Ejercicios · Tema 6 - El Enlace de Hidrógeno
35 ejercicios resueltos paso a paso.
Tema 6 - El Enlace de Hidrógeno
1.
Discutid cuáles de las siguientes especies son capaces de formar enlaces de hidrógeno: \(\text{C}_2\text{H}_6 \)
2.
Discutid cuáles de las siguientes especies son capaces de formar enlaces de hidrógeno: \(\text{HI} \)
3.
Discutid cuáles de las siguientes especies son capaces de formar enlaces de hidrógeno: \(\text{NaI} \)
4.
Discutid cuáles de las siguientes especies son capaces de formar enlaces de hidrógeno: \(\text{BeH}_2 \)
5.
Discutid cuáles de las siguientes especies son capaces de formar enlaces de hidrógeno: \(\text{CH}_3\text{COOH} \)
6.
Explique las razones por las cuales: el \(\text{NH}_3 \) tiene un punto de ebullición mayor que el \(\text{CH}_4 \)
7.
Explique las razones por las cuales: El \(\text{KCl} \) tiene un punto de fusión mayor que el \(\text{I}_2 \)
8.
Discutid cuál especie de cada uno de los siguientes pares de sustancias es de esperar que tenga el punto de ebullición más alto: \(\text{O}_2 \) y \(\text{N}_2 \)
9.
Discutid cuál especie de cada uno de los siguientes pares de sustancias es de esperar que tenga el punto de ebullición más alto: \(\text{SO}_2 \) y \(\text{CO}_2 \)
10.
Discutid cuál especie de cada uno de los siguientes pares de sustancias es de esperar que tenga el punto de ebullición más alto: \(\text{HF} \) y \(\text{HI} \)
11.
Dad una explicación a los siguientes hechos experimentales: El \(\text{Br}_2 \) funde a \(-7, 2 \) ºC y el \(\text{ICl} \) que tiene el mismo número de electrones que el \(\text{Br}_2 \) lo hace a \( 27, 2 \) ºC.
12.
Dad una explicación a los siguientes hechos experimentales: El punto de ebullición del metanol es \(-162 \) ºC y el del \(\text{SnH}_4 \) es de \(-52 \) ºC.
13.
Dad una explicación a los siguientes hechos experimentales: El éter dietílico hierve a \( 34, 5 \) ºC y el \( 1 \) -butanol a \( 117 \) ºC.
14.
Dad una explicación a los siguientes hechos experimentales: El neón hierve a \( 27 \) K y el xenón lo hace a \( 165 \) K.
15.
Dad una explicación a los siguientes hechos experimentales: El \( 2 \) -nitrofenol funde a \( 45 \) ºC y el \( 4 \) -nitrofenol lo hace a \( 115 \) ºC.
16.
\(\text{Apartado a: } \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por identificar el tipo de fuerzas intermoleculares presentes en Br₂ e ICl. A continuación compararemos su intensidad y polaridad. Para terminar explicaremos por qué ICl tiene punto de fusión más alto siendo isoelectrónico con Br₂.
PASO 1: El bromo molecular Br₂ es una molécula diatómica no polar; por lo tanto, sus fuerzas intermoleculares son exclusivamente de dispersión de London, relativas débiles, lo que se refleja en su bajo punto de fusión. \(\text{Br}_2 \) \(-7, 2 \)
PASO 2: El yodo cloro ICl es una molécula polar por la diferencia de electronegatividad entre yodo y cloro; al tener el mismo número de electrones que Br₂, presenta additionally fuerzas dipolo-dipolo, que son más fuertes que las de London, elevando su punto de fusión. \(\text{ICl} \) \( 27, 2 \) \(\text{Apartado b: } \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por analizar las fuerzas intermoleculares en metanol y SnH₄. A continuación compararemos su masa molar y polaridad. Para terminar explicaremos la diferencia de puntos de ebullición en función de enlaces de hidrógeno y polarizabilidad.
PASO 1: El metanol (CH₃OH) contiene grupos hidroxilo capaces de formar enlaces de hidrógeno intermoleculares, mientras que su masa molar es menor que la de SnH₄. \(\text{CH}_3\text{OH} \) \(-162 \)
PASO 2: El SnH₄ es un tetrahidruro de estaño con masa molar elevada (122, 6 g/mol), lo que incrementa su polarizabilidad y fuerzas de dispersión de London, superando al metanol en punto de ebullición a pesar de carecer de hidrógeno enlazado. \(\text{SnH}_4 \) \(-52 \) \(\text{Apartado c: } \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por identificar los tipos de fuerzas intermoleculares en éter dietílico y 1-butanol. A continuación compararemos su polaridad y masa molar. Para terminar explicaremos la diferencia de puntos de ebullición.
