IES Menéndez Tolosa Dpto. Física y Química 4º ESO - Enlace químico 1S

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¿Qué puede decirse de la electronegatividad de los elementos que forman un enlace iónico? Solución: En el enlace iónico se combinan elementos con electronegatividades muy distintas: los metales las tienen muy bajas (en torno a 1, en una escala de 1 a 4) y los no metales las tienen mucho más altas (entre 3 y 4 en la misma escala).

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¿Qué puede decirse de la electronegatividad de los elementos que forman enlace covalente? Solución: La unión "NO METAL + NO METAL" se caracteriza porque ambos tienen electronegatividades altas, nadie cede fácilmente sus electrones por lo tanto deben compartirlos formando enlaces covalentes.

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De los siguientes compuestos, ¿cuáles presentan enlace covalente? a) Cl2O5 b) MnO2 c) KI d) Br2 e) SO2

Solución: a), d) y e). 4

El número de oxidación de un elemento en un compuesto se puede deducir considerando que la suma total de los números de oxidación ha de ser cero. Ej.: nº de oxidación del azufre en ácido sulfúrico: +1 x -2 H2SO4: 1 · 2 + x + 4 · (-2) = 0 De donde sale: x = 6. Deducir los siguientes números de oxidación: a) del Cu en CuCO3 b) del P en SrHPO4 c) del S en H2SO3

Solución: a) +2 b) +5 c) +4

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A la derecha de las siguientes propiedades, indica con una “M” cuáles corresponden a una sustancia metálica: a) Conducen la corriente eléctrica en estado líquido _____. b) Son maleables _____. c) Son, por lo general, solubles en agua _____. d) Son, por lo general, sólidos a temperatura ambiente _____. Solución: a) M b) M c) ___ d) M

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Entre los elementos siguientes, ¿cuáles formarán entre sí enlace covalente y por qué? Cloro, sodio, azufre, nitrógeno, hierro, hidrógeno. Solución: Para empezar, algunos de ellos son compuestos moleculares en condiciones normales: el nitrógeno, cloro e hidrógeno son moléculas biatómicas unidas por enlace covalente. A su vez formarán enlace covalente cuando se unan entre sí dichos elementos y también el azufre. Es el caso del HCl, NH3, H2S, etc.

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Decir cuál es el número de oxidación del hidrógeno en cada uno de los compuestos siguientes: a) HF b) HNa c) NH3 Deducir una regla para el número de oxidación del H. Solución: a) +1 b) -1 c) +1 El número de oxidación del hidrógeno es siempre +1 excepto en los hidruros metálicos que es -1.

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Decir cuál es el número de oxidación del oxígeno en cada uno de los compuestos siguientes: a) P2O4 b) CO2 c) H2O2 Deducir una regla para el número de oxidación del O. Solución: a) -2 b) -2 c) -1 El número de oxidación del oxígeno es siempre -2 excepto en los peróxidos que es -1.

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A la derecha de las siguientes propiedades, indica con una “I” cuáles corresponden a una sustancia iónica: a) Conducen la corriente eléctrica en estado líquido _____. b) Son maleables ____. c) Son, por lo general, solubles en agua _____. d) Son, por lo general, sólidos a temperatura ambiente _____.

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Solución: a) I b) __ c) I d) I 10 El número de oxidación de un elemento en un compuesto se puede deducir considerando que la suma total de los números de oxidación ha de ser cero. Ej.: nº de oxidación del azufre en ácido sulfúrico: +1 x -2 H2SO4: 1 · 2 + x + 4 · (-2) = 0 De donde sale: x = 6. Deducir los siguientes números de oxidación: a) del N en NaNO3. b) del N en KNO2. c) del Cl en HClO3.

Solución: a) +5 b) +3 c) +5 11 ¿En qué condiciones es conductor un compuesto iónico? Solución: Será conductor cuando está fundido o disuelto. 12 De las siguientes propiedades, ¿cuál no corresponde a las sustancias metálicas? a) Conductividad b) Maleabilidad c) Fragilidad d) Termoelectricidad. Solución: c) 13 Escribe las reacciones de ionización de los siguientes oxoácidos y completa lo que falta, tal como se indica en el ejemplo: Oxoácido Reacción de ionización Anión: nombre Anión: nombre sistemático tradicional H2SO4 H2SO4 → 2H+ + SO42ion tetraoxosulfato (VI) ion sulfato HBrO H2SeO2 → 2H+ + SeO22ion tetraoxofosfato (V) ion carbonato HNO3

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Solución: Oxoácido H2SO4 HBrO H2SeO2 H3PO4 H2CO3 HNO3

Reacción de ionización H2SO4 → 2H+ + SO42HBrO → H+ + BrOH2SeO2 → 2H+ + SeO22H3PO4 → 3H+ + PO43H2CO3 → 2H+ + CO32HNO3 → H+ + NO3-

Anión: nombre sistemático ion tetraoxosulfato (VI) ionoxobromato (I) ion dioxoseleniato (II) ion tetraoxofosfato (V) ion trioxocarbonato (IV) ion trioxonitrato (V)

Anión: nombre tradicional ion sulfato ion hipodromito ion hiposelenito ion ortofosfato ion carbonato ion nitrato

14 Localizar la afirmación correcta: a) La expresión “cloruro de hierro (II)” corresponde a la nomenclatura tradicional. b) La expresión “pentaóxido de difósforo” corresponde a la nomenclatura de Stock. c) El número de oxidación del F es siempre +1. d) La fórmula empírica del benceno (C6H6) es simplemente CH.

Solución: La afirmación correcta es la d). 15 De las sustancias siguientes: SO2, CCl4, NaBr, MgCl2 a) ¿Cuáles de ellas presentan enlace iónico? b) ¿Cuáles de ellas serán dúctiles? ¿Y cuáles serán frágiles? c) Ordenar sus puntos de fusión de menor a mayor sabiendo que la dureza sigue este orden: CCl4 < MgCl2 < NaBr

Solución: a) Presentan enlace iónico el bromuro de sodio y el cloruro de magnesio. b) Serán dúctiles aquellas redes que tengan estructura metálica, pero no hay ninguna. Y serán frágiles las que presentan enlace iónico, es decir los mismos ejemplos de a). c) La dureza es un reflejo de la fortaleza de la red por tanto se puede presumir que el orden de la temperatura de fusión es el mismo. Añadimos el dióxido de azufre que es gas a temperatura ambiente y queda: SO2 < CCl4 < MgCl2 < NaBr

16 Tanto el azúcar como la sal común se disuelven en agua. ¿Se puede concluir que presentan el mismo tipo de enlace? ¿Cómo lo demostrarías? Solución: No es una prueba de que sea el mismo tipo de enlace. Se podría probar haciendo pasar corriente en una disolución de ambas. Demostraría que la sal está formada por iones que se desplazan hacia su correspondiente electrodo y el azúcar no.

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17 Escribe las fórmulas siguientes. ¿Qué conclusiones extraes? 1) óxido de cobre (I) 2) óxido cuproso 3) óxido de cloro (VII) 4) anhídrido perclórico 5) hidruro de cobalto (III) 6) hidruro cobáltico. 7) hidruro de boro (III) 8) borano Solución: 1) 2) Cu2O 3) 4) Cl2O7 5) 6) CoH3 7) 8) BH3 Hay varias formas de nombrar (nomenclaturas) una sola fórmula. 18 Al hacer las combinaciones de valencias y números de oxidación se han cometido errores. Corregirlos: a) Zn(OH)3 b) H3PO4 c) FePO4 d) Fe(H2PO4) e) Ca2(CO3) f) MgIO3

Solución: a) Zn(OH)2 d) Fe(H2PO4)2 e) Ca (CO3) f) Mg(IO3)2

19 Completa los nombres o fórmulas correspondientes. N. Sistemático N. de Stock NaHSO4 dihidrogeno tetraoxofosfato (V) de potasio hidrógeno sulfuro de hierro (II)

N. Tradicional

carbonato ácido de plata Co(ClO3)2

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Solución: NaHSO4 KH2PO4 Fe(HS)2 AgHCO3 Co(ClO3)2

N. Sistemático hidrogeno tetraoxosulfato (VI) de sodio dihidrogeno tetraoxofosfato (V) de potasio bishidrógeno sulfuro de hierro hidrógeno trioxocarbonato (IV) de plata bistrioxoclorato (V) de cobalto

N. de Stock hidrógeno sulfato (VI) de sodio hidrógeno sulfuro de hierro (II) hidrógeno carbonato (IV) de plata

N. Tradicional sulfato ácido de sodio fosfato diácido de potasio sulfuro ácido ferroso carbonato ácido de plata clorato cobaltoso

