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Tema 3.
CUESTIONES
SOBRE
ENLACE QUÍMICO
Cuestión 1
Considere las siguientes propiedades de las las moléculas N2, O2 y F2:
(kJ·mol–1)
Energía de enlace
Temperatura de ebullición (K)
N2
O2
F2
Energía de enlace (kJ·mol–1)
942 494 154
Temperatura de ebullición (K)
77
90
85
a) Escriba las configuraciones electrónicas de los elementos N, O y F.
b) Justifique porqué los valores de las energías de enlace son tan diferentes.
c) Justifique porqué los valores de las temperaturas de ebullición son parecidos
y tan bajos.
a) N: 1s22s22p3 O: 1s22s22p4
F: 1s22s22p5
b) Según las estructuras de Lewis, las moléculas F2, O2, y N2, presentan enlace
sencillo, doble y triple, respectivamente, por tanto la energía necesaria para
romper dichos enlaces sigue la relación E(F2) << E(O2) << E(N2).
c) Las tres moléculas son apolares, por tanto en el proceso de ebullición las
interacciones que hay que vencer son débiles y similares en los tres casos
(fuerzas de Van der Waals de dispersión de London, que son las más
débiles), por ello las temperaturas de ebullición son parecidas y bajas.
Cuestión 2
Para las moléculas de tetracloruro de carbono y amoniaco indique:
a) La estructura de Lewis de cada una de las moléculas.
b) La geometría de las moléculas y la hibridación del átomo central en cada una
de ellas.
c) La polaridad de los enlaces y de las moléculas. Justifique la respuesta.
d) La solubilidad en agua de cada una de las moléculas. Justifique la respuesta.
a) Estructuras de Lewis:
b) CCl4: geometría tetraédrica y el C presenta hibridación sp3.
NH3: geometría piramidal-trigonal y el N presenta hibridación sp3 (con un par de
electrones no compartidos).
c) C-Cl: enlace polar ya que son átomos de distinta electronegatividad. Por simetría se
anulan los efectos y por tanto la molécula de CCl4 es apolar.
N-H: enlace polar por tratarse de átomos de distinta electronegatividad. Por simetría no
se anulan los efectos, siendo el momento dipolar total distinto de cero y, por tanto, la
molécula de NH3 es polar.
d) CCl4: como es una molécula apolar, no es soluble en disolventes polares como el agua.
NH3: como es una molécula polar, es soluble en disolventes polares como el agua.
Cuestión 3
Dadas las siguientes moléculas: BeCl2, Cl2CO, NH3 y CH4.
a) Escriba las estructuras de Lewis.
b) Determine sus geometrías por cualquier teoría (repulsión de pares electrónicos,
hibridación...).
c) Justifique si las moléculas BeCl2 y NH3 son polares o no polares.
d) Razone cuál o cuáles tendrán enlaces de hidrógeno.
a) Estructuras de Lewis
b) BeCl2: Geometría lineal. La disposición más alejada posible de los dos grupos de electrones, que
constituyen los enlaces, es la que produce menor repulsión.
Cl2CO: Geometría trigonal-plana. El carbono tiene tres grupos de electrones que le rodean, dos
grupos de enlaces simples carbono-cloro y el tercero en el enlace doble carbono-oxígeno. La
geometría molecular para tres grupos de electrones es la trigonal-plana.
NH3: Geometría tetraédrica. Las repulsiones entre los cuatro grupos de electrones
(incluyendo el par solitario) harán que éstos se alejen entre sí lo más posible,
es decir hacia los vértices de un tetraedro que tenga el átomo de N en el centro
(aunque la geometría de los cuatro grupos de electrones es tetraédrica también
es válido contestar que la geometría molecular es piramidal-trigonal, atendiendo
a las posiciones de los núcleos de los átomos).
CH4: Geometría tetraédrica. Las repulsiones entre los cuatro pares de electrones
que forman los enlaces hacen que éstos se alejen entre sí lo más posible, hacia
los vértices de un tetraedro que tenga el átomo de C en el centro.
Nota.- La explicación realizada corresponde a la Teoría de repulsión entre pares de electrones de la
capa de valencia. También se aceptará por buena la explicación razonada mediante otras teorías,
por ejemplo la de hibridación.
c) BeCl2: Molécula no polar. Los dos momentos de enlace son iguales en magnitud y dirección y de
sentido contrario, se anulan entre sí y dan un momento dipolar resultante igual a cero.
NH3: Molécula polar. Tiene momentos dipolares parciales debido a la diferente electronegatividad
del H y N. Los momentos se combinan para dar un momento dipolar resultante no nulo.
d) El NH3 es el que tiene enlace de hidrógeno. Este enlace se forma cuando un átomo de H unido a
un átomo muy electronegativo es atraído simultáneamente por un átomo muy electronegativo de
una molécula vecina. En este caso, el átomo de N tiene la electronegatividad necesaria para que se
establezca el enlace de hidrógeno entre el N y un H de otra molécula de NH 3.
Problema 1
a) Calcule la energía reticular del óxido de magnesio sabiendo los
siguientes datos:
- Calores de formación del óxido de magnesio:– 602 kJ/mol
- Calores de sublimación del Mg: 146 kJ/mol
- E disociación del O2: 498 kJ/mol
- Primera EI del Mg: 736 kJ/mol
- Segunda EI del Mg: 1448 kJ/mol
- Primera AE del O: – 141 kg/mol
- Segunda AE del O: – 791 kg/mol
b) Indique en qué cambiaría la expresión del cálculo de la energía reticular,
con respecto a la anterior, si se tuviese que calcular la del fluoruro de
calcio.
a) Teniendo en cuenta que la energía reticular es Er = Ef – Es – ½ Ed – EI AE (ver apartado anterior 3.2., misma estequiometría), en el caso del MgO
es:
Er = – 602 – 146 – 498 / 2 – (736 + 1448) – (– 141 – 791) = – 2249
kg/mol
b) Como el fluoruro de calcio tiene de fórmula CaF2, entonces la AE ha de
multiplicarse por 2 ya que el proceso es: 2 F(g) + 2 e –  2 F–
Así, la expresión sería: Er = Ef – Es – ½ Ed – EI – 2AE
(igual que en el caso anterior, la energía de ionización sería la suma de la
primera y la segunda)