text{b) Verdadera: el NH}_3\text{ forma enlaces de hidrógeno; el CH}_4\text{ solo London}\end{gathered}}
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Estrategia

Para conducir la electricidad hacen falta cargas que puedan moverse: electrones libres (metales) o iones libres (compuestos iónicos fundidos o disueltos). Hay que mirar qué tipo de enlace tiene cada sustancia y en qué estado está.

Para el punto de ebullición, lo que hay que vencer son las fuerzas entre moléculas: cuanto más intensas, más alto el punto de ebullición. El amoniaco puede formar enlaces de hidrógeno; el metano, no.
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Desarrollo

a) Falsa.
  • El cloruro de cesio, CsCl\text{CsCl}, es un compuesto iónico: en estado sólido forma una red cristalina de iones Cs+\text{Cs}^+ y Cl−\text{Cl}^- fijos en sus posiciones. Como los iones no pueden desplazarse y no hay electrones libres, el sólido no conduce la electricidad. Solo conduce fundido o disuelto en agua, cuando los iones quedan libres para moverse.
  • El sodio es un metal: su enlace metálico consiste en una red de cationes Na+\text{Na}^+ rodeados de una «nube» de electrones de valencia deslocalizados, que se mueven con libertad por todo el cristal. Por eso los metales alcalinos son buenos conductores en estado sólido.
La afirmación dice justo lo contrario de lo que ocurre (al menos en estado sólido), así que es falsa.
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b) Verdadera.

Las dos son sustancias moleculares de masa parecida (17 y 16 g/mol), así que las fuerzas de dispersión de London son similares. La diferencia está en el tipo de fuerza intermolecular:
  • El amoniaco es una molécula polar (geometría piramidal, con un par solitario sobre el N) y tiene hidrógeno unido a un átomo pequeño y muy electronegativo (el nitrógeno) con un par de electrones libre. Por eso forma enlaces de hidrógeno entre sus moléculas, mucho más intensos que las fuerzas de Van der Waals.
  • El metano es apolar (tetraédrico y simétrico, con enlaces C–H casi apolares): entre sus moléculas solo hay débiles fuerzas de dispersión de London.
Hace falta mucha más energía para separar las moléculas de NH3\text{NH}_3, así que su punto de ebullición es mayor: unos −33 ∘C-33\ ^\circ\text{C} frente a −162 ∘C-162\ ^\circ\text{C} del metano.
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Consejo

En a) precisa el estado: un compuesto iónico conduce fundido o en disolución, pero no sólido. Decir sin más «los iónicos conducen» es un error que se penaliza.

En b) el punto de ebullición rompe fuerzas entre moléculas, no los enlaces covalentes N–H o C–H del interior de cada molécula: no razones con la fuerza de esos enlaces.
Paso 1 de 3
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