Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Septiembre 2017

1.   Teniendo en cuenta la estructura y el tipo de enlace, justifique:

1.1.  El cloruro de sodio tiene un punto de fusión mayor que el bromuro de sodio.

1.2.  El amoníaco es una molécula polar.

1.3.  El SO₂ es una molécula angular pero el CO₂ es lineal.

 

 

1.1.  Tanto  el  NaCl  como  el  NaBr  son  dos  compuestos  que  tienen  un enlace iónico. En estos compuestos cuanto mayor sea la energía de red, mayor es la unión entre los iones y más alto será su punto de fusión. La energía de red (U) es directamente proporcional al producto de las cargas de los iones e inversamente proporcional a la distancia interionica de estos:

 

 

 

Esta distancia dependerá tanto del radio del catión como del anión, de forma que, cuanto menor sean los radios, menor será también la distancia interionica. En nuestro caso, los iones que forman cada una de las redes iónicas son:

 

 

 

 

Los cationes son iguales en los dos compuestos, y los aniones tienen la misma carga, por lo tanto, lo que va a decidir es el tamaño de estos. El anión bromuro tiene un radio mayor que el anión cloruro, puesto que el bromo tiene una capa electrónica más que el cloro. Por lo que, la distancia interionica es mayor en el caso del bromuro de sodio y, en consecuencia, tiene una energía reticular más pequeña. Por eso, el cloruro de sodio tiene un punto de fusión mayor que el bromuro de sodio.

 

 

1.2.  Para saber si una molécula es polar o no, necesitamos saber su geometría y para eso vamos a hacer primero la estructura de Lewis del compuesto:

 

 

 

 

 

 

 

Como vemos, el amoníaco tiene tres pares electrónicos enlazantes y uno no enlazante y según la teoría de repulsión de los pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) la orientación en el espacio en la que las repulsiones entre ellos son menores sería la tetraédrica, dando así una geometría molecular piramidal:

 

 

  

Los enlaces son polares porque el nitrógeno es más electronegativo que los hidrógenos, y la suma de los momentos dipolares no es nula, por lo que la molécula de amoníaco es polar.

 

 

1.3.  Para hacer la geometría de las moléculas, primero vamos a hacer la estructura de Lewis:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

En el caso de la molécula de dióxido de azufre, según la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) la geometría en la que las repulsiones entre los electrones situados alrededor del átomo central, el azufre, son menores, sería una geometría angular:

 

 

 

Sin embargo, en el caso del dióxido de carbono, al no tener el átomo central, el carbono, ningún par electrónico solitario, hace que no sea necesario que la molécula se curve para minimizar las repulsiones. Por lo tanto, la geometría de esta molécula sería lineal:

 

 

 

 

2.    

2.1.  Escriba la fórmula semidesarrollada de los siguientes compuestos:

 3-metil-2,3-butanodiol             5-hepten-2-ona                 etilmetiléter                 etanoamida

2.2.  Indique  si  el  2-hidroxi-propanoico  presenta  carbono  asimétrico  y  represente  los  posibles isómeros ópticos.

 

 

2.1.  La fórmula semidesarrollada de los compuestos sería:

 

 

El nombre del primero de los compuestos que nos dan no es correcto. Cuando numeramos la cadena principal, debemos hacerlo de manera que los grupos alcohol lleven un localizador lo más bajo posible. En este caso sería igual numerar la cadena de izquierda a derecha que de derecha a izquierda, por lo que, si hay algún sustituyente en esa cadena, en este caso un metilo, se debería nombrar de manera que ese sustituyente también lleve el localizador lo más bajo posible. Por eso se debería de numerar de derecha a izquierda, y entonces el metilo iría en el carbono 2. Por lo tanto, el nombre correcto de ese compuesto sería: 2-metil-2,3-butanodiol.

 

 

2.2.  La fórmula del ácido 2-hidroxipropanoico es:

 

 

 

Para que el compuesto presente isomería óptica, debe tener al menos un átomo de carbono asimétrico o quiral (*), es decir, que esté enlazado a cuatro sustituyentes diferentes. Este compuesto tiene un carbono que cumple esa condición y presentará isomería óptica y tendrá dos enantiómeros: