Pregunta 1.b · Química General I Inorgànica UB 2011

Indiqueu de forma raonada els tipus d'enllaços o forces intermoleculars presents en les substàncies següents, així com la categoria de sòlid a la qual pertany cadascuna: Cu, KI, SiO2, HF, Xe.

Solución: - Cu: Sòlid metàl·lic. Presenta enllaç metàl·lic (xarxa de cations envoltats d'un mar d'electrons deslocalitzats). - KI: Sòlid iònic. Presenta enllaç iònic (interaccions electroestàtiques fortes en xarxa tridimensional). - $\mathrm{SiO_2}$: Sòlid de xarxa covalent (covalent macromolecular). Àtoms units per enllaços covalents continus Si-O. - HF: Sòlid molecular. Enllaços covalents intramoleculars H-F i interaccions intermoleculars per enllaç d'hidrogen (a més de dipol-dipol i dispersió de London). - Xe: Sòlid molecular (atòmic). Forces intermoleculars febles de dispersió de London (dipol induït-dipol induït).

Quines conduiran el corrent elèctric en estat sòlid?

Solución: Només el Cu condueix l'electricitat en estat sòlid a causa de la mobilitat dels electrons lliures a la seva banda de conducció (el $\mathrm{KI}$ necessita estar fos o dissolt per conduir, i $\mathrm{SiO_2}$, $\mathrm{HF}$ i $\mathrm{Xe}$ són aïllants).

Quines resultaran solubles en aigua?

Solución: El KI (sòlid iònic) és molt soluble en aigua per solvatació dels ions $\mathrm{K^+}$ i $\mathrm{I^-}$. L'HF també és soluble/miscible perquè forma ponts d'hidrogen amb les molècules d'aigua. El $\mathrm{Cu}$ i el $\mathrm{SiO_2}$ són insolubles, i el $\mathrm{Xe}$ és un gas molt poc soluble en aigua.

Quina presentarà la temperatura de fusió més baixa?

Solución: El Xe, ja que només està unit per forces intermoleculars molt febles de dispersió de London entre àtoms individuals monoatòmics apolars, per la qual cosa fon a $-111{,}8\ ^\circ\mathrm{C}$ ($161\ \mathrm{K}$), molt per sota del punt de fusió de l'HF ($-83{,}6\ ^\circ\mathrm{C}$).