Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Septiembre 2018

1.      Responda las siguientes cuestiones justificando la respuesta.

1.1. ¿Es posible el siguiente conjunto de números cuánticos ?

1.2.  ¿Los sólidos covalentes tienen puntos de fusión y ebullición elevados?

 

1.1.  Primero vamos a recordar el significado de los números cuánticos:

 

·    n:  número  cuántico  principal.  Como  valores  puede  tomar  cualquier  número  natural. Está relacionado con el volumen efectivo del orbital y con el nivel energético. Cuanto mayor sea n mayor volumen efectivo tendrá el orbital y mayor energía le corresponde.

·   l: número  cuántico  secundario.  Toma  valores,  .  Está  relacionado con la forma de los distintos orbitales. Las distintas formas de los orbitales se designan mediante letras:

·   m:  número  cuántico  magnético.  Toma  valores,  .  Está  relacionado con la orientación de los orbitales en el espacio. Existen tantas orientaciones como valores de m.

·    s:  número  cuántico  de  spin.  Tiene  que  ver  con  el  sentido  de  rotación del electrón en torno a su propio eje cuando se mueve dentro de un orbital. El electrón sólo tiene dos posibles sentidos de giro, por lo que sólo puede tomar los valores  y .

 

Vamos a escribir todas las combinaciones de números cuánticos para el número cuántico principal:

 

 

Como vemos es una combinación de números cuánticos imposible, porque para ese número cuántico principal (n), el número cuántico secundario (l) sólo puede tomar valor cero.

 

 

1.2.  Los  sólidos  covalentes  son  sustancias  sólidas  formadas  por  un  número  indeterminado de átomos unidos mediante un enlace covalente. Se llaman sólidos covalentes, pues este es el estado en el que se encuentran en la naturaleza. A diferencia de las sustancias covalentes moleculares, no hay una unidad que se repita, sino que, en cada caso, el número de átomos enlazados va a depender de la cantidad de sustancia que manejemos, al igual que sucede con los compuestos iónicos. Los más comunes son el diamante, el grafito y la sílice.

 

Efectivamente es cierto que tienen elevados puntos de fusión y ebullición, ya que, para fundirlos o pasarlos a estado gas, hay que romper los fuertes enlaces covalentes que existen entre los átomos.

 

 

2.       

2.1. Escriba la  fórmula semidesarrollada de la dimetilamina, etanal y ácido 2-metilbutanoico, y nombre: 

 

2.2.  Razone  como  varía  la  solubilidad  del  FeCO₃  (sal  poco  soluble)  al  añadir  Na₂CO₃  a una disolución acuosa de dicha sal.

 

2.1.  Empezamos  con   el primero  de  los  compuestos,  la  dimetilamina.  Se  trata  de  una  amina secundaria:

 

 

 

El siguiente compuesto es un aldehído:

 

 

 

Por último, tenemos un ácido carboxílico:

 

 

 

Por último, vamos a nombrar los compuestos que nos dice el enunciado:

 

 

 

 

2.2.  El carbonato de hierro (II) sólido, en disolución estará en equilibrio con sus iones:

 

 

Sin embargo, el carbonato de sodio, una sal muy soluble, disociará totalmente en sus iones:

 

 

Como vemos las dos sales aportan iones carbonato, lo que hará que la primera de ellas, el carbonato de hierro (II) sea menos soluble al añadir el carbonato de sodio. La explicación radica en el efecto del ion común, porque el ion carbonato que aporta la segunda sal hace que el equilibrio de la primera se desplace hacia la izquierda. Esto se explica por el principio de Le Châtelier. Al aumentar la concentración de los productos, el equilibrio se desplaza hacia los reactivos. En otras palabras, tendremos menos iones disueltos y más carbonato de hierro (II) en estado sólido.