problemas del tema 3 para el seminario

Problemas de Quı́mica General
1◦ de C. Quı́micas
Curso 2015-2016
Grupo 911
Hoja 3
1. Cada una de las siguientes moléculas contiene al menos un enlace covalente múltiple (doble o
triple). Escribir estructuras de Lewis plausibles para ellas: (a) CS2 ; (b) (CH3 )2 CO; (c) Cl2 CO;
(d) FNO.
2. Asignar cargas formales a los átomos en las siguientes especies y, a continuación, seleccionar
el esqueleto de la estructura más probable: (a) H2 NOH ó H2 ONH; (b) SCS ó CSS; (c) NFO ó
FNO; (d) SOCl2 ó OSCl2 ó OCl2 S.
3. ¿En cuál de las siguientes especies cabe esperar que sea más corto el enlace oxı́geno-oxı́geno?
(a) H2 O2 ; (b) O2 ; (c) (c) O3 . (Sugerencia: dibujar las estructuras de Lewis para los tres
compuestos).
4. El óxido de dinitrógeno (óxido nitroso o gas de la risa) es un compuesto usado a veces como
anestésico. Dados los siguientes datos sobre la molécula de N2 O: RNN = 113 pm; RNO = 119
pm, discutir la plausibilidad de las siguientes estructuras de Lewis. ¿Son todas válidas? ¿Cuáles
es más probable que contribuyan a la resonancia?
5. ¿En cuáles de las siguientes especies es necesario usar un octete expandido para representar la
−
estructura de Lewis: PO3−
4 , PI3 , ICl3 , OSCl2 , SF4 , ClO4 ? ¿Por qué?
6. Usar la teorı́a de repulsión de pares electrónicos de valencia (TRPEV) para predecir la forma
−
geométrica de las siguientes moléculas e iones: (a) N2 , (b) HCN, (c) NH+
4 , (d) NO3 , (e) NSF.
7. Usar la TRPEV para predecir la forma geométrica de las siguientes moléculas e iones: (a) PCl3 ,
+
(b) SO2−
4 , (c) SOCl2 , (d) SO3 , (e) BrF4 .
8. Usar la TRPEV para predecir la forma geométrica de las siguientes moléculas e iones: (a) ClO−
4,
2−
−
−
(b) S2 O3 , (c) PF6 , (d) I3
9. Usar la TRPEV para predecir la forma geométrica de las siguientes moléculas e iones: (a) OSF2 ,
−
(b) O2 SF2 , (c) SF−
5 , (d) ClO3
10. Predecir las formas de las siguientes moléculas y, luego, predecir cuáles cabe esperar que tengan
un momento dipolar permanente. (a) SO2 , (b) NH3 , (c) H2 S, (d) C2 H4 , (e) SF6 , (f) CH2 Cl2 .
11. El ozono tiene un momento dipolar de 0.53D. ¿Cómo puede explicarse ese valor experimental si
todos los átomos de la molécula son de oxı́geno?
12. La molécula de H2 O2 tiene un momento dipolar resultante de µ = 2.2D. Los átomos están
unidos en la forma: H–O–O–H. ¿Puede ser una molécula lineal? ¿Por qué?
13. Cuáles de las siguientes moléculas cabe esperar que sean polares: (a) HCN, (b) SO3 , (c) CS2 ,
(d) OCS, (e) SOCl2 , (f) SiF4 , (g) POF3 .
14. El momento dipolar de la molécula de H2 O es µ = 1.84D. Si su ángulo de enlace es de 104◦ ,
determinar el momento dipolar del enlace OH en dicha molécula.
15. El momento dipolar de la molécula de H2 S es µ = 0.93D. Si el momento dipolar del enlace SH
es de 0.67D, estimar el ángulo de enlace de la molécula.
16. Describe la geometrı́a molecular en la molécula de H2 O sugerida por cada uno de los siguientes
métodos: (a) teorı́a de Lewis; (b) el de enlace de valencia a partir de orbitales atómicos; (c) la
TRPEV: (c) el de enlace de valencia a partir de orbitales hı́bridos.
17. Para cada una de las siguientes especies quı́micas, identificar el átomo o átomos centrales y
−
proponer un esquema de hibridación para él o ellos: (a) CO2 ; (b) HONO2 ; (c) ClO−
3 ; (d) BF4 .
18. Describir la geometrı́a molecular del CCl4 según: (a) la teorı́a de Lewis; (b) el método de enlace
de valencia a partir de orbitales atómicos; (c) la TRPEV; (d) el de enlace de valencia a partir
de orbitales hı́bridos.
19. Proponer una estructura de Lewis plausible, una geometrı́a y un esquema de hibridación para
la molécula de NSF.
20. Proponer una estructura de Lewis para la molécula de SF4 . A partir de la TRPEV, ¿qué geometrı́a cabe esperar en esa molécula? ¿Cuál serı́a la hibridación del átomo de azufre consistente
con esa geometrı́a? ¿Cómo serı́a el orbital hı́brido donde se localizara el par solitario?
−
21. Representar el esquema de enlaces en cada uno de los sistemas siguientes: (a) NO−
2 ; (b) I3 ; (c)
2−
−
C2 O4 ; (d) HCO3 .
22. El ácido málico es un ácido orgánico presente en diversas clases de frutas. Su fórmula es:
HOOC–(CH2 )–(CHOH)–COOH. Sugerir una estructura tridimensional plausible de acuerdo con
la TRPEV. Indicar las posibles hibridaciones de los distintos átomos de carbono compatibles
con esa geometrı́a.
23. De acuerdo con la teorı́a de orbitales moleculares, discutir la estabilidad relativa de las siguientes
−
especies: F2 , F+
2 y F2 .
24. El N2 tiene una energı́a de enlace excepcionalmente alta. Determinar su configuración de energı́a
más baja de acuerdo con el método de orbitales moleculares. ¿Cabrı́a esperar que el ion N−
2
fuera una especie estable? ¿Y el ion N2−
2 ?
25. El aleno es una molécula orgánica de fórmula CH2 CCH2 . Teniendo en cuenta que no se trata
de una molécula plana, discutir su posible geometrı́a y dar un esquema de hibridación para los
átomos de carbono compatible con esa geometrı́a.
26. El magnesio es un excelente conductor de la electricidad aunque tiene completa su capa más
externa, 3s. Justificar la compatibilidad de ambos hechos.
27. El ion F2 Cl− es lineal mientras que el ion F2 Cl+ es angular. Describir los posibles esquemas de
hibridación del Cl en ambos casos que justifiquen esa diferencia en las estructuras.
28. La molécula de formamida, HCONH2 , tiene los siguientes ángulos de enlace aproximados:
H–C–O, 123◦ ; H–C–N, 113◦ ; N–C–O, 124◦ ; C–N–H, 119◦ ; H–N–H, 119◦ . La longitud de enlace
C–N es de 138 pm. Para esta molécula se pueden escribir dos estructuras de Lewis, y la
estructura real resulta ser un hı́brido resonante de ambas. Proponer un esquema de hibridación
y de enlace para los átomos en cada estructura.
29. Cuáles de las siguientes especies cabe esperar que sean paramagnéticas y cuáles diamagnéticas:
(a) OH− ; (b) OH; (c) NO3 ; (d) SO3 ; (e) SO2−
3 ; (f) HO2 .