QuímicaMedio2,5 pts

Enlace químico y geometría molecular

También trata: Fuerzas intermoleculares y propiedades

Comunidad de Madrid · 2025 · Junio (coincidentes)

Enunciado

Considere las sustancias

\text{Br}_2

\text{Fe}

\text{OF}_2

\text{CO}

\text{SO}_2

\text{NaBr}

.

a) (1 punto) Indique cuáles presentan enlace covalente y dibuje las estructuras de Lewis de sus moléculas.

b) (0,5 puntos) De las que no sean covalentes, justifique el tipo de enlace que presentan.

c) (0,5 puntos) Justifique si son solubles o no en agua cada una de las sustancias del enunciado.

d) (0,5 puntos) Explique cuál/es conduce/n la corriente eléctrica a temperatura ambiente.

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Resultado

a) Covalentes: $\text{Br}_2$ , $\text{OF}_2$ , $\text{CO}$ (triple enlace) y $\text{SO}_2$ (dos formas resonantes).
b) $\text{Fe}$ : metálico; $\text{NaBr}$ : iónico.
c) Solubles: $\text{NaBr}$ y $\text{SO}_2$ , y por su polaridad $\text{OF}_2$ y $\text{CO}$ (aunque poco); no solubles: $\text{Br}_2$ y $\text{Fe}$ .
d) Solo el $\text{Fe}$ .

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

El tipo de enlace sale de la naturaleza de los átomos:

no metal + no metal → enlace covalente (moléculas): $\text{Br}_2$ , $\text{OF}_2$ , $\text{CO}$ , $\text{SO}_2$ ;
metal solo → enlace metálico: $\text{Fe}$ ;
metal + no metal, con gran diferencia de electronegatividad → enlace iónico: $\text{NaBr}$ .

Para cada estructura de Lewis: se cuentan los electrones de valencia, se unen los átomos con enlaces simples y se reparten los pares que quedan hasta completar octetos (con dobles o triples enlaces si hace falta). Solubilidad y conductividad se razonan después con el tipo de enlace y la polaridad.

Desarrollo

a) Sustancias covalentes y sus estructuras de Lewis.

Son covalentes las cuatro formadas solo por no metales:

\text{Br}_2

\text{OF}_2

\text{CO}

\text{SO}_2

.

Bromo,

\text{Br}_2

(

2\cdot 7 = 14

electrones, 7 pares): un enlace simple y tres pares solitarios en cada bromo.

:\overset{\cdot\cdot}{\underset{\cdot\cdot}{\text{Br}}} - \overset{\cdot\cdot}{\underset{\cdot\cdot}{\text{Br}}}:

Difluoruro de oxígeno,

\text{OF}_2

(

6 + 2\cdot 7 = 20

electrones, 10 pares): el oxígeno, central, forma dos enlaces simples O–F y conserva dos pares solitarios; cada flúor tiene tres.

:\overset{\cdot\cdot}{\underset{\cdot\cdot}{\text{F}}} - \overset{\cdot\cdot}{\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}} - \overset{\cdot\cdot}{\underset{\cdot\cdot}{\text{F}}}:

Monóxido de carbono,

\text{CO}

(

4 + 6 = 10

electrones, 5 pares): solo con un triple enlace completan los dos átomos el octeto, con un par solitario en cada uno.

:\text{C} \equiv \text{O}:

Dióxido de azufre,

\text{SO}_2

(

6 + 2\cdot 6 = 18

electrones, 9 pares): el azufre, central, forma un doble enlace con un oxígeno y uno simple con el otro, y le queda un par solitario. Hay dos formas equivalentes (resonancia): en la molécula real los dos enlaces S–O son iguales.

\overset{\cdot\cdot}{\underset{\phantom{\cdot\cdot}}{\text{O}}} = \overset{\cdot\cdot}{\text{S}} - \overset{\cdot\cdot}{\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}}: \;\longleftrightarrow\; :\overset{\cdot\cdot}{\underset{\cdot\cdot}{\text{O}}} - \overset{\cdot\cdot}{\text{S}} = \overset{\cdot\cdot}{\underset{\phantom{\cdot\cdot}}{\text{O}}}

(El oxígeno del doble enlace tiene dos pares solitarios, uno a cada lado.)

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

b) Las que no son covalentes.

$\text{Fe}$ : enlace metálico. Los átomos de hierro ceden sus electrones de valencia a una nube común («mar de electrones») que se mueve libremente entre los cationes $\text{Fe}^{n+}$ ordenados en la red y los mantiene unidos.
$\text{NaBr}$ : enlace iónico. El sodio (metal, muy poco electronegativo) cede su electrón de valencia al bromo (no metal, muy electronegativo): la gran diferencia de electronegatividad da iones $\text{Na}^+$ y $\text{Br}^-$ , que se ordenan en una red cristalina unidos por atracción electrostática.

c) Solubilidad en agua.

El agua es un disolvente polar: disuelve bien los compuestos iónicos y las sustancias polares («lo semejante disuelve a lo semejante»).

$\text{NaBr}$ : soluble. Las moléculas de agua rodean los iones (hidratación) y vencen la energía de red.
$\text{SO}_2$ : soluble. Es una molécula angular y polar (además reacciona en parte con el agua).
$\text{OF}_2$ y $\text{CO}$ : son moléculas polares (angular la primera, diatómica heteronuclear la segunda), así que por este criterio serían solubles, que es lo que espera la corrección. Conviene saber que su momento dipolar es muy pequeño y que en la práctica se disuelven poco.
$\text{Br}_2$ : no soluble (muy poco soluble). Es una molécula apolar y solo tiene fuerzas de dispersión.
$\text{Fe}$ : no soluble. Los metales no se disuelven en agua: su enlace metálico no se rompe por interacción con moléculas polares.

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d) Conductividad a temperatura ambiente.

$\text{Fe}$ : sí conduce. Sus electrones de valencia, deslocalizados, se mueven libremente por toda la red.
$\text{NaBr}$ : no conduce a temperatura ambiente, porque es un sólido y sus iones están fijos en la red. Conduciría fundido o disuelto en agua, cuando los iones pueden moverse.
$\text{Br}_2$ , $\text{OF}_2$ , $\text{CO}$ y $\text{SO}_2$ : no conducen. Son sustancias moleculares, sin cargas libres.

Consejo

En las estructuras de Lewis, cuenta primero los electrones de valencia totales y comprueba al final que los has colocado todos: en el $\text{CO}$ solo cuadran con un triple enlace, y en el $\text{SO}_2$ el azufre conserva un par solitario.

En d) el error típico es decir que el $\text{NaBr}$ conduce «porque es iónico»: solo conduce si sus iones pueden moverse, es decir, fundido o en disolución.