Cuestiones de enlace y propiedades, química orgánica, química

INTRODUCCIÓN ElaprendizajedelaQuímicaconstituyeunretoalqueseenfrentancadaañolos,cadavezmás escasos, estudiantes de 2° de bachillerato que eligen las opciones de “Ciencias”, “Ciencias de la Salud”e“IngenieríayArquitectura”.Estotambiénconstituyeunretoparalosprofesoresque,no solodebensercapacesdebuscarlaformamáseficazparaexplicarestadisciplina,sinoademás, inculcarelinterésquenacedelreconocimientodelpapelquejuegalaQuímicaenlavidayenel desarrollodelassociedadeshumanas. Enestecontexto,lasOlimpiadasdeQuímicasuponenunaherramientamuyimportanteyaque ofrecen un estímulo, al fomentar la competición entre estudiantes procedentes de diferentes centrosycondistintosprofesoresyestilosoestrategiasdidácticas. Estacoleccióndecuestionesyproblemassurgiódelinterésporpartedelosautoresderealizar una recopilación de los exámenes propuestos en diferentes pruebas de Olimpiadas de Química, conelfindeutilizarloscomomaterialdeapoyoensusclasesdeQuímica.Unavezinmersosen esta labor, y a la vista del volumen de cuestiones y problemas reunidos, la Comisión de OlimpiadasdeQuímicadelaAsociacióndeQuímicosdelaComunidadValencianaconsideróque podía resultar interesante su publicación para ponerlo a disposición de todos los profesores y estudiantes de Química a los que les pudiera resultar de utilidad. De esta manera, el presente trabajosepropusocomounposiblematerialdeapoyoparalaenseñanzadelaQuímicaenlos cursos de bachillerato, así como en los primeros cursos de grados del área de Ciencia e Ingeniería. Desgraciadamente, no ha sido posible ‐por cuestiones que no vienen al caso‐ la publicación del material. No obstante, la puesta en común de la colección de cuestiones y problemasresueltospuedeservirdegermenparaeldesarrollodeunproyectomásamplio,enel queeldiálogo,elintercambiodeideasylacomparticióndematerialentreprofesoresdeQuímica condistintaformación,origenymetodología,peroconobjetivoseinteresescomunes,contribuya aimpulsarelestudiodelaQuímica. En el material original se presentan los exámenes correspondientes a las últimas Olimpiadas NacionalesdeQuímica(1996‐2011)asícomootrosexámenescorrespondientesafaseslocalesde diferentes Comunidades Autónomas. En este último caso, se han incluido sólo las cuestiones y problemasquerespondieronalmismoformatoquelaspruebasdelaFaseNacional.Sepretende ampliar el material con las contribuciones que realicen los profesores interesados en impulsar este proyecto, en cuyo caso se hará mención explícita de la persona que haya realizado la aportación. Las cuestiones son de respuestas múltiples y se han clasificado por materias, de forma que al final de cada bloque de cuestiones se indican las soluciones correctas. Los problemas se presentancompletamenteresueltos.Enlamayorpartedeloscasosconstandevariosapartados, queenmuchasocasionessepodríanconsiderarcomoproblemasindependientes.Esporelloque enelcasodelasOlimpiadasNacionalessehaoptadoporpresentarlaresolucióndelosmismos planteandoelenunciadodecadaapartadoy,acontinuación,laresolucióndelmismo,enlugar de presentar el enunciado completo y después la resolución de todo el problema. En las cuestionesyenlosproblemassehaindicadolaprocedenciayelaño. Losproblemasycuestionesrecogidosenestetrabajohansidoenviadospor: Juan A. Domínguez (Canarias), Juan Rubio (Murcia), Luis F. R. Vázquez y Cristina Pastoriza (Galicia), José A. Cruz, Nieves González, Gonzalo Isabel (Castilla y León), Ana Tejero (Castilla‐ LaMancha),PedroMárquez(Extremadura),PilarGonzález(Cádiz),ÁngelF.SáenzdelaTorre (La Rioja), José Luis Rodríguez (Asturias), Matilde Fernández (Baleares), Fernando Nogales (Málaga). Finalmente,losautoresagradecenaHumbertoBuenosuayudaenlarealizacióndealgunasde lasfigurasincluidasenestetrabajo. Losautores ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 1 14.ENLACEQUÍMICOYPROPIEDADES 14.1.¿Cuáldelassiguientessustanciastienemayorpuntodefusión? a)KBr b) c) d)HCl e) (O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Sevilla2004)(O.Q.L.CastillayLeón2011) Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. a) Verdadero. KBr es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia de las anteriores,formaredescristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estassustanciasson sólidas a temperatura ambiente, por lo que tienen un elevado punto de fusión, mucho mayorqueelrestodelassustanciaspropuestas. e sonsustanciasquetienenenlacecovalentenopolar.Lasúnicasfuerzas b‐c)Falso. intermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmás intensasenelI debidoaqueesunasustanciacongranvolumenatómicoyelevadopeso molecular, por tanto será muy polarizable. Por esto, aunque ambas tienen puntos de fusiónbajos,eldelCH esmuchomásbajo. d) Falso. HCl es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presenta momento dipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo. Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto, elpuntodefusióndelclorurodehidrógenoesmuybajo. es una sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una e) Falso. sustancia polar forma un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte de todos los enlaces intermoleculares. Por este motivo, su punto de fusión tambiénesbajo. Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason: (90,7)<HCl(161)< (175)< (386,7)<KBr(1007) Larespuestacorrectaeslaa. 14.2.LamoléculaHBr: a)Notienemomentodipolar. b)Tieneunenlacecovalentepolar. c)Tieneunenlacecovalentenopolar. d)Tieneunenlacedoble. e)Tieneunenlaceiónico. (O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Sevilla2004)(O.Q.L.Asturias2009) LamoléculadeHBrtieneenlacecovalentesencilloyaqueelbromotienesieteelectrones ensuúltimacapa,[Ar]3d 4s 4p ,mientrasqueelhidrógenosoloposeeuno,1s . Además, la molécula presenta momento dipolar permanente (μ = 0,76 D) ya que los dos elementostienendiferentevalordelaelectronegatividad,(Br)=2,96y(H)=2,20. Larespuestacorrectaeslab. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 2 14.3. ¿Cuál de las siguientes moléculas no puede formar enlaces por puentes de hidrógeno conotrasdelmismocompuesto? a)Étermetílico b)Etanol c)Agua d)Amoníaco (O.Q.L.Murcia1996) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Etanol(CH CH OH),agua(H O)yamoníaco(NH )síquecumplenlacondiciónpropuesta, mientras que el éter metílico (CH OCH ) no ya que no sus átomos de hidrógeno se encuentranunidosalcarbono,unelementopocoelectronegativo. Larespuestacorrectaeslaa. 14.4.Elnúmeromáximodeenlacesdehidrógenoenlosquepuedeparticiparunamolécula deaguaes: a)1 b)2 c)3 d)4 (O.Q.L.Murcia1996) Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. La molécula de agua es capaz de formar cuatro enlaces de hidrógeno, dos por medio de los átomos de hidrógeno, y otros dos por medio de los pares solitariosdelátomodeoxígeno. Larespuestacorrectaeslad. 14.5.ElenlaceenelBrFes: a)Covalentepuro b)Metálico c)Covalente,conciertocarácteriónico d)Iónico (O.Q.L.Murcia1996) LamoléculadeBrFtieneenlacecovalente,yaquetantoelflúorcomoelbromotienensiete electrones en su última capa (ns np ) y la única forma de completar el octeto es compartiendo,cadaunodeellos,unelectrón. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 3 Como los dos elementos tienen diferente valor de la electronegatividad,  (Br) = 2,96 y  (F) = 3,98 el enlace formado es covalente polar, es decir, que tiene un cierto carácter iónicoparcial,tantomayorcuantomayorsealadiferenciadeelectronegatividad. Larespuestacorrectaeslac. 14.6.Losenlacesdehidrógeno: a)Aparecensiemprequehayunátomodehidrógeno. b)Hacendisminuir,generalmente,lastemperaturasdefusiónydeebullición. c)Aparecenenmoléculascomo , y . d)Sonmuyfuertescuandoelelementounidoalhidrógenoesmuyelectronegativo. e)Poseenunaenergíadeenlacesuperioraladeunenlacequímico. (O.Q.N.CiudadReal1997) Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana. Larespuestacorrectaeslad. 14.7.Paralossiguientescompuestos: ,KI, , ¿Qué respuesta tiene los compuestos ordenados por valores decrecientes de puntos de ebullición? a) >KI> > b)KI> > > c)KI> > > d)KI> > > e)KI> > > (O.Q.N.CiudadReal1997) Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia que no  presenta momento dipolar permanente, sólo presenta enlaces intermoleculares del tipo fuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodeebulliciónserámuybajo. es un compuesto que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polar  quepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuerte detodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo(en este casoO)seveatraído alavezporunpardeelectronessolitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. Su punto de ebullición será bastante más alto que el resto de los compuestos binariosqueformanloselementosdesugrupoconelhidrógeno. es un compuesto que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polar  pero que a diferencia con el H O no puede formar un enlace intermolecular del tipo ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 4 enlace de hidrógeno, ya que el azufre no es tan electronegativo como el oxígeno. Las fuerzas intermoleculares que presenta son del tipo dipolo‐dipolo y del tipo fuerzas de dispersión de London. Por este motivo, esta sustancia presenta un punto de ebullición menorqueelagua. Estastressustanciaspresentanpuntosdeebulliciónrelativamentebajos. KIeselcompuestoquepresentamayorpuntodeebullicióndetodos,yaquetieneenlace iónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente. Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullición(K)decrecienteson: KI(1603)> (373)> (213)> (111,5) Larespuestacorrectaeslac. 14.8.Loscaloresmolaresdevaporizacióndeloshalógenos, enlatablaperiódicadebidoa: a)Fuerzasion‐dipolo b)FuerzasdeLondon c)Fuerzasculómbicas d)Fuerzasdipolo‐dipolo e)Enlacedehidrógeno ,aumentandearribaaabajo (O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Madrid2009) Lasmoléculasdeloshalógenosnopresentanmomentodipolarpermanentedebidoaque al ser ambos átomos idénticos no se forma ningún dipolo. Las únicas fuerzas intermolecularesposiblesentreellassonfuerzasdedispersióndeLondon,quesonmás intensasenlasespeciescongranvolumenatómicoyelevadopesomolecular,factoresque hacen estas sustancias sean más polarizables. Por este motivo, los calores molares de vaporizaciónsonmenoresenelflúorymayoresenelyodo. Consultandolabibliografía: Sustancia radiocovalente/pm 71 99 114 133 M/g· 38 71 160 254 H/kJ· 3,27 10,20 15,44 20,75 Larespuestacorrectaeslab. 14.9.Utilicelateoríadeorbitalesmolecularesparapredecircuáldelassiguientesespecies tienelamayorenergíadeenlace. a) b) c) d)NF e) (O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.N.Almería1999) A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de las respectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo: ordendeenlace= 1 #electrones #electrones  2 enOMdeenlace enOMdeantienlace Tendrámayorenergíadeenlacelaespeciequepresenteunmayorordendeenlace. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 5 a‐b‐d‐e)Falso.LasespeciesOF ,NO ,NF y O son isoelectrónicas, ya que todas poseen 12 electrones de valencia. Sus diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares son similares. Como se observa en éste, se forman dos enlaces, uno σ y otro π. Todas las especiestienenordendeenlace2. No obstante, la longitud del enlace aumenta con la carga negativa, lo que hacedisminuirlaenergíadelmismo. c) Verdadero. La especie CF presenta 10 electrones de valencia. Como se observaeneldiagramadenivelesenergía de los orbitales moleculares, se forman tres enlaces, uno σ y dos π. El orden de enlace es 3. La presencia de la carga positiva hace disminuir la longitud del enlace, lo que hace aumentar la energía delmismo. Larespuestacorrectaeslac. 14.10. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las sustancias iónicas en estado sólido es correcta? a)Conducenmuybienlacorrienteeléctrica. b)Sondúctilesymaleables. c)Secarganfácilmentealfrotarlas. d)Ningunadelasanteriores. (O.Q.L.Murcia1997) Lascaracterísticasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoson: Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasde atracciónexistentesentrelosiones. Elevadadurezadebidoalagrancantidaddeenlacesquehayqueromperpararayarlos cristales,estadurezaaumentaconlaenergíareticular. Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazón estriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones del mismo signo en las pequeñasdislocaciones. Sonrígidos,ofrecenpocadilatacióndebidoalaintensidaddelasfuerzasatractivas. Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentran fuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntosdelared. Presentan elevadasolubilidadenaguaya quelas fuerzasde atracciónregidasporla ley de Coulomb se hacen mucho más pequeñas en agua debido a que la constante dieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800). Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 6 14.11.¿Cuáldelossiguientescompuestospuedeformarenlaceporpuentedehidrógeno? a)Propanona(acetona) b)Etanol c)Etanal d)Etano (O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.L.Baleares2007) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.  Acetona (CH COCH ), etanal (CH CHO) y etano (CH CH ) no cumplen la condición propuesta, ya que en todas estas sustancias sus átomos de hidrógeno se encuentran unidosalcarbono,unelementoquenoesmuyelectronegativo.  En el caso del etanol (CH CH OH) ocurre lo contrario, ya que presenta un átomo de hidrógenoseencuentraunidoaunátomodeoxígeno,muyelectronegativo,porloquesí puedeformarenlacedehidrógeno. Larespuestacorrectaeslab. 14.12. La formación de cloruro de sodio es una reacción exotérmica. Tres de las etapas sucesivasdesuciclodeBorn‐Habersonlassiguientes: 1)Na(s)Na(g) 2)Na(g) (g)+ 3) (g)+ (g) ¿Encuáloencuálesseliberaenergía? a)1 b)2 c)3 d)1y3 e)Entodas (s) (O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004) Laetapa1correspondealasublimacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquese debe absorber energía para romper los enlaces que mantienen unidos a los átomos de sodioenlaredmetálica. Laetapa 2correspondealaionizacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquese debeabsorberenergíaparaarrancarelelectrónmásexternodelátomo. Laetapa3correspondealaformacióndelareddeclorurodesodioylaenergíaasociada alamismaeslaenergíareticular,queeslaenergíaquesedesprendecuandoseformaun moldesustanciacristalinaiónicaapartirdeloscorrespondientesionesenestadogaseoso, portantosetratadeunprocesoexotérmico. Larespuestacorrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 7 14.13.¿Cuáldelossiguientescompuestostienemayorcarácteriónico? a) b) c) d) e) (O.Q.N.Burgos1998) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. AplicandoestecriterioaloscompuestosN O,CO ,SO yCl O: Compuesto N O CO SO Cl O Δχ 3,44– 3,04 =0,40 3,44– 2,55 =0,89 3,44– 2,58 =0,86 3,44– 3,16 =0,28 Enlacepredominante covalente covalente covalente covalente  El compuesto contiene el elemento sodio, un metal alcalino con elevada tendencia a ceder electrones. Forma una red cristalina iónica sólida a temperatura ambiente.Estasustanciatieneunelevadoporcentajedeenlaceiónico. Larespuestacorrectaeslaa. 14.14.Señalelaproposicióncorrecta: a)El essolubleencloroformo( )puestoqueambasmoléculassonapolares. b) El agua disuelve a los compuestos iónicos por lo que esta sustancia es un compuesto iónico. c)Elmetanotieneunpuntodefusiónelevadoyaqueseformanenlacesdehidrógenoentre susmoléculas. d)Elaguayelmercuriosonlosúnicoselementosquímicosqueexistenenestadolíquidoenla cortezaterrestre. e)Elpotasiometálicoesunfuertereductor. f)El essolubleencloroformo( )puestoqueambasmoléculassonapolares. g)Elmercurioconducelacorrienteeléctricaporqueesunlíquido. (O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Almería2005) a)Falso.LamoléculadeI esnopolar,mientrasqueladeCl CHespolar. b)Falso.Elaguanoesuncompuestoiónico,esuncompuestocovalente.Elmotivoporel que es un excelente disolvente de compuestos iónicos se debe a que las fuerzas de atracciónregidasporla leydeCoulombquemantienen unidosalosionesqueformanla redcristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctrica delaguatieneunvalorelevado(=800). c)Falso.Elmetanonoformaenlacesdehidrógenoyaparaqueseformeestetipodeenlace el átomo de hidrógeno debe estar unido a un átomo muy electronegativo y el átomo de carbononoloes. d)Falso.Elaguanoesunelementoesuncompuesto. e)Verdadero.Elpotasioesunexcelentereductoryaquetieneunamarcadatendencia para ceder su electrón más externo y adquirir una estructura electrónica, de gas inerte, muyestable. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 8 f) Verdadero. Las moléculas de I y de CCl son no polares, y la disolución se explica mediante la formación de enlaces intermoleculares del tipo fuerzas de dispersión de London. g)Falso.Elmercurioconducelacorrienteeléctricaporquetieneenlacemetálico. (EnAlmería2005sereemplazanlaspropuestasayeporfyg). Larespuestacorrectaeslae. 14.15. ¿Cuál de los siguientes elementos es un sólido no conductor, de baja temperatura de fusión,yconstituidopormoléculaspoliatómicassimétricas? a)Aluminio b)Carbono(diamante) c)Fósforo(blanco) d)Potasio (O.Q.L.Murcia1998)  Si el elemento es un sólido no conductor de la corriente eléctrica quiere decir que se trata de una sustancia que no presenta enlace metálico, lo que descarta a los elementos aluminioypotasio.  Si el elemento es un sólido de baja temperatura de fusión, se descarta al carbono (diamante)queformaunaredcovalenteconunaelevadaenergíareticularporloquepara romperlamismasenecesitaunaelevadatemperatura.  El fósforo blanco es un sólido no conductor de la corriente eléctrica con baja temperaturadefusiónyqueformamoléculasintegradasporcuatroátomos(P ). Larespuestacorrectaeslac. 14.16.Delassiguientesafirmaciones,indiquelaquedebeconsiderarsetotalmentecorrecta: a)Laenergíareticulardeuncompuestoiónicoesindependientedelacargadelosionesque loforman. b)Lossólidosiónicossublimanconfacilidadysonmuysolublesenagua. c)Loscompuestosiónicossonconductoresencualquierestadofísico. d)Lastemperaturasdefusiónydeebullicióndeloscompuestosiónicossonaltasomuyaltas. e)Loscompuestosiónicossondúctilesymaleables. (O.Q.L.Murcia1998)(O.Q.L.Murcia2005) a) Falso. La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐ Meyer,esdirectamenteproporcionalalproductodelascargasdelosioneseinversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm b) Falso. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinan que resulte muy difícil romper las redes cristalinas, por lo que éstos tienen elevadas temperaturasdefusiónyebullición. Por otra parte, los compuestos iónicos son muy solubles en agua. Esto se debe a que las fuerzasdeatracciónregidasporlaleydeCoulombquemantienenunidosalosionesque ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 9 formanlaredcristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstante dieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800). c)Falso.Loscompuestosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Sólo presentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemediante estasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteel pasodeloselectronesatravésdelosmismos. d) Verdadero. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinan que resulte muy difícil romper las redes cristalinas por lo que éstos tienen elevadas temperaturasdefusiónyebullición. e) Falso. Los compuestos iónicos no son dúctiles y maleables. Todo lo contrario, son frágiles ya que una fuerza aplicada sobre la red cristalina produceunadislocaciónen la misma que enfrenta iones del mismo signo lo que provoca repulsión entre ellos y con ello la fracturadelcristal. Larespuestacorrectaeslad. 14.17. El alcohol etílico (etanol) se mezcla con el agua en cualquier proporción. Ello es debidoaque: a)Lodicela“leydesemejanza”(semejantedisuelveasemejante). b)Elalcoholetílicoeshiperactivo. c)Amboslíquidos,alcoholyagua,sonincoloros. d)Seestablecenenlacesporpuentedehidrógenoentrelasmoléculasdeambassustanciasal mezclarlas. (O.Q.L.Murcia1998) Las moléculas de etanol (CH CH OH) se unen con las moléculas de agua mediante enlaces intermoleculares llamadosenlacesdehidrógenoopuentesdehidrógeno.Éstos se forman cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. Larespuestacorrectaeslad. 14.18.A25°Cy1atmdepresiónsepuedeafirmarque: a)Todoslosmetalessonsólidos,conductoresydealtospuntosdefusión. b)El ,comoel ,esungas. c)El eslíquidoyel esgaseoso. d)Eldiamanteesunsólidomolecular. (O.Q.L.Murcia1998) a)Falso.Enlascondicionesdadas: todoslosmetalesnosonsólidos,mercurio,galioycesiosonlíquidos. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 10 todoslosmetalessonconductoresdelacorrienteeléctrica. todoslosmetalesnotienenaltospuntosdefusión,losmetalesalcalinosfundena temperaturasbajas(K): Li(453,7),Na(370,9),K(336,5),Rb(312,5),Cs(301,6) b) Falso. En esas condiciones, el CO forma moléculas gaseosas, mientras que el SiO formaredescristalinascovalentessólidas. c) Verdadero. Tanto H O como H S son sustancias que tienen enlace covalente y que puede formar un enlace presentan momento dipolar permanente, pero sólo intermoleculardeltipoenlacedehidrógeno. Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativoypequeño(N,OoF)deunamolécula cercana. no puede formar un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, ya que el azufre no es tan electronegativo como el oxígeno. Las fuerzas intermoleculares que presenta son del tipo dipolo‐ dipoloydeltipofuerzasdedispersióndeLondon. Por tanto, H O es líquida a temperatura ambiente y presenta un punto de ebullición bastantemásaltoqueelcorrespondientealH Senlasmismascondicionesesgas. d) Falso. En las condiciones dadas, el diamante es un sólido que forma redes cristalinas covalentesdeátomoscarbonounidosformandotetraedros. Larespuestacorrectaeslac. 14.19. Una sustancia desconocida tiene un punto de fusión bajo, es soluble en , ligeramentesolubleenagua,ynoconducelaelectricidad.Estasustanciaprobablementees: a)Unsólidocovalenteoatómico b)Unmetal c) d)Unsólidoiónico e)Unsólidomolecular (O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.C.Valenciana2006) Siunasustanciaposeelassiguientespropiedades: tenerbajopuntodefusión noconducirlaelectricidad sersolubleenCCl serpocosolubleenagua debe tener un enlace covalente y formar un sólido molecular y las únicas fuerzas intermolecularesexistentesenlamismatienenqueserdeltipodedispersióndeLondon. Unasustanciaquepresentaestascaracterísticaseselyodo, . Larespuestacorrectaeslae. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 11 14.20.Elaumentoprogresivodelospuntosdefusióndelcloro(‐103°C),bromo(‐7°C)yiodo (114°C)puedeexplicarseporque: a) Las fuerzas de van der Waals se hacen más fuertes a medida que aumenta la masa molecular. b)Elcloroybromoformansólidosmoleculares,mientrasqueeliododaorigenaunsólido atómico. c) El cloro forma un sólido molecular, el bromo un sólido atómico y el iodo un sólido metálico. d)Lostressólidossonmoleculares,pero,adiferenciadelosotros,eneliodoactúanfuerzas detipodipolo‐dipolo. e)Laelectronegatividaddisminuyedelcloroaliodo. (O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Madrid2011) Lasmoléculasdeloshalógenosnopresentanmomentodipolarpermanentedebidoaque al ser ambos átomos idénticos no se forma ningún dipolo. Las únicas fuerzas intermolecularesposiblesentreellassonlasdevanderWaalsconocidascomofuerzasde dispersióndeLondon,quesonmásintensasenlasespeciescongranvolumenatómicoy elevado peso molecular, factores que hacen estas sustancias sean más polarizables. Por estemotivo,lospuntosdefusiónsonmenoresenelcloroymayoresenelyodo. Consultandolabibliografía: Sustancia Cl Br I radiocovalente/pm 99 114 133 M/g· 71 160 254 estado gaseoso líquido sólido Larespuestacorrectaeslaa. 14.21.¿Cuáldelassiguientesespeciesquímicasserálamásinsolubleenagua? a) b)CsBr c)LiOH d) (O.Q.L.Murcia1999)  Los compuestos CsBr y LiOH tienen enlace predominantemente iónico y en agua se disocianfácilmenteenionesyaquelasfuerzasdeatracciónregidasporlaleydeCoulomb que mantienen unidos a los iones que forman la red cristalina se hacen mucho más pequeñas en agua debido a que la constante dieléctrica del agua tiene un valor elevado ( = 80 0). Posteriormente, los iones se vean atraídos por moléculas de agua mediante interaccionesion‐dipolo.  Las moléculas de (etanol) se unen con las moléculas de agua mediante enlaces intermoleculares llamados enlaces de hidrógeno o puentes de hidrógeno. Éstos se forman cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario pertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño (N,OoF)deunamoléculacercana. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 12  Las moléculas de tienen enlace covalente pero no presentan momentodipolarpermanenteporlo nopuede existir ningún tipo de interacción entre las moléculas de CCl y las de H O, por tanto, ambas sustancias son inmisciblesentresí. Larespuestacorrectaeslaa. 14.22.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescierta? a)Enlamoléculade haydosdoblesenlaces. b)Lamoléculadeamoníacoesplana. c)Latemperaturadefusióndelcloroesmayorqueladelclorurodesodio. d)Loscompuestosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadolíquido. (O.Q.L.Murcia1999)(O.Q.L.Baleares2007) a) Verdadero. La estructura de Lewis del muestra que existen dos enlacesdoblesentrelosátomosdecarbonoyazufre. b)Falso.LaestructuradeLewisdel es: Según el modelo RPECV es una especie cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su geometría es PIRAMIDAL yaquesólohaytresligandosunidosalátomocentral. c) Falso. La molécula de cloro tiene enlace covalente y no presenta momento dipolar permanente. Las únicas fuerzas intermoleculares posibles entre ellas son las fuerzas de dispersióndeLondon,quesonmásintensasenlasespeciescongranvolumenatómicoy elevadopesomolecular,factoresquehacenestassustanciasseanmáspolarizables.Eneste caso estas fuerzas son de poca intensidad debido al pequeño tamaño del cloro (99 pm), por tanto, esta sustancia es gaseosa a temperatura ambiente y presenta una baja temperaturadefusión(160K). Elclorurodesodioesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyformaredescristalinasen las que los iones se mantienen fuertemente unidos mediante fuerzas culombianas. Por motivo, estas sustancias son sólidas a temperatura ambiente y tienen una elevada temperaturadefusión(1074K). d)Falso.Loscompuestosiónicosformanredescristalinasyatemperaturaambienteson sólidos. Esto determina que no conduzcan la corriente eléctrica porque todos sus electronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentar la temperatura, los iones quedan libres y permiten el paso de los electrones a través de ellos,luegoenestadolíquidosíconducenlacorrienteeléctrica. Larespuestacorrectaeslaa. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 13 14.23.Siseentendieseporenergíareticularlacorrespondientealprocesoendotérmico: MX(s) (g)+ (g) ¿En cuál de los siguientes conjuntos de sustancias están los tres compuestos ordenados de menoramayorenergíareticular? a)NaFNaClNaBr b)LiClNaClKCl c)LiIRbBrRbI d)CsFCsClCsBr e)LiBrLiClLiF (O.Q.N.Murcia2000) La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm Suponiendo que todos los compuestos dados tienen el mismo valor de las constantes y teniendo en cuenta que todos los iones implicados tienen la misma carga, el valor de la energía reticular sólo depende del valor de d, es decir de los tamaños de iones. Resumiendoamenorvalorded,mayorvalordelaenergíareticular,U. a) Falso. El orden de energías reticulares propuesto: NaF, NaCl, NaBr es decreciente, ya queelionfluoruroesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas)mientrasqueelion bromuroesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: NaF(‐930)>NaCl(‐790)>NaBr(‐754) b)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:LiCl,NaCl,KClesdecreciente,yaque elionlitioesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas)mientrasqueelionpotasio esdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: LiCl(‐864)>NaCl(‐790)>KCl(‐720) c)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:LiI,RbBr,RbInoescreciente,yaque en el caso de las sales de rubidio, ion bromuro es de menor tamaño (tiene cuatro capas electrónicas)queelionyoduro(tienecincocapaselectrónicas). Enelcasodelassalesdeyodo,ionlitioesdemenortamaño(tienedoscapaselectrónicas) queelionrubidio(tienecincocapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: LiI(‐764)>RbBr(‐668)>RbI(‐632) d)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:CsF,CsCl,CsBresdecreciente,yaque el ion fluoruro es del menor tamaño (tiene dos capas electrónicas) mientras que el ion bromuroesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 14 CsF(‐759)>CsCl(‐659)>CsBr(‐647) e)Verdadero.Elordendeenergíasreticularespropuesto:LiBr,LiCl,LiFescreciente,ya queelionbromuroesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas)mientrasqueel ionfluoruroesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: LiBr(‐820)>LiCl(‐864)>LiF(‐1049) Larespuestacorrectaeslae. 14.24. ¿Cuál de las siguientes moléculas necesitará más energía para disociarse en sus átomosconstituyentes? a) b) c) d) e) (O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Madrid2011) AlavistadelasrespectivasestructurasdeLewis: seobservaquelamoléculadeN presentauntripleenlaceporloquelaenergíanecesaria pararomperlodebesermayorqueenelrestodelasmoléculaspropuestas. Losvaloresdelaenergíadedisociaciónencontradosenlabibliografía(kJ/mol)son: (151,1)< (158,8)< (242,6)< (498,3)< (945,4) Larespuestacorrectaeslad. 14.25.Indiquelacausaporlaqueelpuntodeebullicióndelaguaesmuchomayorqueelde loscorrespondienteshidrurosdeloselementosdesugrupo. a)Porquedisminuyealbajarenelgrupo. b)Porqueaumentaconelcaráctermetálico. c)PorlaexistenciadefuerzasdevanderWaals. d)Porlaexistenciadeunionesporenlacedehidrógeno. e)Porqueeloxígenonotieneorbitalesd. (O.Q.N.Murcia2000) Los compuestos binarios del hidrógeno con los elementos del grupo 16 del sistema periódico tienen enlace covalente y presentan momento dipolar permanente, pero sólo H2 Opuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno. Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativoypequeño(N,OoF)deunamolécula cercana. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 15 Esto motiva que el H2 O tenga un punto de ebullición anómalo (unos 200C mayor) con respectoalrestodeloscompuestosdelgrupo16. Larespuestacorrectaeslad. 14.26.Indique,delassiguientessustancias,cuáldeellasesunsólidocristalino,frágil,soluble enaguaynoconductordelaelectricidadnienestadosólidoniendisolución: a)Hierro b)Salcomún c)Diamante d)Sacarosa (O.Q.L.Murcia2000) Las cuatro sustancias propuestas son sólidos cristalinos con diferentes propiedades físicas. El hierro forma un cristal metálico, la sal común (NaCl) es un sólido iónico, el diamante(C)esunsólidocovalentey,finalmente,lasacarosaesunsólidomolecular. Elqueseafrágildescartaalhierroqueporserunmetalesdúctilymaleable.  El que sea soluble en agua descarta al C (diamante) que al ser un sólido atómico las atraccionesentreátomosdecarbononosevenafectadasporlasmoléculasdeagua.  El que no sea conductor de la corriente eléctrica ni en estado sólido ni en disolución descartaalNaClqueporserunsólidoiónicoaldisolverloenaguaquedanlibreslosiones quepermitenelpasodeloselectronesatravésdeellos. Resumiendoloanteriorenformadetabla: Frágil Solubleenagua NoConductor deelectricidad Fe (hierro) NO NO NaCl (salcomún) SÍ SÍ C (diamante) SÍ NO C12H22O11 (Sacarosa) SÍ SÍ NO NO SÍ SÍ Lasustanciaquecumplelaspropiedadesdadaseslasacarosa. Larespuestacorrectaeslad. 14.27.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta? a) Los compuestos iónicos son sólidos cristalinos, de alto punto de fusión y ebullición y siempreconductoresdelaelectricidad. b)Elenlacecovalentenoesmuyfuerte,razónporlaqueeloxígeno,ensuestadonatural,es ungas. c)Todoslosmetalessonsólidosytienenbrillo. d) Los compuestos iónicos se forman a partir de átomos de elementos con muy diferente electronegatividad. (O.Q.L.Murcia2000) a)Falso.Loscompuestosiónicosenestadosólidonoconducenlaelectricidad. b)Falso.Enelcasodelenlacecovalentecomoelqueseda,porejemplo,entrelosátomos de carbono en el grafito y el diamante, se forma una red cristalina atómica con fuertes enlacesentrelosátomosdecarbono. c)Falso.Elbrilloesunapropiedadcaracterísticadelosmetales,sinembargo,notodoslos metalessonsólidos,elmercurioeslíquidoatemperaturaambienteyelcesiotambiénloes aunatemperaturaligeramentesuperior(28,5C). ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 16 d) Verdadero. Por lo general, el enlace iónico se da entre elementos de muy diferente electronegatividad. Los metales son poco electronegativos y gran tendencia a ceder electronesyformarcationes,mientrasquelosnometalessonbastanteelectronegativosy grantendenciaacaptarelectronesyformaraniones. Larespuestacorrectaeslad. 