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T2: Enlace químico
Propiedades de las sustancias
Teoría
2022 · Ordinaria · Suplente
B3
Examen

Justifique:

a) ¿Qué compuesto tendrá mayor dureza, LiBr\ce{LiBr} o KBr\ce{KBr}?b) ¿Qué tipo de fuerzas hay que vencer para vaporizar agua?c) ¿Por qué la longitud del enlace CC\ce{C-C} va disminuyendo en la serie etano-eteno-etino?
fuerzas intermolecularesenlace covalente
a) Ambos compuestos son sólidos iónicos cuya dureza está directamente relacionada con la energía reticular (UU), que mide la fuerza de cohesión en el cristal. Según el modelo electrostático, la energía reticular es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcional a la distancia entre sus núcleos (r0r_0):
Uq+qr0U \propto \frac{q^+ \cdot q^-}{r_0}

En LiBr\ce{LiBr} y KBr\ce{KBr}, las cargas son las mismas (+1+1 y 1-1). La diferencia reside en el tamaño del catión. El ion LiX+\ce{Li^+} se encuentra en el segundo nivel de energía, mientras que el KX+\ce{K^+} se encuentra en el cuarto nivel. El potasio posee más niveles energéticos y un mayor apantallamiento (SS), lo que resulta en un radio iónico significativamente mayor que el del litio. Al ser el radio del LiX+\ce{Li^+} menor, la distancia interatómica (r0r_0) en el LiBr\ce{LiBr} es más pequeña, lo que genera una energía reticular mayor. Por tanto, el LiBr\ce{LiBr} tendrá una mayor dureza.

b) La vaporización del agua es un proceso físico que consiste en separar las moléculas de HX2O\ce{H2O} venciendo las interacciones que las mantienen unidas en fase líquida. Al ser el oxígeno un átomo muy electronegativo unido a hidrógenos, la molécula es muy polar y presenta una gran capacidad de formar enlaces de hidrógeno.

Para vaporizar agua, las fuerzas que hay que vencer son fundamentalmente los enlaces de hidrógeno, que son las fuerzas intermoleculares más intensas en este compuesto, además de las fuerzas de dispersión de London.

c) La longitud del enlace disminuye debido al aumento del orden de enlace y al cambio en la hibridación de los átomos de carbono. En el etano (enlace sencillo), los carbonos presentan hibridación sp3sp^3 (25% caraˊcter s25\% \text{ carácter } s); en el eteno (enlace doble), hibridación sp2sp^2 (33% caraˊcter s33\% \text{ carácter } s); y en el etino (enlace triple), hibridación spsp (50% caraˊcter s50\% \text{ carácter } s).

Un mayor orden de enlace implica un mayor número de electrones compartidos entre los núcleos, lo que aumenta la fuerza de atracción y los aproxima. Además, a medida que aumenta el carácter ss del orbital híbrido, los electrones del enlace están más cerca del núcleo (ya que los orbitales ss son más internos que los pp), lo que resulta en una disminución progresiva de la longitud del enlace CC\ce{C-C}.

T2: Enlace químico · Propiedades de las sustancias — QUIMICA PEvAU Andalucía 2022