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5 Uniones entre átomos
PA R A
P E N S A R
M Á S
5.33 Una disolución acuosa de ácido acético glacial tiene una concentración molar de 17 mol/L.
a) Calcula la masa molecular del ácido, sabiendo que 0,5 L de disolución contienen 510 g de soluto.
b) ¿Cuál será su nueva concentración molar si a 1 L de disolución se le añaden 250 cm3 de agua?
m
a) A partir de la expresión de la concentración molar: c ⫽ ᎏᎏ
M⭈V
510
17 ⫽ ᎏᎏ ⇒ M ⫽ 60 g/mol
M ⭈ 0,5
luego la masa molecular es de 60 u.
b) En un litro de disolución habrá 17 moles. El volumen de la nueva disolución será de 1,25 L. Por tanto:
17
Número de moles de soluto (n)
c ⫽ ᎏᎏᎏᎏ ⫽ ᎏᎏ ⫽ 13,6 mol/L
Volumen de disolución en litros (V)
1,25
5.34 El gráfico corresponde a la red cristalina de la blenda (ZnS).
a) La fórmula ZnS, ¿es empírica o molecular?
b) Describe el enlace que tiene lugar.
c) Halla la composición centesimal de la blenda.
S2–
d) ¿Cuántos kilogramos de cinc (Zn) se pueden obtener a partir de 500 kg de
blenda?
Zn2+
e) ¿Cuántos átomos de azufre habrá en 30 g de blenda?
a) Se trata de la fórmula de una red cristalina, en la cual se indica la proporción en que se combinan Zn y S. Es, por tanto, una
fórmula empírica.
b) Se trata de un enlace iónico, que puede describirse por etapas:
1.a) Formación de los iones:
Zn ⫺ 2e → Zn2⫹
S ⫹ 2e → S2⫺
2.a) Atracción eléctrica entre los iones Zn2⫹ y S2⫺.
3.a) Formación de la red cristalina, tal como aparece en el dibujo.
c) Masa molar: 65,41 ⫹ 32,07 ⫽ 97,48 g
65,41
% de Zn ⫽ ᎏᎏ ⭈ 100 ⫽ 67,10 %
97,48
32,07
% de S ⫽ ᎏᎏ ⭈ 100 ⫽ 32,90 %
97,48
d) 67,1 % de 500 kg ⫽ 335,5 kg de cinc.
e) Aplicamos la composición porcentual de azufre: 32,9 % de 30 g ⫽ 9,87 g de azufre.
9,87 (g)
Lo pasamos a moles de S: ᎏᎏ ⫽ 0,308 mol.
32,07 (g/mol)
Y multiplicando por el número de Avogadro, obtenemos: 0,308 ⭈ 6,02 ⭈ 1023 ⫽ 1,85 ⭈ 1023 átomos de azufre.
5.35 Un acero inoxidable muy resistente a la corrosión es el llamado 18/8, porque tiene un 18 % de níquel
y un 8% de cromo.
a) ¿Qué tipo de enlace presentará? Predice algunas de las propiedades esperables.
b) ¿Qué cantidad de cromo se podría obtener a partir de una hoja de acero de 35 g?
c) ¿Cuántos átomos de níquel se pueden obtener a partir de 1 kg de acero 18/8?
5 Uniones entre átomos
a) Presenta enlace metálico, cuyas propiedades son: sólido a temperatura ambiente; buen conductor del calor y la electricidad,
debido a la existencia de electrones libres que pueden vibrar y moverse en la red; maleable (se puede convertir en láminas) y dúctil
(se puede transformar en hilos), ya que la deformación no altera la estructura de la red; brillo metálico.
b) 8 % de 35 g ⫽ 2,8 g de cromo.
180 (g)
c) 18 % de 1 000 g ⫽ 180 g de níquel. En moles: ᎏᎏ ⫽ 3,07 mol
58,7 (g/mol)
Multiplicamos por el número de Avogadro: 3,07 (mol) ⭈ 6,02 ⭈ 1023 (átomos/mol) ⫽ 1,85 ⭈ 1024 átomos de níquel.
