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ejercicios del libro de quimica...

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Instituto Tecnológico Nacional Instituto Tecnológico de Tijuana

4TA UNIDAD QUIMICA

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9.1 ¿Qué es un símbolo de puntos de Lewis? ¿A qué elementos se aplica principalmente? R= Cuando los electrones de valencia se escriben con punto y cruz alrededor del elemento y se

aplican principalmente a los elementos que cumplen con la regla del dueto y del octeto, que son los elementos representativos, del grupo I hasta VIII o gases nobles. 9.2 Utilice el segundo miembro de los grupos 1A al 7ª de la tabla periódica para mostrar que el número de electrones de valencia de un átomo de un elemento corresponde al número de grupo al que pertenece. R= En la última capa de electrones de valencia indica al grupo al que pertenece: Li = grupo 1, 1 electrón en la última capa Be = grupo 2, 2 electrones en la última capa Al = grupo 3, 3 electrones en la última capa Si = grupo 4, 4 electrones en la última capa P = grupo 5, 5 electrones en la última capa S = grupo 6, 6 electrones en la última capa Cl = grupo 7, 7 electrones en la última capa 9.3 Sin tomar en cuenta la figura 9.1, escriba los símbolos de puntos de Lewis para los átomos de los siguientes elementos: a) Be, b) K, c) Ca, d) Ga, e) O, f) Br, g) N, h) I, i) As, j) F. R=

9.4 Escriba los símbolos de puntos de Lewis para los siguientes iones: a) Li+, b) Cl-, c) S2-, d) Sr2+, e) N3-.

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9.6 Explique qué es un enlace iónico. R= La fuerza electrostática que une a los iones en un compuesto iónico se denomina enlace iónico 9.8 Dé el nombre de cinco metales y cinco no metales que puedan formar compuestos iónicos con facilidad. Escriba las fórmulas y los nombres de los compuestos que se formarían al combinar estos metales y no metales. R= Litio, Sodio, Potasio, Magnesio, Calcio Cloro, Bromo, Yodo, Oxigeno, Azufre NaCl - Cloruro de Sodio, BrLi – Bromuro de Sodio Kl- Yoduro de potasio, MgO - Oxido de Magnesio, CaS- Sulfuro de calcio 9.13 ¿En cuál de los siguientes estados el �������� podría conducir electricidad? a)solido, b)fundido, c)disuelto en agua. Explique sus respuestas R= Disuelto en agua: El cloruro de sodio (NaCl) es un electrolito, sustancia que al disolverse en agua permite el paso de la corriente eléctrica; El NaCl al disolverse en agua, la sal se disocia en iones con una pequeña carga eléctrica, los cuales se mueven libremente en la disolución, ya que la fuerza entre las partículas en un líquido es mucho más pequeña que en un sólido. Por ello al introducir los extremos de un circuito eléctrico en una disolución de sal, el movimiento de las partículas cargadas (iones) permite el paso de la corriente eléctrica. 9.14 El berilio forma un compuesto con cloro que tiene la formula empírica ���������� ¿ Cómo podría determinar si el compuesto es iónico o no? (El compuesto no es soluble en agua? R=Para que sea un ion tendría que tener una carga diferente a 0, el Cloruro de berilio no suma 0 ya que cloruro es -1 y berilio es +3 por lo tanto queda con carga +2 siendo un catión (cargado positivamente) 9.18 Escriba los símbolos de puntos de Lewis de reactivos y productos de las siguientes reacciones. (Primero balancee las ecuaciones) ��) ���� + ���� →  �������� ��) ���� + ���� →  �������� ��) ���� + ���� →  �������� ��) ���� + �� →  ����������

3 9.20 Para cada uno de los siguientes pares de elementos establezca si el compuesto binario que forma es iónico o covalente. Escriba la formula empírica y el nombre de cada compuesto: a) B y F, b) K y Br R= a) B y F es igual a BF3 o Trifluoruro de Boro y forman un Compuesto de tipo covalente, que se caracteriza por compartir electrones. b) K y Br es igual a KBr o Bromuro de Potasio y forman un Compuesto iónico, que se caracteriza por tener la propiedad de ceder electrones entre átomos. 9.27 ¿Cuál es la contribución de Lewis para entender el enlace covalente? R= El primer avance para entender el enlace covalente lo hizo Lewis, en donde proponía que la formación de un enlace químico covalente en donde se evidencia la contribución de este importante fisicoquímico radica en la creación de modelo de enlace por pares de electrones, el cual establece que los átomos comparten electrones y el modelo más sencillo está constituido por la noción de que un átomo es capaz de formar tantos enlaces covalentes como electrones desapareados tenga; las orbitales vacíos son ignorados. 9.29 ¿Qué diferencia existe entre un símbolo de puntos de Lewis y una estructura de Lewis? Diagrama de punto, modelo de Lewis o representación de Lewis, es una representación gráfica que muestra los enlaces entre los átomos de una molécula y los pares de electrones solitarios que puedan existir. El diagrama de Lewis se puede usar tanto para representar moléculas formadas por la unión de sus átomos mediante enlace covalente como complejos de coordinación. La estructura de Lewis fue propuesta por Gilbert Lewis, quien lo introdujo por primera vez en 1915 en su artículo. La molécula y el átomo 9.30 ¿Cuántos pares libres existen en los átomos subrayados de los siguientes compuestos: ������, ������, ������? R= HBr: Tiene un total de 3 pares de electrones libres H2S: Tiene un total de 2 pares de electrones libres. CH4: No tiene electrones libres. 9.31 Señale los enlaces sencillo, doble y triple en una molécula y dé un ejemplo de cada uno. Para los mismos átomos enlazados, ¿cómo varía la longitud de enlace de un enlace sencillo a uno triple? 9.32 Compare las propiedades de los compuestos iónicos y los compuestos covalentes.

R= Los compuestos covalentes o moleculares están formados por uniones covalentes entre átomos. A diferencia del enlace iónico, en el enlace covalente los electrones no son perdidos ni 4 ganados, sino que son compartidos por los átomos que participan en enlace. Aunque en el enlace covalente no hay carga eléctrica neta, si puede haber polaridad en el enlace si uno de los átomos atrae a los electrones con más o menos fuerza que el otro. 9.33 Defina la electronegatividad y explique la diferencia entre ésta y la afinidad electrónica. Describa cómo cambia la electronegatividad de los elementos de acuerdo con su posición en la tabla periódica. R= Son muy parecidos pero tienen ciertas diferencias La electroafinidad se define como la capacidad de un elemento para captar electrones y convertirse en un anión, por ejemplo, el flúor u oxígeno tendrían electroafinidad muy alta, en cambio los metales, muy baja. La electronegatividad es la capacidad de un elemento para atraer electrones hacia sí, esto explica fenómenos como la polaridad de un enlace y la formación de los enlaces iónicos o covalentes. Ambas propiedades, como verás, son muy similares pero la electronegatividad explica una gran cantidad de fenómenos químicos mientras que la electroafinidad sólo explica la ionización. 9.34 ¿Qué es un enlace covalente polar? Nombre dos compuestos que tengan uno o más enlaces covalentes polares. R= Cuando los átomos son distintos, los electrones compartidos no serán atraídos por igual, de modo que estos tenderán a aproximarse hacia el átomo más electronegativo, es decir, aquel que tenga una mayor apetencia de electrones. Este fenómeno se denomina polaridad (los átomos con mayor electronegatividad obtienen una polaridad más negativa, atrayendo los electrones compartidos hacia su núcleo), y resulta en un desplazamiento de las cargas dentro de la molécula. podría decir que al átomo más electronegativo no le gusta mucho compartir sus electrones con los demás átomos, y en el caso más extremo, deseará que el electrón le sea cedido sin condiciones formándose entonces un enlace iónico, de ahí que se diga que los enlaces covalentes polares tienen, en alguna medida, carácter iónico. 9.39 Clasifique los siguientes enlaces como iónicos covalentes polares o covalentes, y justifique sus respuestas a) enlace ���� ���� ������������, b) enlace ���� ���� ����, c) enlace ���� ���� �������������� y d) enlace ���� ���� ������ R= a) Enlace CC en H3CCH3: Poseen un enlace covalente, debido a que son átomos de un mismo elemento no presentaran diferencia alguna en la electronegatividad, por lo tanto, no se generaran dipolos.