14.28.Lasdenominadas“FuerzasdevanderWaals”: a)Explicanlainteracciónentreiones. b)Describenlaatraccióndelnúcleosobreloselectronesdeslocalizados. c)Midenlasaccionesmutuasentrelaspartículasnucleares. d) Justifican que el iodo sea un sólido a 0°C, mientras que el cloro es un gas a la misma temperatura. (O.Q.L.Murcia2000) LasfuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersiónde London,sonlasúnicasexistentesentrelasmoléculasdeloshalógenosquenopresentan momentodipolarpermanentedebidoaqueambosátomossonidénticos. La intensidad de estas fuerzas aumenta con el volumen atómico, factores que hacen que las sustancias sean más polarizables. Por este motivo, a la temperatura de 0C, el cloro (radio=99pm)esungas,mientrasque,elyodo(radio=133pm)esunsólidomolecular. Larespuestacorrectaeslad. 14.29.Dadaslassiguientesafirmacionesindiquesisononocorrectas: 1)Eltérminoenlacedescribetodaslasinteraccionesquemantienenunidoslosátomos enunamoléculaestable. 2)Electronesapareadossonaquellosqueseencuentranenelmismoorbital, diferenciándosesóloenelespín. 3)Entodoenlacecovalentecadaelementocedeunelectrónparaqueseacompartido. 4)Unelectróndesapareadoeselqueseencuentraaisladoenunorbital. a)Sólo2y4sonciertas. b)1y3sonfalsas. c)1,2y4sonciertas. d)Sólo1y2sonciertas. (O.Q.L.CastillayLeón2000) 1)Verdadero.Eltérminoenlacehacereferenciaatodaslasinteracciones,tantoatractivas como repulsivas, existentes entre dos átomos que se encuentran a una determinada distanciallamadadistanciadeenlace. 2) Verdadero. De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli dentro de un mismo orbitalsólopuedenexistirdoselectronesconsusspinesantiparalelosysedicequeesos electronesseencuentranapareados. 3) Falso. Los átomos implicados en un enlace covalente comparten electrones, no los ceden. 4) Verdadero. De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli dentro de un mismo orbitalsólopuedenexistirdoselectronesconsusspinesantiparalelos.Enelcasodeque unelectrónseencuentresóloeneseorbitalsedicequeestádesapareado. Larespuestacorrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 17 14.30.Elcompuestonitratodesodioesmuysolubleen: a)Sulfurodecarbono b)Agua c)Etanol d)Enningunodelosdisolventespropuestos. (O.Q.L.CastillayLeón2000) El nitrato de sodio es un compuesto iónico que forma una red cristalina sólida a temperatura ambiente. En ella los iones se mantienen fuertemente unidos mediante fuerzascolombianas. Elaguaesunexcelentedisolventedecompuestosiónicosyaquelasfuerzasdeatracción regidas por la ley de Coulomb que mantienen unidos a los iones que forman la red cristalinasehacenmuchomáspequeñasenaguadebidoaquelaconstantedieléctricadel aguatieneunvalorelevado(=800). ElNaNO3 sedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación: NaNO3 (s)Na (aq)+NO3 (aq) Larespuestacorrectaeslab. 14.31.Indiquecuálocuálesdelassiguientesafirmacionesnosonverdaderas: 1)Lamoléculadetriclorometanoespolar. 2)Elclorurodepotasioesmássolublequeelclorurodesodio. 3)Elclorurodesodiosólidoconducelaelectricidadporseriónico. 4)Elpuntodefusióndelclorurodelitioesmayorqueeldelclorurodepotasio. a)1 b)1y3 c)2y3 d)3y4 (O.Q.L.CastillayLeón2000) 1)Verdadero.LaestructuradeLewis del es: Según el modelo RPECV CHCl es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX a laquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porlo quesudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA. Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el carbono ( = 2,55) y que el hidrógeno ( = 2,20) los enlaces son polares y con esa geometría la resultante de los vectoresmomentodipolarnoesnula(μ=0)ylamoléculaesPOLAR. 3) Falso. El cloruro sódico es un sólido iónico a temperatura ambiente y, por tanto, los ionesocupanposicionesfijasydeterminadasenelretículocristalino.Losionesnogozan demovilidadyesimposiblelaconduccióneléctrica.Alelevarlatemperatura,sederrumba eledificiocristalinoylosionesgozandemovilidadenelsólidofundido. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 18 Laenergíareticulardeunsólidoiónico,deacuerdoconlaexpresióndeBorn‐Meyer,es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm 2)Verdadero.Lasolubilidaddeuncompuestocristalinoiónicoenaguadependedelvalor delaenergíareticulardeeste.Amenorenergíareticularmayorsolubilidad. EnelcasodeKClyNaCllasconstantessonidénticasyaqueamboscloruroscristalizanen retículocúbicocentradoenlascaras.Sinembargo,eltamañodelionpotasioesmayorque eldelionsodiodebidoaqueelprimerotieneunacapamásdeelectrones,porestemotivo laenergíareticulardelKClesmenorqueladelNaClyporello,susolubilidadenaguaserá mayor. 4) Falso. El punto de fusión de un compuesto cristalino iónico depende del valor de la energíareticulardeeste.Amayorenergíareticularmayorpuntodefusión. En el caso de LiCl y KCl las constantes no son idénticas ya que ambos cloruros no cristalizanconelmismoretículocúbico.Además,eltamañodelionlitioesmenorqueel delionsodiodebidoaqueelprimerotieneunacapamenosdeelectrones,porestemotivo laenergíareticulardelLiClesmayorqueladelKClyporello,supuntodefusióntambién debeserlo. Sin embargo, consultando la bibliografía, los valores de los puntos de fusión (C) encontradossonLiCl(610)yKCl(771).Estaanomalíasedebeaquecuantomayoresla cargadelcatiónymenoressutamaño,estantomáspolarizanteodeformadorypolarizao deformaalanión,queestantomásdeformableopolarizablecuantomayoressutamañoy mayor es su carga. Por esta causa se producen transiciones desde el enlace iónico hacia compuestos moleculares (compartición de cargas) y por lo tanto disminuye su carácter iónicoy,comoconsecuencia,disminuyenlospuntosdefusión. Larespuestacorrectaeslad. 14.32.Lossiguienteselementossonsemiconductoresexceptounoquees: a)Si b)As c)Sn d)Ge (O.Q.L.CastillayLeón2000) Loselementossemiconductoressonaquellosquenosonconductoresosípuedenserloa elevadastemperaturasocuandosecombinanconunapequeñacantidaddealgunosotros elementos. Los elementos semiconductores más característicos son Si, Ge, As, Sb, Se y Te. ElelementoesSnnoessemiconductor. Larespuestacorrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 19 14.33.El clorurodecesiocristalizaenunaredcúbicacentradaenel cuerpo.Elnúmero de coordinación,esdecir,elnúmerodeionesmáspróximos,queestánencontactoalrededorde cadaionenlaredes: a)2 b)4 c)6 d)8 e)12 (O.Q.N.Barcelona2001) Elíndicedecoordinaciónenuncristaliónicosedefine como el número máximo de iones que rodean a otro decargaopuesta. Enunarediónicaconestructuracentradaenelcuerpo un catión colocado en el centro de un cubo se encuentrarodeadoporochoanionescolocadosenlos vérticesdelcubo. El índice de coordinación en la red de cloruro de cesioes8. Larespuestacorrectaeslad. 14.34.Unciertocristalnoconducelaelectricidadenestadosólidoperosíenestadofundidoy también en disolución acuosa. Es duro, brillante y funde a temperatura elevada. El tipo de cristales: a)Cristalmolecular b)Cristalderedcovalente c)Cristalmetálico d)Cristaliónico e)Nosedasuficienteinformación. (O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Almería2005)(O.Q.L.Murcia2011) Elqueseaduroyquefundaatemperaturaelevadadescartaalcristalmolecular. Elqueconduzcalaelectricidadfundidodescartaalcristalderedcovalente. Elqueconduzcalaelectricidadendisoluciónacuosadescartaalcristalmetálico. Elquenoconduzcalaelectricidadenestadosólidoconfirmaalcristalmetálico. Resumiendoloanteriorenformadetabla: Conductorde electricidadenestado sólido Conductorde electricidadfundido Conductorde electricidaden disoluciónacuosa Duro Brillante Tªdefusiónelevada Cristal molecular Cristalred covalente Cristal metálico Cristal iónico NO SÍ SÍ NO NO NO SÍ SÍ NO NO NO SÍ NO SÍ NO SÍ SÍ SÍ SÍ SÍ SÍ SÍ SÍ SÍ ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 20 Lasustanciaquecumplelaspropiedadesdadaseselcristaliónico. Larespuestacorrectaeslad. 14.35.Elpuntodeebullicióndeloscuatroprimerosalcoholesdecadenanormales: Alcohol (°C) (metanol) 65 (etanol) 78 (propanol) 98 (butanol) 117 Esteaumentogradualalcrecerelnúmerodeátomosdecarbonosedebe principalmentea que: a)Aumentalafuerzadelenlacedehidrógeno. b)Esmayorelnúmerodeenlacescovalentes. c)AumentanlasfuerzasdevanderWaals. d)Lahibridacióndelosorbitalesatómicosescadavezmayor. e)Aumentalapolaridaddelamolécula. (O.Q.N.Barcelona2001) Las moléculas de alcohol se unen entre sí mediante enlaces intermoleculares llamados enlaces de hidrógeno o puentes de hidrógeno. Estos se forman cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Además de los enlaces de hidrógeno, existen entre las moléculas de alcohol fuerzas intermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon.La intensidad de las mismas aumenta con el volumen atómico y el peso molecular, factores que hacen que las sustancias sean más polarizables. Por este motivo, la temperatura de fusiónesmínimaenelmetanolymáximaenelbutanol. Larespuestacorrectaeslac. 14.36.Elhechodequeelclorurodehidrógenogaseososedisuelvabientantoendisolventes polarescomoenalgunosnopolaresdebeachacarseaque: a)Launiónentrelosátomosdeamboselementosescovalentepolar. b)Existeentrelasmoléculasenlaceporpuentedehidrógeno. c)AparecenunionesporfuerzasdevanderWaalsentrelasmoléculas. d)Esunamolécularesonante. (O.Q.L.Murcia2001) LamoléculadeHClpresentaenlacecovalentepolaryaqueloselementosquelaintegran presentandiferenteelectronegatividad. Esta polaridad es la responsable que se pueda disolver en disolventes polares (H O) medianteenlacesintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo,yendisolventesnopolares (C H )medianteenlacesintermolecularesdeltipodipolo‐dipoloinducido. Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 21 14.37. De acuerdo a los valores de electronegatividades de Pauling de los elementos indicados: SWUYZXTV 0,820,931,002,042,202,552,963,04 ¿Cuáldelossiguientescompuestoshipotéticospresentarámayorcaráctercovalente? a)WV b)XU c)YT d)ZX (O.Q.L.Murcia2001) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementecovalentesiladiferencia deelectronegatividad(Δχ)queexisteentreloselementosquelosformanesmenora2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto WV XU YT ZX Δχ 3,04 – 0,93 =2,14 2,55 – 1,00 =1,55 2,96 – 2,04 =0,92 2,55 – 2,20=0,35 Enlacepredominante iónico covalente covalente covalente Menor la diferencia de electronegatividad le corresponde al compuesto ZX (0,35), por tanto,lecorrespondeelmayorcaráctercovalente. Larespuestacorrectaeslad. 14.38.Delassiguientesafirmacionessólounaescierta: a) Cuanto menor es el radio de un anión más se polariza por efecto de un determinado catión. b)Elcatión polarizamásalanión queelcatión . c) Entre dos compuestos semejantes, presenta mayor porcentaje de carácter iónico el más polarizado. d) En general, entre dos compuestos semejantes, al aumentar el porcentaje de carácter covalentedisminuyenlospuntosdefusión. (O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2003) Las reglas de Fajans (1923) permiten determinar de forma aproximada el carácter covalentedeunenlaceiónico.Paraello,relacionanelcaráctercovalentedeunenlacecon lapolarizacióndeloselectronesdelanión. a)Falso.Losanionesgrandesydecargaelevadasonblandos,esdecir,muypolarizables. b)Falso.Loscationespequeñosydecargaelevadasonlosmáspolarizantes. c) Verdadero. Un compuesto tiene mayor porcentaje de enlace iónico cuanto conforme mayor diferencia de electronegatividad y, por tanto, mayor polaridad, exista entre los elementosqueseenlazan. d)Verdadero.Esnecesariotenerencuentalapresenciadefuerzasintermolecularesde dispersióndeLondon,talcomoocurre,porejemplo,enloscompuestosCF yCCl : Compuesto CF CCl Δχ 3,98 – 3,16 =0,82 3,16 – 2,55=1,59 Tfus (K) 89,4 250,2 ElporcentajedecaráctercovalenteesmayorenelCF yaquepresentamenordiferencia deelectronegatividadysutemperaturadefusiónesmenor. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 22 Lasrespuestascorrectassoncyd. 14.39. De los siguientes compuestos, señale aquél cuyo comportamiento iónico sea más acusado: a) b) c) d) (O.Q.L.CastillayLeón2001) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto CCl BeCl TiCl CaCl Δχ 3,16 – 2,55=0,61 3,16 – 1,57=1,59 3,16 – 1,54=1,62 3,16 – 1,00=2,16 Enlacepredominante covalente covalente covalente iónico Larespuestacorrectaeslad. 14.40. Al disolver (s) en agua se forma una disolución que conduce la corriente eléctrica.Laecuaciónquemejorrepresentadichoproceso: a) (aq)+3Cl(aq) (s) b) (s) (aq)+ (aq) c) (aq) (aq)+ (aq) d) (s) (aq)+3Cl(aq) e) (s) (aq) (O.Q.L.CastillayLeón2001) ElFeCl sedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación: FeCl3 (s)Fe3+ (aq)+ (aq) Larespuestacorrectaeslad. 14.41.Supongaunlíquidocuyasmoléculasseencuentrenunidasporlasfuerzasindicadasa continuación,¿cuáldeellosdebetenerunpuntodeebulliciónmásbajo? a)Enlacesiónicos b)FuerzasdedispersióndeLondon c)Enlacesdehidrógeno d)Enlacesmetálicos e)Enlacesderedcovalente (O.Q.N.Oviedo2002) Presentará menor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásdébiles. LasfuerzasdedispersióndeLondonson,detodaslaspropuestas,lasmásdébilesy,por tanto, las más fáciles de romper para que las moléculas del líquido pasen a la fase de vapor. Larespuestacorrectaeslab. ProbleemasyCuestio onesdelasOlim mpiadasdeQu uímica.Volume en5.(S.Menarrgues&F.Latree) 23 14.42 2. Un metal cristaliza en e una estruuctura cúbicca centrada a en las caraas. El númeero de átom mosporceldillaunidadess: a)2 b)4 c)6 d)8 e)13 3 (O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Madrid d2006) Seg gún se obse erva en la figura, una a red cúb bica centrad da en las ccaras contie ene 4 átom mos: 1 1 omos 8á t.(vé rtice)+ 6á t.((cara)=4á to 2 8 Lareespuestacorrrectaeslab b. (Enlaacuestiónp propuestaen nMadrid20 006lassoluccionesson2,8,9y10). 14.43 3.¿Cuáldela assiguientesafirmacionessesincorreccta? a)La atemperaturradefusiónd delyodoesm mayorqueladelbromo. b)Eldiamanteno oconducelacorrienteelééctrica. c) La a temperatu ura de fusió ón del aguaa es anorma almente baja a si se com mpara con la a que correespondealosshidrurosdelosotrosellementosdeelgrupo16. d)Elbromurodesodioessolu ubleenagua.. (O.Q.L.Murcia a2002) a)Co orrecto.Las fuerzasde dispersión deLondon sonmásinttensasenellI queelBr ,ya que aal ser más voluminoso v mina que suu temperatu ura de es más pollarizable, lo que determ fusió ónseamayorr. b) Correcto. Lo os átomos de d carbono que formaan el diamante se enncuentran unidos u ma que exxisten electrones mediiante enlaces covalenttes forman do tetraedrros de form deslo ocalizadosq quepermitan nelpasode lacorrienteeeléctrica. c) Co orrecto. Los compuesto os binarios d del hidrógeeno con los elementos ddel grupo 16 1 del sistem maperiódiccotienenenlacecovalen nteypresen ntanmomen ntodipolarppermanente,pero sólo puedeformarune enlaceinterm moleculardeltipoenlacedehidró ógeno. Elen nlacedehidrrógenoopo orpuentesd dehidrógenose form ma cuando un átomo o de hidróógeno que se oaunátomomuyelecttronegativo (en encuentraunido o a la vez por un parr de este caso O) see ve atraído neciente a u un átomo muy m electrones solitaario perten deunamoléccula electronegativo ypequeño((N,OoF)d cercaana. Esto motiva que el H O tenga t un pu unto de fussión malo(unos1 100Cmayo or)conrespeectoalresto ode anóm losco ompuestosd delgrupo16 6. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 24 d)Correcto.ElNaBresunasustanciaquepresentaenlacepredominantementeiónicoque sedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación: NaBr(s)Na (aq)+Br (aq) Todaslasrespuestassoncorrectas. + Na Na+ (g) (g) + + Br Br (g) (g) 2 Na Na (g) (g) + + Br Br (g) (g) Energíía Energ 14.44 En la figura adjunta se representa el diagrama entálpico del ciclo de Born‐Haber para la formación del bromuro de sodio. ¿Qué etapa o etapas determina(n) la entalpíaoenergíareticular? a)1 b)2 c)3 d)2+3 + Na (g) + + Br Br- (g) (g) Na+ (g) Na Na (g) (g) + +½ ½ Br Br22 (g) (g) 3 Na Na (s) (s) + +½ ½ Br Br22 (g) (g) 1 + Na Na+ Br Br- (s) (s) (O.Q.L.Murcia2002)  La etapa 1 corresponde a la entalpía de formación del NaBr (s), un proceso exotérmico,yaqueseformaunmoldesustanciaapartirdeloselementosquelainegran encondicionesestándar. Laetapa2correspondealaafinidadelectrónicadelBr(g),unprocesoexotérmico, yaqueseliberaenergíacuandounátomodebromogaseosocaptaunelectrón. Laetapa3correspondealaformacióndelareddeNaBr(s)ylaenergíaasociadaala misma es la energía reticular, que es la energía que se desprende cuando se forma un moldesustanciacristalinaiónicaapartirdeloscorrespondientesionesenestadogaseoso, portantosetratadeunprocesoexotérmico. Larespuestacorrectaeslac. 14.45.Indiquecuáldelossiguientescompuestospresentaunmayorcarácteriónico: a) b) c) d) (O.Q.L.CastillayLeón2002) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto CCl SbCl CaCl ZrCl Larespuestacorrectaeslac. Δχ 3,16 – 2,55=0,61 3,16 – 2,05=1,11 3,16 – 1,00=2,16 3,16 – 1,33=1,83 Enlacepredominante covalente covalente iónico covalente ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 25 14.46.Indicaquefrasenoescierta: a)Elclorurodesodioyeldióxidodesilicionosonconductoresdelacorrienteeléctricabajo ningunacondición. b)Loscompuestosiónicosson,engeneral,solublesendisolventespolares. c)Elóxidodealuminioposeeunpuntodefusiónelevado. d)Elsodiosepuedeestirarfácilmenteenhilos. (O.Q.L.Baleares2002) a) Falso. El forma una red covalente, que no bajo ninguna condición es capaz de conducirlacorrienteeléctricayaquenopermiteelpasodeelectronesatravésdeella. ElNaClformaunarediónica,quefundidaoendisoluciónacuosadejalosioneslibreslo quepermiteelpasodeelectronesatravésdeella. b) Verdadero. Los compuestos iónicos son, generalmente, sustancias muy polares lo que hacequeseansolublesendisolventespolares. c)Verdadero.ElAl O esunasustanciaconenlacepredominantementeiónicoconiones pequeños con carga elevada lo que de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, que que permitecalcularlaenergíareticulardeunasustanciaiónicaquepredicedichaenergíaes directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm ∗ U=‐1,39·10 Esto determina que la energía reticular sea elevada y, por tanto, el punto de fusión tambiénloserá. d)Verdadero.Elsodioesunmetalalcalinomuydúctilymaleable. Larespuestacorrectaeslaa. 14.47.Entrelasmoléculascloroordenadasenuncristalmolecularexistenfuerzas: a)Iónicas b)Covalentes c)vanderWaals d)Dipolo‐dipolo (O.Q.L.Baleares2002) LamoléculadeCl esnopolar,loquedeterminaquelasúnicasfuerzasquepuedanexistir entrelasmismassonlasdevanderWaalsllamadasfuerzasdedispersióndeLondon. Larespuestacorrectaeslac. 14.48.Delassiguientesespeciesquímicas: , , a)Laquetienemayorenergíadeenlacees porquetienemayornúmerodeelectrones. b)Laquetienemenordistanciadeenlacees . c)Lastrestienenlamismaenergíadeenlaceyaquesonisoelectrónicas. d)Elordendeenlacemayoreselde yaqueelnitrógenoesmuyelectronegativo. e)Ladistanciadeenlacedel esmenorqueladel , . (O.Q.N.Tarazona2003) A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de las respectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) ordendeenlace= 26 1 #electrones #electrones  2 enOMdeenlace enOMdeantienlace Tendrá mayor energía de enlace y menor longitud de enlace la especie que presente un mayorordendeenlace. ordendeenlace= 1 82 =3 2 ordendeenlace= 1 83 =2,5 2 ordendeenlace= 1 72 =2,5 2 Larespuestacorrectaeslae. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 27 14.49.¿Cuáldelassiguientesseriesdeespeciesquímicasseencuentraenordencrecientede supuntodeebullición? a) b) c) d) e) (O.Q.N.Tarazona2003) Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición le corresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles. y son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas ▪ intermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmás intensas en el N2 debido a que es una sustancia con mayor volumen atómico, por tanto serámáspolarizable.Poresto,aunqueambastienenpuntosdeebulliciónbajos,eldelH2 esmuchomásbajo. ▪ NH3 es un sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polar formaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslos enlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodeebulliciónesmásalto. Losvaloresdelospuntosdeebullición(K)encontradosenlabibliografíason: (20,3)< (77,4)<NH3 (239,8) Larespuestacorrectaeslaa. 14.50. El fósforo rojo es insoluble en disulfuro de carbono, tiene un intervalo de punto de fusión amplio, una presión de vapor baja y no conduce la electricidad. Estas evidencias sugierenquelasustanciaprobablemente: a)Escristalinaymetálica. b)Esuncristaldeunidadesmoleculares . c)Esamorfaypolimérica. d)Consisteenunidades enun“mar”deelectrones. e)EstáformadaporátomosdePnoenlazadosenunempaquetamientocúbicocompacto. (O.Q.N.Tarazona2003) El fósforo es un sólido blanco en condiciones estándar. Este sólido tiene como unidades básicasmoléculastetraédricas(P )enlasqueunátomodefósforosesitúaencadaunode losvérticesdeltetraedro(fósforoblanco).Alcalentarloa300°C,setransformaenfósforo rojo. Parece ser que se rompe un enlace P−P por cada tetraedro y así los fragmentos resultantes unen formando largas cadenas lo que determina su comportamiento polimérico. Larespuestacorrectaeslac. 14.51.Loscincoprimeroshidrocarburoslinealessonmetano( ),etano( ),propano ( ),butano( )ypentano( ). a)Elprimeroformaunsólidoatómicoylosdemássonmoleculares. b)Todosellossonsólidosatómicos. c)Lospuntosdefusiónsonanormalmenteelevadosporlaexistenciadeenlacesdehidrógeno. d)Eldemayorpuntodefusióneselmetano,yaquesusmoléculasseempaquetanmejor. e)Eldemayorpuntodefusióneselpentano. (O.Q.N.Tarazona2003) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 28 Se trata de compuestos con enlace covalente no polar que forman moléculas gaseosas a temperatura ambiente. Las fuerzas que existen entre las moléculas de hidrocarburo son fuerzas intermoleculares de van der Waals conocidas como fuerzas de dispersión de London. La intensidad de las mismas aumenta con el volumen atómico y el peso molecular,factoresquehacenquelassustanciasseanmáspolarizables.Porestemotivo,la temperaturadefusiónmásaltalecorrespondealpentano. Larespuestacorrectaeslac. 14.52. ¿En cuál de las siguientes sustancias cabe esperar que exista una mayor interacción molecular? a) (g) b) (g) c) (g) d)HF(g) (O.Q.L.Murcia2003) ▪ y son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas intermolecularesposiblesenellassonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmás intensas en el F debido a que es una sustancia con mayor volumen atómico. Estas interaccionesintermolecularessonlasmásdébilesqueexisten. es un sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polar ▪ forma un enlace intermolecular del tipo dipolo‐dipolo. Esta interacción tiene una intensidadalgomayorquelaanterior. ▪HFesunsustanciaquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarforma unenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlaces intermoleculares. Larespuestacorrectaeslad. 14.53.Indiquecuálseríaelcompuestoenelqueestaríamásacusadoelcarácteriónicodel enlace: a)LiCl b) c) d) (O.Q.L.CastillayLeón2003) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto LiCl SbCl CaBr ZrCl Δχ 3,16 – 0,98=2,18 3,16 – 2,05=1,11 2,96– 1,00 =1,96 3,16 – 1,33=1,83 Larespuestacorrectaeslaa. Enlacepredominante iónico covalente covalente‐iónico covalente ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 29 14.54.DelassiguientesafirmacionessobreelCsCl(s)sólounaescierta: a)LauniónCsClescovalente. b)Enestadosólidoesunbuenconductordelacorrienteeléctrica. c)Presentabajospuntosdefusiónyebullición. d)Esfrágil. (O.Q.L.CastillayLeón2003) El CsCl es una sustancia con enlace predominantemente iónico. Entre las características principalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoseencuentran: Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasde atracciónexistentesentrelosiones. Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazón estriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones del mismo signo en las pequeñasdislocaciones. Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentran fuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntosdelared. Larespuestacorrectaeslad. 14.55. Indique cuál de las siguientes proposiciones es cierta respecto a que conduzcan la corrienteeléctrica: a)Tetraclorurodecarbonoenagua. b)Clorurodesodioañadidoaunrecipientequecontienebenceno. c)Clorurodecincfundido. d)Dióxidodesiliciosólido. (O.Q.L.CastillayLeón2003) Paraqueunasustanciapuedaconducirlacorrienteeléctricadebepresentarunaestructura quepermitaelpasodeloselectronesatravésdeella. a)Falso.LamezcladeCCl yH Oformadosfaseslíquidasquenopermitenelpasodelos electrones. b)Falso.ElNaClnoessolubleenbenceno,portantonosedisociaenionesynopermiteel pasodeloselectrones. c) Verdadero. El ZnCl fundido deja libres los iones lo que permite el paso de los electrones. d)Falso.ElSiO formaunaredenlaquelosátomosdesilicioseunencovalentementeya cuatroátomosdeoxígenoloquenopermiteelpasodeloselectronesatravésdelamisma. Larespuestacorrectaeslac. 14.56. Los sólidos moleculares que se mantienen unidos por enlace de van der Waals generalmente: a)Tienenpuntosdefusiónbajos. b)Formanenlacesdehidrógeno. c)Cristalizanfácilmente. d)Songases. (O.Q.L.CastillayLeón2003) Lasmoléculasqueformanlossólidosmolecularesseencuentranunidasmedianteenlaces devanderWaalsdeltipofuerzasdedispersióndeLondonquesonlasmásdébilesde todas las interacciones moleculares, por tanto, las más fáciles de romper para que las ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 30 moléculasdelsólidopasenalafasedelíquida,loquemotivaquetenganpuntosdefusión bajos. Larespuestacorrectaeslaa. 14.57.¿Cuáldeestassustanciastieneunpuntodefusiónmáselevado? a)NaBr b) c) d)NaF (O.Q.L.Baleares2003) Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas ▪ intermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmuy intensas debido a que es una sustancia con gran volumen atómico y por tanto será muy polarizable.Poresto,tieneunpuntodefusiónbajo. es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presenta momento dipolar ▪ permanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además, tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto,supunto . defusiónesmásbajoqueeldel ▪NaBryNaFsonsustanciasquetieneenlaceiónicoyadiferenciadelasanteriores,forma redes cristalinas iónicas muy difíciles de romper. Estas sustancias son sólidas a temperaturaambiente,porloquetienenunelevadopuntodefusión,muchomayorque elrestodelassustanciaspropuestas. Paradeterminarcuáldeestassustanciastienemayortemperaturadefusiónesnecesario determinar el valor su energía reticular. Esta se puede calcular de acuerdo con la expresióndeBorn‐Meyer,quepredicequedichaenergíaesdirectamenteproporcionalal productodelascargasdelosioneseinversamenteproporcionalaladistanciainteriónica, esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm Respecto a las cargas, son las mismas en las ambas sustancias (+1 y ‐1). Respecto a los radiosiónicos,esmayoreldelcloroelementodel3erperiodoymenorenelflúorelemento delperiodo.Teniendoencuentalodicho,laenergíareticulary,portanto,latemperatura defusióndelNaFesmayorquedelNaBr. Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason: (198)< (268,5)<NaBr(1020)<NaF(1269) Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 31 14.58.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesacercadeladisolucióndediversassustanciasen aguaescorrecta? a)Elcloroformo( )essolubleenaguayaque,aligualqueleocurrealNaCl,sedisocia completamenteendisolución. b)El esmássolubleenaguaqueelNaClyaque,porserunsólidomolecular,lainteracción entresusmoléculasesmásdébil. c) El y todos los hidrocarburos ligeros son muy solubles en agua por su capacidad de formarenlacesdehidrógenoconeldisolvente. d)Elbutanolnoescompletamentesolubleenaguadebidoalacadenaapolar. (O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004) a‐b‐c) Incorrecto. El CHCl es una sustancia con enlace covalente polar y, I y CH son sustancias con enlace covalente no polar. Ninguna de las tres, a diferencia del NaCl, se disocian en iones en contacto con el H O, lo que determina que su solubilidad sea muy baja. d) Correcto. Las moléculas de alcohol se unen a las moléculas de H O mediante enlaces intermoleculares llamados enlaces de hidrógeno o puentes de hidrógeno. Estos se forman cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N,OoF)deunamoléculacercana. Conformeaumentaelnúmerodeátomosdecarbonodelalcoholdisminuyesusolubilidad yaquelapartehidrofóbicadelacadenaseahacemásgrande. Larespuestacorrectaeslad. 14.59. La reacción entre un elemento Q (Z = 16) y otro elemento M (Z = 19), con mayor probabilidadformará: a)UncompuestoiónicodefórmulaMQ. b)UncompuestoiónicodefórmulaMQ2. c)UncompuestoiónicodefórmulaM2Q. d)UncompuestocovalentedefórmulaM2Q. (O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004) ElelementoQ(Z=16)tieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porlo quesetratadeunelementodelgrupo16.Elvalorden=3indicaqueeselazufre.Tiene tendenciaacederdoselectronesyformarelionS . ElelementoM(Z=19)tieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ar]4s porloque se trata de un elemento del grupo 1. El valor de n = 4 indica que es el potasio. Tiene tendenciaacederunelectrónyformarelionK . Para cumplir con la condición de electroneutralidad se combinan dos átomos de M (potasio)conunátomodeQ(azufre)porloquelafórmulamásprobabledelcompuesto conenlacepredominantementeiónico. formadoporamboses Larespuestacorrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 32 14.60.¿Quétipodeenlaceescaracterísticodeloscompuestosorgánicos? a)Polar b)Insaturado c)Electrovalente d)Covalente e)Covalentecoordinado (O.Q.L.Extremadura2003) Los compuestos orgánicos están formados, fundamentalmente, por carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno elementos con electronegatividades elevadas y similares, con tendencia a no ceder electrones y sí a compartirlos, lo que determina que el enlace predominanteenestoscompuestosseacovalente. Larespuestacorrectaeslad. 14.61.Indiquecuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta: a)Todosloscompuestosiónicossonbuenosconductoresdelacorrienteeléctrica. b)Loscompuestoscovalentesmolecularessepresentansiempreenestadogaseoso. c)Lossólidosderedcovalentetienenelevadospuntosdefusiónyebullición. d)Elaguaesunmaldisolventedeloscompuestosiónicos. e)Loscompuestoscovalenteshomopolaressedisuelvenfácilmenteendisolventespolares. (O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004) a) Incorrecto. Los compuestos iónicos solo son buenos conductores de la corriente eléctricafundidosoendisoluciónacuosa. b) Incorrecto. Los compuestos covalentes moleculares también se presentan como líquidosvolátilesosólidosblandos. c) Correcto. Los sólidos de red covalente tienen sus átomos unidos mediantes fuertes enlaces covalentes lo que determina que sus energías de red sean elevadas y, por tanto, tambiénloseansuspuntosdefusiónyebullición. d)Incorrecto.ElH Oesunasustanciamuypolaryporelloesunexcelentedisolventede loscompuestosiónicosquetambiénsonmuypolares. e) Incorrecto. Los compuestos covalentes homopolares carecen de momento dipolar permanenteporloquenosepuedendisolverendisolventespolares. Larespuestacorrectaeslac. 14.62.ElenlaceentredosátomosAyBseráiónicosilas: a)Energíasdeionizacióndeambossonpequeñas. b)Electronegatividadesdeambossonmuydiferentes. c)Energíasdeionizacióndeambossonparecidas. d)Respectivasafinidadeselectrónicassonmuyaltas. (O.Q.L.Murcia2004) Elenlaceiónicosedaentreátomosquesetransfierenelectronesdeunoaotro.Paraelloes precisoqueloselementosqueseunentenganelectronegatividadesmuydiferentes. Unodeloselementosdebetenerunaelectronegatividadmuybaja,deformaquetengauna elevada tendencia acederelectrones y formarun catión. Por elcontrario, elotro elemento debe tener una electronegatividad muy alta, de forma que tenga una elevada tendencia a captarelectronesyformarunanión.Unavezquesehanformadolosiones,estosseatraen mediantefuerzascolombianasformandounaredcristalinasólidaatemperaturaambiente. Larespuestacorrectaeslab. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 33 14.63.Lasdenominadas“FuerzasdevanderWaals”: a)Sepuedendarentremoléculasconenlacescovalentes. b)Sepuedenencontrarentrelasmoléculasdelosgasesquesecomportancomoideales. c) No son suficientemente fuertes para ser las responsables del estado sólido de ciertas sustancias. d) Aparecen en las interacciones entre los electrones y el núcleo de átomos con peso atómico alto. (O.Q.L.Murcia2004) Loscompuestosconenlacecovalenteformanestructurasmolecularesque,generalmente, songaseosasatemperaturaambiente. Además de los enlaces covalentes, se dan entre las moléculas otro tipo de interacciones conocidascomofuerzasdevanderWaalsysonlasresponsablesdelcambioenelestado deagregacióndeestassustancias. Larespuestacorrectaeslaa. 