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T2: Enlace químico
Propiedades de las sustancias
Teoría
2023 · Ordinaria · Reserva
B3
Examen

Conteste justificando la respuesta:

a) ¿Qué compuesto tendrá mayor dureza: LiBr\ce{LiBr} o CsI\ce{CsI}?b) ¿Qué compuesto tendrá mayor temperatura de ebullición: HI\ce{HI} o HF\ce{HF}?c) ¿Qué compuesto tendrá mayor punto de fusión: NaBr\ce{NaBr} o NaI\ce{NaI}?
Enlace iónicoEnlace covalentePropiedades físicas
a) ¿Qué compuesto tendrá mayor dureza: LiBr\ce{LiBr} o CsI\ce{CsI}?

El compuesto con mayor dureza es el LiBr\ce{LiBr}. Ambos son compuestos iónicos, por lo que su dureza está relacionada con la energía reticular (UU), que es la energía necesaria para separar totalmente los iones del cristal. Esta energía es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcional a la distancia interatómica (r0r_0):

UQ1Q2r0U \propto \frac{Q_1 \cdot Q_2}{r_0}

En ambos casos las cargas son +1+1 y 1-1. Al comparar los radios iónicos, el LiX+\ce{Li+} tiene sus electrones en el nivel de energía n=1n=1, mientras que el CsX+\ce{Cs+} los tiene hasta el nivel n=5n=5. El CsX+\ce{Cs+} presenta un mayor número de capas internas y, por tanto, un mayor apantallamiento (SS), lo que aumenta significativamente su radio. De igual modo, el BrX\ce{Br-} (n=4n=4) es más pequeño que el IX\ce{I-} (n=5n=5) por tener menos niveles energéticos. Al ser el radio de los iones menor en el LiBr\ce{LiBr}, la distancia r0r_0 es menor, la energía reticular es mayor y, consecuentemente, su dureza es superior.

b) ¿Qué compuesto tendrá mayor temperatura de ebullición: HI\ce{HI} o HF\ce{HF}?

El HF\ce{HF} tiene una mayor temperatura de ebullición. Ambos son compuestos covalentes moleculares polares. En el HI\ce{HI}, las fuerzas intermoleculares predominantes son las de Van der Waals (fuerzas de London y dipolo-dipolo). Sin embargo, en el HF\ce{HF}, debido a la gran electronegatividad del flúor y a su pequeño tamaño, se forman enlaces de hidrógeno entre sus moléculas.El enlace de hidrógeno es una interacción intermolecular mucho más intensa que las fuerzas de Van der Waals presentes en el HI\ce{HI}. Por tanto, se requiere aportar una mayor cantidad de energía térmica para vencer estas fuerzas y producir el cambio de estado de líquido a gas en el HF\ce{HF}.

c) ¿Qué compuesto tendrá mayor punto de fusión: NaBr\ce{NaBr} o NaI\ce{NaI}?

El NaBr\ce{NaBr} presenta un mayor punto de fusión. Al tratarse de redes iónicas, el punto de fusión es proporcional a la energía reticular (UU). Dado que las cargas de los iones en ambos compuestos son idénticas (+1+1 para el catión y 1-1 para el anión), la diferencia radica en el tamaño de los aniones.El ion bromuro (BrX\ce{Br-}) tiene sus electrones de valencia en el nivel n=4n=4, mientras que el ion yoduro (IX\ce{I-}) los tiene en el nivel n=5n=5. El mayor número de niveles ocupados en el IX\ce{I-} implica un mayor apantallamiento (SS) de la carga nuclear sobre los electrones externos, resultando en un radio iónico mayor que el del BrX\ce{Br-}. Como la distancia interatómica (r0r_0) es menor en el NaBr\ce{NaBr}, su energía reticular es más elevada, lo que se traduce en un punto de fusión más alto.