B3
a) ¿Por qué a y el es líquida y el no?b) Justifique qué sustancia será más soluble en agua, el yoduro de sodio () o el diyodo ().c) ¿Por qué a y el y el son gases, el es líquido y el sólido?
a) En la molécula de , el átomo de oxígeno es muy pequeño y presenta una elevada electronegatividad. Esto permite que se establezcan interacciones intermoleculares de tipo enlace de hidrógeno, las cuales son especialmente intensas. Por el contrario, en el , el azufre tiene una menor electronegatividad y un mayor radio atómico, lo que impide la formación de enlaces de hidrógeno, predominando únicamente las fuerzas de van der Waals (dipolo-dipolo). Debido a que las fuerzas atractivas en el son mucho más intensas que en el , la primera es líquida a temperatura ambiente mientras que la segunda es un gas.b) El yoduro de sodio () será mucho más soluble en agua que el diyodo (). El es un compuesto iónico que, al disolverse en agua (un disolvente polar), experimenta interacciones ion-dipolo muy fuertes que estabilizan los iones en disolución. En cambio, el es una molécula homonuclear apolar que solo presenta fuerzas de dispersión de London. Siguiendo la regla de semejanza de polaridad, las sustancias iónicas o polares se disuelven bien en disolventes polares, mientras que las apolares como el presentan una solubilidad muy baja en agua.c) Las moléculas de halógenos (, , , ) son moléculas apolares, por lo que las únicas fuerzas intermoleculares presentes son las fuerzas de dispersión de London. La intensidad de estas fuerzas depende de la polarizabilidad de la nube electrónica, la cual aumenta con el tamaño de la molécula y el número total de electrones.
Al descender en el grupo de los halógenos, aumenta el número atómico y, por tanto, el tamaño y la facilidad con la que se deforma la nube electrónica para crear dipolos instantáneos e inducidos. En el y , estas fuerzas son muy débiles y no bastan para mantener las moléculas unidas, presentándose como gases. En el , el aumento de electrones y tamaño incrementa las fuerzas de London lo suficiente para que sea líquido. Finalmente, en el , el elevado número de electrones genera fuerzas intermoleculares lo suficientemente intensas como para que la sustancia sea sólida a y .