b) Enlace KI en KI: Presenta un enlace iónico, debido a que el Yodo (I) es un no metal con una electronegatividad alta, y el Potasio (K) es un metal con electronegatividad baja presentan una diferencia alta en su electronegatividad. c) Enlace NB en H3NBCl3: Presentan un enlace covalente polar, debido a que el Boro (B) es un semimetal y posee una electronegatividad igual a 2.01, el Nitrógeno (N) es un no metal y posee 5 una electronegatividad igual a 3.07, la diferencia entre estas dos electronegatividades no es tan alta, pero si lo suficiente para generar dipolos, dirigidos hacia el átomo de Nitrógeno. d) Enlace CF en CF4: Presenta un enlace covalente polar, debido a que la diferencia de electronegatividad entre Flúor (F) y Carbono © es 4,0 – 2,5 = 1,5. 9.41 Sintetice las características esenciales de la regla del octeto de Lewis. Esta regla se aplica sobre todo a los elementos del segundo periodo. Explique su respuesta. R= La regla de octeto o regla del octeto es una regla que se emplea en el contexto de la química. La regla del octeto define la propiedad que tienen los átomos de completar su último nivel de energía con ocho electrones para alcanzar estabilidad. Ya sea un enlace iónico, covalente o metálico, los átomos van a tender a ceder o compartir para completar 8 electrones en la capa de valencia. 9.42 Dé una explicación del concepto de carga formal. ¿Las cargas formales representan una separación real de cargas? R= La diferencia de carga eléctrica entre los electrones de valencia de un átomo aislado y el número de electrones asignados a ese átomo en una estructura de Lewis es la carga formal del átomo. Para asignar el número de electrones a un átomo en una estructura de Lewis, procedemos de la siguiente forma: Todos los electrones no enlazantes del átomo se asignan al átomo. Rompemos los enlaces entre el átomo y los otros átomos y asignamos la mitad de los electrones enlazantes al átomo. 9.43 Escriba las estructuras de Lewis para las siguientes moléculas y iones: ��)�������� , ��)������ , ��)�������� 9.46 Escriba las estructuras de Lewis para los siguientes iones: a) O2 2 2, b) C2 2 2, c) NO1, d) NH4 1. Indique las cargas formales. R=

9.48 La estructura básica del ácido acético, que se muestra en seguida, es correcta, pero algunos enlaces son incorrectos. a) Identifique estos enlaces y explique por qué son incorrectos. b) Escriba la estructura de Lewis correcta para el ácido acético. R=

6 9.49 Defina longitud de enlace, resonancia y estructura de resonancia. ¿Cuáles son las reglas para escribir las estructuras de resonancia? R= Una estructura de resonancia es, por lo tanto, una de dos o más estructuras de Lewis para una sola molécula, la cual no se puede representar adecuadamente mediante una sola estructura de Lewis. La doble flecha señala que las estructuras mostradas son estructuras de resonancia. El término resonancia ya sugiere que se utilizan dos o más estructuras de Lewis para representar una molécula particular 9.50 ¿Es posible “atrapar” experimentalmente la estructura de resonancia de un compuesto para su estudio? Explique su respuesta. R=Si porque utilizan dos o más estructuras de Lewis para representar una molécula particular 9.51 Escriba las estructuras de Lewis de las siguientes especies, incluidas todas las formas de resonancia, y muestre las cargas formales: a) HCO2 2, b) CH2NO2 2. Las posiciones relativas de los átomos son como sigue: R=

9.52 Dibuje tres estructuras de resonancia para el ion clorato, ClO3 2, y señale las cargas formales R=

9.53 Escriba tres estructuras de resonancia para el ácido hidrazoico, HN3. La distribución atómica es HNNN. Indique las cargas formales. R=

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9.54 Dibuje dos estructuras de resonancia para el diazometano, CH2N2. Señale las cargas formales. La estructura básica de la molécula es R=

9.55 Dibuje tres estructuras de resonancia para la molécula de N2O3 (los átomos están ordenados como ONNO2). Indique las cargas formales. R=

9.56 Dibuje tres estructuras de resonancia adecuadas para el ion OCN2 y señale las cargas

formales. R=

9.61 La molécula de AlI3 tiene un octeto incompleto alrededor del Al. Dibuje tres estructuras de resonancia de la molécula que satisfagan la regla del octeto para los átomos de Al y de I. Indique las cargas formales. R=

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9.64 Escriba una estructura de Lewis para el SbCl5. ¿Esta molécula obedece la regla del octeto? R=

9.65 Escriba las estructuras de Lewis para SeF4 y SeF6. ¿Se satisface la regla del octeto para el Se? R=

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