PASO 1: El éter dietílico (C₂H₅OC₂H₅) es una molécula polar con momento dipolar pero sin capacidad de formar enlaces de hidrógeno donante, su punto de ebullición es 34, 5 ºC. \(\text{C}_2\text{H}_5\text{OC}_2\text{H}_5 \) \( 34, 5 \)
PASO 2: El 1-butanol (C₄H₉OH) contiene grupo hidroxilo y puede formar enlaces de hidrógeno, además tiene mayor masa molar; estas circunstancias hacen que su punto de ebullición sea 117 ºC. \(\text{C}_4\text{H}_9\text{OH} \) \( 117 \) \(\text{Apartado d: } \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por comparar las fuerzas de dispersión en gases nobles neón y xenón. A continuación relacionaremos su masa molar y polarizabilidad. Para terminar explicaremos la diferencia de puntos de ebullición.
PASO 1: El neón es un gas noble de pequeña masa molar y baja polarizabilidad, presenta fuerzas de dispersión muy débiles, hierve a 27 K. \(\text{Ne} \) \( 27 \)
PASO 2: El xenón es un gas noble de mayor masa molar y alta polarizabilidad, lo que incrementa notablemente sus fuerzas de dispersión, hierve a 165 K. \(\text{Xe} \) \( 165 \) \(\text{Apartado e)} \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por comparar los fenómenos de cristalización y polaridad en 2-nitrofenol y 4-nitrofenol. A continuación analizaremos la posición del grupo nitro en el anillo bencénico. Para terminar explicaremos la diferencia de puntos de fusión.
PASO 1: El 2-nitrofenol tiene el grupo nitro en posición orto, lo que genera interacciones intramoleculares y una red de fuerzas intermoleculares moderadas, funde a 45 ºC. \(\text{2-nitrofenol} \) \( 45 \)
PASO 2: El 4-nitrofenol tiene el grupo nitro en posición para, lo que permite una disposición más simétrica y empaquetamiento cristalino más eficiente, resultando en un punto de fusión más alto de 115 ºC. \(\text{4-nitrofenol} \) \( 115 \)
Para resolver este apartado empezaremos por identificar el tipo de fuerzas intermoleculares presentes en Br₂ e ICl. A continuación compararemos su intensidad y polaridad. Para terminar explicaremos por qué ICl tiene punto de fusión más alto siendo isoelectrónico con Br₂.
PASO 1: El bromo molecular Br₂ es una molécula diatómica no polar; por lo tanto, sus fuerzas intermoleculares son exclusivamente de dispersión de London, relativas débiles, lo que se refleja en su bajo punto de fusión. \(\text{Br}_2 \) \(-7, 2 \)
PASO 2: El yodo cloro ICl es una molécula polar por la diferencia de electronegatividad entre yodo y cloro; al tener el mismo número de electrones que Br₂, presenta additionally fuerzas dipolo-dipolo, que son más fuertes que las de London, elevando su punto de fusión. \(\text{ICl} \) \( 27, 2 \) \(\text{Apartado b: } \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por analizar las fuerzas intermoleculares en metanol y SnH₄. A continuación compararemos su masa molar y polaridad. Para terminar explicaremos la diferencia de puntos de ebullición en función de enlaces de hidrógeno y polarizabilidad.
PASO 1: El metanol (CH₃OH) contiene grupos hidroxilo capaces de formar enlaces de hidrógeno intermoleculares, mientras que su masa molar es menor que la de SnH₄. \(\text{CH}_3\text{OH} \) \(-162 \)
PASO 2: El SnH₄ es un tetrahidruro de estaño con masa molar elevada (122, 6 g/mol), lo que incrementa su polarizabilidad y fuerzas de dispersión de London, superando al metanol en punto de ebullición a pesar de carecer de hidrógeno enlazado. \(\text{SnH}_4 \) \(-52 \) \(\text{Apartado c: } \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por identificar los tipos de fuerzas intermoleculares en éter dietílico y 1-butanol. A continuación compararemos su polaridad y masa molar. Para terminar explicaremos la diferencia de puntos de ebullición.