14.64.¿Cuántosionesdeunsignosonlosmáspróximosaotrodecargacontrariaenunared cristalinacúbicacentradaenlascaras? a)4 b)6 c)8 d)12 (O.Q.L.Murcia2004) Segúnseobservaenlafigura,enunaredcúbicacentradaen lascarascadaionserodeadeotros6decargaopuesta,por tanto, se dice que el índice de coordinación que presenta estaestructuracristalinaes6:6. Larespuestacorrectaeslab. 14.65.Señalelaopciónqueconsiderecorrecta: a)Temperaturadefusióndelcobre=18°C b)Temperaturadeebullicióndel =40°C c)Temperaturadefusióndelclorurosódico=102°C d)Temperaturadeebullicióndeletanol=78°C (O.Q.L.Murcia2004) Presentarámayorpuntodefusiónydeebulliciónaquellasustanciaquepresentefuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de fusión y de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzasintermolecularesmásdébiles. a)Falso.Cuesunasustanciaquetieneenlacemetálicoyformaunaredcristalinasólidaa temperaturaambiente.Lasfuerzasquemantienenunidosalosátomosdecobreenlared sonmuyintensas,portanto,noesposiblequesutemperaturadefusiónsea18°C. es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presenta momento b) Falso. dipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo. Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Setratade una sustancia que es gaseosa a temperatura ambiente, por tanto, no es posible que su temperaturadeebulliciónsea40°C. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 34 c)Falso.NaClesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyformaunaredcristalinaiónica, sólida a temperatura ambiente y muy difícil de romper. Por tanto, no es posible que su temperaturadefusiónsea120°C. d) Verdadero. El etanol es una sustancia que presenta enlace covalente polar y, además, sus moléculas se unen entre sí mediante enlaces intermoleculares llamados enlacesdehidrógenoopuentesdehidrógeno.Estosse forman cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una moléculacercana. Setratadeunasustanciaqueeslíquidaatemperaturaambiente,portanto,esposibleque sutemperaturadeebulliciónsea78°C. Larespuestacorrectaesd. 14.66.Elcarbonooriginaungrannúmerodecompuestosdebidoa: a)Sucaráctermuyelectronegativo. b)Laexistenciadelafuerzavital. c)Sucaráctermuyelectropositivo. d)Sucapacidadparaformarenlacesconsigomismo. (O.Q.L.Murcia2004) Elcarbonoesunelementocuyaelectronegatividadesrelativamentealta(2,55)yquetiene cuatro electrones de valencia, de forma que no tiene una marcada tendencia a captar o ceder electrones y sí a compartirlos con el fin de conseguir completar su última capa y conseguirunaestructuraelectrónicadegasinertemuyestable. Una posibilidad es formar enlaces covalentes entre átomos de carbono formando cadenas lineales o ramificadas, abiertas o cerradas. Esto determina la existencia de un grannúmerodecompuestosabasedecarbono. Larespuestacorrectaesd. 14.67.¿Quécompuestoenfaselíquidaserámejordisolventedeuncristaliónico? a)HF b) c) d) (O.Q.L.Baleares2004) Los cristales iónicos son estructuras formadas por iones, de acuerdo con el aforismo “lo semejante disuelve a lo semejante”, los mejores disolventes para dichos cristales son aquellosqueseanmuypolares. De las cuatro sustancias propuestas, la única que presenta un momento dipolar permanente,yademáselevadoeselHF. Larespuestacorrectaesa. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 35 14.68.Indicaquefrasenoescierta: a)Elaluminioyeldiamantesoninsolublesenaguaybenceno. b)Losmetalessonfrágiles,dúctilesymaleables. c)Elnaftalenoyelyodosonsolublesenbenceno. d)Losmetalessonbuenosconductoresdelcalorylaelectricidad. (O.Q.L.Baleares2004) Losmetalestienenunaestructuracristalinaquelesconfierelapropiedaddeserdúctilesy maleablesadiferenciadeotrotipodeestructurascristalinas,iónicasocovalentesqueson frágiles. Larespuestacorrectaesb. 14.69.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesverdadera? a)ElpuntodefusióndelLiClesmayorqueeldelKCl. b)Elpuntodefusióndel esmayorqueeldel . c)Elpuntodefusióndel esmayorqueeldel . d)EnlafusiónserompenfuerzasdevanderWaals. (O.Q.L.Baleares2004) Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. Laenergíareticulardeunsólidoiónico,deacuerdoconlaexpresióndeBorn‐Meyer,es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm a)Falso.EnelcasodeLiClyKCllasconstantesnosonidénticasyaqueambosclorurosno cristalizanconelmismoretículocúbico.Además,eltamañodelionlitioesmenorqueel delionsodiodebidoaqueelprimerotieneunacapamenosdeelectrones,porestemotivo laenergíareticulardelLiClesmayorqueladelKClyporello,supuntodefusióntambién debeserlo. Sin embargo, consultando la bibliografía, los valores de los puntos de fusión (K) encontradossonLiCl(883)yKCl(1044).Estaanomalíasedebeaquecuantomayoresla cargadelcatiónymenoressutamaño,estantomáspolarizanteodeformadorypolarizao deformaalanión,queestantomásdeformableopolarizablecuantomayoressutamañoy mayor es su carga. Por esta causa se producen transiciones desde el enlace iónico hacia compuestos moleculares (compartición de cargas) y por lo tanto disminuye su carácter iónicoy,comoconsecuencia,disminuyenlospuntosdefusión. y respecto a las cargas, son las mismas en ambas b) Falso. En el caso de sustancias(+2 y‐1).Respectoalosradiosiónicos,eltamañodelion estroncioesmenor queeldelionbariodebidoaqueelprimerotieneunacapamenosdeelectrones,poreste motivolaenergíareticulardelSrCl debesermayorqueladelBaCl yporello,supunto defusióntambiéndebeserlo. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 36 Sin embargo, consultando la bibliografía, los valores de los puntos de fusión (K) encontradossonSrCl (1141)yBaCl (1236).Estaanomalíasedebeaquecuantomayor es la carga del catión y menor es su tamaño, es tanto más polarizante o deformador y polarizaodeformaalanión,queestantomásdeformableopolarizablecuantomayoressu tamaño y mayor es su carga. Por esta causa se producen transiciones desde el enlace iónicohaciacompuestosmoleculares(comparticióndecargas)yporlotantodisminuyesu carácteriónicoy,comoconsecuencia,disminuyenlospuntosdefusión. y , respecto a las cargas, son las mismas en ambas c) Falso. En el caso de sustancias(+2y‐1).Respectoalosradiosiónicos,eltamañodelionfluoruroesmenorque el del ion cloruro debido a que el primero tiene una capa menos de electrones, por este motivolaenergíareticulardelCaCl debesermenorqueladelCaF yporello,supuntode fusióntambiéndebeserlo.Consultandolabibliografía,losvaloresdelospuntosdefusión (K)encontradossonCaCl (1045)yCaF (1691). d) Verdadero. Las fuerzas intermoleculares de van der Waals son las responsables del cambioenelestadodeagregaciónensustanciasmoleculares. Larespuestacorrectaesd. 14.70.Delassiguientesproposicionesseñalelarespuestacorrecta: a)Todosloshalógenospuedenactuarconvalenciascovalentes1,3,5y7. b)Eneldiamantetodoslosenlacessoncovalentespuros. c)Algunosenlacesdelgrafitosoniónicos,loquelehaceserunbuenconductoreléctrico. d)Elaniónsulfuro( )esunoxidantemoderado. (O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007) a) Falso. El flúor es el elemento más electronegativo del sistema periódico y tiene siete electrones en su capa de valencia. Ningún elemento es capaz de quitarle electrones, por tanto,suúniconúmerodeoxidaciónes‐1. b) Verdadero. Los átomos de carbono que forman el diamante se encuentran unidos mediante enlaces covalentes formando tetraedros de forma que se constituye un sólido atómicocristalino. c) Falso. Cada uno de los átomos de carbono que forman el grafito se encuentra unido a otros tres mediante enlaces covalentes formando una red cristalina en la que existen electronesdeslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctrica. d) Falso. El azufre del anión S tiene el estado de oxidación más bajo posible en este elementodeformaquesolopuedeoxidarseloqueimplicaqueactúacomoreductor. Larespuestacorrectaesb. 14.71.¿Cuáleselordendeenlacedelaespecie a)2 b)1,5 c)1 d)2,5 ? (O.Q.L.CastillaLaMancha2004) A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de las respectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo: ordendeenlace= 1 1 #electrones #electrones  = 83 =2,5 2 enOMdeenlace enOMdeantienlace 2 ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 37 Larespuestacorrectaeslad. 14.72.¿Cuáldeestasafirmacionesnoescorrecta? a)Lamoléculadeclorurodehidrógenopresentapolaridad. b)Elpotasioesunelementodiamagnético. c)El esunamolécula. d)Elaguapresentapuentesdehidrógeno. (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008) a) Correcto. La molécula de HCl está formada por dos elementos de diferente electronegatividad, por tanto, presenta un único dipolo dirigido hacia el cloro que es el elementomáselectronegativodelosdos. b) Incorrecto. La configuración electrónica abreviada del potasio es [Ar] 4s . Como se observapresentaunelectróndespareadoporloqueesunaespecieparamagnética. c) Correcto. La molécula de H es la más sencilla que existe. En ella los dos átomos de hidrógenoseencuentranunidosmedianteunenlacecovalentepuro. d) Correcto. Las moléculas de H O se encuentran unidas mediante enlaces intermoleculares denominados puentes de hidrógeno. Son responsables de las anómalas temperaturasdefusiónyebullicióndelagua. Larespuestacorrectaesb. 14.73.¿Cuáldeestasafirmacionesnoescorrecta? a)Elcambiodelestadosólidoavaporsedenominasublimación. b)Elcambiodelestadovaporasólidosedenominacongelación. c)Eliodoesunasustanciaquesublimaconfacilidad. d)Elaguaesunamolecularpolar. (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009) a‐c) Verdadero. El cambio estado de sólido a vapor se denomina sublimación y en él se produce la rotura de enlaces intermoleculares débiles del tipo fuerzas de dispersión de London,comoocurreenelcasodelI (s). b)Falso.Elcambioestadodevaporasólidosedenominacondensaciónodeposiciónyen élseformanenlacesintermolecularesdébilesdeltipofuerzasdedispersióndeLondon. d)Verdadero.LaestructuradeLewisdelamoléculadeH2 Oes: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 38 DeacuerdoconelmodeloRPECVelH2 O esunasustanciacuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposiciónestetraédricaysugeometríaesANGULAR. Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el hidrógeno ( = 2,20) los enlaces son polares y con esa geometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolarnoes nula(μ=1,85D)ylamoléculaesPOLAR. Larespuestacorrectaeslab. 14.74.¿Cuáldelossiguientescompuestostieneelpuntodefusiónmásalto,KI,CaO, a)KI b)CaO c)KIyCaOsoniguales d) ? (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004) Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. es un compuesto que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polar  quepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuerte detodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo(en este casoO)seveatraído alavezporunpardeelectronessolitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana.Supuntodefusiónesbastantemásaltoqueelrestodeloscompuestosbinarios queformanloselementosdesugrupoconelhidrógeno. Estastressustanciaspresentanpuntosdeebulliciónrelativamentebajos.  KI y CaO son compuestos que forman redes cristalinas iónicas sólidas a temperatura ambiente.PorestemotivopresentanunpuntodefusiónmuysuperioraldelH O. Laenergíareticulardeunsólidoiónico,deacuerdoconlaexpresióndeBorn‐Meyer,es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm Respectoalascargas,sonmayoresenelCaO(+2y‐2)queelKI(+1y‐1).Respectoala distancia interiónica, es menor en el CaO ya que está formada por elementos con menos capaselectrónicasqueelKI.Porestemotivo,laenergíareticulardelCaOdebesermayor queladelKIyporello,supuntodefusióntambiéndebeserlo. Consultandolabibliografía,loscompuestosordenadosporpuntodefusión(K)creciente: (273)>KI(954)>CaO(2845) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 39 Larespuestacorrectaeslab. 14.75.Sobreelamoníacosepuedeafirmar: a)Susmoléculasestánunidasporenlacesdehidrógeno. b)Sumoléculaesoctaédrica. c)Sumoléculaesapolar. d)Esuncompuestoiónico. (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009) a) Verdadero. El amoniaco tiene enlace intermolecular de hidrógeno o por puentes de hidrógeno, un enlace que se forma cuando unátomodehidrógenoqueseencuentraunido aunátomomuyelectronegativoseveatraídoa la vez por un par de electrones solitario pertenecienteaunátomomuyelectronegativo ypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. b‐c)Falso.LaestructuradeLewisdelamoníacoes: DeacuerdoconelmodeloRPECV,NH esunasustanciacuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX Eala que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que sudisposiciónestetraédricaysugeometríaesPIRAMIDAL yaquesólohaytresátomosunidosalátomocentral. Como el nitrógeno ( = 3,04) es más electronegativo que el hidrógeno ( = 2,20) los enlacessonpolaresyconesageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolarno esnula(μ=1,47D)ylamoléculaesPOLAR. d)Falso.Setratadeunamoléculaformadapordoselementosmuyelectronegativos,por tanto,tieneunenlacepredominantementecovalente. Larespuestacorrectaeslaa. 14.76.Dadaslassiguientesespecies:HF, , , ,KBr,identifica: i)Gascovalenteformadopormoléculastetraédricas. ii)Sustanciaconenlacesdehidrógeno. iii)Sólidosolubleenaguaque,fundido,conducelacorrienteeléctrica. a)i) ii)HFiii) b)i)HFii) iii) c)i) ii)HFiii)KBr d)i) ii)HFiii) (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)  HF es una sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polar formaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslos enlacesintermoleculares. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 40 KBresunasustanciaquetieneenlaceiónicoyformaredescristalinasiónicas.Estetipo desustanciaessólidaatemperaturaambiente,muysolubleenaguayfundidaconducela corrienteeléctrica.  .SuestructuradeLewises: De acuerdo con el modelo RPECV el CH4 es una sustancia cuyadistribucióndeligandosyparesdeelectronessolitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula AX a la quecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesu disposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA. Es una sustancia que tiene enlace covalente y forma moléculas gaseosas a temperatura ambiente.  e sonsustanciasquetienenenlacecovalentenopolar.Formanmoléculaslineales quesongaseosasatemperaturaambiente. Larespuestacorrectaeslac. 14.77.¿Cuáldelassiguientesdisolucionesespeorconductoreléctrico? a)K2SO40,5M b)CaCl20,5M c)HF0,5M d)CH3OH0,5M e)NH30,5M (O.Q.N.Luarca2005) Serápeorconductoraladisoluciónquepresentemenosionesquepermitanelpasodela corrienteeléctrica.  Las ecuaciones químicas correspondientes a las disociaciones de K SO4 y CaCl2 , compuestosconenlaceiónicoson: K SO4 (aq)2K (aq)+SO4 (aq) CaCl2 (aq)Ca (aq)+2Cl (aq) Sonexcelentesconductoresdelacorrienteeléctrica. LasecuacionesquímicascorrespondientesalasdisociacionesdeHFyNH3 ,compuestos conenlacecovalentepolarson: HF(aq)H (aq)+F (aq) NH3 (aq)NH4 (aq)+OH (aq) Son un ácido y una base débil que en disolución acuosa se encuentran parcialmente disociadoseniones,sonbuenasconductoresdelacorrienteeléctrica.  El CH3 es un compuesto con enlace covalente polar que no se disocia en iones, por tanto,seráelpeorconductor. Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 41 14.78. Señale cuál de las siguientes moléculas no puede formar enlaces por puente de hidrógeno: a)Sulfurodehidrógeno b)Etanol c)Agua d)Metilamina (O.Q.L.Murcia2005) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.  El etanol (CH CH OH), agua (H O) y metilamina (CH NH ) sí poseen un átomo de hidrógenounidoaunelementomuyelectronegativo,oxígenoenlosprimerosynitrógeno enelqueresta,porloquepuedendarestetipodeenlace. Elsulfurodedihidrógeno(H S)noposeeátomosdehidrógenounidosaunelemento muyelectronegativo,porloquenopuedeformarenlacedehidrógeno. Larespuestacorrectaeslaa. 14.79.Eldiamanteyelgrafito: a)Tienenunacomposiciónquímicadiferente. b) El diamante tiene enlace covalente y el grafito lo tiene iónico ya que éste conduce la corrienteeléctrica. c)Ambostienenenlaceiónicoyaquelosdostienenpuntosdefusiónelevados. d)Ambostienenenlacecovalente. (O.Q.L.Baleares2005) Losátomosdecarbonoqueformaneldiamanteyelgrafitoseencuentranunidosmediante fuertesenlacescovalentesconunadisposicióntetraédricaotriangular,respectivamente, de forma que en ambos casos se constituye un sólido atómico cristalino. La robustez de estos enlaces provoca que ambas sustancias presenten grandes energías de red y, por tanto,puntosdefusiónelevados. Enlaestructuradelgrafitoqueexistenelectronesdeslocalizadosquepermitenelpasode lacorrienteeléctricaatravésdelamisma. Larespuestacorrectaesd. 14.80.LasfuerzasintermolecularesdevanderWaals: a)Sedanentrecualquiertipodeestructurasmoleculares. b)Permitenexplicarquealgunassustanciasapolaresseansólidas. c)Suenergíadeenlaceesmenorqueladelosenlacesdehidrógeno. d)Todaslasanterioressoncorrectas. (O.Q.L.Baleares2005) Las fuerzas intermoleculares de van der Waals se dan además de los enlaces covalentes típicos de las estructuras moleculares y son las responsables del cambio en el estado de agregacióndeestassustancias. Laenergíaasociadaaestetipodeenlaceintermolecularesmenorquelacorrespondiente alosenlacesdehidrógeno. Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 14.81.Entrelassiguientessustancias,CaO, a)Una b)Dos c)Tres d)Cuatro , y 42 ,¿cuántasformanunarediónica? (O.Q.L.Baleares2005) CaOesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyformaunaredcristalinaiónica.  y son sustancias que tienen enlace covalente no polar y forman moléculas gaseosasatemperaturaambiente.  esunasustanciaquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciaenlaque cada átomo de silicio se une covalentemente a cuatro átomos de oxígeno dando lugar a unaredcristalinacovalente. Larespuestacorrectaeslaa. 14.82.Loshidrurosdelafamiliadelnitrógenopresentanlossiguientespuntosdeebullición: ‐17°C‐55°C‐87°C‐33°C Elamoníaconopresentalatendenciadedisminucióndelpuntodeebulliciónporlapresencia de: a)Enlaceiónico b)Enlacemetálico c)Enlacedehidrógeno d)FuerzasdevanderWaals e)Masamolecularmásbaja f)Enlacescovalentesfuertesentrelosátomos (O.Q.L.Baleares2005)(O.Q.L.CastillayLeón2007)(O.Q.L.CastillayLeón2008) La anomalía que presenta el amoniaco en su punto de ebullición respecto al resto de los hidruros del grupo 15 del sistema periódico se debe a que presenta enlace intermolecular de hidrógeno, un enlace queseformacuandounátomodehidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativoseveatraídoala vezporun pardeelectronessolitariopertenecienteaun átomomuyelectronegativoypequeño(N,Oo F)deunamoléculacercana. Larespuestacorrectaesc. (EnlacuestiónpropuestaenCastillayLeónnosedanlastemperaturasylasopcionesay bsereemplazanporeyf) 14.83.¿Quécompuesto,enfaselíquida,serámejordisolventeparauncristaliónico? a)Ácidoclorhídrico b)Trifluorurodeboro c)Pentaclorurodefósforo d)Dióxidodecarbono (O.Q.L.Baleares2005) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 43 Los cristales iónicos son estructuras formadas por iones, de acuerdo con el aforismo “lo semejante disuelve a lo semejante”, los mejores disolventes para dichos cristales son aquellosqueseanmuypolares. De las cuatro sustancias propuestas, la única que presenta un momento dipolar permanente,yademáselevadoeselácidoclorhídrico. Larespuestacorrectaesa. (SimilaraBaleares2004cambiandoscompuestos). 14.84.Indiquelafraseincorrecta: a) En un periodo de la tabla periódica, la electronegatividad de los elementos aumenta de izquierdaaderecha,siendomáximaenloshalógenosyencadagrupodisminuyeamedida quesedesciende. b)Elradiodeuncatiónesmenorqueeldesuscorrespondienteátomoneutro. c)Loscompuestosiónicossonmuysolublesendisolventespolares. d)LasrepresentacionesdeLewisexplicanlaestructurageométricadelamolécula. (O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005) a) Correcto. La electronegatividad, χ, mide la capacidad que tiene un átomo para atraer haciasíloselectronesdesuenlaceconotrosátomos.Suvalorsepuedecalcularapartirde los valores de la energía de ionización, I, y de la afinidad electrónica, AE, de forma que aumentaalaumentarambaspropiedades.Laelectronegatividaddeunelementoesmayor cuantomenoressuradioatómicoycuantomayoressucarganuclearefectiva.Portanto, laelectronegatividaddeunátomoaumentaenun: ‐Grupoaldisminuirelvalordelnúmerocuánticoprincipaln. ‐Periodoalaumentarelvalordelnúmeroatómico. b) Correcto. Al disminuir el número de electrones disminuye la constante de apantallamientoyaumentalacarganuclearefectiva,loquehacequelafuerzadeatracción delnúcleosobreelelectrónmásexternoseamayor.Portanto,elradiodelcatiónesmenor queeldelátomodelqueprocede. c) Correcto. Los compuestos iónicos están formados por elementos de muy diferente electronegatividadporloquesonmuypolares,ydeacuerdoconelaforismo“losemejante disuelvealosemejante”seránmuysolublesendisolventespolares. d) Incorrecto. Las representaciones de Lewis sólo indican el número y tipo de pares de electrones que rodean a cada átomo dentro de una especie química. Para conocer la geometríaesprecisoaplicarelmodeloderepulsionesdeparesdeelectronesdelacapade valencia(VSEPR). Larespuestacorrectaeslae. 14.85.¿Cuáldelassiguientessustanciastieneelpuntodefusiónmásalto? a) b)NaCl c)HCl d) e) (O.Q.L.Almería2005) Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 44 menor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. e son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas a‐e) Falso. fuerzas intermoleculares posibles en ellas son fuerzas de dispersión de London, que seránmásintensasenelBr debidoaqueesunasustanciacongranvolumenatómicoy elevado peso molecular, por tanto será muy polarizable. Por esto, aunque ambas tienen puntosdefusiónbajos,eldelCH esmuchomásbajo. b) Verdadero. NaCl es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia de las anteriores,formaredescristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estassustanciasson sólidas a temperatura ambiente, por lo que tienen un elevado punto de fusión, mucho mayorqueelrestodelassustanciaspropuestas. c) Falso. HCl es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presenta momento dipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo. Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto, elpuntodefusióndelclorurodehidrógenoesmuybajo. es una sustancia que tiene enlace covalente, pero se trata de una d) Falso. sustancia polar forma un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte de todos los enlaces intermoleculares. Por este motivo, su punto de fusión tambiénesbajo. Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason: (90,7)<HCl(161)< (175)< (266)<NaCl(1074) Larespuestacorrectaeslab. (SimilaraNavacerrada1996reemplazandoKBreI porNaClyBr ,respectivamente). 14.86.Unasustanciapresentalassiguientespropiedades: 1)Bajopuntodefusión 2)Solubleentetraclorurodecarbono 3)Noconducelacorrienteeléctrica Estasustanciaes: a)Diamante b)Cobre c)Sílice d)Clorurosódico e)Yodo (O.Q.L.Almería2005) Siunasustanciaposeelassiguientespropiedades: tenerbajopuntodefusión noconducirlaelectricidad sersolubleenCCl debetenerunenlacecovalentey formaruncompuestomolecularylas únicasfuerzas intermolecularesexistentesenlamismatienenqueserdeltipodedispersióndeLondon, característicasquecumpleelyodo, . Larespuestacorrectaeslae. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 45 14.87.Elordencrecientecorrectodepuntosdeebullicióndeloscompuestos:KCl, es: a)KCl< < < b) < < <KCl c)KCl< < < d) < < <KCl e)KCl< < < , , (O.Q.L.Almería2005) Esta cuestión es misma que la que se propone en Ciudad Real 1997 con la diferencia de quesecambiaKIporKCl. Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullición(K)crecienteson: (11,6)< (213)< (373)<KCl(1693) Larespuestacorrectaeslab. 14.88.Cuatroelementosdistintostienenlassiguientesconfiguracioneselectrónicas: A=1 2 2 B=1 2 2 C=1 2 2 3 3 D=1 2 2 3 3 4 ¿CuálessonlasfórmulasdeloscompuestosqueBpuedeformarcontodoslosdemás? a) , yDB b) ,CByDB c) , y d) ,CBy (O.Q.L.Asturias2005) ElelementoAtiendeaganarocompartircuatroelectronesparacompletarsucapa devalenciayconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.  El elemento B tiende a ganar un electrón para completar su capa de valencia y conseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.  El elemento C tiende a ceder tres electrones para completar su capa de valencia y conseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable.  El elemento D tiende a ceder un electrón para completar su capa de valencia y conseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable. LascombinacionesposiblesdeBconelrestodeloselementoscumpliendolacondiciónde electroneutralidadson: BconAAB4 BconCCB3 BconD Larespuestacorrectaeslaa. 14.89.Entreloscompuestosdadosacontinuación:MgO, a)Trescompuestosiónicosydoscovalentes. b)Trescompuestoscovalentesydosiónicos. c)Uncompuestocovalentesycuatroiónicos. d)Uncompuestoiónicoycuatrocovalentes. , , , ,hay: (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) Compuesto MgO NF3 CaCl2 SrBr2 SF2 Δχ 3,44– 1,31=2,13 3,98– 3,04=0,94 3,16 – 1,00=2,16 2,96– 0,95=2,01 3,98– 2,58=1,40 46 Enlacepredominante iónico covalente iónico covalente‐iónico covalente Larespuestacorrectaeslaa. 14.90. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones referidas al compuesto cloruro de cesio son verdaderasofalsas? i)Presentapuntosdefusiónyebulliciónrelativamentebajos. ii)Suredestáconstituidaporionesyenestadosólidoesunbuenconductordela corrienteeléctrica. iii)LasmoléculasdeCsClestánunidasentresíporfuerzasdevanderWaals. a)i)falsa ii)verdadera iii)falsa b)i)verdadera ii)falsa iii)falsa c)i)falsa ii)verdadera iii)verdadera d)i)falsa ii)falsa iii)falsa (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005) El CsCl es una sustancia con enlace predominantemente iónico. Entre las características principalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoseencuentran: i) Falso. Presenta elevados puntos de fusión y de ebullición debido a las intensas fuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones. ii) Falso. En estado sólido es un mal conductor de la corriente eléctrica, ya que, los electronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosen puntosdelared. iii) Falso. En una sustancia que presenta enlace iónico no puede haber fuerzas intermolecularesdevanderWaals. Larespuestacorrectaeslad. 14.91. Clasifique las siguientes sustancias iónicas en orden creciente de energía de red: , , . a) < < b) < < c) < < d) < < e) < < (O.Q.N.Vigo2006) La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm Respectoalascargas,sonlasmismasenlastressustancias(+2y‐1). ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 47  Respecto a los radios iónicos, son más grandes en CaCl con elementos del 4º y 3er periodo, más pequeños en MgF2 con elementos del 3er y 2º periodo, y finalmente, intermediosenMgCl dondeamboselementospertenecenal3erperiodo. Teniendo en cuenta lo dicho, las energías reticulares (kJ/mol) deben tener el siguiente ordencreciente: (‐2223)< (‐2526)< (‐2957) Larespuestacorrectaeslac. 14.92. El níquel cristaliza en una red cúbica centrada en las caras y su densidad es 8,94g/ a20°C.¿Cuáleslalongituddelaaristadelaceldaunidad? a)340pm b)352pm c)372pm d)361pm e)392pm (MasaatómicaNi=58,71) (O.Q.N.Vigo2006) Según se observa en la figura, una red cúbica centradaenlascarascontiene4átomos: 1 1 8á t.(vé rtice)+ 6á t.(cara)=4á tomos 2 8 También se puede observar, que la diagonal de unacaradelcubo(D)estáintegradaporcuatro radiosatómicos. Relacionandomasa,átomosydensidaddelmetalseobtienevolumendelaceldaunidad: 1mol 4á tomos 1cm 58,71g =6,757·10 mol 6,022·10 á tomos cubo 8,94g cm cubo Apartirdelvolumensepuedeobtenerlaaristadelcubod: 3 3 d=√V= 6,757·10 3,52·10 cm 1m cm =3,52·10 cm 10 pm =352pm 10 cm 1m Larespuestacorrectaeslab. 14.93.Unadifraccióndesegundoordende67,0°,producidaporrayosXdelongituddeonda de0,141nm,estáproducidaporunadistanciainterplanarde: a)0,153nm b)0,0766nm c)0,306nm d)0,175nm e)0,131nm (O.Q.N.Vigo2006) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 48 LaecuacióndeBraggparadifraccióndeRXdeestructurascristalinases: n=ordendedifracció n d=distanciainterplanar nλ=2dsenθ λ=longituddeondadeRX θ=á ngulodelosRXconelcristal Sustituyendo: d= 2·0,141nm =0,153nm 2·sen67,0° Larespuestacorrectaeslaa. 14.94. Teniendo en cuenta los diagramas de orbitales moleculares para moléculas diatómicas y la multiplicidad de los enlaces, ordene la energía de disociación de las siguientesmoléculas: , , , y : a) < < < < b) < < < < c) < < < < d) < < < < e) < < < < (O.Q.N.Vigo2006) A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de las respectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo: ordendeenlace= 1 #electrones #electrones  2 enOMdeenlace enOMdeantienlace Tendrámayorenergíadeenlacelaespeciequepresenteunmayorordendeenlace. ordendeenlace= 1 20 =1 2 ordendeenlace= 1 22 =0 2 ordendeenlace= 1 21 =0,5 2 ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) Elordencorrectodeenergíasdeenlacees: < ordendeenlace= 1 82 =3 2 ordendeenlace= 1 84 =2 2 < < < 49 Larespuestacorrectaeslad. 14.95. De las siguientes afirmaciones, todas ciertas, ¿cuál tendría su explicación en la existenciadeenlacesdepuentesdehidrógeno? a)Eletanotieneelpuntodeebulliciónsuperioralmetano. b)ElpuntodeebullicióndelCOesligeramentesuperioraldel . c)El tienepuntodeebulliciónsuperioraldel . d)Elpuntodeebullicióndeletanolessuperioraldeléteretílico. (O.Q.L.Murcia2006) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Eletanol( )síformaenlaceporpuentesdehidrógenoyaqueposeeunátomo dehidrógenounidoaunelementomuyelectronegativo(oxígeno). )noformaenlaceporpuentesdehidrógenoyaquenoposee Eléteretílico( unátomodehidrógenounidoaunelementomuyelectronegativo(oxígeno). ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 50 Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensas(enlaceporpuentesdehidrógeno). Larespuestacorrectaeslad. 14.96.¿Cuáldelassiguientessustanciasconducelaelectricidadenestadosólido? a)MgO b)NaCl c) d)C(grafito) (O.Q.L.Murcia2006)  Los sólidos iónicos como MgO y NaCl, no conducen la corriente eléctrica en estado sólido.Sólopresentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,ya quemedianteestasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosioneslo quepermiteelpasodeloselectronesatravésdelosmismos.  Los sólidos covalentes reticulares como ningúntipodeestadodeagregación. , no conducen la corriente eléctrica en  En los sólidos atómicos reticulares como C(grafito), los átomos de carbono se encuentranunidosmediantefuertesenlacescovalentesconunadisposicióntriangular,de formaqueseconstituyeunsólidoatómicocristalino.Enestaestructuraexistenelectrones deslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctricaatravésdelamisma. Larespuestacorrectaeslad. 14.97.Parafundirunodelassiguientessustanciasesnecesariovencerlasfuerzasdebidasal enlacecovalente.Indicadequésustanciasetrata: a)C(diamante) b) c)Zn d) (O.Q.L.Murcia2006) En los sólidos atómicos reticulares como C(diamante), los átomos de carbono se encuentranunidosmediantefuertesenlacescovalentesconunadisposicióntetraédrica, deformaqueseconstituyeunsólidoatómicocristalino. Larespuestacorrectaeslaa. 14.98.¿Cuáldelassiguientessustanciaspresentamayortemperaturadefusión? a) b) c)HCl d)CsBr (O.Q.L.Murcia2006) Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 51 a)Falso. esunasustanciaquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustancia polar forma un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte de todoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodefusióntambiénesbajo. es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas b) Falso. intermoleculares posibles en ella son fuerzas de dispersión de London. Por esto, tiene unpuntodefusiónmuybajo. c) Falso. HCl es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que presenta momento dipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo. Además,tambiénpresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondon.Portanto, elpuntodefusióndelclorurodehidrógenoesbajo. d) Verdadero. CsBr es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia de las anteriores,formaredescristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estassustanciasson sólidas a temperatura ambiente, por lo que tienen un elevado punto de fusión, mucho mayorqueelrestodelassustanciaspropuestas. Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason: (90,7)<HCl(161)< (273)<CsBr(909) Larespuestacorrectaeslad. (Cuestión similar a la propuesta en Navacerrada 1996 reemplazando CH OH y NaCl por H OyCsBr,respectivamente). 