Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Junio 2018

1.       

1.1.  Dados los orbitales atómicos 4s, 2d, 5f, 2p, 1p; razone cuales no pueden existir.

1.2.  Razone  si  es  correcta  la  siguiente  afirmación:  la  solubilidad  del  cloruro  de  plata  (sal poco soluble) es igual en agua pura que en una disolución de cloruro de sodio.

 

1.1.  Razonaremos la existencia de los orbitales a partir de los números cuánticos. Primero vamos a recordar su significado:

 

·    n:  número  cuántico  principal.  Como  valores  puede  tomar  cualquier  número  natural.  Está relacionado con el volumen efectivo del orbital y con el nivel energético. Cuanto mayor sea n mayor volumen efectivo tendrá el orbital y mayor energía le corresponde.

 

·   l:  número  cuántico  secundario.  Toma  valores,  .  Está  relacionado  con  la forma de los distintos orbitales. Las distintas formas de los orbitales se designan mediante letras:

 

 

·   m:  número  cuántico  magnético.  Toma  valores,  .  Está  relacionado   con la orientación de los orbitales en el espacio. Existen tantas orientaciones como valores de m.

 

·    s:  número  cuántico  de  spin.  Tiene  que  ver  con  el  sentido  de  rotación  del  electrón  en torno a su propio eje cuando se mueve dentro de un orbital. El electrón sólo tiene dos posibles sentidos de giro, por lo que sólo puede tomar los valores  y .

 

Comencemos entonces a calcularlos para cada uno de los orbitales que nos dan:

 

§   4s:  .

 

§   2d:  .  No  puede  existir,  porque  los  valores  permitidos  del  número cuántico secundario corresponden o con el orbital s o con el p, pero en ningún caso con el d.

 

§   5f: .

 

§   2p:  .

 

§   1p:  .  Tampoco  puede  existir,  porque   el  valor  permitido  del  número cuántico secundario corresponde únicamente con un orbital s, nunca con un orbital p.

 

1.2.  El  cloruro  de  plata  como  es  una  sal  poco  soluble,  al  disolverla  en  agua  se  establecerá el siguiente equilibrio entre los iones en disolución y la sal en estado sólido:

 

 

El cloruro de sodio, que es una sal muy soluble, al disolverla en agua disociará completamente en sus iones:

 

 

Por lo tanto, si nosotros disolvemos el cloruro de plata en una disolución de cloruro de sodio, se producirá el efecto del ion común. Es decir, al haber en la disolución ion cloruro, desplazará el equilibrio (del cloruro de plata) hacia la izquierda, por lo que se disolverá menos cantidad que si lo disolviéramos en agua pura.

 

 

2.       

2.1.  Explique la hibridación del átomo central de la molécula de BeCl₂.

2.2. Dada  la  reacción:    .  Escriba  las  fórmulas semidesarrolladas de los compuestos orgánicos e identifique el tipo de reacción.

 

2.1.  Primero vamos a hacer la estructura de Lewis para esta molécula:

 

 

El berilio es un elemento que nunca cumple la regla del octete. Tiene dos electrones de valencia y los comparte, por lo que, al final tiene a su alrededor cuatro electrones.

 

 

 

 

 

 

Como vemos, alrededor del átomo central hay dos pares de electrones enlazantes y ninguno antienlazante. Según la Teoría de Repulsión de los Pares Electrónicos de la Capa de Valencia (TRPECV), la geometría de la molécula sería lineal. La hibridación compatible con esta geometría sería la sp. Cada uno de los orbitales híbridos sp del átomo de Berilio se solaparía con un orbital p de cada uno de los cloros.

 

2.2.  Las fórmulas semidesarrolladas de los compuestos serían:

 

 

 

Se trata de una reacción de eliminación, concretamente la deshidratación de un alcohol. Procedimiento habitual por el que se obtienen alquenos. Se suele usar como agente deshidratante ácido sulfúrico (H₂SO₄).