Problemas de Qu´ımica General Curso 2015-2016
1◦ de C. Qu´ımicas Grupo 911 Hoja 3
1. Cada una de las siguientes mol´eculas contiene al menos un enlace covalente m´ultiple (doble o triple). Escribir estructuras de Lewis plausibles para ellas: (a) CS2; (b) (CH3)2CO; (c) Cl2CO;
(d) FNO.
2. Asignar cargas formales a los ´atomos en las siguientes especies y, a continuaci´on, seleccionar el esqueleto de la estructura m´as probable: (a) H2NOH ´o H2ONH; (b) SCS ´o CSS; (c) NFO ´o FNO; (d) SOCl2 ´o OSCl2 ´o OCl2S.
3. ¿En cu´al de las siguientes especies cabe esperar que sea m´as corto el enlace ox´ıgeno-ox´ıgeno?
(a) H2O2; (b) O2; (c) (c) O3. (Sugerencia: dibujar las estructuras de Lewis para los tres compuestos).
4. El ´oxido de dinitr´ogeno (´oxido nitroso o gas de la risa) es un compuesto usado a veces como anest´esico. Dados los siguientes datos sobre la mol´ecula de N2O: RNN = 113 pm; RNO = 119 pm, discutir la plausibilidad de las siguientes estructuras de Lewis. ¿Son todas v´alidas? ¿Cu´ales es m´as probable que contribuyan a la resonancia?
5. ¿En cu´ales de las siguientes especies es necesario usar un octete expandido para representar la estructura de Lewis: PO3−4 , PI3, ICl3, OSCl2, SF4, ClO−4? ¿Por qu´e?
6. Usar la teor´ıa de repulsi´on de pares electr´onicos de valencia (TRPEV) para predecir la forma geom´etrica de las siguientes mol´eculas e iones: (a) N2, (b) HCN, (c) NH+4, (d) NO−3, (e) NSF.
7. Usar la TRPEV para predecir la forma geom´etrica de las siguientes mol´eculas e iones: (a) PCl3, (b) SO2−4 , (c) SOCl2, (d) SO3, (e) BrF+4.
8. Usar la TRPEV para predecir la forma geom´etrica de las siguientes mol´eculas e iones: (a) ClO−4, (b) S2O2−3 , (c) PF−6, (d) I−3
9. Usar la TRPEV para predecir la forma geom´etrica de las siguientes mol´eculas e iones: (a) OSF2, (b) O2SF2, (c) SF−5, (d) ClO−3
10. Predecir las formas de las siguientes mol´eculas y, luego, predecir cu´ales cabe esperar que tengan un momento dipolar permanente. (a) SO2, (b) NH3, (c) H2S, (d) C2H4, (e) SF6, (f) CH2Cl2. 11. El ozono tiene un momento dipolar de 0.53D. ¿C´omo puede explicarse ese valor experimental si
todos los ´atomos de la mol´ecula son de ox´ıgeno?
12. La mol´ecula de H2O2 tiene un momento dipolar resultante de µ = 2.2D. Los ´atomos est´an unidos en la forma: H–O–O–H. ¿Puede ser una mol´ecula lineal? ¿Por qu´e?
13. Cu´ales de las siguientes mol´eculas cabe esperar que sean polares: (a) HCN, (b) SO3, (c) CS2, (d) OCS, (e) SOCl2, (f) SiF4, (g) POF3.
14. El momento dipolar de la mol´ecula de H2O es µ = 1.84D. Si su ´angulo de enlace es de 104◦, determinar el momento dipolar del enlace OH en dicha mol´ecula.
15. El momento dipolar de la mol´ecula de H2S es µ= 0.93D. Si el momento dipolar del enlace SH es de 0.67D, estimar el ´angulo de enlace de la mol´ecula.
16. Describe la geometr´ıa molecular en la mol´ecula de H2O sugerida por cada uno de los siguientes m´etodos: (a) teor´ıa de Lewis; (b) el de enlace de valencia a partir de orbitales at´omicos; (c) la TRPEV: (c) el de enlace de valencia a partir de orbitales h´ıbridos.
17. Para cada una de las siguientes especies qu´ımicas, identificar el ´atomo o ´atomos centrales y proponer un esquema de hibridaci´on para ´el o ellos: (a) CO2; (b) HONO2; (c) ClO−3; (d) BF−4. 18. Describir la geometr´ıa molecular del CCl4 seg´un: (a) la teor´ıa de Lewis; (b) el m´etodo de enlace de valencia a partir de orbitales at´omicos; (c) la TRPEV; (d) el de enlace de valencia a partir de orbitales h´ıbridos.
19. Proponer una estructura de Lewis plausible, una geometr´ıa y un esquema de hibridaci´on para la mol´ecula de NSF.
20. Proponer una estructura de Lewis para la mol´ecula de SF4. A partir de la TRPEV, ¿qu´e ge- ometr´ıa cabe esperar en esa mol´ecula? ¿Cu´al ser´ıa la hibridaci´on del ´atomo de azufre consistente con esa geometr´ıa? ¿C´omo ser´ıa el orbital h´ıbrido donde se localizara el par solitario?
21. Representar el esquema de enlaces en cada uno de los sistemas siguientes: (a) NO−2; (b) I−3; (c) C2O2−4 ; (d) HCO−3.
22. El ´acido m´alico es un ´acido org´anico presente en diversas clases de frutas. Su f´ormula es:
HOOC–(CH2)–(CHOH)–COOH. Sugerir una estructura tridimensional plausible de acuerdo con la TRPEV. Indicar las posibles hibridaciones de los distintos ´atomos de carbono compatibles con esa geometr´ıa.
23. De acuerdo con la teor´ıa de orbitales moleculares, discutir la estabilidad relativa de las siguientes especies: F2, F+2 y F−2.
24. El N2 tiene una energ´ıa de enlace excepcionalmente alta. Determinar su configuraci´on de energ´ıa m´as baja de acuerdo con el m´etodo de orbitales moleculares. ¿Cabr´ıa esperar que el ion N−2 fuera una especie estable? ¿Y el ion N2−2 ?
25. El aleno es una mol´ecula org´anica de f´ormula CH2CCH2. Teniendo en cuenta que no se trata de una mol´ecula plana, discutir su posible geometr´ıa y dar un esquema de hibridaci´on para los
´
atomos de carbono compatible con esa geometr´ıa.
26. El magnesio es un excelente conductor de la electricidad aunque tiene completa su capa m´as externa, 3s. Justificar la compatibilidad de ambos hechos.
27. El ion F2Cl− es lineal mientras que el ion F2Cl+ es angular. Describir los posibles esquemas de hibridaci´on del Cl en ambos casos que justifiquen esa diferencia en las estructuras.
28. La mol´ecula de formamida, HCONH2, tiene los siguientes ´angulos de enlace aproximados:
H–C–O, 123◦; H–C–N, 113◦; N–C–O, 124◦; C–N–H, 119◦; H–N–H, 119◦. La longitud de enlace C–N es de 138 pm. Para esta mol´ecula se pueden escribir dos estructuras de Lewis, y la estructurareal resulta ser un h´ıbrido resonante de ambas. Proponer un esquema de hibridaci´on y de enlace para los ´atomos en cada estructura.
29. Cu´ales de las siguientes especies cabe esperar que sean paramagn´eticas y cu´ales diamagn´eticas:
(a) OH−; (b) OH; (c) NO3; (d) SO3; (e) SO2−3 ; (f) HO2.
