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T2: Enlace químico
Enlace químico y propiedades
Cuestión
2022 · Ordinaria · Titular
B3
Examen

Dados los siguientes compuestos: NaF\ce{NaF}, CHX4\ce{CH4} y CHX3OH\ce{CH3OH}

a) Justifique el tipo de enlace interatómico que presentan.b) Ordénelos razonadamente de menor a mayor punto de ebullición.c) Justifique la solubilidad de estos compuestos en agua.
Enlace químicoPunto de ebulliciónSolubilidad
a) Justifique el tipo de enlace interatómico que presentan.

En el NaF\ce{NaF}, el sodio es un metal alcalino (baja electronegatividad) y el flúor es un halógeno (muy alta electronegatividad). La gran diferencia de electronegatividad favorece la transferencia de electrones, formando un enlace iónico mediante la atracción electrostática entre cationes NaX+\ce{Na+} y aniones FX\ce{F-} en una red cristalina.Tanto en el CHX4\ce{CH4} como en el CHX3OH\ce{CH3OH}, los átomos constituyentes (C, H y O) son no metales. La diferencia de electronegatividad no es lo suficientemente elevada para la transferencia electrónica, por lo que comparten pares de electrones formando enlaces covalentes.

b) Ordénelos razonadamente de menor a mayor punto de ebullición.

El punto de ebullición depende de la intensidad de las fuerzas atractivas entre las unidades estructurales (fuerzas intermoleculares en sustancias covalentes o enlaces iónicos en redes).El CHX4\ce{CH4} es una molécula apolar con una geometría tetraédrica donde los momentos dipolares se anulan. Solo presenta fuerzas de dispersión de London, que son muy débiles, por lo que tendrá el punto de ebullición más bajo.El CHX3OH\ce{CH3OH} es una molécula polar que presenta un grupo hidroxilo (OH\ce{-OH}). Al estar el hidrógeno unido a un átomo muy electronegativo y pequeño como el oxígeno, puede formar enlaces de hidrógeno. Estas interacciones son mucho más fuertes que las fuerzas de London, otorgándole un punto de ebullición intermedio.El NaF\ce{NaF} es un compuesto iónico. Para fundirlo o hervirlo es necesario romper los fuertes enlaces iónicos que mantienen unidos a los iones en la red cristalina tridimensional. La energía necesaria es muy superior a la requerida para vencer fuerzas intermoleculares.

Punto de ebullicioˊn: CHX4<CHX3OH<NaF\text{Punto de ebullición: } \ce{CH4} < \ce{CH3OH} < \ce{NaF}
c) Justifique la solubilidad de estos compuestos en agua.

La solubilidad se rige por la afinidad de polaridad entre soluto y disolvente (el agua es un disolvente muy polar).El NaF\ce{NaF} es soluble en agua. Las moléculas de agua, debido a su carácter dipolar, rodean a los iones de la red cristalina en un proceso de hidratación o solvatación, estableciendo interacciones ion-dipolo que compensan la energía reticular del sólido.El CHX4\ce{CH4} es insoluble en agua. Al ser una molécula apolar, no puede establecer interacciones atractivas eficaces con las moléculas polares de agua, que prefieren mantenerse unidas entre sí por enlaces de hidrógeno.El CHX3OH\ce{CH3OH} es muy soluble en agua. Al poseer un grupo OH\ce{-OH}, puede formar enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua, lo que facilita su integración en el seno del disolvente.