14.99. ¿Cuál de los siguientes hidrocarburos alifáticos tendrá un punto de ebullición más bajo? a)Metano b)Etano c)Propano d)Lassustanciasanterioresnosonhidrocarburosalifáticos. (O.Q.L.Baleares2006) Los hidrocarburos alifáticos son compuestos moleculares con enlace covalente no polar. Lasfuerzasqueexistenentrelasmoléculasdehidrocarburosonfuerzasintermoleculares devanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersióndeLondon.Laintensidaddelas mismasaumentaconelvolumenatómicoyelpesomolecular,factoresquehacenquelas sustanciasseanmáspolarizables.Porestemotivo,latemperaturadeebulliciónmásbajale correspondealmetano. Larespuestacorrectaeslaa. 14.100. Los dióxidos de carbono, azufre y silicio tienen fórmulas empíricas análogas. A presiónatmosférica,el sublimaa‐78°C,el hiervea‐10°Cyel fundea1600°C. Teniendoencuentaestoshechos,indicalaproposicióncorrecta: a) El y forman sólidos moleculares y su diferente comportamiento se debe a la diferenciaenlosmomentosdipolaresdesusmoléculas. b)Lostresóxidosformanredescovalentes. c)Enestadosólido,el esmolecular,el y formanredescovalentes. d)Elelevadopuntodefusióndel seexplicaporqueelmomentodipolardesusmoléculas esmuygrande. (O.Q.L.Baleares2006)  esunasustanciaquetienenenlacecovalentenopolaryformamoléculasgaseosas atemperaturaambiente.PresentafuerzasintermolecularesdedispersióndeLondonque hacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 52  esunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroquepresentamomentodipolar permanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además, también presenta fuerzas intermoleculares de dispersión de London. Ambos tipos de fuerzashacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular. esunasustanciaenlaquecadaátomodesilicioseunemedianteunenlacehacen  queenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecularacuatroátomosdeoxígeno dandolugaraunaredcovalente. Larespuestacorrectaeslaa. 14.101.Paradisolver enalcoholsedebenromper: a)Enlacesiónicos. b)Enlacescovalentes. c)FuerzasdevanderWaals. d)Enlacesdehidrógeno. (O.Q.L.LaAsturias2006)(O.Q.L.LaRioja2011) El (s)esunasustanciaquetieneenlacecovalenteyenlaceintermolecularporfuerzas de dispersión de London por lo que se disolverá en un disolvente no polar rompiendo estetipodefuerzas. Elalcohol(etanol)C H OHesunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroqueademás presentaun enlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodos losenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuandoun átomodehidrógenoque seencuentraunidoaun átomo muyelectronegativo (enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaun átomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Lasmoléculasdealcoholpresentandipolospermanentesporloquefrentealasmoléculas no polares de I , inducirán en éstas un dipolo de forma que existirán interacciones dipolopermanente‐dipoloinducido(fuerzasdevanderWaals). Larespuestacorrectaeslac. 14.102.UnelementoAdenúmeroatómico12secombinaformandounenlaceiónicoconotro Bdenúmeroatómico17.Lafórmuladelcompuestoiónicoformadoes: a)AB b) c) d) (O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011) ElelementoAtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s porloquesetrata deunelementodelgrupo2.Elvalorden=3indicaqueeselmagnesio.Tienetendenciaa cederdoselectronesyformarelionMg . ElelementoBtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquese tratadeunelementodelgrupo17.Elvalorden=3indicaqueeselcloro.Tienetendencia acaptarunelectrónyformarelionCl . ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 53 ParacumplirconlacondicióndeelectroneutralidadsecombinandosátomosdeB(cloro) conunátomodeA(magnesio)porloquelafórmulamásprobabledelcompuestoformado conenlacepredominantementeiónico. poramboses Larespuestacorrectaeslab. 14.103.¿Cuáldelassiguientespropiedadescorrespondealdiamante? a)Tieneunpuntodeebulliciónbajoyessolubleenbenceno. b)Essolubleenaguayconducelaelectricidad. c)Noessolubleenaguaytieneunpuntodeebulliciónelevado. d)Esfrágilyblando. (O.Q.L.Asturias2006) Eldiamanteesunsólidomolecularoreticularquepresentaunaestructurareticularen la que cada átomo de carbono se encuentra unido a otros cuatro átomos formando tetraedrosunidosentresí.  Los enlaces entre átomos de carbono son muy fuertes por lo que se forma una red cristalinaatemperaturaambientequesoloserompeatemperaturassuperioresa3500K. Cualquiertipodedisolventeesincapazderomperdichared. Eslasustanciamásduradelanaturaleza. Larespuestacorrectaeslac. 14.104.Indiquecuáldelassiguientesespeciesesdiamagnética: a)NO b) c) d) e) (O.Q.N.Córdoba2007)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010) Unaespecieesdiamagnéticasinopresentaelectronesdesapareados.Estassustanciasno interaccionanconuncampomagnético. a)Falso.Enladistribucióndeelectrones en los orbitales moleculares para moléculadeNOseobservaquepresenta electrones despareados por lo que se tratadeunaespeciePARAMAGNÉTICA. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 54 b)Falso.Enladistribucióndeelectrones en los orbitales moleculares para molécula de O2 se observa que presenta electrones despareados por lo que se tratadeunaespeciePARAMAGNÉTICA. c)Falso.Enladistribucióndeelectrones enlosorbitalesmolecularesparaespecie O+2 se observa que presenta electrones despareados por lo que se trata de una especiePARAMAGNÉTICA. d) Falso. En la distribución de electrones en los orbitales moleculares para especie O‒2 se observa que presenta electrones desapareadosporloquesetratade unaespeciePARAMAGNÉTICA. e)Verdadero.Enladistribuciónde electrones en los orbitales moleculares para especie O2‒ 2 se observa que no presenta electrones despareados por lo que se trata de unaespecieDIAMAGNÉTICA. Larespuestacorrectaeslae. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 55 14.105. Indique cuáles de los siguientes compuestos son gases a temperatura ambiente y 1atmdepresión: 1)HCl2) 3) 4)KCl5) a)2y5 b)2,3y5 c)1,2y5 d)1,2y4 e)1,3y5 (O.Q.N.Córdoba2007) 1) HCl es una sustancia que tiene enlace covalente polar que presenta enlace intermolecular del tipo dipolo‐dipolo, aunque a temperatura ambiente sus moléculas estánenestadogaseoso. es una sustancia que tienen enlace covalente no polar y forma moléculas 2) gaseosasatemperaturaambiente. 3) es una sustancia que tiene enlace iónico y sus iones se mantienen unidos por intensas fuerzas colombianas que hacen que a temperatura ambiente forme una red iónicasólida. 4) es una sustancia que tiene enlace covalente covalente no polar y enlace intermolecular por fuerzas de dispersión de London tan fuerte que a temperatura ambientesusmoléculasestánenestadosólido. es una sustancia que tiene enlace covalente polar, que presenta enlace 5) intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, aunque a temperatura ambiente sus moléculasestánenestadogaseoso. Larespuestacorrectaeslac. 14.106. Para los siguientes compuestos, HF, HCl, HBr y HI ¿Qué respuesta tiene los compuestosordenadosporvaloresdecrecientesdepuntosdeebullición? a)HBr>HI>HCl>HF b)HI>HBr>HF>HCl c)HI>HBr>HCl>HF d)HF>HI>HBr>HCl e)HF>HCl>HBr>HI (O.Q.N.Córdoba2007) Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición le corresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles. Lascuatromoléculastienenenlacecovalentepolarypresentanenlaceintermoleculardel tipodipolo‐dipolo,aunque,elHFpresenta,además,enlaceintermoleculardeltipoenlace dehidrógenoporloquelecorrespondelatemperaturadeebulliciónmásalta. Delostrescompuestosrestantes,lasfuerzasintermolecularessonmásintensasamedida quecreceeltamañodelamolécula. Losvaloresdelospuntosdeebullición(K)decrecientesencontradosenlabibliografíason: HF(290)>HI(237,7)>HBr(206,8)>HCl(188) Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 56 14.107. ¿Cuál de las siguientes sustancias conducirá la corriente eléctrica tanto en estado sólidocomolíquido? a)Sodio b)Fluorurodelitio c)Sulfurodeamonio d)Dióxidodesilicio (O.Q.L.Murcia2007)  En los sólidos metálicos comoNa, los átomos de sodio se encuentran unidos mediante fuertesenlacesdeformaqueseconstituyeredformadaporcationesmetálicosrodeados deunmardeelectrones.Cuandosefundeesared,loscationesmantienenlatendenciaa seguir rodeados por los electrones. En esta estructura existe un mar de electrones deslocalizadosquepermitenelpasodelacorrienteeléctricaatravésdelamisma.  Los sólidos iónicos como LiF, no conducen la corriente eléctrica en estado sólido. Sólo presentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemediante estasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteel pasodeloselectronesatravésdelosmismos. Lossólidosmolecularescomo deestadodeagregación. ,noconducenlacorrienteeléctricaenningúntipo  Los sólidos covalentes reticulares como ningúntipodeestadodeagregación. , no conducen la corriente eléctrica en Larespuestacorrectaeslaa. 14.108. Las partículas constituyentes y las fuerzas de enlace que las unen definen las característicasyeltipodesustanciaqueesposibleencontraranuestroalrededor.Así: a)LasfuerzasdevanderWaalsdanlugarasustanciasdebajopuntodefusión. b)Lassustanciasconstituidasporionessonblandas. c)Lassustanciasllamadasmetálicasestánformadaspormoléculas. d)Lassustanciasllamadasmolecularesconducenmuybienlaelectricidad. (O.Q.L.Murcia2007) a) Verdadero. Las fuerzas de van der Waals son enlaces intermoleculares débiles, por tanto,lassustanciasquelosposeennecesitanpocaenergíaparaquesusmoléculaspuedan romperestosenlacesyescaparaotrafase,esporello,quelospuntosdefusióndebenser bajos. b)Falso.Siestánconstituidosporionesdediferentecargaformanredescristalinasiónicas quesondurasyaquelosenlacesentreestossonfuertes. c) Falso. En los metales los átomos se encuentran unidos mediante fuertes enlaces de formaqueseconstituyeredcristalinaformadaporcationesmetálicosrodeadosdeunmar deelectrones. d)Falso.Lossólidosmolecularesnoconducenlacorrienteeléctricayaquenopresentan ensuestructuraelectronesdeslocalizadosquesepuedanmoverlamisma. Larespuestacorrectaeslaa. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 57 14.109.DosátomosXeYtienenlasconfiguracioneselectrónicas: X1 2 2 3 3 Y1 2 2 elcompuestomásprobableaformarentreellosserá: a)Iónico,confórmula . b)Iónico,confórmula . c)Covalente,confórmula . d)Covalente,confórmula . 3 3 (O.Q.L.Murcia2007) ElátomoXtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquesetrata deunelementodelgrupo14.Elvalorden=3indicaqueeselsilicio. ElátomoYtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquesetrata deunelementodelgrupo17.Elvalorden=3indicaqueeselcloro. Amboselementostienen4y7electronesdevalencia,respectivamente,porloqueninguno de ellos tiene tendencia a ceder electrones. Por este motivo el compuesto formado por ambostienecaráctercovalente. Para cumplir con la condición de electroneutralidad se combina un átomo de X (silicio) concuatroátomosdeY(cloro)porloquelafórmulamásprobabledelcompuestoformado ( ). poramboses Larespuestacorrectaeslac. 14.110.Elaguaseevaporamásrápidamentea90°Cquea45°C,debidoaque: a)Atemperaturaelevadalasmoléculasestánmásseparadasentresí. b)Atemperaturaelevadalasmoléculasposeenmayorenergíapotencial. c) Al aumentar la temperatura disminuye la intensidad de las fuerzas atractivas intermoleculares. d)Lareacción (l) (g)esexotérmica. (O.Q.L.Murcia2007) a‐b)Falso.Sielaguapermaneceenestadolíquidolasmoléculasaumentansuvelocidady suenergíacinéticaalhacerlolatemperatura. c) Verdadero. Las fuerzas atractivas intermoleculares de orientación, que se dan entre dipolos permanentes, como es el caso del agua, son inversamente proporcionales a la temperatura. En una primera aproximación, la energía potencial de atracción entre dos moléculasdeltipodipolo‐dipoloes: E=‐ 2μ μ 3r6 kT dondeμ yμ sonlosmomentosdipolaresdelasmoléculasqueinteraccionan,que,eneste caso,sonigualesyesladistanciaentrelasmoléculasqueinteraccionan. d)Falso.Elprocesodevaporizacióndelaguaesendotérmico,yaquesedebenromperlas fuerzasintermolecularesdeenlacesdehidrógenoquemantienenunidasalasmoléculas. Larespuestacorrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 58 14.111.Eneldiagramadelatablaperiódicaseindicanalgunoselementoscuyasletrasnose corresponden con las de sus símbolos. Con respecto a estos elementos, indique cuál de las siguientesafirmacionesescorrecta: a)QyJformanelcompuestodemayorcarácteriónico. b)XyJformanelcompuestodemayorcarácteriónico. c)RyTformanelcompuestodemayorcaráctercovalente. d)RyJformanelcompuestodemayorcaráctercovalente. (O.Q.L.Murcia2007) Deacuerdoconlasituaciónenelsistemaperiódico: LoselementosXyQpertenecenalgrupo1:XesLi(litio)yQesK(potasio). ElelementoYpertenecealgrupo2:YesBe(berilio). ElelementoRpertenecealgrupo5:ResV(vanadio). ElelementoTpertenecealgrupo16:TesS(azufre). ElelementoJpertenecealgrupo17:JesF(flúor). LaelectronegatividaddentrodeunperiodoaumentaconformeaumentalacarganuclearZ del elemento, y dentro de un grupo, aumenta conforme disminuye el número de capas electrónicasndelelemento. Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto QJ(KF) XJ(LiF) RT (V2 S5 ) RJ (VF5 ) Δχ 3,98 – 0,82 =3,16 3,98 – 0,98 =3,00 2,58 – 1,63 =0,95 3,98 – 1,63 =2,41 Enlacepredominante iónico iónico covalente iónico El carácter iónico parcial de un enlace depende de la diferencia de electronegatividad existente entre los elementos que se enlazan. Conforme esta diferencia se hace mayor aumenta el carácter iónico del compuesto. El mayor porcentaje de carácter iónico le correspondealQJ(KF). Larespuestacorrectaeslaa. 14.112.Loscompuestosiónicos: a)Sonmuyvolátilesatemperaturaambiente. b)Sonbuenosconductoresdelacorrienteeléctricaatemperaturaambiente. c)Tienenunpuntodefusiónelevado. d)Sonpocosolublesendisolventespolarespuros. (O.Q.L.Baleares2007) a) Falso. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinan que resulte muy difícil romper las redes cristalinas por lo que estos tienen elevadas temperaturasdefusiónysonsólidosatemperaturaambiente. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 59 b)Falso.Loscompuestosiónicosnoconducenlacorrienteeléctricaenestadosólido.Sólo presentanconductividadeléctricacuandoselesfundeodisuelveenagua,yaquemediante estasdosoperacionesserompelaredcristalinayquedanlibreslosionesloquepermiteel pasodeloselectronesatravésdelosmismos. c) Verdadero. Las elevadas energías reticulares de los compuestos iónicos determinan que resulte muy difícil romper las redes cristalinas, por lo que estos tienen elevadas temperaturasdefusión. d) Falso. Los compuestos iónicos son muy solubles en disolventes muy polares como el agua. Esto se debe a que las fuerzas de atracción regidas por la ley de Coulomb que mantienenunidosalosionesqueformanlaredcristalinasehacenmuchomáspequeñas enaguadebidoaquelaconstantedieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800). Larespuestacorrectaeslac. 14.113.Indicalaproposicióncierta: a)Alaumentarlatemperaturaaumentalaconductividaddeunmetal. b)Losmetalessonsólidoscuyosátomosseunenporenlacecovalenteaportandocadaátomo unelectrón. c)Silasmoléculasde seunenenelestadosólidolohacenporfuerzasdevanderWaals. d)Lossólidosiónicosconducenlacorrienteeléctricaaltenerlosionesenposicionesfijas. (O.Q.L.CastillayLeón2007) a) Falso. Un conductor metálico es aquella sustancia cuya conductividad eléctrica disminuyealaumentarlatemperatura. b)Falso.Losmetalesformanunaestructurareticularenlaquelosnudosdelaredestán ocupados por cationes rodeados de un “mar de electrones”. Las fuerzas culombianas existentes entre los cationes y los electrones son las que mantienen unidas a todas las partículasqueformanared. es una sustancia que tienen enlace covalente no polar y forma c) Verdadero. moléculasgaseosasatemperaturaambiente.Presentafuerzasintermolecularesdevander Waals conocidas como fuerzas de dispersión de London que hacen que en las condicionesadecuadasformeunsólidomolecular. d)Falso.Loscompuestosiónicosformanredescristalinasyatemperaturaambienteson sólidos. Esto determina que no conduzcan la corriente eléctrica porque todos sus electronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentar la temperatura, los iones quedan libres y permiten el paso de los electrones a través de ellos,luegoenestadolíquidosíconducenlacorrienteeléctrica. Larespuestacorrectaeslac. 14.114.Dadaslasespeciesquímicassiguientes,indicacuálconducelacorrienteeléctricaen esascondiciones: a)Clorurodesodioañadidoenunrecipientequecontienebenceno. b)Dióxidodesiliciosólido. c)Bromurodepotasioañadidoenunrecipientequecontieneagua. d)Cerasólidaañadidaenunrecipientequecontieneaguadestilada. (O.Q.L.CastillayLeón2007) a)Falso.ElNaClesuncompuestoiónicoqueformaunaredcristalinasólidaatemperatura ambiente.Noesposibledisolverloenbenceno,disolventenopolar.Alnoromperselared ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 60 los iones no quedan libres y la corriente eléctrica no puede atravesar dicha mezcla heterogénea. b) Falso. El SiO es un compuesto covalente que forma una red cristalina sólida a temperaturaambiente.Estaestructuranopresentaelectronesdeslocalizadosporloquela corrienteeléctricanopuedeatravesarla. c) Verdadero. El KBr es un compuesto iónico que forma una red cristalina sólida a temperaturaambiente.Cuandoserompelaredaldisolverenaguaestasustancialosiones quedanlibresypermitenelpasodeloselectronesatravésdeellos. d)Falso.Lascerasson,generalmente,hidrocarburossaturadosdeelevadopesomolecular. Los hidrocarburos presentan enlace covalente no polar y no se disuelven en agua. La corrienteeléctricanopuedeatravesardichamezclaheterogénea. Larespuestacorrectaeslac. 14.115. En uno de los compuestos que se proponen, el comportamiento como compuesto iónicoesmásacusadoqueenelresto.Indicacuáldeelloses: a) b) c) d) (O.Q.L.CastillayLeón2007) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto CCl SbCl CaCl SnCl Δχ 3,16 – 2,55=0,61 3,16 – 2,05=1,11 3,16 – 1,00=2,16 3,16 – 1,96=1,20 Enlacepredominante covalente covalente iónico covalente Larespuestacorrectaeslac. 14.116.Cuandoaumentalatemperaturadeunsólido: a)Disminuyeelvolumen. b)Aumentaladensidad. c)Disminuyeladensidad. d)Aumentalamasa. (O.Q.L.CastillayLeón2007) Cuando se aumenta la temperatura de un sólido, este se dilata y aumenta su volumen, portanto,disminuyeladensidad. Larespuestacorrectaeslac. 14.117.¿Cuáleslafuerzaintermolecularpredominanteenel a)Enlacedehidrógeno b)Iónica c)Dipolo‐dipolo d)DispersióndeLondon ? (O.Q.L.Madrid2007) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) LaestructuradeLewisdel 61 es: De acuerdo con el modelo RPECV el BF es una sustancia cuyadistribucióndeligandosyparesdeelectronessolitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula AX a la quecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesu disposiciónygeometríaesTRIANGULAR. Como el flúor ( = 3,98) es más electronegativo que el boro ( = 2,04) los enlaces son polares y con esa geometría la resultante de los vectores momento dipolar es nula y la moléculaesNOPOLAR.Lasúnicasfuerzasintermolecularesposiblesenunasustanciaque nopresentamomentodipolarpermanentesonlasfuerzasdedispersióndeLondon. Larespuestacorrectaeslad. 14.118. Las siguientes reacciones están implicadas en el ciclo de Born‐Haber para el NaCl. ¿Cuálocuálesseránexotérmicas? 1)Na(s)Na(g) 2) (g)2Cl(g) 3)Cl(g)+  4)Na(g) 5) (g)+ (g) (g)+ (g)NaCl(s) a)3 b)3y5 c)2y3 d)1y2 (O.Q.L.Madrid2007) Laetapa1correspondealasublimacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquese debe absorber energía para romper los enlaces que mantienen unidos a los átomos de sodioenlaredmetálica.  La etapa 2 corresponde a la disociación de la molécula de cloro, un proceso endotérmico, ya que se debe absorber energía para romper el enlace que mantiene unidosalosátomosdecloro. Laetapa3correspondealaafinidadelectrónicadelcloro,unprocesoexotérmico,ya quesedesprendeenergíacuandoelátomodeclorocaptaunelectrón. Laetapa 4correspondealaionizacióndelsodio,unprocesoendotérmico,yaquese debeabsorberenergíaparaarrancarelelectrónmásexternodelátomo. Laetapa5correspondealaformacióndelareddeclorurodesodioylaenergíaasociada alamismaeslaenergíareticular,queeslaenergíaquesedesprendecuandoseformaun moldesustanciacristalinaiónicaapartirdeloscorrespondientesionesenestadogaseoso, portanto,setratadeunprocesoexotérmico. Larespuestacorrectaeslab. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 14.119.Paralossiguientesóxidosquetienenlamismaestequiometría: laproposicióncorrecta: a)Lostresóxidostienenpropiedadesbásicas. b)Lostresóxidosformansólidosmoleculares. c)El formaunsólidoderedcovalente. d)Lamoléculade tieneformalineal. , 62 , ,señala (O.Q.L.Madrid2007) a)Falso.Losóxidosconesaestequiometríatienenpropiedadesácidas. b)Falso. esunasustanciaquetienenenlace covalente no polar y forma moléculas gaseosas a temperatura ambiente. Presenta fuerzas intermoleculares de dispersión de Londonquehacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular. esunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroquepresentamomentodipolar  permanenteporloqueexistenfuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.Además, también presenta fuerzas intermoleculares de dispersión de London. Ambos tipos de fuerzashacenqueenlascondicionesadecuadasformeunsólidomolecular. esunasustanciaenlaquecadaátomodesilicioseunemedianteun c)Verdadero. fuerte enlace covalente a cuatro átomos de oxígeno lo que hace que a temperatura ambienteformeunsólidoderedcovalente. d)Falso.LaestructuradeLewisdel es: De acuerdo con el modelo RPECV el SO es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición es triangular y su geometría es ANGULAR. Larespuestacorrectaeslac. 14.120.Lossólidosiónicossecaracterizanpor. a)Quesusdisolucionesacuosascontienenmoléculas. b)Tenerbajospuntosdefusión. c)Serbuenosconductoresdelacorrienteeléctricatantoenestadosólidocomofundido. d)Serduros,quebradizosysolublesenagua. (O.Q.L.Baleares2007) Lascaracterísticasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoson: Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasde atracciónexistentesentrelosiones. Elevadadurezadebidoalagrancantidaddeenlacesquehayqueromperpararayarlos cristales,estadurezaaumentaconlaenergíareticular. Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazón estriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones del mismo signo en las pequeñasdislocaciones. Sonrígidos,ofrecenpocadilatacióndebidoalaintensidaddelasfuerzasatractivas. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 63 Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentran fuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntosdelared. Presentan elevadasolubilidadenaguaya quelas fuerzasde atracciónregidasporla ley de Coulomb se hacen mucho más pequeñas en agua debido a que la constante dieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800). Larespuestacorrectaeslad. 14.121. Ordena los siguientes sólidos iónicos según su energía reticular suponiendo que tienenelmismovalordelaconstantedeMadelung: 1)KBr,2)CaO,3)CsBr,4) . a)1<3<4<2 b)3<1<4<2 c)3<1<2<4 d)1<3<2<4 e)4<1<3<2 (O.Q.N.Castellón2008)(O.Q.N.Valencia2011) La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm Respectoalascargas,sonlasmismasenKBryCsBr(+1y‐1),enelCaCl2(+2y‐1)yenel CaO(+2y‐2). Respectoalosradiosiónicos,sonmásgrandesenCsBryKBryaqueincluyeelementos del6ºy5ºperiodo(CsBr)y4ºy5ºperiodo(KBr).AcontinuaciónCaCl2conelementosdel 4º y 3er periodo y, finalmente, menores en el CaO con elementos del 4º periodo y 2º periodo. Teniendo en cuenta lo dicho, las energías reticulares (kJ/mol) deben tener el siguiente ordencreciente: CsBr(‐632)<KBr(‐671)< (‐2223)<CaO(‐3414) Larespuestacorrectaeslab. 14.122.Unacuriosapropiedaddelplatinoesque: a)Sedisuelveenaguafría,peronoenaguacaliente. b)Encontactoconelaguabrilladeformaespecial(relámpagodeplatino). c)Encontactoconelagualadescompone,liberandohidrógeno. d)Puederetenerhidrógenoengrandescantidades. (O.Q.L.Murcia2008) Los metales del grupo del platino (Ni, Pd y Pt) no son solubles en agua fría ni en agua caliente,nidescomponenalaguacondesprendimientodehidrógeno.Sinembargo,tienen la propiedad de ocluir o adsorber hidrógeno. Lo hacen tanto cuando están en forma compacta,finamentedividido(esponja)odisolucióncoloidal. Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 64 14.123.¿Quéeselacerocomún? a)Unaaleacióndehierroconcarbono. b)Unaaleacióndehierroconotrosmetales. c)Unaaleacióndehierroconcobre. d)Hierrotratadoparahacerlomásdúctil. (O.Q.L.Murcia2008) Elaceroesunaaleacióndehierroconpequeñascantidadesdecarbono(hastael1,5%). Si se añaden a la aleación elementos como Cr, Ni, Mn, V, Mo y W, se pueden conseguir acerosconpropiedadesespeciales. Larespuestacorrectaeslaa. 14.124.¿Cuáleselordendeenlacedelamoléculade a)2 b)3 c)2,5 d)6 ? (O.Q.L.Murcia2008) A la vista de los diagramas de niveles energía de los orbitales moleculares de las respectivasmoléculassedefineelordendeenlacedelamoléculacomo: ordendeenlace= 1 1 #electrones #electrones  = 102 =3 2 2 enOMdeenlace enOMdeantienlace Larespuestacorrectaeslab. 14.125. Indica cuál (cuáles) de los siguiente (s) compuesto (s) pueden formar enlace de hidrógeno:metanol,etilamina,etano,propanona. a)metanolyetilamina b)propanonaymetanol c)metanol d)etano (O.Q.L.Baleares2008) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.  La propanona o acetona (CH −CO−CH ) y el etano (CH −CH ) no poseen átomos de hidrógenounidosaunelementomuyelectronegativo,porloquenopuedendarestetipo deenlace. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 65 Elmetanol( )ylaetilamina( − − )síposeenunátomodehidrógeno unido a un elemento muy electronegativo como el oxígeno y el nitrógeno, respectivamente,porloquepuedendarestetipodeenlace. Larespuestacorrectaeslaa. 14.126.Paralassustanciasindicadasacontinuación: HCl(g); (l);KCl(s); (l); (g)y cuálesdelassiguientesafirmacionessoncorrectas: 1.LasmoléculasHCl(g)y (l)sonpolares 2.EnloscristalesdeKCl(s)hayiones 3.Lasmoléculas (l)y (g)sonpolares 4.Existemásdeunasustanciadefórmula a)1,2y4 b)2y4 c)1y2 d)1y3 (g); (O.Q.L.Baleares2008) 1)Verdadero. LaestructuradeLewisdelHCles: Según el modelo RPECV el HCl es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAXE ala que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su geometría es LINEAL ya quesolohaydosátomos. Comoelcloro(=3,16)esmáselectronegativoqueelhidrógeno(=2,20)elenlacees polary,portanto,lamoléculaesPOLAR. LaestructuradeLewisdel es: Según el modelo RPECV el H O es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E ala que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que sudisposiciónestetraédricaysugeometríaesANGULARya quesolohaydosátomos. Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelhidrógeno(=2,20)existendos dipolosdirigidoshaciaoxígeno,HO.Conesageometríalaresultantedeambosvectores noesnulay,portanto,lamoléculaesPOLAR. 2.Verdadero.ElKCles unasustanciaquetiene enlaceiónicoyforma unaredcristalina sólidaatemperaturaambiente.Estaestructuraestáformadaporiones. 3.Falso.Lamoléculade noespolaryaqueestáintegradapordosátomosidénticos. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) LaestructuradeLewisdel 66 es: Según el modelo RPECV el CH es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que sudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA. Como el carbono ( = 2,55) es más electronegativo que el hidrógeno ( = 2,20) existen cuatro dipolos dirigidos hacia carbono, H  C. Con esa geometría la resultante de los vectoresesnulay,portanto,lamoléculaesNOPOLAR. esunasustanciaorgánicaquepresentaisomeríageométricao 4.Verdadero.El cis‐trans.Lasestructurasdelosdosisómerosposiblesson: cis‐dicloroeteno trans‐dicloroeteno Larespuestacorrectaeslaa. 14.127.Atemperaturaambienteelcloroesungas,elbromounlíquidoyeliodounsólido, aunquetodassonsustanciascovalentesmoleculares.¿Aquésedebeestasdiferencias? a)Todossonlíquidosatemperaturaambiente. b)Porelaumentodelasfuerzasintermolecularesentredipolosinstantáneos. c)Porelaumentodelapolaridaddelasmoléculas. d)Todossongasesatemperaturaambiente. (O.Q.L.Baleares2008) Loselementospropuestossonhalógenos(F,Br,I)yformanmoléculasdiatómicas(F ,Br , I ). Entre estas existen fuerzas intermoleculares de dispersión de London, que son másintensasconformeaumentaeltamañodelamolécula,enestecasoeliodo( ),lo quehacequeseencuentreenestadosólidoatemperaturaambiente. Larespuestacorrectaeslab. 14.128.Indicacuálseríaelcompuestoenelqueestaríamásacusadoelenlaceiónico: a)LiCl b) c) d) (O.Q.L.CastillayLeón2008) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) Compuesto LiCl CaBr TiCl AsCl Δχ 3,16 – 0,98=2,18 2,96– 1,00=1,96 3,16 – 1,54=1,62 3,16 – 2,18=0,98 67 Enlacepredominante iónico covalente‐iónico covalente covalente Larespuestacorrectaeslaa. 14.129.Dadaslassiguientesafirmacionesindicacuáldeellasesverdadera: a)Enunareacciónquímicalosátomosserompenyseconviertenenotrosátomosdistintos. b)Elaguaseevaporasiemprea100°C. c) Al dejar abierto un recipiente con alcohol, éste desaparece porque ha habido una combustión. d)Cuandoelaguaseevaporanoseproduceunareacciónquímica. (O.Q.L.CastillayLeón2008) a) Falso. En una reacción química los átomos rompen los enlaces que los mantienen unidosenunasustanciainicialyformanenlacesnuevosenunasustanciafinal. b)Falso.Unasustanciahiervecuandosupresióndevaporseigualaalapresiónexterior. Cuandoelaguaseevaporaa100°Cesquelapresiónexterioresde1atm. c) Falso. El alcohol (etanol) se evapora en un recipiente abierto porque se rompen los enlacesintermolecularesdehidrógenoquemantienenunidasalasmoléculasdealcohol. d)Verdadero.Laevaporaciónesuncambiodeestado,noesunareacciónquímica. Larespuestacorrectaeslad. 14.130.Elclorurodecesioesunsólidoiónicoyportanto: a)Suredlaformanionesyenestadosólidoesunbuenconductor. b)Presentabajospuntosdefusiónyebullición. c)Comoelcatiónespequeñoyalanióngrande,suíndicedecoordinaciónespequeño. d)Ningunadelasotraspropuestasesválida. (O.Q.L.CastillayLeón2008) El CsCl es una sustancia con enlace predominantemente iónico. Entre las características principalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoseencuentran: a) Falso. En estado sólido es un mal conductor de la corriente eléctrica, ya que, los electronesseencuentranfuertementesujetosporlosionesyestosseencuentranfijosen puntosdelared. b) Falso. Presenta elevados puntos de fusión y de ebullición debido a las intensas fuerzasdeatracciónexistentesentrelosiones. c)Falso.Loscompuestosiónicoscomoesteformadosporunanióngrande,Cl (181pm),y uncatióngrande,Na (169pm),tienenuníndicedecoordinaciónelevado(8:8). Larespuestacorrectaeslad. 14.131.Señalaquecompuestodelospropuestospresentamayorcomportamientoiónico: a) b) c)NO d)RbF (O.Q.L.CastillayLeón2008) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 68 Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto AlF CF NO RbF Δχ 3,98– 1,61=2,37 3,98– 2,55=1,43 3,44– 3,04=0,40 3,98– 0,79=3,19 Enlacepredominante iónico covalente covalente iónico Dos los compuestos iónicos, AlF y RbF, el que presenta mayor diferencia de electronegatividadeselquetienemayorporcentajedecarácteriónico. Larespuestacorrectaeslad. 14.132.Delassiguientesafirmaciones,entérminosgenerales,unaesfalsa: a)Lospuntosdefusióndelassustanciasinorgánicassonsuperioresalosdelasorgánicas. b)Lassustanciasinorgánicassonmásvolátilesquelasorgánicas. c) Es más fácil encontrar sustancias con enlace iónico en la química inorgánica que en la orgánica. d)Lassustanciasinorgánicassedisuelvenmejorenaguaquelasorgánicas. (O.Q.L.CastillayLeón2008) a) Verdadero. Las sustancias orgánicas suelen ser compuestos moleculares con enlace predominantementecovalente.Además,tienenenlacesintermolecularesdevanderWaals quesonfuerzasbastantedébilesqueprovocaquelastemperaturasdefusiónseanbajas. b) Falso. Las sustancias inorgánicas suelen ser, generalmente, compuestos iónicos que forman redes cristalinas sólidas a temperatura de ambiente. Los enlaces que mantienen unidasalaspartículasenlaredsonfuertes,estohacequelastemperaturasdeebullición seanelevadasy,portanto,pocovolátiles. c)Verdadero.Segúnsehacomentadoenlaspropuestasanteriores. d) Verdadero. Las sustancias inorgánicas suelen ser, generalmente, compuestos iónicos quetienenelevadapolaridadysedisuelvenbienendisolventespolarescomoelagua. Larespuestacorrectaeslab. 14.133.¿Cuáldelossiguientescompuestosformacristalesmolecularesenestadosólido? a)CaO b) c) d)BN (O.Q.L.Madrid2008) ElCaOtieneenlacepredominantementeiónicoporloqueformaunarediónica.  SiO y BN tienen enlace predominantemente covalente por lo que forman redes covalentes. El esunasustanciaconenlacepredominantementecovalentequeenlascondiciones adecuadaspuedeformaruncristalmolecular. Larespuestacorrectaeslab. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 69 14.134.¿Cuáldelossiguientescompuestosiónicostienemayorenergíadered? a)NaCl b)MgO c)KF d)MgCl2 (O.Q.L.Madrid2008) La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm ∗ U=‐1,39·10 Respectoalascargas,lamáximaenergíaderedlecorrespondealMgO(+2y‐2),además la distancia interiónica es la menor de todas ya que está integrada por elementos pequeñosdel3ery2ºperiodo. Losvaloresdelasenergíasreticulares(kJ/mol)encontradosenlabibliografíason: MgO(‐3791)> (‐2526)>KF(‐829)>NaCl(‐790) Larespuestacorrectaeslab. 