l’enllaç químic - iescanpuig.com formant una estructura de capes. b) en escalfar un metall, els...
TRANSCRIPT
172
6 L’enllaç químic
A l’aigua:
a) Quins enllaços hem de trencar perquè passi de l’estat líquid a l’estat gasós?
b) Quins enllaços ens cal trencar perquè els seus àtoms se separin?
c) Aquests dos processos són canvis químics o físics?
a) Perquè canviï d’estat, els enllaços intermoleculars (enllaços de H).
b) Què els seus àtoms se separin, els enllaços intramoleculars(enllaços covalents).
c) El procés a) serà estudiat per la física, i el b), per la química,perquè origina substàncies noves (H2 i O2).
A partir de la seva configuració electrònica i situació a la taula periòdica,indiqueu la valència iònica (càrrega del ions) dels àtoms que formen els següents compostos iònics:
CaCl2, CaO, KBr, Na2S.
Escriu la configuració electrònica dels següents àtoms, i indica quantselectrons han de guanyar, o bé perdre, els àtoms dels elements següentsper tal d’adquirir la configuració de gas noble, i quin gas noble s’obté:
a) S b) Al c) Li d) Sr e) I f ) Cs
Ens caldrà conèixer el nombre d’electrons que hi ha en el seu nivell de valència, que vindrà donat pel grup de la taula periòdica al qualpertanyin:
Tot tenint en compte la taula d’electronegativitats que s’il·lustra a lapàgina 148, indica si es formarà enllaç iònic o no en unir-se les següentsparelles d’àtoms.
a) Ag–Au b) N–H c) S–Cl d) Al–Cl
4.
Element S Al Li Sr I Cs
Electrons devalència
6 3 1 2 7 1
Per assolir laconfiguració degas noble cal...
Guanyar2 e
Perdre3 e
Perdre1 e
Perdre2 e
Guanyar1 e
Perdre1 e
Es converteix en el gas noble...
Ar Ne He Kr Xe Xe
3.
2.
1.
CaCl = Ca2+ + 2Cl− CaO = Ca2+ + O2−
KBr = K+ + Br− Na2S = 2Na+ + S2−
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 172
173
SOLUCIONARI
A les fórmules següents hi ha un error. Corregeix-lo.
a) Rb2S b) Al2O3 c) CaO d) LiF2
a) Rb2S b) Al2O3 c) CaO d) LiF
La fórmula errònia és la d).
Relaciona les substàncies i els valors de punts de fusió següents:
Com més gran sigui l’energia de la xarxa, més gran serà el punt de fusió. L’assignació correcta és:
Observa la taula i completa la frase. L’energia de xarxaa mesura que la diferència de mida entre l’anió i el catió.
L’energia de la xarxa disminueix a mesura que augmenta la diferenciade mida entre l’anió i el catió.
A part del clor, l’oxigen i el nitrogen, hi ha d’altres elements formats permolècules diatòmiques. Escriu l’estructura de Lewis de les molècules: H2,F2, I2, Br2.
Escriu la representació de Lewis de les molècules següents i determina si n’hi ha cap que incompleixi la regla de l’octet.
a) NO b) SF4 c) NH3 d) CHCl3
9.
8.
Substància LiF NaF KF RbF
Energia de xarxa (kJ/mol) 1.036 923 821 785
7.
Punt de fusió (°C) 996 734 642
Substància NaF KBr RbI
Energia de xarxa (kJ/mol) 923 682 630
6.
5.
Enllaç Ag−Au N−H S−Cl Al−Cl
Element Ag Au N H S Cl Al Cl
EN 1,93 2,54 3,04 2,20 2,58 3,16 1,50 3,16
EnllaçMetàl·lic: escombinen dosmetalls.
Covalent: ENsemblants ialtes.
Covalent: ENsemblants ialtes.
Iònic: EN moltdispars (metall i no-metall).
H2 H − H F2 F −F I2 I − I Br2 Br− Br
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 173
174
6 L’enllaç químic
Les molècules a) i b) incompleixen la regla de l’octet:
El BF3 reacciona amb el NF3 i forma un sòlid blanc. Explica aquestareacció com a resultat de la formació d’un enllaç covalent datiu. Identificael donador i l’acceptor.