20 Relacionar con flechas las sustancias de la columna izquierda con aquellas propiedades que les corresponden de la columna derecha. a) No conduce la corriente sulfuro de hidrógeno b) Conduce la corriente en disolución. cobre c) Forma redes cristalinas. nitrógeno d) Es gas a temperatura ambiente. azufre e) Tiene puntos de fusión elevados. cuarzo f) Es frágil cloruro de níquel (II) g) Es maleable y deformable. h) Como todos los cristales covalentes, es muy duro. Cuáles de esas sustancias forman enlace covalente. Solución: Emparejadas correctamente, quedarían así: sulfuro de hidrógeno a) d) cobre c) e) g) nitrógeno a) d) azufre a) cuarzo a) c) e) h) cloruro de níquel (II) a) b) c) e) f) Forman enlace covalente el sulfuro de hidrógeno, nitrógeno, azufre y cuarzo. 21 Al hacer una clasificación de las sustancias y sus propiedades se nos han descolocado los bloques de información y se han mezclado. Corregir el siguiente cuadro y ponerlo bien. SUSTANCIAS IÓNICAS COVALENTES METÁLICAS B. Casi todos los gases y A. Todos son sólidos C. Todos son sólidos a líquidos pertenecen a este menos uno que es líquido. temperatura ambiente. grupo. D. Su temperatura de fusión F. Su temperatura de fusión E. Su temperatura de fusión suele estar muy por debajo suele estar por encima de es muy variada. de 300 ºC. 300ºC. G. No conducen la I. No conducen en estado electricidad por lo general sólido pero sí disueltos en H. Conducen la electricidad. en ninguna circunstancia. agua. Ej. sodio, plata Ej. azufre, amoniaco Ej. nitratos, cloruros.

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Solución: SUSTANCIAS IÓNICAS C F I Ej. nitratos, cloruros.

COVALENTES B D G Ej. azufre, amoniaco

METÁLICAS A E H Ej. sodio, plata

22 Escribe las fórmulas siguientes y responde a las cuestiones: 1) óxido de mercurio (II) 2) óxido mercúrico 3) óxido de azufre (VI) 4) anhídrido sulfúrico 5) hidruro de oro (III) 6) hidruro aúrico 7) hidruro de aluminio 8) alano a) ¿Qué tipo de nomenclatura es la usada en 1), 3), 5) y 7)? b) ¿Y en 2), 4) y 6)? c) ¿Cuál de ellos crees que se llama “nombre vulgar”? Solución: 1) 2) HgO 3) 4) SO3 5) 6) AuH3 7) 8) AlH3 a) Stock. b) Tradicional. c) El 8). 23 Define energía de red de un compuesto iónico. ¿Qué podría decirse de la energía de red del cloruro de hierro (III) y del cloruro de potasio sabiendo que el primero funde a 282 ºC y el segundo a 776 ºC. Solución: La fortaleza de una red cristalina se mide a través de un parámetro llamado energía de red que es la energía necesaria para romper la red hasta dejarla constituida por sus iones aislados. Se puede decir que la fortaleza de la red de KCl es mucho mayor y que su energía de red también lo es dado que el enlace es estable hasta temperaturas más elevadas. Puesto que este valor es un reflejo del carácter iónica del compuesto se puede decir que es mayor el carácter iónico del KCl que el del cloruro férrico y será mayor también, por ejemplo, su dureza.

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24 Identificar los elementos siguientes:

Explicar el proceso de formación del enlace para aquellos compuestos iónicos que se pueden formar entre ellos. Solución: Los elementos representados son, respectivamente: Cl, O, Mg. Pueden formar dos compuestos iónicos: MgCl2, MgO. Veamos el primero de ellos:

El magnesio cede dos electrones para formar el ión Mg2+, uno a cada cloro, que forma los iones Cl-.

Una vez formados los iones se da una atracción electrostática entre ellos y se rodean de tantos iones de carga opuesta como les permite su geometría. Se ha formado la red de MgCl2.

25 Utilizando diagramas de Lewis, haz la representación de las moléculas siguientes: NH3, N2, C2H6. a) ¿Cuántos electrones rodean a cada átomo? b) ¿Cuáles presentan enlace múltiple?

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Solución:

a) Cada átomo está rodeado por ocho electrones salvo el hidrógeno que le basta con dos para completar su primer nivel. b) Presenta enlace múltiple sólo el N. 26 Escribe la fórmula de la sal y seguidamente el ácido y el anión del que procede. Nombre Fórmula Ácido Anión nitrato de calcio sulfito de hierro (II) perbromato de plomo (IV) silicato cúprico hipoclorito de potasio

Solución: Nombre nitrato de calcio sulfito de hierro (II) perbromato de plomo (IV) silicato cúprico hipoclorito de potasio

Fórmula Ca(NO3)2 FeSO3 Pb(BrO4)4 CuSiO3 KClO

Ácido HNO3 H2SO3 HBrO4 H2SiO3 HClO

27 ¿Son verdaderas las siguientes afirmaciones? a) Todas las sustancias iónicas son sólidas a temperatura ambiente. b) Todas las sustancias metálicas son sólidas a temperatura ambiente. c) Todas las sustancias covalentes son gases a temperatura ambiente. Solución: a) Verdadera b) Falsa c) Falsa.

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Anión NO3SO32BrO4SiO32ClO-

28 Se analizan las propiedades de un cristal covalente y se rellena la tabla siguiente. Completar cada recuadro, poniendo simplemente “SÍ” o “NO”. Temperatura de fusión Es duro Conduce la corriente Se disuelve en agua alta.

Solución: Es duro

Conduce la corriente

Se disuelve en agua

SÍ

NO

NO

Temperatura de fusión alta. SÍ

29 ¿Cuántos electrones rodean al átomo de azufre en este gráfico? ¿Cumple la regla del octeto?

Solución: En este caso no se cumple la regla del octeto. El azufre está rodeado de 12 electrones. 30 Escribe las fórmulas siguientes. ¿Qué conclusiones extraes? 1) Hidróxido estánnico 2) Tetrahidróxido de estaño 3) Ácido ortofosfórico 4) Tetraoxofosfato (V) de hidrógeno 5) Ácido yodoso 6) Dioxoyodato (III) de hidrógeno 7) Sulfito de magnesio 8) Trioxosulfato (IV) de magnesio Solución: 1) 2) Sn(OH)4 3) 4) H3PO4 5) 6) HIO2 7) 8) Mg(SO3)2 Hay varias formas de nombrar (nomenclaturas) una sola fórmula.

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31 Relacionar con flechas las sustancias de la columna izquierda con aquellas propiedades que les corresponden de la columna derecha. a) Conduce la corriente en estado sólido. sulfuro de sodio b) Conduce la corriente en disolución. calcio c) Forma redes cristalinas. diamante d) Es gas a temperatura ambiente. oxígeno e) Tiene puntos de ebullición elevados. sodio f) Es frágil óxido de estroncio g) Es maleable y deformable. h) Emite electrones a temperaturas elevadas. ¿Cuáles de esas propiedades corresponden a sustancias metálicas? Solución: Emparejando correctamente sustancias y propiedades quedaría: sulfuro de sodio b) c) e) f) calcio a) c) e) g) h) diamante c) e) oxígeno d) sodio a) c) e) g) h) óxido de estroncio b) c) e) f) Las propiedades características de las sustancias metálicas son: a), c), e), g) y h). 32 Nombrar los siguientes compuestos en los dos sistemas en que se pide: N. Sistemática N. Stock SiO2 SeO2 Cl2O Ni2S3 AuF

Solución: SiO2 SeO2 Cl2O Ni2S3 AuF

33 Completar la tabla siguiente: Compuesto Tipo de formado por: enlace cloro con potasio carbono con hidrógeno cloro con cloro magnesio con magnesio

N. Sistemática dióxido de silicio dióxido de selenio óxido de dicloro trisulfuro de diníquel fluoruro de oro

N. Stock óxido de silicio (IV) óxido de selenio (IV) óxido de cloro (I) sulfuro de níquel (III) fluoruro de oro (I)

¿Será sólido, líquido o gas?

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¿Será soluble en agua?

¿Será conductor en estado sólido?

Solución: Compuesto formado por: cloro con potasio carbono con hidrógeno cloro con cloro magnesio con magnesio

Tipo de enlace iónico

¿Será sólido, líquido o gas? sólido

¿Será soluble en agua? sí

¿Será conductor en estado sólido? no

covalente

gas

no

no

covalente

gas

no

no

metálico

sólido

no

sí

34 ¿Cuál de los siguientes gráficos corresponde a una sustancia metálica y qué propiedades pretende describir cada uno?

Solución: El primer gráfico es el que se refiere a las sustancias metálicas ya que las posiciones de la red están ocupados por iones positivos. Se refiere o pretende describir la propiedad de la ductilidad y maleabilidad. El segundo gráfico pertenece a los compuestos iónicos y pretende describir la fragilidad. 35 Cierto elemento tiene la siguiente estructura electrónica: n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 X 2 8 18 7 a) Cuál es su número atómico? ¿Qué estructura electrónica tendrán los iones X+ y X-? ¿Cuál será más estable? b) ¿Qué tipo de enlace formará con el elemento 20Y? ¿Cuál es la estructura electrónica de Y? ¿Qué tipo de iones forma? c) Describir el tipo de sustancia que formarán X e Y, y predecir sus propiedades. d) Describir el tipo de sustancia que formará X con X, y predecir sus propiedades. e) Describir el tipo de sustancia que formará Y con Y, y predecir sus propiedades.