14.135.¿Cuáldelassiguientessustanciastieneelpuntodeebulliciónmásbajo? a) b) c) d) (O.Q.L.Madrid2008) Presentará menor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásdébiles. Todaslassustanciasdadastienenenlacecovalenteyformancompuestosmoleculares. son moléculas polares que forman un enlace intermolecular del tipo enlace de ▪ hidrógeno, el más fuerte de todos los enlaces intermoleculares. Por este motivo, su temperaturadeebulliciónesmásaltadeloquedeberíaser. , sonmoléculasnopolares.Lasúnicasfuerzasintermolecularesposibles ▪ en ellas son fuerzas de dispersión de London, que son más intensas en las sustancias con mayor volumen atómico que son más polarizables. Por este motivo, la menor . temperaturadeebulliciónlecorrespondeal Elordencorrectodepuntosdeebullición(K)decrecientees: (373)> (239,1)> Larespuestacorrectaeslad. (184)> (11,6) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 70 14.136.Elcaráctercovalentedeuncompuestoiónicoesmayorcuando: a)Elcatiónesgrandeyelaniónpequeño. b)Elcatiónespequeñoyelanióngrande. c)Elcatiónesgrandeyelanióngrande. d)Elcatiónespequeñoyelaniónpequeño. (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008) Las reglas de Fajans (1923) permiten determinar de forma aproximada el carácter covalentedeunenlaceiónico.Paraello,relacionanelcaráctercovalentedeunenlacecon lapolarizacióndeloselectronesdelanión: Losanionesgrandesydecargaelevadasonblandos,esdecir,muypolarizables. Loscationespequeñosydecargaelevadasonlosmáspolarizantes. Loscationesdemetalesdetransiciónytierrasraras(notienenconfiguracióndegas inerte) son más polarizantes que los metales alcalinos y alcalinotérreos ya que sus orbitalesdyfseextiendenlejosdelnúcleo(sonmásgrandes)yportantosonmásfáciles depolarizar,alestarmenosatraídosporelnúcleo. Larespuestacorrectaeslab. 14.137.Indicacuáldelassiguientesafirmacionesesfalsa: a) Los sólidos covalentes son malos conductores de la corriente eléctrica ya que tienen átomosenposicionesfijas. b)Elenlacemetálicosólosedaenestadosólido. c)Loscompuestosiónicosfundidosconducenlacorrienteeléctrica. d)Engeneral,laenergíadeenlacedelainteraccióndipoloinstantáneo‐dipoloinducidoes menorqueenlainteraccióndipolo‐dipolo. (O.Q.L.CastillayLeón2008) a) Falso. Los sólidos covalentes, como por ejemplo el SiO , no poseen electrones deslocalizadosensuestructura,portanto,nopermitenelpasodeloselectronesatravés delamisma. b)Falso.Elmercuriotieneenlacemetálicoyeslíquidoatemperaturaambiente. c)Verdadero.Entrelaspropiedadesdeloscompuestosiónicosestáquesonexcelentes conductoresdelacorrienteeléctricaenestadolíquido,yaqueserompelared ylos ionesquedanlibrespermitiendoelpasodeloselectrones. d) Verdadero. Los enlaces intermoleculares dipolo instantáneo‐ dipolo inducido (fuerzas dedispersióndeLondon)sonmásdébilesquelosenlacesintermolecularesdipolo–dipolo. Lasrespuestascorrectassonayb. 14.138.SetienentressustanciasA,ByAB,siendoAunmetalalcalinoyBunhalógeno.Por tantoesciertoque: a)ByAsonconductoresdelacorrienteeléctricaenestadofundido. b)LossólidosAyABsonconductoresdelacorrienteeléctrica. c)ElsólidoAesconductordelacorrienteeléctricayelsólidoABloescuandoestáfundido. d)ElsólidoAesunaislante. (O.Q.L.CastillayLeón2008) Si A es un metal alcalino tiene tendencia a ceder un electrón y formar el catión A . Los metalestienenunaexcelenteconductividadeléctrica. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 71 SiBesunhalógenotienetendenciaacaptarunelectrónyformarelaniónB .Ambosiones se unen mediante un enlace iónico y forman una red cristalina sólida a temperatura ambiente. Entrelaspropiedadesdeloscompuestosiónicosestáquesonexcelentesconductores delacorrienteeléctricaenestadolíquido,yaqueserompelaredylosionesquedan librespermitiendoelpasodeloselectrones. Larespuestacorrectaeslac. 14.139. Si una sustancia está constituida por moléculas independientes de baja masa molecular,tiene: a)Unpuntodeebulliciónalto b)Unpuntodefusiónbajo c)Elevadaconductividadeléctrica d)Elevadadensidad (O.Q.L.CastillayLeón2008) Las sustancias moleculares mantienen sus partículas unidas mediante fuerzas intermoleculares de van der Waals. Estos enlaces son bastante débiles por lo que las moléculas necesitan poco energía para romperlos y escapar de la estructura, por tanto, tienentemperaturasdefusiónbajas. Larespuestacorrectaeslab. 14.140.¿Cuáldelossiguientescompuestostieneenlaceiónico? a) b) c) d) (O.Q.L.CastillayLeón2008) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto PCl NH SF Na O Δχ 3,16– 2,19=0,97 3,04– 2,20=0,84 3,98– 2,55=1,43 3,44– 093=2,51 Enlacepredominante covalente covalente covalente iónico Larespuestacorrectaeslad. 14.141.Delassiguientesproposicionesreferidasalossólidos,¿cuálescierta? a)Lossólidosmolecularesnuncasonsolublesenagua. b)Ladurezadelossólidosmetálicosessiempreelevada. c)Elcarburodesilicioyelcromosonsolublesendisolventespolares. d)ElKCltienemenorenergíareticularqueelCaO. (O.Q.L.CastillayLeón2008) a) Falso. Los sólidos moleculares están formados por átomos unidos mediante enlaces covalentes y suelen ser poco o nada polares, por tanto, no son solubles en disolventes polarescomoelagua. b)Falso.Losmetalesalcalinosyalcalinotérreossonblandos. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 72 c)Falso.ElSiCesunsólidocovalenteyelCrunsólidometálico.Ambostiposdesólidosno sonsolublesendisolventespolares. d) Verdadero. La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm LamayorenergíaderedlecorrespondealCaOquetienecargasmayoresqueelKCl,yla distanciainteriónicaesmenortambiénenestasustanciaqueestáintegradaporelementos pequeñosdel4ºy2ºperiodo,mientrasqueparaelKClpertenecenal3ºy4ºperiodo. Losvaloresdelasenergíasreticulares(kJ/mol)encontradosenlabibliografíason: CaO(‐3401)>KCl(‐720) Larespuestacorrectaeslad. 14.142.Dadaslasconfiguracioneselectrónicasdelossiguientesátomosneutros: X=1 2 2 Y=1 2 2 3 Z=1 2 2 sepuedeafirmar: a)Todosloselementossonmuyelectronegativos. b)XformaconYuncompuestoiónicodefórmulaYX. c)DosátomosdeXseuniránentresíporunenlacecovalentedoble. d)XformaconZuncompuestopredominantementecovalentedefórmulaXZ. (O.Q.L.CastillayLeón2008)(O.Q.N.Murcia2010) ElátomoXtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquesetrata deunelementodelgrupo16.Elvalorden=2indicaquesetratadeloxígeno. ElátomoYtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s porloquesetratade unelementodelgrupo1.Elvalorden=3indicaquesetratadelsodio. ElátomoZtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquesetrata deunelementodelgrupo17.Elvalorden=2indicaquesetratadelflúor. a)Falso.ElelementoY(sodio)esmuypocoelectronegativo,tieneunúnicoelectrónen sucapamásexternaytieneunamarcadatendenciaacederlo. b)Falso.LoselementosX(oxígeno)eY(sodio)tienenelectronegatividadesmuydistintas, porelloelcompuestoformadoentreambostendráunmarcadocarácteriónico. LafórmuladedichocompuestonoseráXYyaqueeloxígenonecesitadoselectronespara completar su octeto cuando el sodio sólo puede ceder uno. Por tanto, la fórmula del compuestoformadoporambosdebeserY2 X(Na2 O). c)Verdadero.DosátomosdelelementoX(oxígeno)compartendoselectronescadaunoy formanunamoléculadeX2 (O2 )quepresentaunenlacedoble.Altratarsedeátomosdel mismo elemento, los electrones de enlace son compartidos y el enlace entre átomos es covalente. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 73 d)Falso.LoselementosX(oxígeno)eZ(flúor)tienenelectronegatividadesmuyparecidas, porelloelcompuestoformadoentreambostendráunmarcadocaráctercovalente. LafórmuladedichocompuestonoseráXZyaqueeloxígenonecesitadoselectronespara completar su octeto mientras que el flúor sólo necesita uno. Por tanto, la fórmula del compuestoformadoporambosdebeserXZ2 (OF2 ). Larespuestacorrectaeslac. 14.143.Elcompuesto a) b) c)Benceno d)Agua esfrancamentesolubleen: (O.Q.L.CastillayLeón2008)(O.Q.L.CastillayLeón2011) ElAgNO3 esunasustanciaconenlacepredominantementeiónicoquesedisuelvemuybien en disolventes polares como el H2 O y no se disuelve prácticamente en disolventes no polarescomoCS2 ,CCl4 yC6 H6 . Sedisociaenaguadeacuerdoconlasiguienteecuación: AgNO3 (s)+H2 O(l)Ag (aq)+NO3 (aq) Larespuestacorrectaeslad. 14.144.¿Cuántosenlacescovalentesdativoshayenelion a)dos b)tres c)cuatro d)uno ? (O.Q.L.LaRioja2008) Elionamonio(NH )seformacuandoseunenpormediodeunenlacecovalentedativo elNH yelionH . : H + H:N:H H : H (+) H:N:H : (+) : El NH (base de Lewis) posee un par de electrones solitario que el H (ácido de Lewis) puedeaceptarparacompartir: H Larespuestacorrectaeslad. 14.145.Cuandoseordenanlassiguientessustancias: depuntosdeebullición,elordencorrectoes: a) , ,BN,NaCl b) , ,BN,NaCl c) , ,NaCl,BN d) ,BN, ,NaCl e) , ,NaCl,BN ,BN, ,NaClenordencreciente (O.Q.N.Ávila2009) Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 74 menor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia que no  presenta momento dipolar permanente, sólo presenta enlaces intermoleculares del tipo fuerzas de dispersión deLondon. Supuntode ebulliciónserámuybajo yes gaseosa a temperaturaambiente. es un compuesto que tiene enlace covalente, pero al ser una sustancia que no  presenta momento dipolar permanente, sólo presenta enlaces intermoleculares del tipo fuerzasdedispersióndeLondon.Comoestasustanciatienemásátomosquelaanterior, es más polarizable y por este motivo, las fuerzas de dispersión de London son más intensas. Su punto de ebullición será bajo, pero mayor que el anterior y es líquida a temperaturaambiente. Estasdossustanciaspresentanpuntosdeebulliciónrelativamentebajos. NaClesuncompuestoquetieneenlaceiónicoporloqueformaredescristalinasiónicas, sólidasatemperaturaambienteypresentaunaltopuntodeebullición.  BN es un compuesto que tiene enlace covalente pero que forma una red cristalina covalente con fuerzas muy intensas entre los átomos lo que hace que estos compuestos seansólidosatemperaturaambienteypresentenelevadospuntosdeebullición. Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullicióncrecienteson: (216,6)< (353,3)<NaCl(1686)<BN(3246) Larespuestacorrectaeslac. 14.146. Las moléculas diatómicas homonucleares, ensentidocrecientedelongituddeenlace: a) , , , b) , , , c) , , , d) , , , e) , , , , , , , se encuentran ordenadas (O.Q.N.Ávila2009) AlavistadelasrespectivasestructurasdeLewis: se observa que la molécula de N presenta un triple enlace por lo que éste será el más cortodetodos.Acontinuación,elsiguienteenlaceenlongitudeseldelamoléculadeO quepresentaunenlacedoble.Lasdosmoléculassiguientes,F yCl ,tienenenlacesencillo. De ambos, es más corto es el enlace del F ya que el átomo de flúor es el más electronegativo de todos y por ello atraerá más intensamente a los electrones de enlace conelotroátomodeflúor. Losvaloresdeladistanciadeenlaceencontradosenlabibliografía(pm)son: (110)< (121)< (141,7)< Larespuestacorrectaeslad. (198,8) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 75 14.147. Cuando se evapora el cloroformo, , ¿cuáles son las fuerzas intermoleculares quesedebenvencer? I.Fuerzasdedipolo‐dipoloII.FuerzasdedispersiónIII.Fuerzasdeenlacedehidrógeno a)SóloI b)SóloII c)SóloIII d)IyII e)IIyIII (O.Q.N.Ávila2009) LaestructuradeLewisdel es: CHCl según el modelo RPECV es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que sudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA. Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el carbono ( = 2,55) y que el hidrógeno ( = 2,20) los enlaces son polares y con esa geometría la resultante de los vectoresmomentodipolarnoesnula(μ=0)ylamoléculaesPOLAR. Por ser una molécula polar presenta enlaces intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo, además,todaslassustanciascovalentespresentanfuerzasdedispersióndeLondon. Larespuestacorrectaeslad. 14.148.¿Cuáldelossiguienteselementostienemayorconductividadeléctrica? a)Be b)Al c)K d)P e)C (O.Q.N.Ávila2009) Elfósforoeselelementodemenorconductividad,yaquecristalizaformandotetraedros en los que los átomos de P se sitúan en los vértices y cada átomo se encuentra unido a otrostresmedianteenlacescovalentes.Enestaestructuranoexistenelectroneslibresque sepuedanmoverporlamisma. ElC(grafito),formaunaredcovalenteencapas.Cadacapaesunareddehexágonosen dondecadaCseencuentraunidoaotrostres.Cadaátomoposeeunelectrónlibrequegoza demovilidadenlacapa.Seformaunanubedeelectronesπdeslocalizados,porencimay pordebajodecadacapa. Al,BeyK,enestadosólido,sonmetalestípicos.Segúnlateoríadelenlacemetálicomás sencilla, la del “mar de electrones”, cuanto mayor sea el número de electrones libres de este “mar”, mayor será la conductividad eléctrica. El Al tiene tres electrones libres por átomo,doselberiliodosysólounoelpotasio. LamayorconductividadeléctricalecorrespondealAl. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 76 Consultandolabibliografía,losdatosdelaresistenciaespecífica(Ω·m),queeslainversa delaconductividad,paralostresmetalesson: K(7,19·10 8 )>Be(4,00·10 8 )>Al(2,65·10 8 ) Larespuestacorrectaeslab. 14.149.¿Cuáldelossiguientessustanciasesunejemplodeestructurasólida? a)Dióxidodenitrógeno b)Dióxidodeazufre c)Dióxidodecarbono d)Dióxidodesilicio (O.Q.L.Murcia2009) a‐b) Falso. y son sustancias que tienen enlace covalente, pero que presentan momento dipolar permanente por lo que existen fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo.Atemperaturaambienteambasespeciessongaseosas. es una sustancia que tienen enlace covalente no polar y forma moléculas c) Falso. gaseosasatemperaturaambiente. esunasustanciaenlaquecadaátomodesilicioseunemedianteun d)Verdadero. fuerte enlace covalente a cuatro átomos de oxígeno formando un sólido covalente a temperaturaambiente. Larespuestacorrectaeslad. 14.150.¿Cuáldelassiguientessustanciasconducemejorlacorrienteeléctricaencondiciones normalesdepresiónytemperatura? a)Nitrógeno b)Neón c)Azufre d)Plata (O.Q.L.Murcia2009) Las sustancias que presentan mejor conductividad eléctrica son los metales y de ellos el mejorconductordetodoseslaplata. Larespuestacorrectaeslad. 14.151.Señaleaquellaafirmaciónqueconsidereincorrecta: a)ElNaBressolubleenagua. b)Eldiamanteesconductordelaelectricidad. c)Latemperaturadefusióndelyodoesmayorqueladelbromo. d)Elaguapresentaunatemperaturadefusiónanormalmentealtacomparadaconladelos hidrurosdelosotroselementosdesugrupo. (O.Q.L.Murcia2009) a)Correcto.ElNaBresunasustanciaconenlacepredominantementeiónicoqueessoluble enundisolventemuypolarcomoelagua. b)Incorrecto.ElC(diamante)formaunaredcovalenteconunaestructuraenlaquecada átomo de carbono se encuentra unido a otros cuatro formando tetraedros de forma que todos sus electrones de valencia están localizados en enlaces covalentes por lo que no conducelaelectricidad. c) Correcto. Ambos compuestos (I y Br ) presentan enlace covalente y no tienen momento dipolar permanente por lo que las únicas fuerzas intermoleculares existentes ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 77 sondeltipodedispersióndeLondon.Estasfuerzasaumentanconelpesomolecularyel tamañodelasustancia. Portanto,elpuntodefusióndelyodo(355,9K),sólidoatemperaturaambiente,ymás voluminoso y pesado, es mayor que el del bromo (265,7 K), líquido en las mismas condicionesymásligero. d) Correcto. Los compuestos binarios del hidrógeno con los elementos del grupo 16 del sistemaperiódicotienenenlacecovalenteypresentanmomentodipolarpermanente,pero puedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno. sólo Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativoypequeño(N,OoF)deunamolécula cercana. Esto motiva que el H O tenga un punto de ebullición anómalo(unos200Kmayor)conrespectoalrestode loscompuestosdelgrupo16. Larespuestaincorrectaeslab. 14.152.LasfuerzasdevanderWaals: a)Sedanenlosgasesideales. b)Sóloaparecenenlasmoléculasasimétricas. c)Explicanelpuntodeebullicióndel . d)Sonlasquemantienenunidosalosátomosdelamoléculade . (O.Q.L.Murcia2009) LasfuerzasintermolecularesdevanderWaalsconocidascomofuerzasdedispersiónde LondonsonlasquesedanenloscompuestosnopolarescomoelN .Laintensidaddelas mismasaumentaconelvolumenatómicoyelpesomolecular,factoresquehacenquelas sustanciasseanmáspolarizables.Enestecasosondébiles,porestemotivo,latemperatura deebullicióndelN (77,3K)estanbajayesgasatemperaturaambiente. Larespuestacorrectaeslac. 14.153.¿Cuáldelossiguientescompuestospuedeformarenlacesdehidrógeno? a)Etano, − b)Sulfurodehidrógeno, c)Metanol, d)Acetona, −CO− (O.Q.L.CastillayLeón2009) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Tantoetano(CH −CH ),comosulfurodehidrógeno(H S)yacetona(CH −CO−CH ),no poseen átomos de hidrógeno unidos a un elemento muy electronegativo, por lo que no puedendarestetipodeenlace. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 78 El metanol ( ) es una sustancia que tiene enlace covalente, pero que además presentaun enlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodos losenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseforma cuandoun átomodehidrógenoque seencuentraunidoaun átomo muyelectronegativo (enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaun átomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Larespuestacorrectaeslac. 14.154.ElNaClesunsólidoiónicoyporlotanto: a)Suredformaionesyenestadosólidoesbuenconductordelaelectricidad. b)Suspuntosdefusiónyebulliciónsonbajos. c)SusmoléculasseunenyformanunaredpormediodefuerzasdevanderWaals. d)Todaslasrespuestasanterioressonfalsas. (O.Q.L.CastillayLeón2009) Lascaracterísticasprincipalesdelassustanciasiónicasenestadosólidoson: Presentanelevadospuntosdefusiónydeebullicióndebidoalasintensasfuerzasde atracciónexistentesentrelosiones. Elevadadurezadebidoalagrancantidaddeenlacesquehayqueromperpararayarlos cristales,estadurezaaumentaconlaenergíareticular. Sonfrágiles,esdecir,serompenfácilmentecuandosepretendedeformarlos.Larazón estriba en que aparecen fuerzas repulsivas al enfrentarse iones del mismo signo en las pequeñasdislocaciones. Sonrígidos,ofrecenpocadilatacióndebidoalaintensidaddelasfuerzasatractivas. Sonmalosconductoresdelacorrienteeléctrica,yaque,loselectronesseencuentran fuertementesujetosporlosionesyéstosseencuentranfijosenpuntosdelared. Presentan elevadasolubilidadenaguaya quelas fuerzasde atracciónregidasporla ley de Coulomb se hacen mucho más pequeñas en agua debido a que la constante dieléctricadelaguatieneunvalorelevado(=800). Larespuestacorrectaeslad. 14.155.Cabeesperarquelospuntosdefusiónmásbajoscorrespondana: a)Sólidos b)Sólidosdetipocovalente c)Sólidosmetálicoselementales d)Sólidosconenlaceiónico (O.Q.L.CastillayLeón2009) Lospuntosdefusiónmásbajoscorresponderánalossólidosquepresentenelenlacemás débilquedelospropuestossonlosdetipocovalente,comoporejemplo,el ,enelque lasmoléculasseencuentranunidasentresíporfuerzasintermolecularesdedispersión deLondon. Larespuestacorrectaeslab. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 79 14.156.¿Encuáldeestascuatroseriesdecompuestosiónicos,seencuentranordenadospor energíasreticularescrecientes,envalorabsoluto? a)NaFNaClNaBr b)RbFRbBrRbI c)NaClNaBrNaI e)KFNaFLiF (O.Q.L.Madrid2009) La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm Suponiendo que todos los compuestos dados tienen el mismo valor de las constantes y teniendo en cuenta que todos los iones implicados tienen la misma carga, el valor de la energía reticular sólo depende del valor de d, es decir de los tamaños de iones. Resumiendoamenorvalorded,mayorvalordelaenergíareticular,U. a) Falso. El orden de energías reticulares propuesto: NaF, NaCl, NaBr es decreciente, ya queelionfluoruroesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas)mientrasqueelion bromuroesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: NaF(‐930)>NaCl(‐790)>NaBr(‐754) b)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:RbF,RbBr,RbIesdecreciente,yaque el ion fluoruro es del menor tamaño (tiene dos capas electrónicas) mientras que el ion yoduroesdelmayortamaño(tienecincocapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: RbF(‐795)>RbBr(‐668)>RbI(‐632) c)Falso.Elordendeenergíasreticularespropuesto:NaCl,NaBr,NaIesdecreciente,yaque el ion cloruro es del menor tamaño (tiene tres capas electrónicas) mientras que el ion yoduroesdelmayortamaño(tienecincocapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: NaCl(‐790)>NaBr(‐754)>NaI(‐705) d) Verdadero. El orden de energías reticulares propuesto: KF, NaF, LiF es creciente, ya queelionpotasioesdelmayortamaño(tienecuatrocapaselectrónicas)mientrasqueel ionlitioesdelmenortamaño(tienedoscapaselectrónicas). Losvaloresobtenidosenlabibliografía(kJ/mol)son: KF(‐829)>NaF(‐930)>LiF(‐1049) Larespuestacorrectaeslad. (EstacuestiónesmuysimilaralapropuestaenMurcia2000). ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 80 14.157. Para separar los componentes de una mezcla formada por etanol y acetona, la técnicaexperimentalmásadecuadapararealizarestaoperacióndelaboratorioes: a)Destilación b)Cristalización c)Decantación d)Filtración e)Cromatografía (O.Q.L.Madrid2009)(O.Q.L.Murcia2009) Al tratarse de dos líquidos miscibles, la única operación de separación posible para separarambosesladestilaciónquesebasaenqueambosposeendiferentes. Ladestilaciónesunaoperaciónunitariaqueconsisteenlaseparacióndeloscomponentes de una mezcla líquida (en la que todos los compuestos son más o menos volátiles) por evaporación y condensación sucesivas. La separación se basa en la diferencia entre las volatilidadesabsolutasdeloscomponentes,loquetienecomoconsecuencialaformación deunvapordecomposicióndiferentealadellíquidodelqueprocede(elvaporserámás rico en el componente más volátil, mientras que el líquido será más rico en el menos volátil). Cuanto mayor sea la diferencia de volatilidades mejor será la separación conseguida. Larespuestacorrectaeslaa. (EnlacuestiónpropuestaenMurcia2009dicedoslíquidosmiscibles). 14.158.IndicacuáldelossiguientesenunciadosesINCORRECTO: a)Laenergíadeenlaceeslaenergíaquesenecesitapararomperunmoldedichosenlaces. b)Enlastablasencontramosenergíasmediasdeenlace,pueslaenergíadeundeterminado enlacedependeligeramentedelosotrosátomosnoimplicadosdirectamenteenelenlace. c)Cuantomásfuerteyestableseaelenlace,menorserásuenergíadeenlace. d) Para romper un enlace se debe adicionar energía, mientras que la formación va acompañadadedesprendimientodeenergía. (O.Q.L.LaRioja2009) a) Correcto. La energía de enlace es la que se necesita para romper un mol de enlaces, aunque sería más correcto llamarla energía de disociación, llamar energía de enlace a la quesedesprendecuandoseformanunmoldeenlaces. b)Correcto.Losvaloresdeenergíasqueaparecenenlastablassonvalorespromedio,ya que el resto de los átomos que aparecen en la estructura ejercen influencia sobre los implicadosenelenlace. c) Incorrecto. Cuanto más fuerte es un enlace, mayor es la cantidad de energía que se desprendealformarseésteymayoreselvalordelaenergíadeenlace. d)Correcto.Segúnsehadiscutidoenelapartadoa). Larespuestacorrectaeslac. 14.159. Clasificar entre enlace iónico o covalente las posibles interacciones entre los siguienteselementos:LiyO;OyO;NayH;HyO. a)Iónico,iónico,covalente,covalente b)Iónico,covalente,iónico,covalente c)Iónico,iónico,iónico,covalente d)Covalente,iónico,covalente,covalente (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 81 Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioalosenlacesdados: Enlace O−Li O−O H−Na O−H Δχ 3,44–0,98=2,46 3,44–3,44=0,00 2,20–0,93=1,27 3,44–2,20=1,24 Enlacepredominante iónico covalente iónico‐covalente iónico‐covalente Ningunarespuestaescorrecta. 14.160.¿Cuáles lainfluenciadelaumentodetemperaturasobrelaconductividadeléctrica enlosmetalesyenlossemiconductoresintrínsecos? a)Aumentaydisminuyelaconductividad,respectivamente. b)Aumentaynoafectalaconductividad,respectivamente. c)Disminuyeyaumentalaconductividad,respectivamente. d)Noafectaningunodelosdos. (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009) La conducción eléctrica es característica de los sólidos metálicos y de los semiconductores. Para distinguir entre un metal y un semiconductor se utiliza el consiguiente criterio basado en la dependencia de la conductividad eléctrica con la temperatura.  Un conductor metálico es aquella sustancia cuya conductividad eléctrica disminuye al aumentar la temperatura.  Un semiconductor es aquella sustancia cuya conductividad eléctrica aumenta al hacerlo la temperatura. Larespuestacorrectaeslac. 14.161.ElelementoAtienedenúmeroatómico11yelelementoBtienedenúmeroatómico 8.ElcompuestomásprobableformadoporloselementosAyBserá: a)Unsólidoconductordelaelectricidad. b)Unsólidodebajopuntodefusión. c)Insolubleenagua. d)Conductordelaelectricidadcuandoestáfundido. (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009) ElelementoAtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s porloquesetrata de un elemento del grupo 1. El valor de n = 3 indica que es el sodio. Tiene tendencia a cederunelectrónyformarelionNa . ElelementoBtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[He]2s 2p porloquese trata de un elemento del grupo 16. El valor de n = 2 indica que es el oxígeno. Tiene tendenciaacaptardoselectronesyformarelionO . Se combinan dos átomos de A (sodio) con un átomo de B (oxígeno) para formar un compuestoconenlacepredominantementeiónico. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 82 Delaspropiedadespropuestaslaúnicaquesecorrespondeconestetipodecompuestoses que en estado fundido, en el que quedan los iones libres, son capaces de conducir la electricidad. Larespuestacorrectaeslad. 14.162.Lasmoléculasdiatómicashomonucleares sentidocrecientedeenergíadeenlace: a) , , b) , , c) , , d) , , e) , , , y ,seencuentranordenadasen (O.Q.N.Sevilla2010) AlavistadelasrespectivasestructurasdeLewis: seobservaquelamoléculadeN presentauntripleenlaceporloquelaenergíanecesaria pararomperlodebesermayorqueenelrestodelasmoléculaspropuestas,acontinuación la molécula de O con un enlace doble, y finalmente, la molécula de Cl con un enlace sencillo. Losvaloresdelaenergíadedisociaciónencontradosenlabibliografía(kJ/mol)son: (242,6)< (498,3)< (945,4) Larespuestacorrectaeslac. 14.163. ¿Cuál de los siguientes elementos es un sólido en condiciones normales (1 atm y 25°C)? a)Br b)F c)He d)P e)I (O.Q.N.Sevilla2010) Tresdeloselementospropuestossonhalógenos(F,Br,I)yformanmoléculasdiatómicas (F , Br , I ). Entre éstas existen fuerzas intermoleculares de dispersión de London, que son más intensas en el elemento con mayor polarizabilidad, en este caso el de mayor tamaño, el iodo ( ), lo que hace que se encuentre en estado sólido en condiciones estándar. Por otra parte, el fósforo es un sólido blanco en condiciones estándar. Este sólido tiene comounidadesbásicasmoléculastetraédricas( )enlasqueunátomodefósforosesitúa en cada uno de los vértices del tetraedro (fósforo blanco). Al calentarlo a 300°C, se transformaenfósfororojo.PareceserqueserompeunenlaceP−Pporcadatetraedroyasí losfragmentosresultantesunenformandolargascadenas. Lasrespuestascorrectasdye. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 83 14.164.Laenergíadelenlacemásfuertees: a)H−H b)H−F c)H−Cl d)H−Br e)H−I (O.Q.N.Sevilla2010) Setratademoléculasdiatómicasenlasqueseformaunenlacecovalentesencilloentreun átomodehidrógenoyunátomodeotroelemento,exceptoenelcasodelH–H. Loselementossonlosdelgrupo17delsistemaperiódico(halógenos).Engrupo,eltamaño delosátomosaumentaconelperiodo,yconellolalongituddelosenlaces.Porotraparte, al aumentar la longitud del enlace disminuye la energía que se desprende cuando este forma. Porestemotivo,exceptuandoelcasodelamoléculadeH ,enlaqueapesardetratarsedel átomo más pequeño que existe, también se trata de átomos idénticos con poca carga nuclear,elflúoreselhalógenodemenortamañoporloquesuenlaceconelhidrógeno seráelmásfuerte. Losvaloresdeladistanciayenergíadeenlaceencontradosenlabibliografíason: Enlace Energía/kJ·mol‒1 Longitud/pm H–H ‐436 74,6 H–F ‐565 92 H–Cl ‐431 127 H–Br ‐364 141 H–I ‐297 161 Larespuestacorrectaeslab. 14.165.¿Quépropiedadesdeloslíquidosaumentanconlasfuerzasintermoleculares? a)Sólolapresióndevapor. b)Sólolaentalpíadevaporización. c)Sólolatemperaturadeebullición. d)Laentalpíadevaporizaciónylatemperaturadeebullición. e)Lapresióndevaporylaentalpíadevaporización. (O.Q.N.Sevilla2010) Alaumentarlasfuerzasintermolecularesenunlíquido: Aumentalaentalpíadevaporización,yaquesenecesitamásenergíapararomperlos enlacesintermolecularesyrealizarelcambiodeestadolíquidovapor. Disminuyelapresióndevapor,yaquelasermásfuerteslosenlacesintermoleculares esmásdifícilelpasolíquidovaporyexistenmenosmoléculasenesteestado. Aumentalatemperaturadeebullición,yaquesenecesitaunatemperaturamásalta paraquelapresióndevaporseigualealapresiónatmosfética. Larespuestacorrectaeslad. 14.166.Señalarlaafirmacióncorrecta: a)Laenergíadereddel esmayorqueladel . b)Losángulosdeenlacedelasmoléculas y soniguales. c)SepuedeasegurarquelalongituddelenlaceC=CeslamitadqueladelenlaceC−C. d)Eldiamanteesunsólidocovalente,demedianadurezayfrágil. (O.Q.N.Murcia2010) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 84 a) Verdadero. La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamenteproporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm Suponiendo que todos los compuestos dados tienen el mismo valor de las constantes y teniendoencuentaquetodoslosionesimplicadostienenlamismacargaaniónica,elvalor delaenergíareticularsólodependedelosvaloresdedyqcorrespondientesalcatión. La carga del Al es mayor (+3) que la del Mg (+2) y además, el tamaño del primero es menor,yaqueelradioenunperiododisminuyealaumentarlaelnúmeroatómico. b)Falso.LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson: DeacuerdoconelmodeloRPECV ,y sonespeciesqueseajustanalafórmulaAX yAX Ealasquecorrespondennúmerosestéricos(m+n)=3y4,respectivamente,conuna disposición y geometría TRIGONAL PLANA cuyos ángulos de enlace son de 120° en la primera, y disposición tetraédrica y geometría PIRAMIDAL TRIGONAL cuyos ángulos de enlacesonde107°enlasegunda. c) Falso. La longitud del enlace sencillo C‒C (enlace σ) no es el doble de la longitud del enlacedobleC=C(enlacesσyπ). d) Falso. El diamante es un sólido covalente y frágil, pero es la sustancia que tiene la máximadurezaenlaescaladeMosh(10). Larespuestacorrectaeslaa. 14.167.Sobreelpuntodeebullicióndel puededecirseque: a)Es100°C,conindependenciadelapresiónalaquesedetermine. b)Esalgomenorqueladelosotroshidrurosdelgrupodeloxígeno. c) Disminuye al aumentar la presión, por eso en la cima de una montaña será inferior a 100°C. d)Aumentalaaumentarlapresión,porloqueenunaolladecocciónrápidaelaguapuede alcanzarunatemperaturadeebulliciónde115°C. (O.Q.N.Murcia2010) a)Falso.Unlíquidohiervecuandosupresióndevaporseigualaalapresiónexterior. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 85 b)Falso.Essuperior,yaqueenelaguaexistenenlacesintermolecularesdehidrógenoque nosonposiblesenlosotroselementosdelgrupo. c)Falso.Disminuyealdisminuirlapresiónexterior,poresoenlacimadeunamontañaes inferiora100°Cporserlapresiónexteriormenorde1atm. d) Verdadero. Aumenta al aumentar la presión exterior, por eso como en el interior de unaolladecocciónrápidaalserlapresiónsuperiora1atmesposiblequelatemperatura deebulliciónsuperelos100°C Larespuestacorrectaeslad. 14.168.Cuandosehabladeoxígenoyozonosepuededecirqueson: a)Isómeros b)Isótopos c)Alótropos d)Isógonos (O.Q.N.Murcia2010) Eloxígenomolecular(O )yelozono(O )sonformasalotrópicasdelelementooxígeno. Larespuestacorrectaeslac. 14.169.¿Cuáldelassiguientesfórmulasserefiereaunasustanciamolecular? a)CaO b)CO c) d) (O.Q.N.Murcia2010)  Las sustancias CaO, Li O y Al O tienen enlace predominantemente iónico por lo que formanredescristalinas.  El CO es una sustancia con enlace predominantemente covalente por lo que forma moléculas. Larespuestacorrectaeslab. 14.170. De los siguientes compuestos: acetona; metano; fluoruro de hidrógeno, metanol, poseenenlacedehidrógeno: a)Fluorurodehidrógenoymetanol b)Acetona,metanoymetanol c)Fluorurodehidrógeno d)Acetona,metano,fluorurodehidrógenoymetanol (O.Q.N.Murcia2010) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Tantoelmetano(CH ),comolaacetona(CH −CO−CH ),noposeenátomosdehidrógeno unidosaunelementomuyelectronegativo,porloquenopuedendarestetipodeenlace. ),síposeenunátomodehidrógeno Elfluorurodehidrógeno(HF)ymetanol( unido a un elemento muy electronegativo, flúor y oxígeno, respectivamente, por lo que puedendarestetipodeenlace. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 86 Larespuestacorrectaeslaa. 