Cuestión 2 · Química PAU Valencia Ordinaria 2024

Tema: Enlace químico: Lewis, geometría, polaridad y propiedades · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

Considere las siguientes moléculas: BF3\mathrm{BF_3}, CF4\mathrm{CF_4} y NF3\mathrm{NF_3}. Responda a las siguientes cuestiones:

Datos:

números atómicos, ZZ: B=5\mathrm{B} = 5; C=6\mathrm{C} = 6; N=7\mathrm{N} = 7; F=9\mathrm{F} = 9. Electronegatividades: B=1,9\mathrm{B} = 1{,}9; C=2,4\mathrm{C} = 2{,}4; N=3,0\mathrm{N} = 3{,}0; F=4,0\mathrm{F} = 4{,}0.

a)

[0,9 puntos] Dibuje la estructura electrónica de Lewis de cada una de las moléculas y deduzca su geometría.

b)

[0,5 puntos] Ordene, justificadamente las moléculas BF3\mathrm{BF_3}, CF4\mathrm{CF_4}, NF3\mathrm{NF_3} por orden creciente de su ángulo de enlace.

c)

[0,6 puntos] Discuta la polaridad de los enlaces de las tres moléculas, y deduzca si éstas tienen momento dipolar.

Enunciado: Cuestión 2 · Química PAU Valencia Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Dibuje la estructura electrónica de Lewis de cada una de las moléculas

Solución: Estructuras de Lewis: - BF3\mathrm{BF_3}: Boro con 3 pares compartidos y sin pares solitarios (octeto incompleto, 6 e⁻). - CF4\mathrm{CF_4}: Carbono con 4 pares compartidos, completando el octeto. - NF3\mathrm{NF_3}: Nitrógeno con 3 pares enlazantes y 1 par solitario.

a) Geometría de BF3

Solución: Geometría triangular plana (o trigonal plana)

a) Geometría de CF4

Solución: Geometría tetraédrica

a) Geometría de NF3

Solución: Geometría pirámide de base triangular (piramidal trigonal)

b) Orden creciente del ángulo de enlace

Solución: NF3<CF4<BF3\mathrm{NF_3} < \mathrm{CF_4} < \mathrm{BF_3}

b) Justificación del orden de ángulos

Solución: En BF3\mathrm{BF_3} los ángulos son de 120∘120^\circ; en CF4\mathrm{CF_4} son de 109,5∘109{,}5^\circ; en NF3\mathrm{NF_3} la repulsión del par solitario cierra los ángulos a menos de 109,5∘109{,}5^\circ (<109,5∘< 109{,}5^\circ).

c) Polaridad de los enlaces B-F, C-F y N-F

Solución: Todos los enlaces (B-F, C-F y N-F) son covalentes polares

c) Momento dipolar global de las moléculas

Solución: NF3\mathrm{NF_3} es polar; BF3\mathrm{BF_3} y CF4\mathrm{CF_4} son apolares

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