QuímicaMedio2,5 pts

Enlace químico y geometría molecular

También trata: Fuerzas intermoleculares y propiedades
Extremadura · 2026 · Julio
Enunciado
Dadas las sustancias HF\text{HF}, Fe\text{Fe}, KF\text{KF}, H2O\text{H}_2\text{O} y BF3\text{BF}_3.

a) (0,5 puntos) Indicar el tipo de enlace que presenta cada una de ellas.

b) (0,5 puntos) Razonar qué sustancia tendrá menor punto de fusión.

c) (0,5 puntos) Indicar cuál/es sustancias conducen la corriente en estado sólido, cuál/es lo hacen en estado fundido y cuál/es no la conducen en ningún caso. Razonar la respuesta.

d) (0,5 puntos) Indicar la hibridación que presentan las moléculas H2O\text{H}_2\text{O} y BF3\text{BF}_3.

e) (0,5 puntos) Deducir la geometría de las moléculas H2O\text{H}_2\text{O} y BF3\text{BF}_3.

Datos: Números atómicos (ZZ): H=1\text{H} = 1; B=5\text{B} = 5; O=7\text{O} = 7; F=9\text{F} = 9.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  • a) HF, H₂O y BF₃: covalente; Fe: metálico; KF: iónico.
  • b) Menor punto de fusión: BF₃ (molecular apolar, solo fuerzas de London).
  • c) Sólido: Fe. Fundido: Fe y KF. Ninguno: HF, H₂O y BF₃.
  • d) O del H₂O: sp3sp^3; B del BF₃: sp2sp^2.
  • e) H₂O: angular (≈ 104,5°); BF₃: trigonal plana (120°).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

El tipo de enlace se decide por la naturaleza de los átomos: metal con metal, enlace metálico; metal con no metal (gran diferencia de electronegatividad), iónico; no metal con no metal, covalente. Del tipo de enlace (y, en las sustancias moleculares, de las fuerzas entre moléculas) se deducen el punto de fusión y la conductividad. Para la hibridación y la geometría se escribe la estructura de Lewis, se cuentan los pares de electrones del átomo central y se aplica la TRPECV.

(El dato Z(O)=7Z(\text{O}) = 7 es una errata del cuadernillo: el número atómico del oxígeno es 88, con configuración 1s2 2s2 2p41s^2\,2s^2\,2p^4 y seis electrones de valencia. Z=7Z = 7 es el del nitrógeno.)
2

Desarrollo

a) Tipo de enlace
  • HF\text{HF}: dos no metales que comparten un par de electrones: enlace covalente (muy polar, Δχ≈1,8\Delta\chi \approx 1{,}8). Forma moléculas.
  • Fe\text{Fe}: metal: enlace metálico (red de cationes en un «mar» de electrones deslocalizados).
  • KF\text{KF}: un metal alcalino y el no metal más electronegativo (Δχ≈3,2\Delta\chi \approx 3{,}2): el K cede su electrón al F y se forman K+\text{K}^+ y F−\text{F}^-; enlace iónico (red cristalina).
  • H2O\text{H}_2\text{O}: no metales: enlace covalente polar. Forma moléculas.
  • BF3\text{BF}_3: no metales: enlace covalente (los enlaces B–F\text{B–F} son polares). Forma moléculas.
b) Menor punto de fusión

Los sólidos iónicos (KF\text{KF}) y los metales (Fe\text{Fe}) tienen puntos de fusión altos: para fundirlos hay que debilitar enlaces muy fuertes que se extienden por toda la red. En las sustancias moleculares (HF\text{HF}, H2O\text{H}_2\text{O}, BF3\text{BF}_3) al fundir solo se vencen las fuerzas intermoleculares, mucho más débiles.
  • H2O\text{H}_2\text{O} y HF\text{HF}: el H está unido a O o F, así que forman enlaces de hidrógeno, las fuerzas intermoleculares más intensas.
  • BF3\text{BF}_3: la molécula es trigonal plana y simétrica, y los tres momentos dipolares B–F\text{B–F} se anulan: es apolar. Entre sus moléculas solo hay fuerzas de dispersión de London, las más débiles.
Por tanto, el BF3\text{BF}_3 tiene el menor punto de fusión (unos −127 ∘C-127\ ^\circ\text{C}, frente a −83 ∘C-83\ ^\circ\text{C} del HF y 0 ∘C0\ ^\circ\text{C} del agua).

c) Conductividad eléctrica

Para conducir la corriente hace falta que haya cargas que puedan moverse.
  • En estado sólido conduce el Fe\text{Fe}: sus electrones de valencia están deslocalizados por toda la red y se mueven libremente. (También conduce fundido.)
  • En estado fundido conducen el KF\text{KF} y el Fe\text{Fe}. En el sólido iónico los iones K+\text{K}^+ y F−\text{F}^- ocupan posiciones fijas de la red y no conduce; al fundirlo, los iones quedan libres y pueden desplazarse hacia los electrodos.
  • No conducen en ningún caso (puros) el HF\text{HF}, el H2O\text{H}_2\text{O} y el BF3\text{BF}_3: son sustancias moleculares, formadas por moléculas neutras, sin iones ni electrones libres ni en el sólido ni en el líquido. (El agua pura conduce de forma despreciable por su mínima autoionización; el HF y el agua sí conducen en disolución si se forman iones, pero no se pregunta por eso.)
d) Hibridación
  • H2O\text{H}_2\text{O}: el oxígeno (2s2 2p42s^2\,2p^4) forma dos enlaces O–H\text{O–H} y conserva dos pares solitarios: tiene cuatro pares de electrones a su alrededor, que se alojan en cuatro orbitales híbridos sp3sp^3 (dos con un par solitario y dos que solapan con el 1s1s de cada H).
  • BF3\text{BF}_3: el boro (2s2 2p12s^2\,2p^1) promociona un electrón (2s1 2p22s^1\,2p^2) y forma tres enlaces B–F\text{B–F}, sin pares solitarios: tres pares de electrones, en tres orbitales híbridos sp2sp^2; le queda un orbital 2p2p vacío (el B tiene solo seis electrones: es una excepción al octeto).
e) Geometría (TRPECV)

Los pares de electrones del átomo central se colocan lo más alejados posible:
  • H2O\text{H}_2\text{O} (tipo AB2E2\text{AB}_2\text{E}_2): cuatro pares dispuestos en tetraedro, pero dos son solitarios. La geometría de la molécula (la de los átomos) es angular, con un ángulo H–O–H\text{H–O–H} de unos 104,5∘104{,}5^\circ, algo menor que el tetraédrico porque los pares solitarios repelen más.
  • BF3\text{BF}_3 (tipo AB3\text{AB}_3): tres pares enlazantes, sin pares solitarios: geometría trigonal plana, con ángulos F–B–F\text{F–B–F} de 120∘120^\circ.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

En c) es típico decir que el KF conduce en estado sólido «porque es iónico»: no. En el cristal los iones están quietos en la red; conduce fundido o disuelto, cuando los iones se mueven.

En b) no confundas enlace polar con molécula polar: el BF₃ tiene enlaces B–F muy polares, pero su geometría trigonal plana los anula y la molécula es apolar. Por eso funde tan bajo.
Paso 1 de 3
¿Has terminado el problema?
¿Te atascas?Manda tu duda a tu profesor o al equipo, o pregunta a otros estudiantes en la comunidad.
Sigue practicandoApuntes y todos los problemas de Estructura de la materia →