14.171. ¿En cuál de estas series los haluros de sodio están ordenados por su energía reticular? a)NaBr<NaCl<NaF b)NaF<NaCl<NaBr c)NaCl<NaF<NaBr d)NaCl<NaBr<NaF (O.Q.L.LaRioja2010) La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcionalaladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos: U=‐1,39·10 U=energı́areticular kJ·mol Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n d∗ Q ·Q A 1  d=distanciainterió nica catió n+anió n d d A=constantedeMadelung=1,747 d*=pará metro=34,5pm Suponiendo que todos los compuestos dados tienen el mismo valor de las constantes y teniendo en cuenta que todos los iones implicados tienen la misma carga, el valor de la energíareticularsólodependedelvalorded,esdecirdelostamañosdeiones,enconcreto deltamañodelanión,yaqueelcatióneselmismoentodos.Resumiendoamenorvalorde delradioaniónico,mayorvalordelaenergíareticular,U. Elionfluoruroesdelmenortamaño(doscapaselectrónicas),lesigueelioncloruro(tres capas electrónicas), siendo el ion bromuro el de mayor tamaño (cuatro capas electrónicas). Elordencorrectodeenergíasreticulares(kJ/mol)es: NaBr(‐754)<NaCl(‐790)<NaF(‐930) Larespuestacorrectaeslaa. 14.172.Unsólidoblancosedisuelveenaguaparaformarunadisoluciónquenoconducela electricidad.¿Quétipodeenlaceesmásprobablequeexistaenelsólido? a)Iónico b)Metálico c)Covalenteapolar d)Covalentepolar (O.Q.L.LaRioja2010) a)Falso.Cuandounsólidoiónicosedisuelveenaguaconducelaelectricidaddebidoala presenciadeionesenladisolución. b)Falso.Unsólidometáliconosedisuelveenagua,enalgúncaso,escapazdereaccionar conella,talcomoocurreconlosmetalesalcalinos. c) Falso. Un sólido con enlace covalente apolar no se disuelve en agua, ya que hay posibilidaddeformacióndeenlacesintermolecularesentreelsólidocovalenteyelagua. d) Verdadero. Un sólido con enlace covalente polar se disuelve en agua al formarse enlaces intermoleculares del tipo enlaces de hidrógeno o dipolo‐dipolo, entre el sólido covalenteyelagua,aunquenoconducelaelectricidaddebidoalanopresenciadeionesen ladisolución. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 87 Larespuestacorrectaeslad. 14.173.Deloscompuestossiguientes¿cuálesdeesperarqueseaiónico? a) b) c) d) (O.Q.L.CastillayLeón2010) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto CO NH CH Na O Δχ 3,44– 2,55=0,89 3,04– 2,20=0,84 2,55– 2,20=0,35 3,44– 0,93=2,51 Enlacepredominante covalente covalente covalente iónico Larespuestacorrectaeslad. 14.174.Elordendecrecientedelospuntosdefusióndelossiguientescompuestoses: a)NaCl> >Na>He b)NaCl>Na> >He c)Na>NaCl> >He d) >He>Na>NaCl (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010) Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. NaClesunasustanciaquetieneenlaceiónicoqueformaunaredcristalinaiónicamuy difícil de romper. Esta sustancia es sólida a temperatura ambiente, por lo que tiene un elevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelassustanciaspropuestas. Na esuna sustancia quetiene enlacemetálicoque formauna redcristalina metálica. Esta sustancia es sólida a temperatura ambiente, por lo que tiene un elevado punto de fusión,notanaltocomoeldelNaCl,yaqueelsodiopresentabajacarganuclear. es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas  intermoleculares posibles en ella son fuerzas de dispersión de London, que serán bastanteintensasdebidoaqueesunasustanciacongranvolumenatómicoyelevadopeso molecularyqueportantoserámuypolarizable.Supuntodefusiónesbajo.  He es un elemento inerte que no forma moléculas y solo presenta enlaces intermolecularesdeltipofuerzasdedispersióndeLondon.Supuntodefusiónesmuy bajoyaquesetratadeunaespeciemuypocovoluminosayporellopocopolarizable. Losvaloresdelospuntosdefusión(K)encontradosenlabibliografíason: NaCl(1074)>Na(370,9)> Larespuestacorrectaeslab. (266)>He(1,15) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 88 14.175.¿Cuáldelassiguientesafirmacioneseslacorrecta? a) La conductividad de los conductores, semiconductores y aislantes aumenta con la temperatura. b) La conductividad de los semiconductores aumenta con la temperatura y la de los conductoresdisminuye. c) La conductividad de los conductores y aislantes aumenta con la temperatura y la de los semiconductoresdisminuye. d)Laconductividaddelosconductoresyaislantesnoseafectaconlatemperaturayladelos semiconductoresdisminuye. (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011) La conducción eléctrica es característica de los sólidos metálicos y de los semiconductores. Para distinguir entre un metal y un semiconductor se utiliza el consiguiente criterio basado en la dependencia de la conductividad eléctrica con la temperatura.  Un conductor metálico es aquella sustancia cuya conductividad eléctrica disminuye al aumentar la temperatura.  Un semiconductor es aquella sustancia cuya conductividad eléctrica aumenta al hacerlo la temperatura.  Un aislante es aquella sustancia que no posee conductividadeléctrica. Larespuestacorrectaeslab. (PreguntamuysimilaralapropuestaenCastilla‐LaMancha2009). 14.176.SegúnlasreglasdeFajans: a)Loscationespequeñosdebajacargasonmuypolarizantes. b)Loscationespequeñosdecargaelevadasonmuypolarizantes. c)Losanionesgrandesdecargaelevadasonmuypolarizantes. d)Losanionespequeñosdebajacargasonmuypolarizables. (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010) Las reglas de Fajans (1923) permiten determinar de forma aproximada el carácter covalentedeunenlaceiónico.Paraello,relacionanelcaráctercovalentedeunenlacecon lapolarizacióndeloselectronesdelanión: Losanionesgrandesydecargaelevadasonblandos,esdecir,muypolarizables. Loscationespequeñosydecargaelevadasonlosmáspolarizantes. Loscationesdemetalesdetransiciónytierrasraras(notienenconfiguracióndegas inerte) son más polarizantes que los metales alcalinos y alcalinotérreos ya que sus orbitalesdyfseextiendenlejosdelnúcleo(sonmásgrandes)yportantosonmásfáciles depolarizar,alestarmenosatraídosporelnúcleo. Larespuestacorrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 89 14.177.Alótroposdecarbonoson: a)Elgrafitoyelcuarzo b)Elcuarzoyeldiamante c)Elgrafitoyeldiamante d)Elcuarzoylahulla (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010) Alótroposoformasalotrópicasdeunelementosonlasformasenlasqueestesepresenta enlanaturaleza. Grafitoydiamantesonformasalotrópicasdelelementocarbono. Larespuestacorrectaeslac. 14.178.LaenergíadelosenlacesCl−Oaumentaenelorden: a) > > > b) > > > c) > > > d) > > > (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010) Elordendeenlacesedefinecomoelnúmerodeparesdeelectronesqueformanunenlace. Si el orden de enlace aumenta, la longitud del enlace decrece y la energía del enlace aumenta. LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson: Ordendeenlace1 Presentaresonancia Presentaresonancia Presentaresonancia Ordendeenlace1½ Ordendeenlace1⅔ Ordendeenlace1¾ EnlosanionesClO ,ClO yClO elátomodecloroexpandesucapadevalencia. LaenergíadelenlaceCl−Oaumentaenelsiguienteorden: < < < Ningunarespuestaescorrecta. 14.179. Indica en cuál/es de las siguientes sustancias están presentes las fuerzas intermolecularesdeenlacedehidrógeno: a)NaH b)HF c) d)HCl (O.Q.L.Canarias2010) El enlace de hidrógeno es el más fuerte de todos los enlaces intermoleculares. Este enlace de hidrógeno llamado también por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecaso F)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuy electronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. ProbleemasyCuestio onesdelasOlim mpiadasdeQu uímica.Volume en5.(S.Menarrgues&F.Latree) 90 EleenlaceexisteenteenelN NaHesunen nlaceiónicoporloque eseformanredescrista alinas sólidasatemperraturaambie ente. Lasssustancias HF, yHClpreseentanenlacecovalente eporloqueesoncompu uestos moleeculares. Las tres tiene en átomos de hidrógen no, pero en n el caso d e CHCl , esste se encuentra unido o a un átom mo poco elecctronegativo o (C); mienttras que en n las otras dos, d el modehidróggenosíseencuentraun nidoaunáttomomuye electronegattivo(FyCl)),solo átom que eel átomo dee cloro no es e un átomoo tan pequeño como el flúor. Por ttanto, de las tres sustaanciasmoleccularesprop puestaslaú únicaqueprresentaenllacedehidrrógenoesH HF. Lareespuestacorrrectaeslab b. 14.18 80.¿Cuáldelassiguienteessustanciassesmássolu ubleenagua a? a) b) c) d) (O.Q.LL.C.Valenciana a2010) Para que una su ustancia que e tiene enlacce covalentee se disuelv va en agua ees preciso que q se menenlaces intermolecu ularesdelti poenlaced dehidrógen noentrelassmoléculasdela form sustaanciaylasdeagua. El en nlace de hid drógeno o por p puentes de hidrógeeno se forma cuando un átom mo de hidrógeno que see encuentraa unido a un n momuyelecttronegativo(enestecaasoO)seveeatraídoala átom vez p por un parr de electro ones solitarrio perteneeciente a un n átom mo muy electronegativo y pequeñ ño (N, O o o F) de una molééculacercana. De laas sustanciaas propuesttas la únicaa que puedee formar este enlace ccon el agua es el . Lareespuestacorrrectaeslab b. 14.18 81.Dadaslassconfiguraccioneselectró rónicas: ElementoCo onfiguraciónnelectrónica a A1 2 2 2 X1 2 2 2 3 Y1 2 2 2 3 Z11 2 2 3 3 ¿Qué é parejadeellementosforrmanuncom mpuestoconrelaciónesttequiométricca1:2? a)AyyX b)AeeY c)XeeY d)YyyZ (O.Q.LL.C.Valenciana a2010) Ele elementoA Atiendeaganarocom mpartirdosselectrones sparacomppletarsucapade valen nciayconseguirunacon nfiguración electrónicadegasinerttemuyestabble.  El elemento X tiende a a ceder un electrón para p completar su cappa de valen ncia y onfiguración nelectrónicaadegasinerrtemuyesta able. conseeguirunaco  El elemento Y Y tiende a ceder dos electrones para comp pletar su caapa de valen ncia y onfiguración nelectrónicaadegasinerrtemuyesta able. conseeguirunaco ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 91 ElelementoZtiendeaganarocompartirtreselectronesparacompletarsucapade valenciayconseguirunaconfiguraciónelectrónicadegasinertemuyestable. Laúnicacombinaciónposibleconestequiometría1:2enlaquesecumplelacondiciónde electroneutralidad se da entre un átomo del elemento A (gana dos electrones) y dos átomosdelelementoX(cedeunelectrón). Larespuestacorrectaeslaa. 14.182.Setieneunmetaldesconocidodelqueseconocenlossiguientesdatos: densidad=10,5g· sistemacristalino=cúbicocentradaenlascaras longituddelaaristadelaceldaunidad=409pm(determinadapordifraccióndeRX) ¿Dequémetalsetrata? a)Ag(Ar=108) b)Rh(Ar=103) c)Pt(Ar=195) d)Ir(Ar=192) e)Au(Ar=197) (Dato.L=6,022·10 ) (O.Q.N.Valencia2011) Según se observa en la figura, una red cúbica centradaenlascarascontiene4átomos: 1 1 8á t.(vé rtice)+ 6á t.(cara)=4á tomos 2 8 Elvolumendelaceldillaunidades: V= 409 pm 1cm 10 pm = 6,84·10 cm3 Relacionandovolumen,átomosydensidaddelmetalseobtienelamasadelmetal: g 10,5g 6,84·10 cm3 cubo 6,022·10 á tomo =108,1 3 4á tomos mol cubo 1mol cm LamasaobtenidacorrespondeametalAg. Larespuestacorrectaeslaa. 14.183.¿Encuálesdelassiguientessustanciaslasfuerzasdedispersiónsonsignificativasala horadedeterminarlastemperaturasdeebullición? I. II.HFIII.NeIV. V. a)I,III,V b)I,II,III c)II,IV d)II,V e)III,IV,V (O.Q.N.Valencia2011) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 92 LosenlacesintermolecularesdeltipofuerzasdedispersióndeLondonsepresentanen aquellas sustancias que tienen enlace covalente, pero que generalmente no presentan momentodipolarpermanente. Delassustanciaspropuestas: ▪ Ne no forma enlaces ya que se trata de un elemento inerte que tiene su última capa completaconochoelectronesdevalencia. ▪ presentaunenlacecovalentenopolarentrelosdosátomosdecloro. ▪HFpresentaunenlacecovalentemuypolarentrelosátomosdehidrógenoyflúor. ▪ presentacuatroenlacescovalentepolaresentreelátomodecarbonoylosátomos decloro.Comosugeometríaestetraédricaloscuatrovectoresmomentodipolarseanulan ylamoléculaesnopolar. es una sustancia con enlace iónico que forma una red cristalina sólida a ▪ temperaturaambiente. Las sustancias en las que las fuerzas de dispersión de London son determinantes en su temperaturadeebulliciónson (I),Ne(III)y (V). Larespuestacorrectaeslaa. 14.184.¿Cuáleselordencorrectodepuntosdeebulliciónpara a)Ne< < < b) < < <Ne c)Ne< < < d)Ne< < < e) <Ne< < , , ,Ne? (O.Q.N.Valencia2011) Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. es un compuesto que tiene  Ne es un elemento inerte que no forma moléculas y enlacecovalente,peroalserunasustanciaquenopresentamomentodipolarpermanente, sólo presenta enlaces intermoleculares del tipo fuerzas de dispersión de London. Sus puntos de ebullición serán muy bajo, sobre todo en el Ne que al ser una especie menos voluminosaesmenospolarizable. esuncompuestoquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolar  quepuedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuerte detodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo(en este casoO)seveatraído alavezporunpardeelectronessolitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. Su punto de ebullición será bastante más alto que el resto de los compuestos binariosqueformanloselementosdesugrupoconelhidrógeno. es el compuesto que presenta mayor punto de ebullición de todos, ya que tiene  enlaceiónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente. Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullicióncreciente(K)son: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) Ne(27,1)< (184)< (338)< 93 (673) Larespuestacorrectaeslad. 14.185.Paralaseriedecompuestos:bromurodemagnesio,bromurodealuminio,bromuro de silicio y bromuro de fósforo, el carácter iónico de los enlaces entre el bromo y el otro elementodisminuyesegúnlasecuencia: a) > > > b) > > > c) > > > d) > > > (O.Q.L.Asturias2011) Uncompuestoseconsideraquetieneenlacepredominantementeiónicosiladiferenciade electronegatividad (Δχ) que existe entre los elementos que los forman es superior a 2,0. Aplicandoestecriterioaloscompuestosdados: Compuesto MgBr AlBr SiBr PBr Δχ 2,96 – 1,31 =1,65 2,96– 1,61=1,35 2,96 – 1,90 =1,06 2,96 – 2,19=0,77 Enlacepredominante covalente covalente covalente covalente Lasecuenciacorrectaes: > > > Larespuestacorrectaeslaa. 14.186.Latemperaturadeebullicióndeloscompuestos: demayoramenores: a)NaCl, , , b)NaCl, , , c) ,NaCl, , d) ,NaCl, , ,NaCl, y siseordenan (O.Q.L.Asturias2011) Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,la temperatura de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. y son sustancias que tienen enlace covalente, pero además, se trata de ▪ moléculaspolaresqueformanunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,el másfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,sustemperaturasde ebulliciónsonmásaltasdeloquedeberíanser.Estatemperaturaesmuchomayoren elH Oyaquesusenlacesdehidrógenosonmásfuertes.Estoesdebidoaqueelátomode oxígenoesmáselectronegativoymáspequeñoqueeldenitrógeno. es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas ▪ intermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,quenosonmuy intensasdebidoyaquenoesunasustanciacongranvolumenatómico,yportanto,poco polarizable.Sutemperaturadeebullicióneslamásbajadetodas. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 94 ▪ NaCl es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia de las anteriores, forma redescristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperatura ambiente,porloquetieneunelevadotemperaturadeebullición,muchomayorqueel restodelassustanciaspropuestas. Elordencorrectodepuntosdeebullición(K)decrecientees: NaCl(1738)> (373)> (239,8)> (239,1) Larespuestacorrectaeslaa. 14.187.UnelementoAtienedoselectronesensuúltimacapa,yotroelementoBpresentaen su capa de valencia la configuración 3s2 3p5. Si estos elementos se combinan entre sí, la posiblefórmuladelcompuestoqueoriginanserá: a)AB b) c) d) (O.Q.L.Murcia2011) ElelementoAtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[X]ns porloquesetrata deunelementodelgrupo2,unmetalalcalinotérreoquetiendeacederesosdoselectrones de su capa más externa y adquirir una configuración electrónica, muy estable, de gas inerte. ElelementoBtieneunaconfiguraciónelectrónicaabreviada[Ne]3s 3p porloquese tratadeunelementodelgrupo17.Elvalorden=3indicaqueeselcloro.Esteelemento tiende a captar un electrón para conseguir llenar su capa de valencia y adquirir una configuraciónelectrónica,muyestable,degasinerte. El compuesto resultante de la unión entre ambos tiene carácter predominantemente iónico y de acuerdo con la condición de electroneutralidad la fórmula más probable del . mismoes Larespuestacorrectaeslac. 14.188.¿Cuáldelasiguientesafirmacionesesfalsa? a)Elhierrotienepropiedadesmagnéticas. b)Lamoléculadetrifluorurodeboroesapolar. c)Elaguapresentaenlacesporpuentesdehidrógeno. d)Elneón,comotodoslosgaseselementales,presentamoléculasdiatómicas. (O.Q.L.Murcia2011) a)Verdadero.LaestructuraelectrónicaabreviadadelFe(Z=26)es[Ar]4s 3d ,yaquede acuerdoconelprincipiodemáximamultiplicidaddeHundquediceque:“enlosorbitales de idéntica energía (degenerados), los electrones se encuentran lo más separados posible, desapareadosyconlosespinesparalelos”,lecorrespondeunadistribucióndeloselectrones enlosorbitales: 4s 3d       Comosepuedeobservar,tienecuatroelectronesdesapareadosporloquesetratadeuna especieparamagnéticacapazdeinteraccionarconuncampomagnético. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) b)Verdadero.LaestructuradeLewisdel 95 es: De acuerdo con el modelo RPECV el BF es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula AX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3por loquesudisposiciónygeometríaesTRIANGULAR. Comoelflúor(=3,98)esmáselectronegativoqueelboro ( = 2,04) los enlaces son polares y con esa geometría la resultante de los vectores momento dipolar es nula y la moléculaesNOPOLAR. c)VerdaderoElenlacedehidrógenooporpuentesde hidrógeno es un enlace intermolecular que se forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativoypequeño(N,OoF)deunamolécula cercana. d)Falso.Losgasesinertesnoformanningúntipodemoléculasyaquetienensucapade valenciacompletaconochoelectrones. Larespuestacorrectaeslad. 14.189.Conrespectoalenlacequímico,puedeafirmarse: a) La estabilidad de una molécula está directamente relacionada con su contenido energético. b)Unasituaciónantienlazante,lasfuerzasrepulsivasprevalecen. c)Laconfiguraciónelectrónicadegasnoblesecorrespondesiempreconochoelectronesde valencia. d)LaredcristalinadelNaClesunejemploderedcúbicacentradaenelcuerpo. (O.Q.L.Murcia2011) a‐b) Verdadero. Como se observa en la siguiente gráfica, la formación de una molécula implica un mínimodeenergíapotencialdelsistemaycuandolas fuerzas repulsivas superan a las de atracción se produce un aumento en la energía potencial del sistemayconellounasituaciónantienlazante. c) Verdadero. La configuración electrónica de un gas inerteesns2np6porloquetienensucapadevalencia completaconochoelectrones. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) d) falso. El NaCl forma redes cristalinas con una estructuracúbicacentradasenlascaras.Estetipo de redes se da cuando R catió n /R anió n está comprendidoentre0,414y0,732. 96 Esta distribución se muestra en la siguientefigura: El índice de coordinación es 6:6, lo que quiere decir que cada ion se rodea de seis de carga opuesta.Losionessesitúanunoencadavérticey entre ambos otro de carga opuesta a lo largo de cadaarista.Además,secolocaunionenelcentro decadacarayuniondecargaopuestaenelcentro delcuboformandounoctaedro. Larespuestacorrectaeslad. 14.190. Dadas las siguientes sustancias: flúor, fluoruro de sodio, fluoruro de hidrógeno, ordénelasdemayoramenorpuntodefusión. a)NaF>HF> b)NaF> >HF c) >HF>NaF d) >NaF>HF (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011) Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,el menor punto de fusión le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. ▪NaFesunasustanciaquetieneenlaceiónicoyadiferenciadelasanteriores,formaredes cristalinas iónicas muy difíciles de romper. Estas sustancias son sólidas a temperatura ambiente,porloquetienenunelevadopuntodefusión,muchomayorqueelrestodelas sustanciaspropuestas. ▪HFesunsustanciaquetieneenlacecovalente,perosetratadeunasustanciapolarforma unenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslosenlaces intermoleculares.Porestemotivo,supuntodefusiónesbajo. ▪ es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas intermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránpoco intensas debido a que es una sustancia con pequeño volumen atómico y bajo peso molecular,portantoserápocopolarizable.Porestemotivo,supuntodefusiónesmuy bajo. Lassustanciasordenadasporpuntosdefusión(K)decrecienteson: NaF(1266)>HF(190)> (53,5) Larespuestacorrectaeslaa. 14.191.¿Quétipodeenlacehayqueromperparafundirelhielo? a)Enlacedehidrógeno b)Enlacecovalente c)Enlaceiónico d)Ninguno,lasmoléculasnoestánenlazadas. (O.Q.L.CastillayLeón2011) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 97 Las moléculas de H O que forman el hielo se encuentran unidas mediante un enlace intermoleculardeltipoenlacedehidrógeno. Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativoypequeño(N,OoF)deunamolécula cercana. Esto motiva que el H O tenga un punto de fusión anómalo con respecto al resto de los hidruros del grupo16. Larespuestacorrectaeslaa. 14.192.OrdeneloscompuestosHF, a) , , ,HF b) , , ,HF c)HF, , , d) , ,HF, , y segúnelpuntodeebullicióncreciente: (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011) Presentará mayor temperatura de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas intermolecularesmásintensasoformeunaredcristalinamásfuerte,yporelcontrario,la temperatura de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas intermolecularesmásdébiles. y son sustancias que tienen enlace covalente, pero además, se trata de ▪ HF, moléculaspolaresqueformanunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,el másfuertedetodoslosenlacesintermoleculares.Porestemotivo,sustemperaturasde ebulliciónsonmásaltasdeloquedeberíanser.Estatemperaturaesmuchomayoren elH Oyaquesusenlacesdehidrógenosonmásfuertes.Estoesdebidoaqueelátomode oxígenoesmáselectronegativoymáspequeñoqueeldenitrógeno. Apesardequeelflúoresmáselectronegativoypequeñoqueeloxígeno,yporesocabría esperar que los enlaces de hidrógeno fueran más intensos e hicieran cambiar más la temperaturadeebullicióndelHFqueladelH O,estaanomalíasedebeaqueunamolécula deHFsoloformadosenlacesdehidrógeno,mientrasqueladeH Opuedeformarcuatro, talcomomuestralasiguientefigura. es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas ▪ intermolecularesposiblesenellasonfuerzasdedispersióndeLondon,quenosonmuy ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 98 intensasdebidoyaquenoesunasustanciacongranvolumenatómico,yportanto,poco polarizable.Sutemperaturadeebullicióneslamásbajadetodas. Lassustanciasordenadasporpuntosdeebullición(K)crecienteson: (90,7)< (239,8)<HF(293)< Larespuestacorrectaeslad. (373) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 99 15.QUÍMICAORGÁNICA 15.1.Cuandosehabladeunamezclaracémicaserefierea: a)Unamezcladeisótopos,tantonaturalescomoartificiales. b)Unamezcla,enigualescantidades,deisómerosópticos. c)Unamezclaequimoleculardeunácidoyunabase. d)Unamezcladedossustanciasinmiscibles. (O.Q.L.Murcia1996) Unamezclaracémicasedefinecomounamezcladeisómerosópticosencantidadesiguales. Comocadaunodelosestereoisómerosdesvíalaluzpolarizadaundeterminadoángulo,uno hacialaderechayelotrohacialaizquierda,noexistiríadesviacióndelaluzyaqueelefecto producidoporcadaunoanularíaeldelotro. Larespuestacorrectaeslab. 15.2.Elgrupofuncionalnitriloes: a)− b)− c)−NH− d)Ningunodelosanteriores. (O.Q.L.Murcia1996) Loscianurosonitrilossecaracterizanporquetienenelgrupofuncional−C≡N. Larespuestacorrectaeslad. 15.3.¿Cuáldelossiguientescompuestosesisómerodel a) −CO− b) − −CHO c) =CH−COOH d) − − − −COOH? (O.Q.L.Murcia1996) El compuesto propuesto es el ácido propanoico y como todos los ácidos carboxílicos presentaunainsaturación(C=O). Detodosloscompuestosdadoselúnicoquetieneunainsaturacióneslahidroxiacetona, −CO− , una cetona que también tiene presenta una insaturación en el grupo carbonilo(C=O). Ambos compuestos son isómeros ya que tienen la misma fórmula molecular, C H O , y distintafórmuladesarrollada. Larespuestacorrectaeslaa. 15.4.Eltérminoenantiómerosserefierea: a)Mezclasdedisolventesconelmismopuntodeebullición. b)Sustanciasconelmismopuntodefusión. c)Isómerosópticos. d)Especiesconelmismonúmerodeátomosdeazufre. (O.Q.L.Murcia1997) Dosestereoisómerosoisómerosópticossonenantiómerossilaimagenespeculardeuno no puede ser superpuesta con la del otro. Tienen las mismas propiedades físicas y químicas,exceptoporlainteracciónconelplanodelaluzpolarizadaquecadaunodeellos desvíahaciaunapartedelplano. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 100 Larespuestacorrectaeslaa. 15.5.Elnúmerodeoxidacióndelcarbonoenelmetanal(formaldehído)es: a)0 b)4 c)2 d)‐4 (O.Q.L.Murcia1997) La fórmula del metanal es HCHO. Teniendo en cuenta que los números de oxidación de hidrógenoyoxígenoson,respectivamente,+1y‐2,paracalcularelnúmerodeoxidacióndel carbonoseplantealaecuación: 2 +1 +x+ ‐2 =0x=0 Larespuestacorrectaeslaa. 15.6.Elnúmerodeisómerosdelaespeciequímicadefórmulamolecular a)1 b)2 c)3 d)4 es: (O.Q.L.Murcia1997) Setratadeunderivadohalogenadodeunhidrocarburosaturadoporloqueelúnicotipode isómeroquepuedepresentaresdeposición.Losisómerosposiblesson: CH3 ‐CHBr2 1,1‐dibromoetano 2isómeros CH2 Br‐CH2 Br1,2‐dibromoetano Larespuestacorrectaeslab. 15.7.¿Cuántosisómerosestructuraleslecorrespondenalafórmulamolecular a)1 b)2 c)3 d)4 ? (O.Q.L.Murcia1998) Setratadeunderivadohalogenadodeunhidrocarburosaturadoporloqueelúnicotipode isómeroquepuedepresentaresdeposición.Losisómerosposiblesson: CCl3 ‐CH3 1,1,1‐tricloroetano 2isómeros CH2 Cl‐CHCl2 1,1,2‐tricloroetano Larespuestacorrectaeslab. 15.8.Laureaesuna: a)Amina b)Cetona c)Hormona d)Amida (O.Q.L.Murcia1998) LaureaocarbamidatieneporfórmulasemidesarrolladaNH −CO−NH . ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 101 Presentaelgrupofuncionalamida(−CO−NH ). Larespuestacorrectaeslad. 15.9.Elgrupofuncionalamidaes: a)− b)−NH− c)−CN d)−CO− (O.Q.L.Murcia1999) Elgrupofuncionalamidaes−CO−NH . Larespuestacorrectaeslad. 15.10.¿Cuántosisómeroslecorrespondenalafórmulamolecular a)2 b)3 c)4 d)5 ? (O.Q.L.Murcia1999)(O.Q.L.Madrid2009) Setratadeunhidrocarburosaturadoporloqueelúnicotipodeisómeroquepuedepresentar esdecadena.Losisómerosposiblesson: CH3 ‐CH2 ‐CH2 ‐CH2 ‐CH3 n‐pentano CH3 ‐CH CH3 ‐CH2 ‐CH3 2‐metilbutano 3isómeros CH3 ‐CH CH3 ‐CH3 2,2‐dimetilpropano Larespuestacorrectaeslad. 15.11.¿Cuáldelassiguientesespeciespuedereducirsehastaunalcoholsecundario? a) − −CHO b) − −COCl c) − −COO− d) − −CO− e) − −COOH (O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Asturias2004) Mediantela reduccióndeunacetonaseobtiene unalcoholsecundario.Porejemplo, una posiblereaccióndereducciónsería: CH −CH −CO−CH +H CH −CH −CHOH−CH Larespuestacorrectaeslad. 15.12.¿Cuáldelossiguientesnombresdebedarse,correctamente,alaespeciequímicacuya fórmulasemidesarrolladaes − −CO− ? a)3‐Butanona. b)2‐Butanona c)Butanona d)Metilpropanona (O.Q.L.Murcia2000) El nombre correcto es butanona, no es necesario colocar el localizador ya que el grupo carbonilosólopuedeestarsituadoeneseátomodecarbono. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 102 Larespuestacorrectaeslac. 15.13. ¿Cuántos isómeros estructurales de fórmula molecular bencénico? a)2 b)3 c)4 d)5 contienen un anillo (O.Q.L.Murcia2000) ComotodosloscompuestoscorrespondenalafórmulamolecularC H ydebentenerun anillobencénicoquedandosátomosdecarbonoparacolocarcomoradicales.Portanto,los isómerosson: 1,2‐dimetilbenceno 1,3‐dimetilbenceno 1,4‐dimetilbenceno Etilbenceno Larespuestacorrectaeslac. 15.14.Elnombrecorrectodelcompuestodefórmulaestructurales,segúnlanomenclatura IUPAC: CH2 CH2 CH3 CH2 a)2‐Hexilciclopenteno b)5‐Hexilciclopenteno c)1‐(2‐Ciclopentenil)hexano d)3‐Hexilciclopenteno CH2 CH2 (O.Q.L.Murcia2000) Seeligecomocadenaprincipallaquetienemásátomosdecarbono(hexano)quetieneenel carbono1unradicalciclopentano,queasuvezpresentaunainsaturaciónenelcarbono2.El nombredelcompuestoes1‐(2‐ciclopentenil)hexano. Larespuestacorrectaeslac. 15.15.¿Encuáldelassiguientesespeciesquímicasexisteuntripleenlacecarbono‐nitrógeno? a)Etanoamida b)Propanonitrilo c)Metilamina d)Trimetilamina (O.Q.L.Murcia2000) Lafórmulasemidesarrolladadelpropanonitriloes: − −C≡N comoseobserva,presentauntripleenlaceentrelosátomosdecarbonoynitrógeno. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 103 Larespuestacorrectaeslab. 15.16. ¿Cuál de las siguientes proposiciones ordena de forma creciente, por sus puntos de ebulliciónlassiguientessustancias? a)Agua,metanol,dimetiléter b)Metanol,agua,dimetiléter c)Dimetiléter,agua,metanol d)Dimetiléter,metanol,agua (O.Q.L.Asturias2000)(O.Q.L.Madrid2010) El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermoleculares existentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Ésteserá más grande en las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, más pequeño en las que presenten enlaces dipolo‐dipolo, y más pequeño aún, en las que presentenfuerzasdedispersióndeLondon. Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlaces de hidrógeno. De las sustancias propuestas, este enlace se da en el dimetiléter, CH −O−CH .  El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las sustancias propuestas,estetipodeenlacesóloesposibleenelagua,H O,yenelmetanol,CH OH. Ademásunamoléculadeaguapuedeformarmásenlacesqueunademetanolporloqueel puntodeebullicióndelaprimeraserámayor. Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullicióncrecienteson: −O− < < Larespuestacorrectaeslad. 15.17. ¿Cuál de los siguientes compuestos químicos orgánicos pudo haberse formado por reaccióndeunalcoholprimarioyunácidocarboxílico? a) COO b) COOH c) OH d) e) f) g) (O.Q.L.Murcia2001)(O.Q.N.Castellón2008) Lareacciónentreunácidocarboxílicoyunalcoholesunareaccióndeesterificaciónylas sustancias resultantes de la misma son un éster y agua. En este caso, la única de las COO ,propanoatodemetiloque sustanciaspropuestasqueesunésteresel seobtienemediantelasiguientereacción: CH CH COOH(l)+CH OH(l)CH CH COOCH (l)+H O(l) Larespuestacorrectaeslaa. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 104 (Estacuestiónhasidopropuestadosvecescondiferentesrespuestas). 15.18.¿Cuáldelossiguientescompuestosnoesaromático? a)Tolueno b)Benceno c)Fenol d)Acetileno (O.Q.L.Murcia2001) Elacetilenonoesunhidrocarburoaromáticoesunhidrocarburoacetilénicoysufórmulaes CH≡CH. Larespuestacorrectaeslad. 15.19. Algunas lociones utilizadas para protegernos de las quemaduras del sol contienen ciertacantidaddeácidop‐aminobencenocarboxílico(parabeno),cuyafórmulaes: a) b) c) d) (O.Q.L.Murcia2001) Elcompuestoesunácidocarboxílicoaromáticoqueenposiciónpara(posiciones1,4)tiene ungrupoamino−NH ). Larespuestacorrectaeslac. 15.20. ¿De cuál de los siguientes compuestos orgánicos se puede decir que no presenta isómeros? a)1,1‐Dicloroeteno b)Butano c)Ácido2‐hidroxipropanoico d)Propano (O.Q.L.Murcia2001) a)El1,1‐dicloroetenopuedepresentarunisómerodeposición,el1,2‐dicloroeteno. b)Elbutanopuedepresentarunisómerodecadena,elmetilpropano. c) El ácido 2‐hidroxipropanoico puede presentar un isómero de posición, el ácido 3‐hidroxipropanoico. d)Elpropanonopuedepresentarisómeros. Larespuestacorrectaeslad. 15.21.¿Cuáldelassiguientesformulascorrespondealmetanal? a) b) c)CHO d) (O.Q.L.Murcia2002) ProbleemasyCuestio onesdelasOlim mpiadasdeQu uímica.Volume en5.(S.Menarrgues&F.Latree) Lafórmulasemid desarrollada adelmetanaalesH−CHO ysufórmula amolecular es 105 . Lareespuestacorrrectaeslab.. 15.22 2.Lafórmula adelaanilin naes: a) b) c) d) (O.Q.L.Murcia a2002) Laan nilinaesunaaminaarom máticaysufóórmulasemidesarrollada aes: Lareespuestacorrrectaeslab.. 15.23 3.¿Quétipod deisomeríapresentanlooscompuesttosetanolyé étermetílicoo? a)Poosición b)Fu unción c)Óp ptica d)Geeométrica ((O.Q.L.Asturiass2002) Eletaanol,CH −C CH OH,yel étermetílicco,CH −O−C CH ,soncom mpuestosquuesedifere encian en su u grupo fun ncional, hidroxi (−OH) en los alco oholes y oxii (−O−) en los éteres, luego ambaassustanciaassonisóme erosdefun nción. Lareespuestacorrrectaeslab.. 15.24 4.Elnombreesistemático odelasustanncia es: a)5‐E Etil‐2‐metilo octano b)2‐M Metil‐5‐etilo octano c)2‐M Metil‐5‐prop pilheptano d)1,6 6‐Dimetil‐3‐etilheptano (O.Q.L.Murcia a2003) Lacaadenamáslaargaconstad deochoátom mosdecarbo ono(octano))yenloscarrbonos2y5 5tiene radiccalesmetilyetil,respectiivamente. Elno ombredelhid drocarburoes5‐etil‐2‐m metiloctano o. Lareespuestacorrrectaeslaa. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 15.25.Uncompuestoorgánicotienedefórmulamolecular lossiguientes: a)Etanal b)Etanol c)Etano d)Ácidoetanoico 106 .Indicarsunombreentre (O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004) LafórmuladelhidrocarburosaturadodedoscarbonosesC H ,comoelcompuestodado tiene dos átomos de hidrógeno menos quiere decir que tiene una insaturación que está entrelosátomosdecarbonoyoxígeno,portantoelcompuestopropuestoesunaldehído, . eletanalcuyafórmulasemidesarrolladaes Larespuestacorrectaeslaa. 