Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Julio 2021

El examen consta de 8 preguntas, de las que se podrá responder un MÁXIMO DE 5, combinadas como quiera. Cada pregunta vale 2 puntos (1 punto por apartado). Si responde a más preguntas de las permitidas, sólo se corregirán las 5 primeras respondidas.

 

PREGUNTA 1

Conteste a cada una de las siguientes cuestiones justificando la respuesta.

1.1. Justifique si las moléculas CS₂ y NCl₃ tienen o no momento dipolar.

1.2. Explique porqué la molécula de cloro es covalente mientras que el CsCl es un compuesto iónico. Indique una propiedad de cada compuesto.

 

1.1.  Lo primero vamos a hacer la estructura de Lewis del compuesto. Para eso primero calculamos los electrones de valencia que tienen entre todos los átomos:

 

 

La molécula tiene 1 átomos de carbono y 2 de azufre, en total tendremos 16 electrones. Como lo que quieren estos átomos es completar la última capa necesitaríamos  electrones. 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 4 pares electrónicos enlazantes y 4 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 4 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 los electrones será aquella que permita que tengan las menores repulsiones posibles en este caso, la lineal. A pesar de que los enlaces están polarizados, el átomo de azufre es más electronegativo que el de carbono, el momento dipolar resultante es nulo (se anulan los momentos dipolares de los enlaces). Así entonces, la molécula es apolar ().

 

 

 

Hacemos lo mismo con el otro compuesto. Los electrones de valencia que tienen entre los dos átomos serán:

 

 

La molécula tiene 1 átomos de nitrógeno y 3 de cloro, en total tendremos 26 electrones. Como lo que quieren estos átomos es completar la última capa necesitaríamos  electrones. 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 10 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. Como en uno de los vértices de ese tetraedro no hay ningún átomo (está el par de electrones solitario), la geometría de la molécula es piramidal. En este caso no se anulan los momentos dipolares de cada enlace y la molécula es polar ().

 

 

 

1.2.  La molécula de cloro, Cl₂, está formada por dos átomos de cloro. Ese elemento es un no metal y la diferencia de electronegatividad entre sus átomos es nula, puesto que son exactamente iguales. Eso hace que forme un compuesto covalente en el que comparten un par de electrones para formar ese enlace y alcanzan así la estructura de gas noble. Una propiedad de los compuestos covalentes es que son malos conductores de la electricidad. 

El cloruro de cesio, CsCl, está formado por un metal (el cesio) y un no metal (el cloro). La diferencia de electronegatividad entre los dos átomos es muy grande, siendo mucho más electronegativo el cloro. Eso hace que le arranque un electrón al cesio convirtiéndose él en un anión (), mientras que el cesio al perderlo se convierte en un catión (). De este modo alcanzan ambos la configuración estable de gas noble. La atracción electrostática entre los cationes y los aniones forman una red iónica cristalina. Una propiedad de los compuestos iónicos es que en estado sólido no conducen la corriente eléctrica, pero sí lo hacen en estado fundido o disueltos.