L’explicació:
A partir de la configuració de Lewis, indiqueu la geometria de lesmolècules següents: NF3, CO2, BeH2, CCl4, PCl3
NF3 (piramidal) CO2 (linea) Be H2 (lineal)
C Cl4 (tetraèdrica) P Cl3 (piramidal)
Utilitza els valors de l’electronegativitat per ordenar els següents enllaçosen funció del seu caràcter iònic creixent:
a) C–H, C–S, C–Br, Si–Br, Si–H
b) Li–F, Li–H, Li–Li, Li–S, Li–O
Indica en cada cas quin és l’element que duu la càrrega parcial negativa i quin du la càrrega positiva.
(+) (−) (−) (+) (+) (−) (+) (−) (+) (−)a) C − S < C − H < Si − H < C − Br < Si − Br
b) Li − Li < Li − H < Li − S < Li − O < Li − F
El liti és l’element que du la càrrega positiva en tots el casos.
12.
11.
F•• •
••
••
B F• •
• •••
F• •
••
••
H
N ••
H
— ———
— —H +
F• •
••
••
B F• •
• •••
F• •
••
••
H
N ••
H
— ———
— —H
Donador Acceptor
10.
F••
• •••
••
F• •
• •
••• S
•
• •••
• F• •
• •••
•
F• •
•••
••
a)
b) d)
c)O• •
•
••
••• N •
•
•O —— N• •
•• •
•
•
H•
N•
•••
• H• •
• •••
•
H•
H
N••
H
——
— H
Cl•
• •••
••
Cl• •
• •
••• C
•
•
•• Cl• •
• ••••
H•
Cl—
Cl
C
H
——
— Cl•
• •••
••
• •
• •
•••
•
• •••
•• •
• •••
•
• •
•••
••
• •
•
••
••• •
•
•• •
•• •
•
•
•
•
•••
•• •
• •••
•
•
H
N••
H
——
— H
•
• •••
••
• •
• •
•••
•
•
••
• •
• ••••
•
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 174
175
SOLUCIONARI
La molècula de BeCl2 és apolar, mentre que la molècula de Cl2O és polar.Què ens pots dir de la geometria dels enllaços?
Com que els enllaços són polars per tots dos casos, BeCl2 és unamolècula lineal, mentre que la molècula Cl20 és angular.
En els següents parells de molècules una és polar i l’altra és apolar. Indicaquina és quina en cada cas i explica’n el perquè.
a) CH2Cl2 , CH4 b) CF4, CH3F c) SnCl2, BeCl2
a) CH2Cl2 és polar, tetraèdrica i no tots els enllaços són iguals.CH4 és apolar, tetraèdrica i no tots els seus enllaços són iguals.
b) CF4 és apolar, tetraédrica i tots els seus enllaços són iguals.CH3F és polar, tetraédrica i no tots els seus enllaços són iguals.
c) SnCl2 és polar i angular. BeCl2 és apolar i lineal.
Explica per què la major part de les substàncies covalents que es troben a la naturalesa són aïllants elèctrics.
Els electrons de la majoria de les substàncies covalents estanlocalitzats o bé en un àtom o bé en un enllaç. No hi ha mobilitatd’electrons i, en conseqüència, no hi ha conducció elèctrica.
Pensa en quina mena d’enllaç s’estableix entre els seus àtoms, i determina quines de les fórmules següents són empíriques i quines són fórmules moleculars:
a) NH3 c) NLi3 e) PCl3b) AlCl3 d) CO f ) CaO
Són fórmules empíriques les de les substàncies iòniques, i molecularsles de les substàncies covalents.
Fórmules empíriques: AlCl3, NLi3, CaO.
Fórmules covalents: NH3, CO, PCl3.
Explica si són certes les afirmacions següents:
a) L’enllaç covalent és més dèbil que l’enllaç iònic, atès que elscompostos iònics tenen punts de fusió més alts que la major part dels compostos covalents.
b) Els sòlids covalents cristal·lins són capaços de conduir el correntelèctric perquè els electrons que formen l’enllaç covalent es mouend’una banda a l’altra del cristall amb facilitat.
17.
16.
15.
14.
13.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 175
176
6 L’enllaç químic
a) Fals. Quan una substància covalent molecular canvia d’estat, elsenllaços que es trenquen són els intermoleculars, molt més dèbilsque els enllaços covalents entre els seus àtoms.
b) Això succeeix en alguns sòlids covalents cristal·lins, com ara elgrafit. Però no té lloc en els sòlids en què tots els electrons formenpart d’enllaços covalents localitzats, com en el diamant.