15.26.Indicarcuáleslarespuestacorrectarespectoalasiguientereacción: =CH− +HCl a)Esunareaccióndeadiciónyelproductodereacciónmayoritarioesel2‐cloropropano. b)Esunareaccióndeadiciónyelproductodereacciónmayoritarioesel1‐cloropropano. c)Esunareaccióndesustitución,elproductodereacciónmayoritarioesel2‐cloropropenoy esisómerodeposicióndelproductominoritario. d)Esunareaccióndesustitución,elproductodereacciónmayoritarioesel3‐cloropropenoy esisómerogeométricodelproductominoritario. (O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004) Loshidrocarburosinsaturadosdanreaccionesdeadición.Enestecasosetratadelaadición deunreactivoasimétricoqueserigeporlaregladeMarkovnikovquediceque: “en la adición de un reactivo asimétrico (HX, HOH, HOSO3H) a un hidrocarburo insaturado asimétrico, el fragmento más positivo (H) se une al carbono más hidrogenado”. Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeadiciónes: CH =CH−CH +HClCH −CHCl−CH elproductomayoritarioformadoesel2‐cloropropano. Larespuestacorrectaeslaa. 15.27.Indicarcuáleslarespuestacorrectarespectoalasiguientereacción: −CHOH− − +  a)Esunareaccióndesustituciónyelproductodereacciónmayoritarioeselbutano. b)Esunareaccióndeeliminaciónyelproductodereacciónmayoritarioesel2‐buteno. c)Esunareaccióndeeliminaciónyelproductodereacciónmayoritarioesel3‐buteno. d)Esunareaccióndeeliminaciónyelproductodereacciónmayoritarioeselbutano. (O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004) ElH SO esunexcelenteagentedeshidratanteyproduceladeshidratacióndeunalcohol paraproducirlacorrespondienteolefinamedianteunareaccióndeeliminación. Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeadiciónes: CH −CHOH−CH −CH +H SO CH =CH−CH −CH +H O elproductomayoritarioformadoesel2‐buteno. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 107 Larespuestacorrectaeslab. 15.28.Indicarcuáleslarespuestacorrectaenrelaciónconelpoliclorurodevinilo(PVC). a)Seobtieneapartirdelcloroetenomedianteunareaccióndeadiciónvíaradical. b)Seobtieneapartirdelcloroetenomedianteunareaccióndecondensación. c)Seobtieneapartirdelcloropropenomedianteunareaccióndeadiciónvíaradical. d)Seobtieneapartirdeletilenomedianteunareaccióndecondensaciónvíaradical. (O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004) LaobtencióndelPVCsehaceapartirdelcloroetenomedianteunaadiciónvíaradical. Larespuestacorrectaeslaa. 15.29.Indicarcuáleslarespuestacorrectarespectoalasiguientereacción: + +  a)Esunareaccióndesustituciónyelproductodereaccióneselpropanoatodemetilo. b)Esunareaccióndecondensaciónyelproductodereaccióneselpropanoatodemetilo. c)Esunareaccióndeadiciónyelproductodereaccióneselacetatodepropilo. d)Enlascondicionesqueseindicannohayreacción. (O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004) Lareacciónentreunácidocarboxílicoyunalcoholesunaesterificación,unareacciónde condensaciónylassustanciasresultantesdelamismasonunésteryagua. Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeesterificaciónes: CH CH COOH+CH OHCH CH COOCH +H O elproductoformadoeselpropanoatodemetilo. Larespuestacorrectaeslab. 15.30.Elnombredeestehidrocarburoes: a)3,4‐Dimetil‐4‐etilpentano b)Isopropilpentano c)3,3,4‐Trimetilhexano d)2,3‐Dimetil‐2‐etilpentano (O.Q.L.Murcia2004) Lacadenamáslargaconstadeseisátomosdecarbono(hexano)yenloscarbonos3,3y4 tieneradicalesmetil. Elnombredelhidrocarburoes3,3,4‐trimetilhexano. Larespuestacorrectaeslac. 15.31.¿Cuáldelossiguientescompuestosesunéster? a) −CO− b) −COO− c) −CO− d) −O− (O.Q.L.Murcia2004) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 108 a)Esunacetonasustituida.Sunombreeshidroxiacetona. b)Esunéster.Sunombreesacetatodemetilo. c)Esunacetona.Sunombreesacetona. d)Esunéter.Sunombreesdimetiléter. Larespuestacorrectaeslab. 15.32.Enlossiguientescompuestosorgánicos¿cuálocuálespresentanisomeríacis‐trans? i)1,2,3‐Propanotriol ii)1,2‐Dibromoeteno iii)Propanoamida a)1,2,3‐Propanotrioly1,2‐Dibromoeteno b)1,2‐Dibromoeteno c)Propanoamiday1,2,3‐Propanotriol d)1,2,3‐Propanotriol (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004) Uncompuestoorgánicopresentaisomeríacis‐transsicumplelassiguientescondiciones: tenerundobleenlaceentrecarbonos  que haya dos átomos (radicales) idénticos unidos a cada uno de los átomos de carbonodeldobleenlace. i)1,2,3‐Propanotriolnopuedepresentarestetipodeisomeríayaquenotieneningúndoble enlace. ii) 1,2‐Dibromoeteno sí presenta isomería cis‐trans ya que tiene un doble enlace entre carbonosycadaunodeellosestáunidoaunátomodebromo(ohidrógeno). iii)Propanoamidanopuedepresentarestetipodeisomeríayaqueeldobleenlaceeselque correspondeaungrupocarbonilo. Larespuestacorrectaeslab. 15.33.¿Cuántosisómerosestructuralesdiferentestieneelcompuestodiclorobutano? a)6 b)9 c)4 d)5 e)Ningunadelasanteriores. (O.Q.N.Luarca2005) Losisómerosson: CHCl −CH −CH −CH 1,1‐diclorobutano CH Cl−CHCl−CH −CH 1,2‐diclorobutano CH Cl−CH −CHCl−CH 1,3‐diclorobutano CH Cl−CH −CH −CH Cl1,4‐diclorobutano CH −CCl −CH −CH 2,2‐diclorobutano CH −CHCl−CHCl−CH 2,3‐diclorobutano CH Cl−CH CH −CH 1,1‐dicloro‐2‐metilpropano ProbleemasyCuestio onesdelasOlim mpiadasdeQu uímica.Volume en5.(S.Menarrgues&F.Latree) 109 CH Cl−CCll CH −CH 1,2‐d dicloro‐2‐metilpropano CH Cl−CH CH −CH Cl1,3‐d C dicloro‐2‐meetilpropano Hayeentotal9isó ómeroscom mpatiblescon nlafórmulaC H Cl . Lareespuestacorrrectaeslab.. 15.34 4.Unasustan nciaorgániccaconfórmuulaempírica a a)Feenol b)Accetona c)Áccidopropano oico d)Isoopropanol pod dríaser: (O.Q.L.Murcia a2005) Lafó órmuladelh hidrocarburo osaturadod detrescarb bonosesC H ,comoel compuestodado tienee dos átomo os de hidróg geno menoss quiere deccir que tiene una insatu turación que e está entreelosátomossdecarbono oyoxígeno, portantoelcompuesto opropuestooesunaceto ona,la aceto onacuyafórrmulasemid desarrolladaaesCH −CO O−CH . Lareespuestacorrrectaeslab.. 15.35 5.¿Cuántosccarbonosasiimétricosesttánpresenteesenlagluco osa? a)3 b)4 c)5 d)6 (O.Q.L.M Madrid2005)((O.Q.L.LaRioja a2005) Uncaarbonoasim métricoesellquetienelloscuatrossustituyentesdiferentess.Numerand dolos átom mosdecarbo onodeizquierdaadere cha,losátom mosdecarb bono2,3,4 y5soncarb bonos asimétricos. Laglu ucosatienecuatrocarb bonosasiméétricos. Lareespuestacorrrectaeslab.. 15.36 6.Doscompu uestosorgán nicossonisó merosópticoscuandoalcompararlo los: a)La asmoléculassnosonimág genesespecuularesentresí. b)Niingunaejercceactividadó ópticasobreeelplanodelaluzpolarrizada. c)Lasmoléculassonimágenesespecularresentresíyydesvíanelp planodelaluuzpolarizad da. d)La amoléculad deunoeslaim magenespeccularsuperp ponibledelo otro. (O.Q.L.Casti tilla‐LaMancha a2005) Los isómeros ópticos ó son n aquellos compuestos que son imágenes especulare es no ntresíyquesoncapacessdedesviarelplanodelaluzpolariizadacadau unode superrponiblesen ellosenunsentid do. Lareespuestacorrrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 110 15.37. Señala el tipo de hidrocarburos al cual pertenece cada uno de los siguientes compuestos: i)Propanoii)Ciclopropanoiii)Bencenoiv)Pentanov)Ciclohexano a)i‐iv:alifáticosii‐v:cíclicosiii:aromáticos b)i‐v:alifáticosii‐v:cíclicosiv:aromáticos c)i‐iv:alifáticosii‐iii:cíclicosiv:aromáticos d)i‐iv:alifáticosiii‐v:cíclicosii:aromáticos (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005) Propano(i)ypentano(iv)sonhidrocarburosalifáticosodecadenaabierta. Ciclopropano(ii)yciclohexano(v)sonhidrocarburoscíclicosodecadenacerrada. Benceno(iii)esunhidrocarburoaromático. Larespuestacorrectaeslae. 15.38.Lasaminaspuedenconsiderarsecomo: Derivadosde___________yseclasificansegúnel___________degruposligadosalnitrógeno. a)lahidracina‐número b)elamoníaco‐número c)losnitrilos‐número d)losnitrilos‐orden (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005) Las aminas pueden considerarse como derivados del amoníaco en el que los átomos de hidrógenosereemplazanporradicalesalquílicosoarílicos.Sireemplaza: unátomodehidrógenoaminaprimaria dosátomosdehidrógenoaminasecundaria tresátomosdehidrógenoaminaterciaria Larespuestacorrectaeslab. 15.39.Nombralosproductosobtenidosencadaunadelassiguientesreacciones: i)Reduccióncatalíticadela3‐pentanona ii)Hidrólisisdelacetonitrilo a)i)ácido3‐pentanoico ii)ácidoacetónico b)3‐pentanol ii)ácidoacético c)i)3‐pentanal ii)etanol d)i)3‐pentanol ii)ácidofórmico (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005) i)Lareduccióndeunacetona(3‐pentanona)produceunalcoholsecundario(3‐pentanol): CH −CH −CO−CH −CH CH −CH −CHOH−CH −CH ii)Lahidrólisisdeunnitrilo(acetonitrilo)produceenprimerlugarlacorrespondienteamida yposteriormenteelácidocarboxílico(ácético): CH −CN+H OCH −CO−NH CH −CO−NH +H OCH −COOH+NH Larespuestacorrectaeslab. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 111 15.40.Delossiguientescompuestos: 1) − − 2) − − − 3) − − 4) − − − ¿cuálespresentanisomeríaóptica? a)1,3y4 b)2y3 c)2y4 d)3y4 (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005) Uncompuestoorgánicopresentaisomeríaópticasitieneuncarbonoasimétrico(quiral). Estacondiciónlacumplenla1‐metilpropilamina(1)yel2‐butanol(2)quetienencarbonos conloscuatrosustituyentesdiferentes. Larespuestacorrectaeslac. 15.41.Lasiguientereacción: a)Ácido‐base b)Oxidación‐reducción c)Adición d)Eliminación e)Sustitución +HCl Cl+ ,esdeltipo: (O.Q.N.Vigo2006) Loshidrocarburossaturadossólopuedendarreaccionesdesustitución. Larespuestacorrectaeslae. 15.42.Señaleelproductodelasiguientereacción: 2‐metil‐2‐buteno+HCl a) =CHCl b) = c) = d) e)Noreaccionan. (O.Q.N.Vigo2006) Loshidrocarburosinsaturadosdanreaccionesdeadición.Enestecasosetratadelaadición deunreactivoasimétricoqueserigeporlaregladeMarkovnikovquediceque: “en la adición de un reactivo asimétrico (HX, HOH, HOSO3H) a un hidrocarburo insaturado asimétrico, el fragmento más positivo (H) se une al carbono más hidrogenado”. Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeadiciónes: ProbleemasyCuestio onesdelasOlim mpiadasdeQu uímica.Volume en5.(S.Menarrgues&F.Latree) CH −C CH H =CH−CH +HCl − − − 112 elpro oductomayo oritarioform madoesel2‐‐cloro‐2‐mettilbutano. Lareespuestacorrrectaeslad.. 15.43 3.Elcompueestoqueesm mássolubleeenaguaytieenemayorpu untodeebullliciónes: a) − − b) − − c) − d) − e) − (O.Q.N.Vigo o2006) Elcom mpuestomáássolubleen naguaesaqu uelqueescaapazdeform marenlaces dehidrógen nocon elagu ua. Elcompuestocon nmayorpun ntodeebulliiciónesaquelcuyasmoléculassonccapacesdeu unirse entreesímedianteeenlacesdehidrógeno. El en nlace de hiidrógeno o por puentees de hidró ógeno se fo orma cuanddo un átom mo de hidró ógenoqueseencuentra aunidoaun nátomomuyelectroneg gativo(eneestecasoO) seve atraído a la vez por un par p de elecctrones soliitario perte eneciente a un átomo muy ypequeño((N,OoF)deeunamolécu ulacercana. electronegativoy nicadelassu ustanciascap pazdecump pliresacondicióneselettanol, Laún − . Lareespuestacorrrectaeslad.. 15.44 4.Señalelap proposicióncorrecta: a)La asmoléculassdebenceno yciclohexannosonplana as. b)Elbencenotieneconforma acionesdesiillaybote. c) La a energía dee resonancia a es la difereencia de eneergía entre las l dos molééculas: bencceno y cicloh hexano. d)Elbencenoesmásreactivo oqueelcicloohexanoypo ortantomen nosestable. e) La a energía de resonanciia del benceeno se pued de calcular a partir de las entalpíías de reacccióndelciclo ohexeno. (O.Q Q.N.Vigo2006)(O.Q.L.Madrid d2011) a‐b)F Falso.Lamo oléculadebe encenoesplaanamientrassqueladeciclohexanonnoloes. c) Faalso. La diferrencia de en nergía entree la moléculaa de bencen no real (Δ H H = 229 kJ·m mol ) calcu uladaapartirrdelasenerrgíasdeenlaaceylaexpeerimentalobservadaenuunaestructu urade Kekulé(Δ H=83 3kJ·mol )ssedenominaaenergíade eresonanciaodeslocaalización(Δ H= 146k kJ·mol ). d) Faalso. La arom maticidad del d benceno,, es decir, su sistema de d dobles ennlaces altern nos le confiereaestam moléculaunagranestabillidad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 113 e) Verdadero. La diferencia entre las entalpías del ciclohexatrieno y del benceno proporcionalaenergíaderesonanciadelbenceno. Larespuestacorrectaeslae. 15.45.Elcompuestoorgánico a)Isomeríacis‐trans b)Isomeríaóptica c)Cuatroisómeros d)Dosisómeros e)Nopresentaisomería presenta: (O.Q.N.Vigo2006) El C H ClF es un derivado halogenado de un hidrocarburo saturado que presenta dos isómerosdeposiciónqueson: CHClF‐CH3 1‐cloro‐1fluoroetano CH2 Cl‐CH2 F1‐cloro‐2‐fluoroetano 2isómeros Larespuestacorrectaeslad. 15.46.Lafórmula correspondea: a)Glicerina b)Ácidopropanoico c)Hemiglucosalevógira d)Propanona (O.Q.L.Murcia2006) LafórmuladelhidrocarburosaturadodetrescarbonosesC H ,comoelcompuestodado tienelosmismosátomosdehidrógenoquieredecirquenopresentaningunainsaturación. Uncompuestocompatibleconlafórmulamoleculardadaeslaglicerinaopropanotriol − − . cuyafórmulasemidesarrolladaes Larespuestacorrectaeslaa. 15.47.LouisPasteurhizoungranhallazgocuando: a)Demostróquealcalentarcianatodeamonioseobtieneurea. b)Sintetizópoliestireno. c)Descubrióqueelpodercolorantedelapúrpurasedebealaanilina. d)Separóisómerosópticosconayudadeunpincelmuyfino. e)SintetizóelPVC. f)Aislóelelementofrancio. (O.Q.L.Murcia2006)(O.Q.L.Murcia2010) Descubrió las formas dextrógira y levógira del ácido tartárico que desviaban el plano de polarizacióndelaluzelmismoánguloperoensentidocontrario. Larespuestacorrectaeslad. 15.48.Lafórmulageneraldeunhidrocarburodesaturadodecadenaabiertaes: a) b) c) d)Ningunadeellas. (O.Q.L.Murcia2006) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 114 Los hidrocarburos saturados tienen todos los enlaces sencillos y su fórmula general es . Larespuestacorrectaeslab. 15.49.Laanilinaes: a)Unalcohol b)Unaldehído c)Unaamina d)Unacetona (O.Q.L.Murcia2006) Laanilinaesunaaminaaromáticaysufórmulasemidesarrolladaes: Larespuestacorrectaeslab. 15.50.Enelsiguientecompuestoorgánico: indicalashibridacionesdeloscarbonosseñaladoscomo1,2,3y4,respectivamente. a) , ,sp,sp b) ,sp,sp, c) , ,sp,sp d) , , , (O.Q.L.Madrid2006) LosC1,C2yC4presentanundobleenlaceporloquesuhibridaciónes . ElC3presentatodossusenlacessencillosporloquesuhibridaciónes . Larespuestacorrectaeslad. 15.51.Lossiguientescompuestos , , ,ArOH ordenadosensentidocrecientedesufuerzacomoácidoses: a) , ,ArOH, b) ,ArOH, , c) , , ,ArOH d) , , ,ArOH e) , , ,ArOH (O.Q.L.Madrid2006)(O.Q.N.Sevilla2010) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 115 Elcompuestomenosácidodetodoseseletanol,CH CH OH,yaquesiliberaunprotóndel grupo−OHleresultadifícildeslocalizarelelectrónquequedaenelradicalalquílico. Elfenol,ArOH,esmásácidoqueeletanolyaquecuandoliberaunprotóndelgrupo−OH puede deslocalizar el electrón que queda tanto en el átomo de oxígeno como en los tres átomosdecarbonoadyacentesalátomodeoxígenoloquehacequeelionfenóxidoseamuy estable. Elácidoacético,CH COOH,eselsiguientecompuestomásácidoyaquecuandoliberaun protón del grupo −COOH el ion carboxilato formado es muy estable debido a que la carga negativaquedadeslocalizadaentrelosdosátomosdeoxígeno. Lasustitucióndeunátomodehidrógenoporunhalógeno,unelementoquecapazdeatraer fuertementeelectrones,aumentalaacidezdebidoalefectoinductivoqueayudaaestabilizar elioncarboxilato.Elcompuestomásácidoeselácidocloroacético,CH ClCOOH. LoscompuestosdadosordenadosporacidezcrecientesegúnlosvaloresdelpK : CH CH OH(15,9)<ArOH(10,0)<CH COOH(4,8)<CH ClCOOH(2,9) Larespuestacorrectaeslab. 15.52.Losisómerosgeométricossedenominantambién: a)Tautómeros b)Enantiómeros c)Confórmeros d)Diasteroisómeros (O.Q.L.Madrid2006) Losisómerosgeométricosrecibenelnombredediasteroisómeros. Larespuestacorrectaeslad. 15.53.Cuandounalcoholsecundarioseoxidaseproduce: a)Unaldehído b)Unacetona c)Unácido (O.Q.L.LaRioja2006) Laoxidacióndeunalcoholprimarioproduceunaldehído.Porejemplo: CH CH CH OHCH CH CHO+2H +2e Laoxidacióndeunalcoholsecundarioproduceunacetona.Porejemplo: CH CHOHCH CH COCH +2H +2e Larespuestacorrectaeslab. 15.54.¿CuáldelassiguientesproposicionesesVERDADERA? a) −CHO:etanal b) −CO− :propanal c) −CO− :etilamina (O.Q.L.LaRioja2006) a)Verdadero.CH −CHOeseletanal. b)Falso.CH −CO−CH eslaacetonaopropanona. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 116 c)Falso.CH −CO−NH eslaacetamidaoetanamida. Larespuestacorrectaeslaa. 15.55. Sobre el propanal y la propanona, ¿cuál de las siguientes manifestaciones es VERDADERA? a)Elpropanalesunalcoholprimario. b)Lapropanonaporoxidacióndaácidopropanoico. c)Sonisómerosentresí. (O.Q.L.LaRioja2006) a) Falso. El propanal, CH CH CHO, es un aldehído ya que tiene el grupo carbonilo en un carbonoprimario. b). Falso. La propanona, CH COCH , es una cetona, y por oxidación la molécula se rompe dandolugaradosácidos. c) Verdadero. El propanal, CH CH CHO, y la propanona, CH COCH , son isómeros de función. Larespuestacorrectaeslac. 15.56.Loscompuestos a)Isómeros b)Iguales c)Isótopos − − y − − son: (O.Q.L.LaRioja2006) Setratadelmismocompuesto,1‐propanol,sóloqueestáescritoensentidocontrario. Larespuestacorrectaeslab. 15.57. El número de compuestos orgánicos que responden a la fórmula molecular sintenerencuentalosestereoisómeros,es: a)4 b)3 c)7 d)6 e)9 , (O.Q.N.Córdoba2007) La fórmula del hidrocarburo saturado de cuatro carbonos es C H , como el compuesto dado tiene los mismos átomos de hidrógeno quiere decir que no presenta ninguna insaturación.Loscompuestoscompatiblesconlafórmulamoleculardadasonalcoholesy éteressaturados.Losposiblesisómerosson: CH −CH −CH −CH OH1‐butanol CH −CHOH−CH −CH 2‐butanol CH −CH CH −CH OH2‐metil‐1‐propanol CH −COH CH −CH 2‐metil‐2‐propanol CH −O−CH −CH −CH metoxipropano CH −CH −O−CH −CH etoxietano CH −O−CH CH −CH metoximetiletano ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 117 Hayuntotalde7isómerosdeposiciónyfunción. Larespuestacorrectaeslac. 15.58.Elproductomayoritarioobtenidoaldeshidratarel2‐metil‐3‐pentanolenmedioácido es: a)Unalcanoconelmismonúmerodeátomosdecarbono. b)Unalquenoquepuedepresentarisomeríageométrica. c)Unalquenoquenopuedepresentarisomeríageométrica. d)Ningunoyaqueenesascondicionesnotienelugarladeshidratación. e)Unalquinoconelmismonúmerodeátomosdecarbono. (O.Q.N.Córdoba2007) Ladeshidratacióndeunalcoholproduceunalqueno. Laecuaciónquímicacorrespondientealadeshidrataciónes: CH −CH CH −CHOH−CH CH −CH CH =CH−CH elproductomayoritarioformadoesel2‐metil‐2‐penteno. Como hay tres sustituyentes iguales (CH ) unidos a los carbonos del doble enlace la sustancianopuedepresentarisomeríageométrica. Larespuestacorrectaeslac. 15.59.Elbencenoyelciclohexenoposeencadaunodeellosuncicloyseisátomosdecarbono, pero: a)Elbencenoesmásreactivoqueelciclohexeno. b)Lareaccióntípicadelbencenoeslaadiciónelectrófila. c)Lareaccióntípicadelciclohexenoeslasustituciónelectrófila. d)Ningunodelosdosexperimentanreaccionesdesustituciónodeadición. e) El benceno reacciona con bromo molecular en presencia de un catalizador dando principalmentebromobencenomientrasqueelciclohexenoreaccionaconbromomolecular dandotrans‐1,2‐dibromociclohexano. (O.Q.N.Córdoba2007) a) Falso. La aromaticidad del benceno, es decir, su sistema de dobles enlaces alternos le confiereaestamoléculaunagranestabilidad. b)Falso.Elbencenosólopuededarreaccionesdesustitución. c)Falso.Elciclohexenodareaccionesdeadición. d)Falso.Talcomosehacomentadoenlosapartadosbyc. e) Verdadero. La reacción del benceno con bromo es de sustitución para formar bromobenceno, mientras que el ciclohexeno con bromo produce dibromociclohexano medianteunareaccióndeadición. Larespuestacorrectaeslae. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 15.60.Lafórmula −CO− a)Amidadelácidofórmico b)Acetamida c)Ácidoacetánico d)Acetonitrilo 118 correspondea: (O.Q.L.Murcia2007) Las amidas se caracterizan porque tienen el grupo funcional −CO−NH . Como la sustancia propuestatienedosátomosdecarbonosunombreesacetamidaoetanamida. Larespuestacorrectaeslab. 15.61.Respectoalcompuestoquetienedefórmula a)Setratadeunaldehído,denombre3‐butenal. b)Esisómerodelabutanona. c)Sunombreesácido1‐butenoico. d)Estamoshablandodeunácidocarboxílico. =CH− −COOHpuededecirseque: (O.Q.L.Murcia2007) Lasustanciapropuestacontieneelgrupocarboxilo(−COOH)porloquesetratadeunácido,y además,tieneundobleenlaceporloqueesinsaturado.Sunombreesácido3‐butenoico. Larespuestacorrectaeslad. 15.62.Sisedicequeunamoléculapresentaquiralidadseestádiciendoque: a)Esmuyreactiva. b)Desvíaelplanodelaluzpolarizada. c)Esvolátil. d)OcupaelmáximovalorenlaescaladedurezadeMohs. (O.Q.L.Murcia2007) La quiralidad es la propiedad de una sustancia de no ser superponible con su imagen especular.Unapropiedaddeestetipodesustanciasesquepresentanactividadóptica,es decir,soncapacesdedesviarelplanodelaluzpolarizadaunciertoángulo. Larespuestacorrectaeslab. 15.63. Indica el orden creciente correcto de los puntos de ebullición de las siguientes sustancias: a) b) c) d) (O.Q.L.Madrid2007) El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermoleculares existentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Ésteserá más grande en las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, más pequeño en las que presenten enlaces dipolo‐dipolo, y más pequeño aún, en las que presentenfuerzasdedispersióndeLondon.  Las fuerzas de dispersión de London se dan en todo tipo de sustancias, pero fundamentalmente,enlassustanciasnopolares.Delassustanciaspropuestas,esteenlace sedaenelpropano,CH CH CH . ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 119 Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlaces de hidrógeno. De las sustancias propuestas, este enlace se da en el etilmetiléter, CH OCH CH .  El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las sustancias propuestas, este tipo de enlace sólo es posible en el ácido acético, CH COOH, y en los alcoholes,etanol,CH CH OH,y1‐propanol,CH CH CH OH.Elquelospuntosdeebullición delosácidosseanmásaltosquelosdelosalcoholessedebeaquelosácidosformanun dímeroestable. Además el punto de ebullición aumenta con el peso molecular de la sustancia, ya que tambiéncontribuyenlasfuerzasdedispersióndeLondonyestasaumentanalaumentarla longituddelacadena. Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullicióncrecienteson: CH CH CH <CH OCH CH <CH CH OH<CH CH CH OH<CH COOH Larespuestacorrectaeslad. 15.64.El3‐metil‐4‐penten‐1‐olalreaccionarconácidosulfúricoa180°Cproduce: a)Uncompuestoquepresentaactividadóptica. b)3‐metil‐1,4‐pentadieno c)Unéter d)Undiol (O.Q.L.Madrid2007) Ladeshidratacióndealcoholesproduceolefinas,portantoelproductomayoritariodela deshidratacióndel3‐metil‐4‐penten‐1‐oles3‐metil‐1,4‐pentadieno. CH OH−CH −CH CH −CH=CH CH =CH−CH CH −CH=CH Larespuestacorrectaeslab. 15.65.¿CuáleselnúmerototaldeisómerosdeuncompuestodefórmulamolecularC H Br ? a)4. b)5 c)6 d)8 (O.Q.L.Madrid2007) LafórmuladelhidrocarburosaturadodetrescarbonosesC H ,comoelcompuestodado tienedosátomosdebromoquieredecirquenopresentaningunainsaturación.Losúnicos isómeros posibles se corresponden con las diferentes localizaciones de los átomos de bromoenlosátomosdecarbonodelhidrocarburosaturadoyson: CHBr CH CH 1,1‐dibromopropano CH BrCHBrCH 1,2‐dibromopropano 4isómeros CH CBr CH 2,2‐dibromopropano CH BrCH CH Br1,1‐dibromopropano ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 120 Larespuestacorrectaeslaa. 15.66. Cuando dos especies químicas tienen la misma fórmula molecular pero distintas propiedadessedicequeson: a)Isómeros b)Isótopos c)Isotácticos d)Isotónicos (O.Q.L.LaRioja2007) Dossustanciasconlamismafórmulamolecularydistintafórmulasemidesarrolladacomo, porejemplo: etanolCH CH OH dimetiléterCH OCH tienendiferentespropiedadesfísicasyquímicasysedenominanisómeros. Larespuestaincorrectaeslaa. 15.67.Propeno: =CH− 2‐buteno: Existeisomeríageométrica(cis‐trans)en: a)2‐Buteno b)Propeno c)Ninguno d)Ambos −CH=CH− (O.Q.L.LaRioja2007) Para que un compuesto presente isomería geométrica debe cumplir las siguientes condiciones: Presentarundobleenlace  Tener el mismo átomo o grupo de átomos unido a los carbonos que forman el dobleenlace Elpropenonocumplelasegundacondición,yaquetiene2átomosdeHperounidosalmismo átomodeCdelenlacedoble. El2‐butenocumpleambascondicionesylosisómerosgeométricosson: cis‐buteno trans‐buteno Larespuestaincorrectaeslaa. 15.68.¿CuáldelassiguientesproposicionesesVERDADERA? a) − :metilamida b) − :etanal c)H−COOH:ácidometanoico(fórmico) d) −O− :dimetilcetona (O.Q.L.LaRioja2007) a)Falso.CH −NH eslametilamina. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 121 b)Falso.CH −CH OHeseletanol. c)Verdadero.H−COOHeselácidometanoicoofórmico. d)Falso.CH −O−CH eseldimetiéter. Larespuestacorrectaeslac. 15.69.Dadosloscompuestos: −CHOH− y sepuededecirque: a)Elalcoholesprimario. b)Laaminaessecundaria. c)Laaminaesprimaria. a)Elalcoholylaaminasonprimarios. −CH − (O.Q.L.LaRioja2007) ElcompuestoCH −CHOH−CH OHesel2‐propanol,unalcoholsecundario,yaqueelgrupo funcionalhidroxilo(−OH)seencuentraunidoauncarbonosecundario. ElcompuestoCH −CHNH −CH eslametiletilaminaoisopropilamina,unaaminaprimaria, yaqueelgrupofuncionalamino(−NH )seencuentraunidoaunúnicoradicalalquílico. Larespuestacorrectaeslac. 15.70.¿Cuántosisómerosdeposiciónsonposibleseneldinitrobenceno? a)2 b)3 c)4 d)5 (O.Q.L.LaRioja2007) Enunanillobencénicodisustituidolosposiblesisómerosson: 1,2‐dinitrobenceno 1,3‐dinitrobenceno 1,4‐dinitrobenceno Larespuestacorrectaeslab. 15.71.Indicadequétipoeslasiguientereacción:  − +  − I a)Adición b)Eliminación c)Sustitución d)Oxidación‐reducción e)Deshidratación (O.Q.N.Castellón2008) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 122 Se trata de una reacción de sustitución en la que un radical metilo sustituye al par de electronessolitariodelnitrógenoyseformaunasaldeamoniocuaternario. Larespuestacorrectaeslac. 15.72.Indicaquetipodeisomeríapresentaelsiguientecompuestoorgánico: =CHCH(Br) a)Isomeríacis‐trans b)Cuatroisómeros c)Isomeríaóptica d)Tresisómeros e)Nopresentaisomería (O.Q.N.Castellón2008) Elcompuestotieneuncarbonoasimétricoporloquepresentaisomeríaóptica: Larespuestacorrectaeslac. 15.73.Elproductomayoritarioqueseobtendráaldeshidratarel1‐metilciclohexan‐1‐oles: a)3‐Metilciclohexeno b)Metilenciclohexeno c)1‐Metilciclohexeno d)4‐Metilciclohexeno e)Ciclopentanol (O.Q.N.Castellón2008) Ladeshidratacióndealcoholesproduceolefinas,portantoelproductomayoritariodela deshidratacióndel1‐metilciclohexan‐1‐oles1‐metilciclohexeno. Larespuestacorrectaeslac. 15.74.Indicacuáleslarespuestacorrectarespectodelasiguientereacción: +NaOH a)Esunareaccióndeeliminaciónyelproductomayoritarioesel2‐propenoatodemetilo. b)Esunareaccióndesustituciónyelproductomayoritarioeselpropanol. c) Es una reacción de saponificación y los productos mayoritarios son ácido propanoico y metóxidodesodio. d)Esunareaccióndesaponificaciónylosproductosmayoritariossonpropanoatodesodioy metanol. e)Ningunadelasrespuestasanterioresescorrecta. (O.Q.N.Castellón2008) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 123 Lareacciónentreunésteryunabaseesunareaccióndesaponificaciónylosproductos resultantesdeellasonlasaldelácidoyelalcoholformadoresdeléster. Laecuaciónquímicacompletaes: CH CH COOMe+NaOHCH CH COONa+MeOH Losproductosformadossonpropanoatodesodioymetanol. Larespuestacorrectaeslad. 15.75.¿Cuáldelossiguientescompuestosesunnitrilo? a) b) c) = d) e) = (O.Q.N.Castellón2008) Loscianurosonitrilossoncompuestosorgánicosquetienenelgrupofuncional‒C≡N.De cuyo nombre es los compuestos propuestos el único que lo contiene es el cianurodeetiloopropanonitrilo. Larespuestacorrectaeslad. 15.76. ¿Cuántos isómeros diferentes se formarán en la reacción de nitración del o‐xileno (1,2‐dimetilbenceno)? a)2 b)3 c)4 d)1 e)Noseformaráningúnisómerodiferente. (O.Q.N.Castellón2008) Enlanitracióndel1,2‐dimetilbencenoseformansólodosisómerosqueson: 1,2‐dimetil‐3‐nitrobenceno 1,2‐dimetil‐4‐nitrobenceno Larespuestacorrectaeslaa. 15.77.Lafórmulaempírica correspondeaunhidrocarburo: a)Saturadodecadenaabierta. b)Saturadocíclico. c)QuecontienedosdoblesenlacesC−C. d)QuecontieneuntripleenlaceC−C. (O.Q.L.Murcia2008) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 124 Los hidrocarburos saturados tienen todos los enlaces sencillos y su fórmula general es .Lafórmuladada,queesnoempíricasinomolecular,obedecealafórmulageneral C H dadaparaunhidrocarburosaturadodecadenaabiertade6carbonos. Larespuestacorrectaeslaa. 15.78.Lafórmulaempírica Ocorrespondea: a)1‐butanol b)2‐butanol c)éteretílico d)Cualquieradelostresanteriorescompuestos. (O.Q.L.Murcia2008) La fórmula del hidrocarburo saturado de cuatro carbonos es C H , como el compuesto dado tiene los mismos átomos de hidrógeno quiere decir que no presenta ninguna insaturación. Los tres compuestos dados son compatibles con la fórmula molecular propuestaysonalcoholesoétersaturado: CH −CH −CH −CH OH1‐butanol CH −CHOH−CH −CH 2‐butanol CH −CH −O−CH −CH éteretílico sonalgunosdelosposiblesisómeroscompatiblesconlafórmulamoleculardada. Larespuestacorrectaeslad. 15.79.¿Cuáldelossiguientescompuestospresentaisomeríaóptica? a)2‐bromo‐2‐clorobutano b)2‐metilpropano c)2,2‐dimetil‐1‐butanol d)2,2,4‐trimetilpentano (O.Q.L.Madrid2008) Uncompuestoorgánicopresentaisomeríaópticasitieneuncarbonoasimétrico(quiral). Esta condición la cumple el 2‐bromo‐2‐clorobutano ya que un carbono con los cuatro sustituyentesdiferentes. Larespuestacorrectaeslac. 15.80.Laacetonapuedeobtenerseporlaoxidacióndelalcohol: a)Metanol b)1‐Propanol c)Etanol d)2‐Propanol (O.Q.L.CastillayLeón2008) Las cetonas se obtienen mediante la oxidación de alcoholes secundarios. En este caso, la acetonaseobtieneapartirdel2‐propanol: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 125 CH −CHOH−CH CH −CO−CH Larespuestacorrectaeslad. 15.81.¿Cuáldelosisómeros,cisytrans,del1,2‐dicloroetenoposeemomentodipolar? a)cis b)trans c)ninguno d)ambos (O.Q.L.CastillaLaMancha2008) LaestructuradeLewisdeestasustanciaes: De acuerdo con el modelo RPECV el C H Cl es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor de cada átomo central se ajusta a la fórmulaAX3alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesudisposición y geometría es TRIANGULAR respecto a cada carbono lo que hace que la geometría molecular sea PLANA. Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el carbono (=2,55)yqueelhidrógeno(=2,20)todoslosenlacessonpolares. Este compuesto al tener un doble enlace y dos átomos (Cl y H) iguales unidos a ambos átomosdecarbonopresentaisomeríageométricaocis‐trans. Segúnladisposicióndelosátomosenelplano:  En el isómero cis la resultante de los  Enelisómerotrans laresultantedelos vectores momento dipolar no es nula y la vectores momento dipolar es nula y la moléculaesPOLAR. moléculaesNOPOLAR. cis‐1,2‐dicloroeteno(POLAR) trans‐1,2‐dicloroeteno(NOPOLAR) Larespuestacorrectaeslaa. 15.82.Elcompuesto deorbitaleshíbridos: a) − b) − c) − d)sp− − − = no presentaenlacesformados porelsolapamiento (O.Q.L.CastillaLaMancha2008) Elcompuestodado,2‐buteno,tiene:  Los átomos de carbono 3 y 4 con todos los enlaces sencillos por lo que ambos átomospresentanhibridaciónsp .Estosenlacesimplicansolapamientodeorbitales híbridos − . ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 126  Los átomos de carbono 1 y 2 tienen un enlace por lo que ambos átomos presentan hibridación sp . Este enlace implica solapamiento de orbitales híbridos − yelrestodesusenlacessolapamientodeorbitaleshíbridos − . Nohaysolapamientodeorbitaleshíbridossp− . Larespuestacorrectaeslad. 15.83.¿Cuáldelossiguientescompuestosesisómerodelbutanal? a)2‐Butanol b)Butanona c)Ácidobutanoico d)Etilmetiléter (O.Q.L.LaRioja2008) Elbutanal,CH −CH −CH −CHO,esunaldehídoquecontieneelgrupofuncionalcarbonilo (C=O). Las cetonas tienen el mismo grupo funcional, solo que éste no está situado en un extremodelacadenacarbonada. Aldehídosycetonasdeigualnúmerodeátomosdecarbonosonisómerosdeposición,por tanto,labutanona,CH −CH −CO−CH ,esundelbutanal. Larespuestacorrectaeslab. 15.84.¿CuáldelassiguientesproposicionesesVERDADERA? a) −CH(OH)− − :2‐butanol b) − −COOH:ácidobutanoico c) − − :etilamida d) −CHCl− :cloropropano (O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009) a)Verdadero.CH −CHOH−CH −CH esel2‐butanol. b)Falso.CH −CH −COOHeselácidopropanoico. c)Falso.CH −CH −NH eslaetilamina. d)Falso.CH −CHCl−CH esel2‐cloropropano. Larespuestacorrectaeslaa. 15.85.Alhacerreaccionarunácidoorgánicoconunalcohol: a)Seformaunaldehídoyunácido. b)Seformaunéteryagua. c)Seformaunésteryagua. d)SeproduceunaadicióndeacuerdoconlaregladeMarkownikoff. e)Noreaccionan. (O.Q.N.Ávila2009) La reacción entre un ácido orgánico y un alcohol es una reacción de esterificación y las sustanciasresultantesdelamismasonunésteryagua.Porejemplo: CH COOH(l)+CH CH OH(l)CH COOCH CH (l)+H O(l) Larespuestacorrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 127 15.86.Señalelaproposicióncorrecta: a)Laoxidacióndelascetonasproduceácidoscarboxílicos. b)Losaldehídosadiferenciadelascetonastienenpropiedadesreductoras. c)Lasaminasprimariasendisoluciónacuosasecomportancomoácidosdébiles. d)Loshidrocarburosaromáticossonmásreactivosquelosalifáticos. e) Todos los compuestos nitrogenados se encuentran asociados mediante enlaces de hidrógeno. (O.Q.N.Ávila2009) Los aldehídos a diferencia de las cetonas tienen propiedades reductoras debido al átomodeHqueseencuentraunidoalgrupocarbonilo. Una reacción específica que lo demuestra es el “ensayo de Tollens” en el que el aldehído reducealaplatacontenidaenelcomplejoamoniacaldeplataformándoseunprecipitado decolornegroounespejodecolorplataenelinteriordelrecipientedereacción. R−COH+2 Ag NH +3OH 2Ag+R−COO +4NH +2H O Larespuestacorrectaeslab. 15.87.¿Cuáldelassiguientesfórmulascorrespondeaunéter? a) −CO− b) −O− c) −COOH d) −COO− e)H−COH (O.Q.N.Ávila2009) a)ElcompuestoCH −CO−CH esunacetona.Sunombreesacetonaopropanona. b)ElcompuestoCH −O−CH esunéter.Sunombreesdimetiléterometoximetano. c)ElcompuestoCH −COOHesunácido.Sunombreesácidoacéticooetanoico. d)ElcompuestoCH −COO−CH esunéster.Sunombreesacetatodemetilooetanoatode metilo. e)ElcompuestoH−COHsunaldehído.Sunombreesformaldehidoometanal Larespuestacorrectaeslab. 15.88. El acetato de metilo y el ácido propanoico son dos compuestos isómeros. Señale la respuestaqueconsidereincorrecta: a)Tienenlamismafórmulaempírica. b)Tienenlamismafórmulamolecular. c)Elácidopropanoicotieneunatemperaturadeebulliciónsuperioraladelacetatodemetilo. d)Lafórmuladelacetatodemetiloes . (O.Q.L.Murcia2009) a‐b‐d)Correctas.Lasfórmulassemidesarrolladasdeamboscompuestosson: ácidopropanoicoCH CH COOH acetatodemetiloCH COOCH Ambos compuestos son isómeros ya que tienen la misma fórmula molecular y empírica, C H O ydistintafórmuladesarrollada. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 128 c)Correcta.Latemperaturadeebullicióndelácidopropanoico(138°C)essuperioraladel acetatodemetilo(77°C)yaqueelprimeropresentaenlacesintermolecularesdehidrógeno mientrasqueelsegundono. Todaslasrespuestassoncorrectas. 15.89.Señalelarespuestaincorrecta: a)Lafórmuladel2‐butanoles . b)Laacetonaesisómerodelpropanal. c) 146Xe 147Ysonisótoposportenerelmismonúmeromásico. d)Elnúmerodeoxidacióndelbromoenel es+5. (O.Q.L.Murcia2009) a) Correcta. La fórmula semidesarrollada del 2‐butanol es CH CHOHCH CH ya que el grupohidroxiloseencuentrasituadoenelcarbono2. b)Correcta.Lasfórmulassemidesarrolladasdeamboscompuestosson: acetonaCH COCH propanal Ambos compuestos son isómeros ya que tienen la misma fórmula molecular y empírica, C H Oydistintafórmuladesarrollada. Setratadeisómerosdeposiciónyaquetienenlamismafunciónorgánica,elgrupocarbonilo (C=O),laacetonaenuncarbonosecundarioyelpropanalenuncarbonoprimario. c) Incorrecta. Los isótopos son especies químicas que precisamente se diferencian en el númeromásico.Estasespeciesconidénticonúmeromásicosedenominanisóbaras. d) Correcta. Teniendo en cuenta que el número de oxidación del oxígeno es ‐2, del hidrógeno+1,elnúmerodeoxidacióndelbromoes: 1 +1 +x+3 ‐2 =0x=+5 Larespuestaincorrectaeslac. 15.90.Sedicequeuncompuestoorgánicoeslevógirocuando: a)Sumoléculaesredondaygiraconfacilidad. b)Desvíahacialaizquierdalaluzpolarizada. c)Aceleralavelocidaddeunareacciónbajoagitaciónintensa. d)Sedescomponeporaccióndelalevadura. (O.Q.L.Murcia2009) Los compuesto levógiros son isómeros ópticos que tienen un carbono asimétrico y que desvían hacia la izquierda el plano de la luz polarizada, al contrario que las sustancias dextrógirasquelohacenhacialaderecha. Larespuestacorrectaeslab 15.91. Dadas las sustancias: temperaturadeebulliciónes: a) b) c) d) , , y , el orden de menor a mayor (O.Q.L.Madrid2009) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 129 El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermoleculares existentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Ésteserá más grande en las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, más pequeño en las que presenten enlaces dipolo‐dipolo, y más pequeño aún, en las que presentenfuerzasdedispersióndeLondon.  Las fuerzas de dispersión de London se dan en todo tipo de sustancias, pero fundamentalmente,enlassustanciasnopolares.Delassustanciaspropuestas,esteenlace sedaenelmetano,CH . Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlaces de hidrógeno. De las sustancias propuestas, este enlace se da en el etanal, C H O , CH CHO.  El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las sustancias propuestas,estetipodeenlacesóloesposibleenelácidofórmico, CH O ,HCOOH,yenel metanol, CH O ,CH OH.Elquelospuntosdeebullicióndelosácidosseanmásaltosque losdelosalcoholessedebeaquelosácidosformanundímeroestable. Además el punto de ebullición aumenta con el peso molecular de la sustancia, ya que tambiéncontribuyenlasfuerzasdedispersióndeLondonyéstasaumentanalaumentarla longituddelacadena. Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullición(K)crecienteson: (111,6)< (293)< (338)< (374) Larespuestacorrectaeslac. 15.92. ¿Cuál es el nombre del compuesto obtenido por reacción entre ácido acético y 2‐propanol? a)Acetatode2‐propenilo b)Acetaldepropenilo c)Acéticodepropilo d)Acetatode2‐propilo (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009) Lareacciónentreunácidoyunalcoholesunareaccióndeesterificaciónylosproductos resultantesdeellasonésteryagua. CH COOH+CH CHOHCH CH COOCH CH +H O Elésterformadoesacetatode2‐propilo. Larespuestacorrectaeslad. 15.93.¿QuégruposfuncionalespresentanunenlaceC=O? a)Ácido,aldehído,alcohol b)Aldehído,cetona,ácido c)Cetona,éter,ácido d)Ácido,éter,alcohol (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009) El grupo carbonilo (C=O) se encuentra presente en los aldehídos, cetonas y ácidos carboxílicos. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 130 Larespuestacorrectaeslab. 15.94. Cuando se sustituye uno de los átomos de hidrógeno del benceno ( ) por otro átomo o grupo de átomos cambia el punto de ebullición. Ordenar por puntos de ebullición decrecienteslossiguientescompuestos: , , . a) > > b) > > c) > > d) > > (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009) El punto de ebullición de una sustancia depende del tipo de fuerzas intermoleculares existentesenlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Ésteserá más grande en las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, más pequeño en las que presenten enlaces dipolo‐dipolo, y más pequeño aún, en las que presentenfuerzasdedispersióndeLondon.  Las fuerzas de dispersión de London se dan en todo tipo de sustancias, pero fundamentalmente,enlassustanciasnopolares.Delassustanciaspropuestas,esteenlace sedafundamentalmenteenelbenceno,C H . Losenlacesdipolo‐dipolosedanentremoléculaspolaresquenopuedanformarenlaces dehidrógeno.Delassustanciaspropuestas,esteenlacesedaenelclorobenceno,C H Cl.  El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las sustancias propuestas,estetipodeenlacesóloesposibleenelfenol,C H OH. Loscompuestosdadosordenadosporpuntosdeebullición(K)decrecientesson: (455,1)> (404)> (353,3) Larespuestacorrectaeslac. 15.95.Elbencenoyelciclohexanoson: a)Hidrocarburos b)Isómeros c)Semejantes d)Isólogos (O.Q.L.Murcia2010) Elbenceno C H esunhidrocarburocíclicoyelciclohexano C H esuncicloalcano. Larespuestacorrectaeslaa. 15.96.LafórmulaHOC−CHOcorrespondeal: a)Etanal b)Dihidroxietano c)Etanodiol d)Etanodial (O.Q.L.Murcia2010) Setratadeletanodial,unaldehídoyaquepresentadosgruposfuncionalcarbonilo(−CO). Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 131 15.97.Laestructuradelcompuestomayoritariofinaldelasiguientereaccióndeadiciónes: a) b) c) d) ≡CH+2HBr = (O.Q.L.Madrid2010) Loshidrocarburosinsaturadosdanreaccionesdeadición.Enestecasosetratadelaadición deunreactivoasimétricoqueserigeporlaregladeMarkovnikovquediceque: “en la adición de un reactivo asimétrico (HX, HOH, HOSO3H) a un hidrocarburo insaturado asimétrico, el fragmento más positivo (H) se une al carbono más hidrogenado”. Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeadiciónes: ≡CH+2HBr elproductomayoritarioformadoesel2,2‐dibromopropano. Larespuestacorrectaeslab. 15.98.Laisomeríageométricaseencuentraprincipalmenteen: a)Alcanos b)Alquenos c)Alcoholes d)Aldehídos (O.Q.L.Asturias2010) Para que un compuesto presente isomería geométrica debe cumplir las siguientes condiciones: Presentarundobleenlace  Tener el mismo átomo o grupo de átomos unido a los carbonos que forman el dobleenlace Larespuestacorrectaeslab. 15.99.Lasiguientefórmulacorrespondealamoléculadelaadrenalina. De acuerdo con esta, se puede establecer que las funciones orgánicas presentes en la adrenalinason: a)Fenol,alcoholyamina b)Alqueno,alcano,alcoholyamida c)Cicloalcano,alquenoyamida d)Fenol,alcohol,aminayéster (O.Q.L.Asturias2010) Lamoléculapresenta: unafunciónfenol(A−OH) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 132 unafunciónalcohol(R−OH) unafunciónamina(R−NH−R) Larespuestacorrectaeslaa. 15.100.¿Quéterminodescribelaformacióndeácidoacéticoapartirdealcoholetílico? a)Adición b)Oxidación c)Neutralización d)Esterificación (O.Q.L.LaRioja2010) La formación de un ácido (acético) a partir de un alcohol (etílico) es una reacción de oxidación.Unoxidantequesesueleutilizarparalamismaeseldicromatodepotasioen medioácido: CH CH OH+Cr O +H CH COOH+Cr Larespuestacorrectaeslab. 15.101.¿QuéclasedecompuestosnoincluyenunenlaceC=Oensusmoléculas? a)Alcoholes b)Ésteres c)Amidas d)Ácidos (O.Q.L.LaRioja2010) Losalcoholessoncompuestosorgánicosquetienenelgrupofuncionalhidroxilo(−O−H). El resto de los compuestos dados, ésteres, amidas y ácidos carboxílicos, incluyen en su estructuraelgrupofuncionalcarbonilo(C=O). Larespuestacorrectaeslaa. 15.102.Delossiguientescompuestoselquepresentaisomeríaópticaes: a)Propanal b)2‐metil‐1‐butanol b)1,2,3‐propanotriol d)Benceno (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010) Uncompuestoorgánicopresentaisomeríaópticasitieneun carbonoasimétrico(quiral). Esta condición la cumple el 2‐metil‐1‐butanol ya que un carbonoconloscuatrosustituyentesdiferentes. Larespuestacorrectaeslac. 15.103. El benceno es una sustancia orgánica ( aromáticos.Indiquequéproposicióneslaverdadera: a)Essolubleenagua. b)Tieneunaestructuraabiertaylineal. c)Todoslosenlacessonsencillos. d)Todaslasdistanciasdeenlacesoniguales. e)Noestóxico. ) de la familia de los compuestos (O.Q.N.Valencia2011) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 133 LaestructuradeLewisdelbencenoes: a) Falso. La molécula de benceno es no polar por lo que forma ningún de enlace intermolecularconelagualoqueimpidesusolubilidadenella. b‐c)Falso.Loshidrocarburosaromáticossecaracterizanporformanestructurascíclicascon unsistemadedoblesenlacesalternados. d)Verdadero.Setratadeunamoléculaquepresentaresonanciaporloquetodoslosenlaces C−Ctienenlamismalongitud,menorqueladelenlacesencilloperomayorqueladelenlace doble. e)Falso.Setratadeunasustanciaconunaelevadatoxicidad.Escancerígeno. Larespuestacorrectaeslad. 15.104.Enunlaboratorioseencuentraunabotellaquecontieneunasustancialíquidaque únicamentepresentaensuetiquetaunafórmulamolecular:C2H6O.Indiquequéproposición delassiguientesesverdadera: a)Sepodríaasignaresafórmulaadoscompuestosdistintos. b)Noesposibledescribirisómerosparaesafórmulamolecular. c)Serántreslassustanciasposibles. d)Elgradodeinsaturaciónes1. e)Ningunadelasanteriores. (O.Q.N.Valencia2011) Eletanol, ,yelétermetílico, ,soncompuestos quesediferencian en su grupo funcional, hidroxi (−OH) en los alcoholes y oxi (−O−) en los éteres, luego ambassustanciassonisómerosdefunciónquesecorrespondenconlafórmulamolecular C H O. Larespuestacorrectaeslaa. 15.105. El eteno es un producto muy versátil a partir del cual se puede preparar una gran variedaddesustancias.Indiquecuáldesiguientesafirmacionesesfalsa: a)Eletenosepuedetransformarenalcoholetílico. b)Lapolimerizacióndeletenoconducealpolietileno. c)Eletenosepuededeshidrogenarparaconvertirseenetano. d)Existeotroisómerocompuestodeleteno. e)Elpoliestirenotambiénsepuedeprepararapartirdeeteno. (O.Q.N.Valencia2011) a)Verdadero.Lahidratacióncatalíticadeunalquenoproduceelcorrespondientealcohol: CH =CH (g)+H O(g)CH CH OH(g) b)Verdadero.Lapolimerizacióndeletenoproducepolietileno: nCH =CH − CH −CH − ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 134 c)Verdadero.Lahidrogenacióndeunalquenoproduceelcorrespondientealcano: CH =CH (g)+H (g)CH −CH (g) d)Falso.Eletenonoposeeisómeros. e) Verdadero. La reacción entre benceno y eteno produce etilbenceno, y la posterior deshidrogenación de este lleva a la formación de etenilbenceno o poliestireno, que por posteriorpolimerizaciónproducepoliestireno. Larespuestacorrectaeslad. 15.106. Con el término cis‐buteno se designa a un hidrocarburo con una insaturación. Indiquecuáldesiguientesafirmacionesesfalsa: a)Estehidrocarburotieneunisómerogeométrico. b) Por combustión de un mol del mismo se obtienen cuatro moles de dióxido de carbono y cuatromolesdeagua. c)Nodecoloraunadisolucióndebromo. d)Tienevariosisómerosolefínicos. e)Existeotrocompuestoconlamismafórmulamolecular,quenoreaccionaconelhidrógeno nipuedepolimerizarse. (O.Q.N.Valencia2011) a)Verdadero.Elisómerogeométricodelcis‐butenoeseltrans‐buteno. cis‐buteno trans‐buteno b)Verdadero.Laecuaciónquímicocorrespondientealacombustióndelcis‐butenoes: C H (g)+6O (g)4CO (g)+4H O(g) c) Falso. Los hidrocarburos insaturados dan reacciones de adición como puede ser la halogenación: C H (g)+Br (aq)C H Br (l) d) Verdadero. Además del trans‐buteno tiene otros isómeros comopuedeserel2‐metil‐1‐butenooisobuteno. e) Verdadero. El ciclobutano es un hidrocarburo cíclico que no puededarreaccionesnideadiciónnidepolimerización. Larespuestacorrectaeslac. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 135 15.107.¿Cuáleslafórmuladelaetil‐propilamina? a) − − − − − − − b) − − − − − c) − −NH− − − d) − −N− − − (O.Q.L.LaRioja2011) Detodosloscompuestosdadoselúnicoqueesunaaminasecundaria(R −NH−R )es: − −NH− − − . Larespuestacorrectaeslac. 15.108.¿Quécombinacióndereactivosproduceunéster? a)Alcoholyaldehído b)Ácidoyaldehído c)Ácidoyalcohol d)Aldehídoypermanganatodepotasio (O.Q.L.LaRioja2011) La reacción entre un ácido orgánico y un alcohol es una reacción de esterificación y las sustanciasresultantesdelamismasonunésteryagua.Porejemplo: CH COOH(l)+CH CH OH(l)CH COOCH CH (l)+H O(l) Larespuestacorrectaeslac. (SimilaralacuestiónpropuestaenÁvila2009). 15.109.¿Cuántosaldehídossecorrespondenconlafórmula a)2 b)3 c)4 d)5 ? (O.Q.L.LaRioja2011) La fórmula del hidrocarburo saturado de cinco carbonos es C H , como el compuesto dado tiene dos átomos de hidrógeno menos quiere decir que presenta una única insaturaciónquecorrespondealgrupocarbonilo(C=O).Losposiblesisómerosson: CH CH CH CH CHO1‐pentanal CH CH CH CH CHO2‐metil‐1‐butanal 4isómeros CH CH CH CH CHO3‐metil‐1‐butanal CH C CH CHO2,2‐dimetilpropanal Larespuestacorrectaeslac. 15.110.Lafórmulaempíricadelácidobenzoicoes: a) b) c) d)HBe (O.Q.L.Murcia2011) Elácidobenzoicoesunácidocarboxílicoaromáticoysufórmulaes: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 136 Larespuestacorrectaeslac. 15.111.Paraloscompuestos: A: − B: −O− Puedeafirmarseque: a)Sonisómerosgeométricos. b)AtienemayorpuntodeebulliciónqueB. c)Aesunsólidocristalinoatemperaturaambiente. d)Sonisomorfosquirales. (O.Q.L.Murcia2011) a)Falso.Ningunodeellospresentaundobleenlace. b)Verdadero.Eletanol,CH −CH OH,puedeformarenlacesdehidrógenomientrasqueel éter metílico, CH −O−CH , no. Por este motivo elpuntode ebullición del etanoles mayor queeldeléteretílico. c) Falso. Los enlaces de hidrógeno del etanol no son tan intensos como para que esta sustanciaformeunsólidomolecularatemperaturaambiente. d)Falso.Ningunoposeequiralidad. Larespuestacorrectaeslab. 15.112.¿Cuántoscompuestosdiferentespuedentenerlafórmula a)uno b)dos c)tres d)cuatro ? (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011) LafórmuladelhidrocarburosaturadodetrescarbonosesC H ,comoelcompuestodado tienelosmismosátomosdehidrógenoquieredecirquenopresentaningunainsaturación. Los compuestos compatibles con la fórmula molecular dada son alcoholes y éteres saturados.Losposiblesisómerosson: CH CH CH OH1‐propanol CH CHOHCH 2‐propanol 3isómeros CH OCH CH metiletilé ter Larespuestacorrectaeslac. 15.113.¿Cuáldelossiguientescompuestostieneisomeríacis‐trans? a) b) = c) = d) (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011) ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 137 Para que un compuesto presente isomería geométrica debe cumplir las siguientes condiciones: Presentarundobleenlace  Tener el mismo átomo o grupo de átomos unido a los carbonos que forman el dobleenlace De los compuestos dados, el único que cumple ambas condiciones es el 1‐2,dicloroetileno, ClCH=CHCl. Larespuestacorrectaeslab. 15.114. ¿Qué compuesto de los siguientes contiene todos sus átomos de carbono con una hibridación ? a) b) c) d) (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011) LoscompuestosdefórmulaC H yC H sonhidrocarburossaturadosoalcanosque secaracterizanporquesusátomosdecarbonoformancuatroenlacessencillos,loque . requierequedichosátomostenganhibridación ElcompuestodefórmulaC H esunhidrocarburoinsaturadoalquenouolefinaque secaracterizaporquesusátomosdecarbonoformandosenlacessencillosyunenlace . doble,loquerequierequedichosátomostenganhibridación  El compuesto de fórmula C H es un hidrocarburo insaturado alquino o acetilénico quesecaracterizaporquesusátomosdecarbonoformanunenlacesencillosyunenlace triple,loquerequierequedichosátomostenganhibridaciónsp. Larespuestacorrectaeslab. 15.115.Cuáleselnombrecorrectoparalaestructura: a)2‐isopropil‐1‐buteno b)2,3‐dimetil‐2‐hexeno c)2‐metil‐3‐isopropil‐1‐buteno d)2,3,4‐trimetil‐1‐penteno (O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011) Lacadenamáslargaquetengalainsaturaciónconstadecincoátomosdecarbono(penteno)y enloscarbonos2,3y4tieneradicalesmetil. Elnombredelhidrocarburoes2,3,4‐trimetil‐1‐penteno. Larespuestacorrectaeslad. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 138 16.QUÍMICANUCLEAR 16.1. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones químicas, correspondientes a otras tantas reacciones nucleares,escorrecta? a) b)   c)  + d)  + + + (O.Q.L.Murcia1997) DeacuerdoconlasleyesdelasemisionesradiactivaspropuestasporSoddyyFajans: cuandounnúclidoemiteunapartículaαseconvierteenotronúclidocon2unidades menosdenúmeroatómicoy4unidadesmenosdenúmeromásico. cuandounnúclidoemiteunapartículaβseconvierteenotronúclidocon1unidad másdenúmeroatómicoyelmismonúmeromásico. a)Incorrecta.Siseemiteunapartículaβelnúclidoresultantedeberíaser Pa. b)Incorrecta.Siseemiteunapartículaαelnúclidoresultantedeberíaser Th. c)Correcta.Siseemiteunapartículaαelnúclidoresultantees . d)Incorrecta.Siseemiteunapartículaαelnúclidoresultantedeberíaser Ra. Larespuestacorrectaeslac. 16.2.Elperíododevidamediadeunisótoporadiactivoesdeunaño,estosignificaque: a)Altranscurrirelañoyanoproduciráradioactividad. b)Cadaañosuactividadsereducealamitad. c)Alcabodeunañoelcontenidodelenvaseestarácaducado. d) Al cabo de un año la masa contenida en un determinado envase se habrá reducido a la mitad. (O.Q.L.Murcia1999) Lavidamediadeunisótoposedefinecomoeltiempoquetranscurrehastaquelamuestra radiactivasereducealamitad. Larespuestacorrectaeslab. 16.3.Indiquelaproposicióncorrecta: a)Lareacción +  + b)Lareacción +  + c)Lareacción +  +2 ,esunareaccióndefusión. +2 ,esunareaccióndebombardeo. ,esunareaccióndefisión. d)Lareacción +  + ,esunareaccióndefusión. e)El muestralamismaactividadnuclearqueel . (O.Q.N.Barcelona2001) a)Falso.Lareacción Mg+ He Si+ n,esunareaccióndebombardeo. b)Falso.Lareacción U+ n Zr+ Te+2 n,esunareaccióndefisión. c)Falso.Lareacción Rb+ n Rb+2 n,esunareaccióndebombardeo. d)Verdadero.Lareacción +  + ,esunareaccióndefusión. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 139 e)Falso.El Cnomuestralamismaactividadnuclearqueel C. Larespuestacorrectaeslad. 16.4.Elisótopo tieneuntiempodesemidesintegraciónde12horas.¿Cuáleslafracción deconcentracióninicialdedichoisótopoquequedadespuésde48horas? a)1/16 b)1/8 c)1/4 d)1/2 (O.Q.L.CastillayLeón2001) La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un cierto tiempoes: ln A =‐kt A La relación existente entre la constante radiactiva y el tiempo de semidesintegración viene dadoporlaexpresión: k= 0,693 ln 2 k= =0,0578h 12h t½ Sustituyendoenlaecuacióninicial: ln A = ‐0,0578h A0 48h =‐2,773 A 1 = A0 16 Larespuestacorrectaeslaa. 16.5. La energía asociada con la emisión de una partícula del siguientereacción:  + es: a)4,2MeV b)2MeV c)18,4MeV d)1,7MeV e)6,5MeV Datos.Masasatómicas(u): =238,0508; =234,0437; c=2,9979·10 m· ;1J=6,2414·10 MeV;1u=1,66·10 g) , correspondiente a la =4,0026. (O.Q.N.Barcelona2001) Lavariacióndemasaqueseregistraenlaemisióndeunapartículaalfaes: Δm=238,0508– 234,0437+4,0026 =0,0045u eslamasaqueseconvierteenenergíadeacuerdoconlaecuación: E=mc2 E=0,0045u 1,66·10 1u g 1kg 2,9979·10 m·s 10 g Larespuestacorrectaeslaa. 6,2414·10 MeV =4,2MeV 1J ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 140 16.6.Unamuestrade100gde sedesintegraporcapturadeunelectrónconunavida mediade35días.¿Cuántotiempotardaráenacumularse90gde ? a)31días b)39días c)78días d)116días e)315días (O.Q.N.Oviedo2002) Lareacciónnuclearcorrespondientealadesintegraciónpropuestaes: Ar+ β Cl Lacantidaddeargónquesedesintegraalcabodeesetiemposecorrespondeconlacantidad decloroformado: 100g(inicial)–90g(formado)=10g(final) La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un cierto tiempoes: ln A =‐kt A La relación existente entre la constante radiactiva y la vida media viene dado por la expresión: k= 0,693 ln 2 k= =0,0198día 35dı́a t½ Sustituyendoenlaecuacióninicial: ln 10 = ‐0,0198día 100 tt=116día Larespuestacorrectaeslac. 16.7.¿Cuáldelossiguientestiposdeemisionesnuclearesconducenaunadisminucióndela carganuclear? A)Emisiónalfa.B)Emisiónbeta.C)Emisióndepositrones.D)Capturadeelectrones. a)AyB b)ByD c)AyC d)A,CyD e)SolamenteD (O.Q.N.Tarazona2003) A) La emisión de una partícula α produce un núcleo con 2 unidades menos de número atómico,esdecircon2unidadesmenosdecarganuclear. B)Laemisióndeunapartículaβproduceunnúcleocon1unidadmásdenúmeroatómico, esdecircon1unidadmásdecarganuclear. C)Laemisióndeunpositrónproduceunnúcleocon1unidadmenosdenúmeroatómico, esdecircon1unidadmenosdecarganuclear. D)Lacapturadeunelectrónproduceunnúcleocon1unidadmenosdenúmeroatómico, esdecircon1unidadmenosdecarganuclear. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 141 Larespuestacorrectaeslad. 16.8.Lavidamediadel radioactivoesde1,8horas.Sitenemosencuentaqueeltiempo necesarioparallevarunamuestradeesteisótopodesdeelreactorhastanuestrolaboratorio esde10,8horas,indiquelacantidaddeisótopoquehayquetomarparadisponerfinalmente de1mgde enellaboratorio. a)128mg b)64mg c)32mg d)11mg (O.Q.L.Murcia2003) La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un cierto tiempoes: ln A =‐kt A La relación existente entre la constante radiactiva y la vida media viene dado por la expresión: k= 0,693 ln 2 k= =0,385h 1,8h t½ Sustituyendoenlaecuacióninicial: ln 1 = ‐0,385h A0 10,8h A0 =64mg Larespuestacorrectaeslab. 16.9.Enunafiestauniversitariauninvitadotrajounabotelladebrandyporlaquepagóuna importante cantidad de dinero, pues en la etiqueta indicaba que se había embotellado en tiemposdeNapoleón(alrededorde1800).Aldíasiguienteanalizaronelbrandyquesobróy encontraronqueteníauncontenidoentritio( )de9,86%delquepresentaelaguaactual. ¿Cuántotiempohacequeseembotellóelbrandy?( ½ de =12,26años). a)62años b)41años c)1252meses d)197años e)132meses (O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004) La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un cierto tiempoes: ln A =‐kt A0 Larelaciónexistenteentrelaconstanteradiactivayelperiododesemidesintegraciónviene dadoporlaexpresión: k= 0,693 ln 2 k= =0,0564año 12,26añ o t½ Sustituyendoenlaecuacióninicial: ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) ln 9,86 = ‐0,0564año 100 142 tt=41año Larespuestacorrectaeslab. 16.10.¿Cuáldelossiguientesparesdenúclidossonisóbaros? a) y b) y c) y d) y e) y (O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004) Dos núclidos son isóbaros si tienen el mismo número másico. La pareja que cumple esa y . condiciónes Larespuestacorrectaeslaa. 16.11.¿Cuáleslapartículaqueseemiteenlasiguientereacciónnuclear?  + a) b) c) d) (O.Q.LMadrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005) Setratadeunareacciónnuclearenlaqueseemiteunpositrón: C B+ Larespuestacorrectaeslab. 16.12.Siel a) b) c) d) (Datos. experimentaemisiónα,¿cuáleselotronúclidoqueseproduce? =90, =92, =91, =93) (O.Q.L.Madrid2006) De acuerdo con las leyes de las emisiones radiactivas propuestas por Soddy y Fajans, cuando un núclido emite una partícula α se convierte en otro núclido con 2 unidades menosdenúmeroatómicoy4unidadesmenosdenúmeromásico. Aplicadoaestecaso: U + He Larespuestacorrectaeslaa. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 16.13.Laconstantededesintegracióndel es0,132 ñ .¿Quémasade partirdeunamuestrade2,50gdeesteisótopoqueemitedurante10años? a)0,120g b)1,83g c)0,668g d)2,38g 143 quedaa (O.Q.L.Madrid2006) La ecuación que permite calcular la cantidad de isótopo que queda al cabo de un cierto tiempoes: ln A =‐kt A0 Sustituyendo: ln A = ‐0,132año 2,50 10añ o A=0,668g Larespuestacorrectaeslac. 16.14.MadameCuriedebesufamaaque,entreotrascosas: a)Descubriólaradiactividad. b)Descubrióelpolonio. c)Calculó,deformaexacta,lacargadelelectrón. d)VerificóexperimentalmenteelsegundopostuladodeBohr. e)VerificólahipótesisdeRutherford. f)Aislóelcurio. (O.Q.L.Murcia2008)(O.Q.L.Murcia2011) MarieCuriedescubrióelelementopolonioenelaño1896. Larespuestacorrectaeslab. 16.15.¿Cuáldelassiguientesreaccionesnuclearesseproduceporemisióndeunpositrón? a) b) c) d) e)      (O.Q.N.Ávila2009) Siunnúcleoemiteunpositrón setransformaenotronúcleoconunaunidadmenos denúmeroatómicoyconelmismonúmeromásico: X Y+ e Laúnicareacciónnuclearquecumplelacondicióndadaeslaprimera: Al Mg+ e Larespuestacorrectaeslaa. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 144 16.16.Paradetectarlaradiacióndeunisótoporadiactivoseempleaun: a)Polímetro b)ContadorGeiger c)MedidorCurie d)Isotopómetro (O.Q.L.Murcia2010) Larespuestacorrectaeslab. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 145 17.SEGURIDADEHIGIENE 17.1. ¿Cuál de las siguientes precauciones sobre manipulación de productos químicos no es correcta? a)Siempreesprecisoabocarladisoluciónmásconcentradasobrelamásdiluida. b)Losproductosinflamablessehandealmacenarenlasestanteríasmáselevadas. c)Almezclarunácidoconagua,sehadeecharelácidosobreelaguaynuncaalrevés. d)Sisobraalgunacantidaddereactivo,nuncasehadevolveraintroducirloenelrecipiente original. (O.Q.L.Baleares2004) Larespuestacorrectaeslab. 17.2.Enunlaboratorioquímicohayquetomarmedidasrelativasalaseguridadcomoson, entre otras, llevar gafas y usar peras de goma para pipetear. El correcto etiquetado de los productosquímicosestambiénotramedidaimprescindible.Indicacuáleslainformaciónque proporcionanlossiguientessímbolos: (1) a)1irritantey2inflamable b)1tóxicoy2inflamable c)1irritantey2explosivo d)1corrosivoy2explosivo (2) (O.Q.L.Baleares2004) Larespuestacorrectaeslad. 17.3. En un laboratorio químico siempre hay que tomar diversas medidas relativas a la seguridad.Desdeestepuntodevista,¿cuálesdelassiguientesfrasessoncorrectas? 1.Cuandolasdisolucionessondiluidassíquesepuedenpipetearconlaboca. 2.Nosepuedenutilizarlentesdecontacto. 3. Una disolución diluida de ácido nítrico se puede hervir fuera de la vitrina extractora siemprequeelvasoquecontengaladisoluciónestétapadoconunvidriodereloj. 4.Losresiduosorgánicoscloradoslíquidosquesegeneranenunareacciónsepuedentirar porlapileta. a)1,2 b)2,3 c)3,4 d)2 (O.Q.L.Baleares2004) Larespuestacorrectaeslad. 17.4. Para preparar exactamente 100 mL de una disolución de ácido clorhídrico 0,10 M se han de medir 10 mL de una disolución más concentrada (1,00 M) y hacer la dilución correspondiente.Indicaquematerialsehadeemplear: a)Pipetayvasodeprecipitados b)Pipetaymatrazaforado c)Probetaymatrazaforado d)Buretaymatrazerlenmeyer (O.Q.L.Baleares2004) Larespuestacorrectaeslab. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen5.(S.Menargues&F.Latre) 146 17.5. En un laboratorio es muy importante tener todos los productos químicos bien etiquetados, aspecto que incluye los pictogramas de seguridad. ¿Qué significado tienen los siguientespictogramas? A a)AindicacorrosivoyBinflamable b)AindicairritanteyBtóxico c)AindicacorrosivoyBcomburente d)AindicairritanteyBinflamable B (O.Q.L.Baleares2005) Larespuestacorrectaeslac. 17.6. Las sustancias que por contacto con piel pueden originar inflamaciones tienen la categoríade: a)Nocivas b)Irritantes c)Tóxicas d)Ningunadelasanteriores. (O.Q.L.Baleares2006) Larespuestacorrectaeslab. 17.7.SedeseaprepararunadisoluciónacuosadeNaOHdeunaciertamolaridad,elmaterial másadecuadoparahacerloes: a)Balanza,espátula,matrazaforadoyvasodeprecipitados. b)Probeta,pipeta,espátula,ytubodeensayo. c)Bureta,pipeta,balanzayvasodeprecipitados. d)Tubodeensayo,balanza,espátulaypipeta. (O.Q.L.Asturias2006) Larespuestacorrectaeslaa. 17.8. En un laboratorio es muy importante tener todos los productos químicos bien etiquetados, aspecto que incluye los pictogramas de seguridad. ¿Qué significado tienen los siguientespictogramas? A a)AindicacomburenteyBexplosivo b)AindicaexplosivoyBirritante c)AindicainflamableyBexplosivo d)AindicaexplosivoyBcomburente B (O.Q.L.Baleares2007) Larespuestacorrectaeslaa. ProbleemasyCuestio onesdelasOlim mpiadasdeQu uímica.Volume en5.(S.Menarrgues&F.Latree) 147 17.9. Para prepa arar exactam mente una ddisolución dee ácido acéttico 0,1 M see ha de med dir un volum men determ minado de una u disolucción más co oncentrada (1 M) y hhacer la dillución correespondiente.Indicacuálldelescombbinacionesd dematerial volumétricooeslaforma amás exacttadehacerlo o: a)Prrobetade10mLymatra azaforadodee100mL b)Pip petade25m mLymatrazaforadode2250mL c)Pip petade25m mLyerlenmeeyerde250m mL d)Pip petade10m mLyerlenmeeyerde100m mL (O.Q.L.Ba aleares2008)((O.Q.L.Asturiass2010) Lareespuestacorrrectaeslab.. 17.10 0. En una práctica p de laboratorioo se quiere medir un volumen v de 15,8 mL dee una disolu uciónregula adora.¿Cuáll eselrecipieentemásadeecuadopara aestamedidaa? a)Un nvasodepreecipitadosdee25mL b)Un naprobetad de25mL c)Un naburetade25mL d)Un napipetavollumétricadee25mL (O.Q.L.Madrid d2008) Lareespuestacorrrectaeslac. 17.11 1.Enunlabo oratorioquíímicoesneccesariotoma armedidasrrelativasalaaseguridad como son,eentreotras, llevargafassyemplearpperasdegom maparapip petear.Elcorrrectoetiqu uetado de loos producto os químicos es tambiéén otra med dida impresscindible. Inndica cual es la inforrmaciónqueproporciona anlossiguieentessímbolo os: (1) a)1iirritantey2inflamable b)1ttóxicoy2exxplosivo c)1ccorrosivoy2 2inflamable d)1ccorrosivoy2 2explosivo (2) ((O.Q.L.Balearess2009) Lareespuestacorrrectaeslac. 17.12 2. Una botellla está etiquetada con los siguienttes pictogramas. Indica que inform mación propoorcionanesttossímboloss: (1) a)1iirritantey2corrosivo b)1eexplosivoy2 2irritante c)1eexplosivoy2 2tóxico d)1ccorrosivoy2 2explosivo (2) ((O.Q.L.Balearess2010) Lareespuestacorrrectaeslab.. ProbleemasyCuestio onesdelasOlim mpiadasdeQu uímica.Volume en5.(S.Menarrgues&F.Latree) 148 17.13 3.¿Quéaparratodelaborratorioseussahabitualm mentepararealizarelseg eguimientod deuna valorraciónácido‐base? a)Un napipeta b)Un ntermómetrro c)Un npicnómetro o d)Un nabureta (O.Q.L.Madrid d2010) Lareespuestacorrrectaeslad.. 17.14 4.Unatécnicaexperimeentalusada enlaborato orioyenlaiindustriaes slaseparaciiónde mezcclas de líquid dos misciblees por destillación. Si se tiene una mezcla m form mada por eta anol y agua a a 15°C, y se s procede a a su destilacción, se obseerva que a 60°C 6 se com mienza a tener los primeerosresultadosdeladesstilación,se puedeafirm marque: a)Soonpuramentteagua. b)Essunamezcla amuyricaen nagua. c)Esunamezclamuyricaen netanol. d)Esssolamenteeetanol,porquesupunto deebulliciónesmásbajjoqueeldel agua. (O.Q.L.Madrid d2010) Eletaanolesmássvolátilque eelaguayd destilaantes,portanto,eldestiladdoesmásriicoen etano ol. Lareespuestacorrrectaeslac. 17.15 5. Una botellla está etiquetada con los siguienttes pictogramas. Indica que inform mación propoorcionanesttossímboloss: (1) (2) a)1iirritantey2inflamable b)1iinflamableyy2comburen nte c)1eexplosivoy2 2inflamable d)1eexplosivoyccomburente ((O.Q.L.Balearess2011) Lareespuestacorrrectaeslab.. 17.16 6.Indiqueelnombreespecíficodelfrrascodelafi figura: a)ma atrazkitasato b)ma atrazdedesstilación c)ma atrazkársticco d)ma atrazerlenm meyer (O.Q.L.Murcia a2011) Lareespuestacorrrectaeslad..

Cuestiones de enlace y propiedades, química orgánica, química

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