ejercicios de quimica IV resueltos-83

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EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA 247 SEPTIEMBRE 2009 
 
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1. a) Los elementos A, B, C y D tienen números atómicos 11, 35, 24 y 10 
respectivamente. 
- Escribe su configuración electrónica y sitúalos en la tabla periódica 
(grupo; periodo; representativo, transición o transición interna; metal o no-
metal). 
- Describe y razona mediante qué enlace químico se unen los compuestos 
que forma A consigo mismo y con B, C y D. 
- Dibuja la representación de Lewis del compuesto que forma B con B 
¿Qué tipo de enlace tiene lugar y por qué? 
b) Explica si en los siguientes casos se dan puentes de hidrógeno. En los 
casos en los que no sea así, describe el tipo de fuerza intermolecular que 
tiene lugar: cloro, amoniaco, agua y ácido clorhídrico. 
 
 
Resolución 
a) Para escribir la configuración electrónica de cada uno de los elementos, 
se debe tener en cuenta el orden en el que los electrones ocupan los 
orbitales, siguiendo el diagrama de Moeller (ver apartado a) del ejercicio 2 
del examen de junio de 2008): 
 
A, 11 electrones: 1s2 2s2 2p6 3s1 
 B, 35 electrones: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 
 C, 24 electrones: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s13d5 
 D, 10 electrones: 1s2 2s2 2p6 
 
Situar los elementos en la tabla periódica implica especificar lo explicado 
en el apartado a) del ejercicio 2 del examen de junio de 2008. A partir de 
esta explicación: 
 A, periodo 3, grupo IA (alcalino), representativo, metal. 
 B, periodo 4, grupo VIIA (halógeno), representativo, no metal. 
 C, periodo 4, grupo VIB, metal de transición. 
 D, periodo 2, grupo VIIIA (gas noble), representativo, no metal. 
 
El elemento A tiene un electrón en su último nivel energético: 
• A es un metal y si se combina consigo mismo lo hace mediante un enlace 
metálico. 
248 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 3 
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• Si A se combina con B, la diferencia de electronegatividad es suficiente 
para que A ceda un electrón a B, se formen los iones A+ y B- y tenga 
lugar un enlace iónico. 
• A se combina con C mediante enlace metálico, ya que ambos elementos 
son metales. 
• A no puede combinarse con D porque este último es un gas noble y su 
configuración electrónica es estable. 
 
Dos átomos del elemento B forman la molécula B2 mediante un enlace 
covalente, ya que la diferencia de electronegatividad entre los dos átomos 
es nula y los electrones son compartidos. En la representación de Lewis las 
cruces y puntos simbolizan los 7 electrones de valencia de cada átomo del 
elemento B. El par de electrones unido mediante una línea es compartido 
por los átomos de B que forman la molécula: 
 
 
b) Los puentes de hidrógeno se dan entre moléculas polares formadas 
mediante enlace covalente por hidrógeno y otro elemento electronegativo 
cuyo átomo tenga un tamaño suficientemente pequeño (F, O, N). 
• Cl2. No se dan puentes de hidrógeno ya que no está presente el 
hidrógeno. En este caso distintas moléculas de cloro se unen mediante 
fuerzas London. 
• NH3. Se dan puentes de hidrógeno, ya que el átomo de nitrógeno es 
electronegativo y lo suficientemente pequeño para que esto ocurra. 
• H2O. Se dan puentes de hidrógeno, ya que el átomo de oxígeno es 
electronegativo y lo suficientemente pequeño para que esto ocurra. 
• CH4. No se dan puentes de hidrógeno. En la molécula de metano se da el 
enlace covalente polar entre el hidrógeno y el carbono, pero la molécula 
de metano es tetraédrica y, por lo tanto, apolar. Entonces, se dan fuerzas 
London. 
• HCl. No se dan puentes de hidrógeno. El cloro es electronegativo, pero el 
tamaño de su átomo no es lo suficientemente pequeño. 
 
 
 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA 249 SEPTIEMBRE 2009 
 
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2.- El método industrial de preparación de lejía concentrada consiste en 
hacer pasar cloro (gas) a través de hidróxido sódico (en disolución acuosa), 
para dar hipoclorito sódico (lejía), cloruro sódico y agua. 
a) Ajusta la reacción que tiene lugar y las semirreacciones 
correspondientes. 
b) Se quiere preparar lejía concentrada mediante el método descrito, 
haciendo pasar 20 L de cloro a 4 atm y 300 K, a través de 4 L de una 
disolución acuosa de hidróxido sódico 1,25 M. Si el rendimiento de la 
reacción es del 80% y se separa el hipoclorito sódico producido; ¿Qué 
concentración molar de hipoclorito sódico tendrá una lejía preparada con 
dicho hipoclorito sódico disuelto en agua hasta un volumen de 1 L? 
c) Suponiendo que se separa el cloruro sódico formado en la reacción 
anterior y se prepara una disolución añadiendo 1 L de agua a dicha sal; ¿Es 
suficiente la cantidad de cloruro sódico formada para que la temperatura de 
congelación del disolvente descienda 5ºC? Considerar que el cloruro 
sódico se disocia totalmente. 
 
 
Datos 
Mmolar (g/mol): Na-23,0; H-1,0; O-16,0; Cl- 35,5; R= 0,082 atm·L/mol·K; 
Kf= 1,86 ºC kg/mol 
 
Resolución 
a) Primeramente se debe escribir la ecuación química que describe el 
texto. Después se asigna el número de oxidación correspondiente a cada 
elemento que interviene en la reacción, para comprobar cuál se oxida y 
cuál se reduce: 
 
+1 - 2 +1 0 +1 +1 - 2 +1 -1 +1 - 2
2 2NaOH(ac) + Cl (g) NaClO(ac) + NaCl(ac) + H O(l)→
 
 
El elemento que se oxida es el cloro, para dar hipoclorito sódico. Dicho 
elemento también se reduce para dar cloruro de sodio. 
Ahora se puede determinar la semirreacción de oxidación y la de 
reducción: