Tema 3 Soluciones

3 Enlace químico
Actividades del interior de la unidad
1. ¿Cuántos electrones hay que añadir o quitar a la suma de los de valencia de
los átomos implicados para escribir las fórmulas de Lewis de las especies
CO2, CO32–, NO21, NH3 y PO43–?
CO2: 0eϪ; CO32Ϫ: añadir 2eϪ; NO2ϩ: quitar 1eϪ; NH3: 0eϪ y PO43Ϫ: añadir 3eϪ
2. ¿Es correcto afirmar que la regla del octeto exige que todos los átomostienen
que alcanzar ocho electrones de valencia?
No; la regla del octeto debe entenderse como la tendencia a alcanzar la configuración electrónica del gas noble más cercano, y el helio solo tiene 2eϪ de valencia.
3. Escribe fórmulas de Lewis que cumplan la regla del octeto para las especies:
CH2O, H2Cl1, NO21, SF4, CO322 y HNO3.
CH2O: H

C

H ;

H2Cl+: H

Cl

NO2+: no hay;

H ;SF4:

F
S

O
F

_

CO32 : O

C

F

O

;

HNO3: H

O

O

F

O

N
O

4. ¿Por qué se elige el nitrógeno como átomo central en el NO22?
Por dos razones: el N tiene una valencia covalente mayor que el O y, además, así se
evita la unión — O — O —, que es poco frecuente.
5. Explica el concepto de orden de enlace fraccionario.
En la teoría original de Lewis no esposible; sin embargo, el concepto de resonancia permite que la unión entre dos átomos se realice con valores no enteros de pares de electrones.
6. Escribe las estructuras resonantes y obtén el orden de enlace en las especies:
C6H6 y NO22.
H

C6H6:
H

C
C

H

H

C

C

C
C

C
C

H

C
H

_

C
C

H

32

N

O

H

H
_

O

H
C

H
NO2 :

O.E. (C — C): 3/2 yO.E. (H — C): 1

H

_

O

N

O

O.E. (N — O): 3/2

Unidad 3. Enlace químico

7. ¿Pueden unirse dos átomos con un enlace doble en el cual los OM sean de tipo sigma, s ?
No. La geometría de los orbitales impide un solapamiento frontal doble. El segundo
solapamiento es lateral, lo que origina un enlace de tipo π.
8. Explica en qué se diferencia un enlace covalente ordinario deuno dativo.
La diferencia está en cómo se forma el enlace. En el enlace ordinario, cada átomo
aporta 1eϪ al enlace. En el enlace covalente dativo, un átomo aporta la pareja de
electrones, y el otro, un orbital vacío donde alojarlos.

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9. La molécula de agua se forma en el proceso: H1 OH2 Æ H2O mediante enlace covalente coordinado. ¿Significa esto que los dos enlaces O — H del agua no
sonidénticos?
No. Una vez formado, un enlace dativo no es diferenciable de uno covalente ordinario. Los dos enlaces O — H del agua son idénticos.
10. Para la molécula CO, la longitud del enlace C — O, ¿será mayor o menor de
120 pm?
Un enlace doble CϭO tiene una longitud de 121 pm. Como en la molécula de CO el
enlace es triple, la longitud de enlace será más corta y, por tanto, menor de 120 pm.11. La longitud del enlace C — C en el benceno es de 139 pm. Escribe su estructura
de Lewis óptima y justifica la longitud de enlace experimental.
El enlace C — C del benceno es intermedio entre el simple y el doble:

Por tanto, la longitud del enlace es intermedia entre la del enlace simple, 154 pm, y
la del enlace doble, 133 pm.
12. Calcula, en eV, la energía necesaria para separar loscinco átomos de una molécula de metano, CH4.
Para separar los cinco átomos del metano, CH4, debemos romper 4 enlaces H — C.
Tomando el valor de la tabla 2 del texto, será: 4 × 414 ϭ 1 656 kJ/mol. Ahora pasamos este valor a eV/molécula:
1 mol
J
1 eV
1 656 · 103 ᎏᎏ × ᎏᎏᎏ × ᎏᎏ ϭ 17,2 eV
mol 6,022 · 1023 moléculas 1,602 · 10Ϫ19 J
13. Justifica por qué los semiconductores conducen mejor lacorriente eléctrica
en caliente que en frío.
Un aumento de temperatura provoca que pasen más electrones a la banda de conducción; por eso hay más portadores de carga (electrones negativos y huecos positivos) y crece la conductividad.
Unidad 3. Enlace químico

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14. ¿Es correcto pensar que cerca de 0 K el Si y el Ge son aislantes?
Sí. A 0 K no hay electrones en la banda de conducción y, por...