PASO 1: El éter dietílico (C₂H₅OC₂H₅) es una molécula polar con momento dipolar pero sin capacidad de formar enlaces de hidrógeno donante, su punto de ebullición es 34, 5 ºC. \(\text{C}_2\text{H}_5\text{OC}_2\text{H}_5 \) \( 34, 5 \)
PASO 2: El 1-butanol (C₄H₉OH) contiene grupo hidroxilo y puede formar enlaces de hidrógeno, además tiene mayor masa molar; estas circunstancias hacen que su punto de ebullición sea 117 ºC. \(\text{C}_4\text{H}_9\text{OH} \) \( 117 \) \(\text{Apartado d: } \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por comparar las fuerzas de dispersión en gases nobles neón y xenón. A continuación relacionaremos su masa molar y polarizabilidad. Para terminar explicaremos la diferencia de puntos de ebullición.
PASO 1: El neón es un gas noble de pequeña masa molar y baja polarizabilidad, presenta fuerzas de dispersión muy débiles, hierve a 27 K. \(\text{Ne} \) \( 27 \)
PASO 2: El xenón es un gas noble de mayor masa molar y alta polarizabilidad, lo que incrementa notablemente sus fuerzas de dispersión, hierve a 165 K. \(\text{Xe} \) \( 165 \) \(\text{Apartado e)} \) Explicación:
Para resolver este apartado empezaremos por comparar los fenómenos de cristalización y polaridad en 2-nitrofenol y 4-nitrofenol. A continuación analizaremos la posición del grupo nitro en el anillo bencénico. Para terminar explicaremos la diferencia de puntos de fusión.
PASO 1: El 2-nitrofenol tiene el grupo nitro en posición orto, lo que genera interacciones intramoleculares y una red de fuerzas intermoleculares moderadas, funde a 45 ºC. \(\text{2-nitrofenol} \) \( 45 \)
PASO 2: El 4-nitrofenol tiene el grupo nitro en posición para, lo que permite una disposición más simétrica y empaquetamiento cristalino más eficiente, resultando en un punto de fusión más alto de 115 ºC. \(\text{4-nitrofenol} \) \( 115 \)
17.
Discutid la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de las siguientes sustancias: \(\text{CCl}_4 \)
18.
Discutid la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de las siguientes sustancias: \(\text{CH}_3\text{Cl} \)
19.
Discutid la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de las siguientes sustancias: \(\text{SiC} \)
20.
Discutid la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de las siguientes sustancias: \(\text{KF} \)
21.
Discutid la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de las siguientes sustancias: \(\text{CuSO}_4\cdot 5\text{H}_2\text{O} \)
22.
Discutid la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de las siguientes sustancias: \(\text{Cu} \)
24.
¿Qué clase de fuerza de atracción se ha de vencer en los siguientes procesos: ebullición del bromo líquido
25.
¿Qué clase de fuerza de atracción se ha de vencer en los siguientes procesos: sublimación del yodo
26.
¿Qué clase de fuerza de atracción se ha de vencer en los siguientes procesos: disociación del \(\text{Cl}_2 \) en átomos de Cl
27.
¿Qué clase de fuerza de atracción se ha de vencer en los siguientes procesos: fusión del hierro
28.
¿Qué clase de fuerza de atracción se ha de vencer en los siguientes procesos: fusión del \(\text{CsCl} \)
29.
¿Qué clase de fuerza de atracción se ha de vencer en los siguientes procesos:
a) ebullición del bromo líquido;
b) sublimación del yodo;
c) disociación del Cl₂ en átomos de Cl;
d) fusión del hierro;
e) fusión del CsCl?
\(\text{Apartado a: } \)
a) ebullición del bromo líquido;
b) sublimación del yodo;
c) disociación del Cl₂ en átomos de Cl;
d) fusión del hierro;
e) fusión del CsCl?
\(\text{Apartado a: } \)
30.
Discuta la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de la siguiente sustancia: \(\text{CCl}_4 \)
31.
Discuta la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de la siguiente sustancia: \(\text{CH}_3\text{Cl} \)
32.
Discuta la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de la siguiente sustancia: \(\text{SiC} \)
33.
Discuta la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de la siguiente sustancia: \(\text{KF} \)
34.
Discuta la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de la siguiente sustancia: \(\text{CuSO}_4\cdot 5\text{H}_2\text{O} \)
35.
Discuta la relación entre la estructura electrónica y las propiedades físicas de la siguiente sustancia: \(\text{Cu} \)