Explica els fets següents:
a) El diamant i el grafit estan formats per àtoms de carboni; el diamant ésun cristall molt dur i en canvi el grafit s’utilitza per fer mines de llapis.
b) En escalfar una barra d’un metall per un extrem, l’energia es propagaper tota la barra.
c) El coure es pot estendre en forma de fils que s’utilitzen per construircables elèctrics.
d) Els cristalls de sal es trenquen fàcilment; en canvi els metalls aguantenels cops sense trencar-se.
a) El diamant està format per una estructura tridimensional en quècada àtom de C està unit amb altres quatre àtoms de C mitjançantenllaços covalents.
En canvi, al grafit cada àtom de C només està unit a altres tresformant una estructura de capes.
b) En escalfar un metall, els electrons que formen el núvol electrònicd’un extrem adquireixen energia que comuniquen als altreselectrons donat que es mouen per tota la barra.
c) El coure es pot estendre en forma de fils ja que la seva estructurade cations no es modifica. És conductor perquè té electrons lliures.
d) La sal és un cristall iònic format per cations i anions. En rebre uncop és possible que s’ajuntin ions del mateix signe i el cristall estrenca.
En canvi, el metalls estan formats per cations cohesionats pel núvolelectrònic.
El punt d’ebullició de l’aigua a la pressió atmosfèrica és de 100 °C,mentre que el del metanol (CH3OH) és de 65 °C. Estudia les molècules de les dues substàncies i explica aquest fet.
Cada molècula d’aigua està unida amb les veïnes per dos enllaços de H, mentre que cada molècula de metanol només ho està per unenllaç de H. Això determina que sigui més fàcil trencar les forces quemantenen unides les molècules de metanol en estat líquid, i per aixòté un punt d’ebullició més baix que l’aigua.
19.
18.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 176
177
SOLUCIONARI
Indica en quines de les substàncies següents hi poden haver enllaçosd’hidrogen:
a) H2O2 b) SH2 c) CH3−CH2OH d) CH3−O−CH3
e) CH3−COH f ) CH3−COOH g) NH3
L’enllaç d’hidrogen el formen les molècules en què hi ha un enllaç −O−H o −N−H.
Formen l’enllaç de H: a) H2O2, c) CH3−CH2OH, f) CH3−COOH, g) NH3.
No formen l’enllaç de H: b) SH2, d) CH3−O−CH3, e) CH3−COH.
El iode (I2) no es dissol en aigua, però en canvi es pot dissoldre en acetona(CH3−CO−CH3). Estudia les molècules d’aquestes substàncies i explicaper què succeeix això.
La molècula de iode és una molècula apolar, ja que hi té lloc un enllaç covalent entre àtoms iguals. El volum de la molècula de iode és tan gran que permet que els electrons s’acumulin en un extrem i es formi un dipol, bé de forma instantània o bé induït per una altraespècie polar.
La molècula d’aigua és una molècula polar en què pot tenir lloc l’enllaç de H.
La molècula d’acetona és una molècula polar, però sense possibilitatde formar enllaços de H.
Perquè una substància es dissolgui en una altra, s’han de formarenllaços entre les molècules de totes dues substàncies que no siguinmolt diferents dels que hi ha entre les molècules de cada substància.
Els enllaços de H entre les molècules d’aigua són molt més grans queels que es puguin establir entre les molècules de iode; per això no esdissolen. Les molècules de iode es dissolen en acetona perquè elsenllaços entre elles són molt més dèbils i d’un ordre similar al ques’estableix entre les molècules de iode.
Per què són durs els sòlids iònics?
La duresa és la resistència a la ratllada. Perquè un cristall iònic es pugui ratllar cal trencar la xarxa cristal·lina, i això requereix molta força.
Com és que els sòlids covalents moleculars són tous i els sòlids covalentscristal·lins són molt durs?
Quan es produeix una ratllada en un sòlid covalent, es trenquenenllaços intermoleculars; aquests enllaços són molt més dèbils que els enllaços covalents entre àtoms que s’estableixen a les xarxescristal·lines dels sòlids covalents.
23.
22.
21.
20.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 177
178
6 L’enllaç químic
Com és que el punt de fusió dels metalls és molt alt?
Perquè els metalls tenen una estructura interna cristal·lina en quèmolts ions positius ocupen posicions perfectament determinades,estabilitzada pels electrons del nivell de valència. Per fondre un metallcal trencar aquesta estructura cristal·lina, i això demana molta energia.
Per què els sòlids iònics no condueixen l’electricitat, si estan formats per ions?
Perquè, en estat sòlid, els ions ocupen posicions molt determinadesde la xarxa cristal·lina, sense possibilitat de moviment. Per tant, no hiha cap possibilitat de conducció elèctrica.
Per què els metalls condueixen molt bé l’electricitat?
Doncs perquè l’estructura interna dels metalls està formada per ionspositius estabilitzats pels electrons de valència, que deixen d’estarunits al nucli de l’àtom corresponent per gaudir d’una certa llibertat de moviment. I aquesta llibertat permet la conducció elèctrica.
Com és que els cristalls covalents són durs?
Són durs perquè per ratllar la substància cal trencar la xarxacristal·lina, i això implica trencar enllaços covalents molt forts.
Explica per què els gasos nobles són els únics elements de la taulaperiòdica que hi ha a la naturalesa en forma d’àtoms aïllats.
Perquè tenen l’estructura atòmica més estable que un àtom pot tenir.Els altres guanyen, perden o comparteixen electrons per tenir unaestructura electrònica semblant a la d’un gas noble.
Els àtoms són neutres. Imagina que estan formats per partícules com ara els neutrons. Es podria explicar la formació d’enllaços entre ells?
Les forces d’enllaç són de naturalesa elèctrica. Són forces d’atraccióentre espècies amb càrrega positiva i d’altres amb càrrega negativa. Si totes les partícules que formen l’àtom fossin similars als neutrons no hi hauria càrregues elèctriques, i els enllaços entre àtoms s’hauriend’explicar per mitjà d’un altre tipus de forces.
Si els àtoms s’atrauen quan s’apropen, per què els seus nuclis no s’arribena superposar?
Perquè les repulsions entre els nuclis (tots dos amb càrrega positiva)assoliran molta importància abans que això succeeixi.
30.
29.
28.
27.
26.
25.
24.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 178
179
SOLUCIONARI
Explica la diferència entre els enllaços intramoleculars i els enllaçosintermoleculars. Pensa en l’amoníac, i explica com són els uns i els altres.
Els enllaços intramoleculars són aquells que es produeixen entre elsàtoms que formen un compost. Els àtoms comparteixen electrons queara són atrets pels nuclis de tots dos i els mantenen units. Quanaquests enllaços es trenquen, la substància es transforma en una altrade diferent; és un procés químic.
Els enllaços intermoleculars es produeixen entre molècules d’unasubstància i són molt més dèbils que els intramoleculars. Quanaquests enllaços es trenquen o es formen, la substància canviad’estat, tot i que continua essent la mateixa. La substànciaexperimenta un procés físic.
Respon:
a) Els àtoms d’hidrogen acompleixen la regla de l’octet a la molècula H2?
b) És una excepció semblant a la que té lloc a la molècula de CO?
A la molècula H2, els àtoms de H assoleixen la configuració del gasnoble més pròxim, el He, tot compartint un parell d’electrons. El nivell de valència de He només té un orbital (1s), i per això s’ompleamb 2 electrons.
El C i el O són elements del segon període. Al seu nivell de valència hi ha un orbital s i 3 orbitals p, de manera que s’ha d’omplir amb 8 electrons (regla de l’octet). El CO no acompleix la regla de l’octetperquè és una molècula amb dèficit d’electrons. És un cas diferent del H2, que assoleix la configuració del gas noble més proper i té 2 electrons (2 e) al seu nivell de valència.
Indica quants electrons han de guanyar o perdre els àtoms dels elements següents per adquirir la configuració del gas noble, i digues quin és aquest gas:
a) C b) N c) Rb d) Te e) Br f ) Be
33.
H
N•••
H
——
—H
H
N••
H
——
—H
H
N••
H
——
—H
Molécula
Enllaç de Hintermolecular
Molècula
Enllaç covalentintramolecular
31.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 179
180
6 L’enllaç químic
Ens caldrà conèixer el nombre d’electrons que hi ha en el seu nivell de valència, que vindrà donat pel grup de la taula periòdica al qualpertanyin:
Tingues en consideració la taula d’electronegativitats de la pàgina 148, per indicar quin tipus d’enllaç es forma quan es combinen les parellesd’àtoms següents:
a) C i H b) O i K c) Fe i Ni d) Bi i O
El Bi −O no serà un iònic pur, tindrà un % de covalent.
