Relación de problemas 5

ENLACE QUIMICO Y ESTRUCTURA DE LA MATERIA
PRIMERO DE INGENIERIA QUIMICA
Relación de problemas V
1.- Calcular la afinidad electrónica del cloro a partir de los siguientes datos:
Energía reticular del cloruro de sodio: -769,0 kJ/mol
Primera energía de ionización del sodio: 493,7 kJ/mol
Calor de formación del cloruro de sodio: -411,0 kJ/mol
Energía de disociación del cloro: 242,6 kJ/mol
Energía de sublimación del sodio: 107,5 kJ/mol
Sol.: A(Cl)=364,5 kJ/mol
2.- Teniendo en cuenta los datos siguientes :
I1(K) = 4,34 eV
A(Cl) = 3,80 eV
Energía de disociación del Cl2 = 54 kcal/mol
Calor de sublimación del K = 22 kcal/mol
Energía de atracción de los iones Cl-(g) y K+(g)
(desde el infinito hasta la distancia de equilibrio) = -110 kcal/mol
U0(KCl) = -165 kcal/mol
Calcule (en kJ/mol) :
a) La energía de enlace de la molécula de K+Cl-(g).
b) El calor de formación del K+Cl-(g) a partir de Cl2 (g) y de K(s).
c) El calor de formación del KCl(s).
Sol.: a) Eenl(KCl(g))=-408,2 kJ/mol ; b)Qfor(KCl(g))=-203,1 ; c) ∆Hf(KCl)=-433,3 kJ/mol
3.- Cuando un átomo de Na(g) se acerca a menos de 9,52 Å de un átomo de Cl(g) se puede producir un
salto de un electrón del Na al Cl y formarse el par iónico Na+ + Cl-. a) Si se reemplaza el átomo de
Cl(g) por uno de I(g), la distancia de aproximación para que se pueda dar el par iónico será, ¿mayor
o menor?, razone la respuesta. b) ¿Y si lo que se reemplaza es el átomo de Na(g) por uno de K(g)?
Sol.: a) Menor ; b) Mayor.
4.- Ordenar de mayor a menor valor absoluto de energía reticular los siguientes compuestos iónicos:
CaO, KF, CaS y KI.¿ Cuál de estos sólidos iónicos presentará mayor temperatura de fusión?
Sol.: CaO>CaS>KF>KI. CaO.
5.- Ordene los enlaces según el valor decreciene de su carácter iónico, razonando la respuesta : F-F, FH, Cs-F
Sol.: CsF > F-H > F-F.
6.- Ordenar los enlaces según su polaridad, señalando en cada caso el átomo que está cargado más
negativamente: a) P-F, b) P-P, c) P-O, d) P-N. Datos: P(Z=15); F(Z=9); O(Z=8); N(Z=7).
Sol.: b < d(N)< c(O)< a(F)
7.- El momento dipolar calculado para el HF supuesto que el enlace fuese iónico 100% es de 4,4 D. El
momento dipolar observado experimentalmente para el HF es de 1,98 D. Calcular el porcentaje de
carácter iónico que presenta su enlace.
Sol.: 45%.
8.- La distancia de enlace de la molécula HCl es de 1,27·10-10 m. Si, experimentalmente, se determina
un momento dipolar para el HCl de 1,07 D, calcular el carácter iónico del enlace de dicha
molécula.
Sol.: 17,5%.
9.- A partir de los datos de momentos dipolares (µ) y distancias interatómicas (d), determinar el
porcentaje de carácter iónico de las siguientes moléculas :
Molécula
µ (D)
d (A)
HF
1,98
0,92
HCl
1,03
1,27
HBr
0,79
1,41
HI
0,38
1,61
Haga una correlación de diferencia de electronegatividad, µ, α del anión, % covalente, % iónico y
µ inducido.
Sol.: HF→44,8% ; HCl→16,9% ; HBr→11,7% ; HI→4,91%. ∆χ disminuye de izquierda a
derecha (∆χ↓ de →), así como µ experimental y % iónico; α del anión aumenta de izquierda a
derecha (α↑ de →), así como % covalente, y µ inducido.
10.- Ordenar los aniones según su polarizabilidad: a) F-, b) P-3, c) N-3, d) O-2. Datos: F(Z=9); P(Z=15);
N(Z=7); O(Z=8).
Sol.: b > c > d > a.
11.- De las siguientes moléculas : F2 ; HCl ; NaCl, Cl2, CsF, SH2, ClF, CH4.
a) Indique las que presentan enlaces covalentes puros.
b) Indique las que presentan enlaces predominantemente covalentes.
c) Indique las que presentan enlaces predominantemente iónicos.
d) Indique la que presenta el enlace con mayor carácter iónico.
e) Indique las moléculas polares.
Sol.: a) F2 , Cl2 ; b) HCl, SH2 , ClF, CH4 ; c) NaCl, CsF ; d)CsF ; e) HCl, SH2 , ClF, NaCl, CsF.
12.- Sabiendo que la estructura cristalina del sólido iónico LiI es de tipo cúbico, y que la distancia Li-I,
en dicha estructura, es de 3·10-10 m ; calcular los radios iónicos correspondientes. Nota : Suponga
que existe íntimo contacto anión-anión y anión-catión.
Sol.: r+=1,27Å , r-=1,73Å .
13.- Determinar, teóricamente, el tipo de red en que cristalizarán el CsBr, CsI, CsCl, KBr, KI y KCl, a
partir de los radios de los siguientes iones y sin buscar el valor del radio del anión Br-: r(Cs+)=1,7
Å, r(K+)=1,3 Å, r(Cl-)=1,8 Å, r(I-)=2,2 Å.
Sol.: red cúbica: CsBr, CsI y CsCl, red octaédrica: KBr, KI y KCl.