Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Junio 2019

1.       

1.1.  Establezca  la  geometría  de  las  moléculas  BF₃  y  NH₃  mediante la teoría de la repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (TRPEV).

1.2. Complete la siguiente reacción:  . Identifique el tipo de reacción y nombre los compuestos orgánicos que participan en ella.

 

1.1.  Empezamos por el trifluoruro de boro. La configuración electrónica de los átomos que forman parte de la molécula es:

 

 

 

Si tenemos en cuenta que la molécula tiene 3 átomos de flúor, en total tendremos 24 electrones. Como lo que quieren estos átomos es completar la última capa necesitaríamos  electrones (el boro va a incumplir la regla del octete, va a compartir los 3 que tiene y rodearse de 6). Si ahora restamos los electrones que necesitamos menos los que efectivamente tenemos obtendremos los electrones de enlace:

 

 

Ahora, si al número de electrones que tenemos le restamos los de enlace obtendremos los no enlazantes:

 

 

Pues bien, sabiendo que tenemos 3 pares electrónicos enlazantes y 9 no enlazantes y que el átomo al que le faltan más electrones para completar la capa es el central, podemos hacer la estructura de Lewis.:

 

 

 

Como vemos, alrededor del átomo central hay tres 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 será aquella que permita que esos electrones tengan las menores repulsiones posibles, es decir, estén los más separados. En este caso esa geometría es la triangular plana.

 

 

 

Hacemos ahora la estructura de Lewis del amoníaco. La configuración electrónica de los átomos que forman parte de la molécula es:

 

 

 

La molécula tiene 3 átomos de hidrógeno y uno de nitrógeno, en total tendremos 8 electrones. Como lo que quieren estos átomos es completar la última capa necesitaríamos  electrones (el hidrógeno va a incumplir la regla del octete, va a compartir el único electrón que tiene). Si ahora restamos los electrones que necesitamos menos los que efectivamente tenemos obtendremos los electrones de enlace:

 

 

Ahora, si al número de electrones que tenemos le restamos los de enlace obtendremos los no enlazantes:

 

 

Pues bien, sabiendo que tenemos 3 pares electrónicos enlazantes y 1 no enlazantes y que el átomo al que le faltan más electrones para completar la capa es el central, podemos hacer la estructura de Lewis.:

 

 

 

Como vemos, alrededor del átomo central hay 3 pares de electrones enlazantes y 1 antienlazante. Según la Teoría de Repulsión de los Pares Electrónicos de la Capa de Valencia (TRPECV), la geometría de los electrones será aquella que permita que tengan las menores repulsiones posibles en este caso, la tetraédrica. Pero como uno de los vértices de ese tetraedro no está ocupado por ningún átomo, sólo por un par electrónico, la geometría molecular será piramidal trigonal.

 

 

 

1.2.  La reacción propuesta es una reacción de adición de un halógeno a un doble enlace:

 

 

Rompe el enlace doble y cada átomo unido al mismo puede unirse a un nuevo átomo, en este caso, a un átomo de cloro formándose un derivado halogenado.

 

 

2.       

2.1.  Razone por qué a 1 atm de presión y a 25 ⁰C de temperatura, el H₂O es un líquido y el H₂S es un gas.

2.2.  Dados los compuestos BaCl₂ y NO₂, nómbrelos y razone el tipo de enlace que presenta cada uno.

 

2.1.  Tanto el agua como el sulfuro de hidrógeno son dos compuestos covalentes. Pero el agua tiene, como fuerzas intermoleculares, enlace de hidrógeno, ya que tiene un átomo muy electronegativo, el oxígeno, y además hidrógenos. Mientras que el sulfuro de hidrógeno presenta fuerzas de Van der Waals, dipolo-dipolo. El enlace de hidrógeno es una fuerza intermolecular más fuerte que las fuerzas de Van der Waals, lo que provoca que sus moléculas estén más unidas y que a temperatura ambiente sea un líquido.

2.2.  El primer compuesto es el cloruro de bario, que presenta un enlace iónico, al estar formado por dos átomos con muy diferente electronegatividad, un metal y un no metal. El metal pierde electrones convirtiéndose en catión bario () y el no metal los gana convirtiéndose en anión cloruro ().

 

El segundo es el dióxido de nitrógeno o óxido de nitrógeno (IV). Presenta un enlace covalente, porque en este caso la diferencia de electronegatividad es mucho menor, son dos no metales. El enlace se forma por compartición de electrones.