1. Educación

Problemas de Qu´ımica General
1◦ de C. Qu´ımicas
Curso 2012-2013
Grupo 916
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 )2 CO; (c) Cl2 CO;
(d) FNO.
2. Asignar cargas formales a los a´tomos en las siguientes especies y, a continuaci´on, seleccionar
el esqueleto de la estructura m´as probable: (a) H2 NOH ´o H2 ONH; (b) SCS ´o CSS; (c) NFO ´o
FNO; (d) SOCl2 o´ OSCl2 o´ OCl2 S.
3. ¿En cu´al de las siguientes especies cabe esperar que sea m´as corto el enlace ox´ıgeno-ox´ıgeno?
(a) H2 O2 ; (b) O2 ; (c) (c) O3 . (Sugerencia: dibujar las estructuras de Lewis para los tres
compuestos).
4. El o´xido 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 N2 O: 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−
e?
4 , PI3 , ICl3 , OSCl2 , SF4 , ClO4 ? ¿Por qu´
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) NO3 , (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) BrF4 .
8. Usar la TRPEV para predecir la forma geom´etrica de las siguientes mol´eculas e iones: (a) ClO−
4,
2−
−
−
(b) S2 O3 , (c) PF6 , (d) I3
9. Usar la TRPEV para predecir la forma geom´etrica de las siguientes mol´eculas e iones: (a) OSF2 ,
−
(b) O2 SF2 , (c) SF−
5 , (d) ClO3
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) H2 S, (d) C2 H4 , (e) SF6 , (f) CH2 Cl2 .
11. El ozono tiene un momento dipolar de 0.53D. ¿C´omo puede explicarse ese valor experimental si
todos los a´tomos de la mol´ecula son de ox´ıgeno?
12. La mol´ecula de H2 O2 tiene un momento dipolar resultante de µ = 2.2D. Los a´tomos 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 H2 O 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 H2 S es µ = 0.93D. Si el momento dipolar del enlace SH
es de 0.67D, estimar el a´ngulo de enlace de la mol´ecula.
16. Describe la geometr´ıa molecular en la mol´ecula de H2 O 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 a´tomo o a´tomos centrales y
−
proponer un esquema de hibridaci´on para ´el o ellos: (a) CO2 ; (b) HONO2 ; (c) ClO−
3 ; (d) BF4 .
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 geometr´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) I3 ; (c)
2−
−
C2 O4 ; (d) HCO3 .
22. El a´cido m´alico es un a´cido 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 F2 .
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 CH2 CCH2 . 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
a´tomos 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 F2 Cl− es lineal mientras que el ion F2 Cl+ 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
estructura real resulta ser un h´ıbrido resonante de ambas. Proponer un esquema de hibridaci´on
y de enlace para los a´tomos 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 .