5.36 Completa en tu cuaderno este esquema a partir de las
palabras: moléculas, redes cristalinas, iónico, covalente,
metálico, cloruro de potasio (KCl), óxido nítrico (NO), cobre (Cu), cuarzo (SiO2).
AGRUPACIONES DE ÁTOMOS
pueden ser
REDES CRISTALINAS
MOLÉCULAS
con enlace
IÓNICO
METÁLICO
ejemplo
KCI
con enlace
COVALENTE
ejemplo
Cu
COVALENTE
ejemplo
ejemplo
SiO2
NO
5.37 Se tienen las siguientes disoluciones acuosas de ácido clorhídrico (HCl).
1) 500 mL de concentración 60 g/L.
2) 250 mL de concentración molar 2 mol/L.
a) ¿Qué volumen de la segunda disolución se debe tomar para preparar 100 mL de disolución de concentración
0,1 mol/L?
b) ¿Cuántos átomos de cloro habrá en 40 mL de la primera disolución?
a) El producto n ⫽ c ⭈ V nos da el número de moles, que debe ser el mismo en la disolución 1) y en la nueva disolución.
Por tanto:
c1 V1 ⫽ c2 V2
100 ⭈ 0,1 ⫽ 2 ⭈ V
De donde resulta: V ⫽ 5 mL
b) 60 (g/L) ⭈ 0,040 (L) ⫽ 2,4 g de HCl
Esta cantidad se expresa en moles (usando la masa molar, 36,46 g/mol) y se multiplica por el número de Avogadro:
2,4 (g)
ᎏᎏ ⭈ 6,02 ⭈ 1023 (atomos/mol) ⫽ 3,96 ⭈ 1022 átomos de CI
36,46 (g/mol)
5.38 El gráfico representa el diagrama de Lewis de dos elementos.
a) ¿Cómo interaccionarán los átomos A y B para cumplir la regla del octeto? ¿A qué
elementos químicos pueden referirse?
A
B
b) Describe el tipo de enlace que formarán A y B, así como las propiedades del compuesto.
c) Describe el tipo de enlace que formará B con B, así como sus propiedades.
a) El átomo A puede perder sus dos electrones exteriores para dejar completa la capa inmediatamente interior. El átomo B debe captar un electrón para completar su capa. Por tanto, es necesaria la interacción de dos átomos B por cada átomo A para mantener
la neutralidad eléctrica.
5 Uniones entre átomos
A puede referirse a cualquier metal del segundo grupo, por ejemplo, Mg. B puede referirse a cualquier no metal del grupo 17, por
ejemplo, Cl.
b) Formarán un enlace iónico, que puede describirse por etapas:
1.a) Formación de los iones:
Mg ⫺ 2e → Mg2⫹
2 ⭈ [Cl ⫹ 1e → Cl⫺]
2.a) Atracción eléctrica entre los iones Cl⫺, Mg2⫹ y Cl⫺.
3.a) Formación de una red cristalina de fórmula empírica: MgCl2.
Las propiedades previsibles son las de los compuestos iónicos: son sólidos a temperatura ambiente y tienen puntos de fusión elevados; son duros, es decir, difíciles de rayar; son solubles en agua porque en ella disminuye la fuerza eléctrica entre los iones y la red se
desmorona más fácilmente; no conducen la electricidad en estado sólido porque los iones están fijos en la estructura cristalina, pero
sí cuando están fundidos o disueltos.
c) B con B formará un enlace covalente. Si B fuera, por ejemplo, el cloro (Cl):
B B
Las propiedades son las de los compuestos covalentes moleculares, es decir: los átomos dentro de la molécula están fuertemente unidos; las fuerzas de unión de unas moléculas con otras son muy débiles; debido a ello, la mayoría son gases, o líquidos volátiles a temperatura ambiente; no conducen el calor ni la electricidad; son poco solubles en agua, salvo excepciones.