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Solución: a) Tiene 35 electrones en estado neutro por lo que Z = 35. Se trata del Bromo. Estructura de los iones: n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 X+ 2 8 18 6 n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 X2 8 18 8 Será más estable el ion negativo porque adquiere la configuración electrónica de capas completas propia de los gases nobles. b) El elemento Y será: n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 Y 2 8 8 2 Se trata del Calcio y, al contrario que el anterior, formará iones positivos de estructura: n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 Y2+ 2 8 8 c) La unión de Br y Ca es de tipo iónico, de fórmula: CaBr2. Formará cristales iónicos con las propiedades características de la sal común y otras sustancias iónicas. d) Ca con Ca formará una red metálica con los iones de calcio en los nudos de la misma y los electrones libres por la red. Tendrá las propiedades características de los metales. e) Br con Br formará moléculas aisladas unidas por enlace covalente, cuya descripción según la teoría de Lewis es:

Es gas a temperatura ambiente y tiene las propiedades de las sustancias moleculares covalentes. 36 Escribe en cada casilla el tipo de enlace que se formará al combinarse cada elemento de una fila con el correspondiente de la columna. Cl H O Pt Cl Si O Pt

Solución: Cl Si O Pt

Cl covalente covalente covalente iónico

H covalente covalente covalente iónico

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O covalente covalente covalente iónico

Pt iónico iónico iónico metálico

37 Completar los nombres o fórmulas correspondientes: N. Sistemática o de Stock Fórmula Nombre Tradicional PbS Li2O óxido de níquel (II) cloruro mercúrico trihidruro de boro óxido estannoso heptaóxido de dibromo

Solución: N. Sistemática o de Stock sulfuro de plomo (II) óxido de dilitio óxido de níquel (II) trihidruro de boro heptaóxido de dibromo

Fórmula PbS Li2O NiO BH3 Br2O7

Nombre Tradicional arsina bromuro ferroso cloruro mercúrico óxido estannoso anhídrido sulfuroso

Fórmula AsH3 FeBr2 SO2

Fórmula AsH3 FeBr2 HgCl2 SnO SO2

38 Se representa la estructura de Lewis para un enlace covalente donde se han ocultado los átomos que participan. a) ¿En qué consiste la representación de Lewis? b) ¿Qué átomos podrían cubrir el hueco del cuadro rojo? ¿Y del amarillo? c) Dar una posible molécula que cumpla esa estructura.

Solución: a) El enlace covalente se representa mediante diagramas de puntos o diagramas de Lewis: Cada símbolo (•) (o) (x) ( ) representa un electrón de valencia del elemento. Cada guión representa dos electrones, generalmente uno de cada átomo. Dicha estructura justifica el tipo de enlace de algunas moléculas sencillas pero no dice nada de su geometría. b) El cuadro rojo se ve que tiene cuatro electrones de valencia, representados con “x”. Podría tratarse de cualquier átomo del grupo 14, por lo general C, Si. El amarillo tiene 7 electrones de valencia por lo que puede ser cualquier halógeno. c) El compuesto posible sería:

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39 Explica el siguiente gráfico:

a) Escribe las reacciones a que hace referencia. b) Explica las etapas de formación del enlace y la sustancia resultante. Solución: 1º Formación de iones: Mg - 2e- → Mg+2 2·[Br + 1e- → Br-] 2º Atracción entre los iones: Br- ↔ Mg+2 ↔ Br-. 3º Formación de una red de iones cuya proporción viene descrita mediante la fórmula MgBr2: 2 átomos de bromo por cada uno de magnesio. 40 Cierto elemento tiene la siguiente estructura electrónica: n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 X 2 6 a) Dibuja la estructura de capas para X y X2-. ¿Cuál será más estable? b) Describir el tipo de sustancia que formará X al unirse con hidrógeno. c) Describir el tipo de sustancia que formará X con X, y predecir sus propiedades.

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Solución: a) Se trata del átomo de oxígeno, con Z = 8. La estructura de capas para el átomo neutro y para el ion, es la siguiente:

La estructura que presenta la capa completa es más estable por lo que el oxígeno tenderá a captar dos electrones o a compartirlos. b) La molécula de agua es un ejemplo de enlace covalente en el que cada hidrógeno aporta uno de los electrones que el O necesita.

c) Cuando el oxígeno se une consigo mismo forma la molécula de oxígeno:

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