Dedueix la fórmula dels compostos que resultin de la combinaciód’aquests elements:
a) Cl i Ba b) Sb i Sr c) N i Al d) Rb i Te
Consisteix a veure la càrrega que guanyen quan es converteixen en gas noble. El compost resultant ha de ser neutre.
Element Cl Ba Sb Sr N Al Rb Te
Electrons de valència
7 2 5 2 5 3 1 6
Per assolir laconfiguració degas noble cal...
Guanyar1 e
Perdre2 e
Guanyar3 e
Perdre2 e
Guanyar3 e
Perdre3 e
Perdre1 e
Guanyar
2 e
Es converteix en el gas noble... Cl− Ba2+ Sb3− Sr2+ N3− Al3+ Rb+ Te2−
Fórmula del compost
BaCl2 Sr3Sb2 AlN Rb2Te
35.
Enllaç C i H O i K Fe i Ni Bi i O
Element C H O K Fe Ni Bi O
EN 2,55 2,20 3,44 0,82 1,83 1,91 2,01 3,44
EnllaçCovalent: ENsemblants i altes.
Iònic: EN moltdispars (metall i no-metall).
Metàl·lic: ENsemblants i baixes.
Iònic: ENdispars (metall i no-metall).
34.
Element Ca N Rb Te Br Be
Electrons de valència 2 5 1 6 7 2
Per assolir laconfiguració de gasnoble cal...
Perdre2 e
Guanyar3 e
Perdre1 e
Guanyar2 e
Guanyar1 e
Perdre2 e
Es converteix en el gasnoble...
Ar Ne Kr Xe Kr He
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 180
181
SOLUCIONARI
Defineix què s’entén per índex de coordinació (IC). Per als compostossegüents es dóna l’índex de coordinació de l’anió. Ara, tu anota el del catió:
L’índex de coordinació és el nombre d’ions d’un signe que n’envoltenun de signe contrari al seu entorn més proper d’un cristall iònic.
Com pot ser que els cristalls iònics siguin durs, si són fràgils?
Doncs per l’estructura pròpia de la xarxa cristal·lina, en què els ionspositius s’alternen amb el negatius, de manera que les atraccionssiguin màximes, i les repulsions, mínimes.
La duresa és la resistència a la ratllada. Els cristalls iònics són durs perquè per ratllar-los cal trencar la xarxa cristal·lina, cosa que requereix una força important.
També són fràgils perquè, quan se’ls dóna un cop i un pla de la xarxaes desplaça damunt l’altre la distància de la mida d’un ió, quedenenfrontats els ions del mateix signe. Llavors les repulsionsinterelectròniques fan que el cristall es trenqui.
Per què un compost iònic es dissol en aigua i no es dissol en gasolina?
Perquè un compost iònic es dissolgui, les molècules de dissolvent hand’envoltar els ions, de manera que l’energia de solvatació compensil’energia de la xarxa. Si el dissolvent és gasolina, les seves molèculesseran apolars i, per tant, no podran establir interaccions amb els ions.
Si el dissolvent és aigua, les molècules polars podran orientar-se alvoltant dels ions. I si l’energia de la xarxa del compost iònic no és gairegran, podran arribar a dissoldre el cristall.
38.
1. Un cop sobre el cristall. 2. Els ions es desplacen. 3. Els ions del mateixtipus es repel·leixen.
37.
Compost NaCl ZnS CaF2 TiO2
IC anió 6 4 2 3
IC catió 6 4 4 6
36.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 181
182
6 L’enllaç químic
Explica per què els compostos iònics en estat sòlid són aïllants del’electricitat i quan estan fosos són conductors. Recordes si hi ha algunaaltra situació en què també siguin conductors?
Els compostos iònics els formen espècies carregades. Podran serconductors de l’electricitat quan aquestes espècies es puguin mouresota l’acció d’un camp elèctric.
Això no és possible quan el compost iònic està en estat sòlid, perquèaleshores els ions ocupen posicions molt determinades a la xarxacristal·lina; però sí que pot succeir quan el compost està fos o bé dissolt.
Tingues en compte les dades que es mostren tot seguit i la informació queconeixes del NaCl, i entre el compostos següents tria’n un que es dissolguien aigua amb seguretat i un altre que no s’hi dissolgui. Argumenta l’elecció.
El NaCl es dissol en aigua. Un compost iònic que tingui menys energiade xarxa que el NaCl es dissoldrà en aigua, i un altre que en tinguimolta més, no s’hi dissoldrà. A tall d’exemple, el CsBr es dissoldrà en aigua, però no s’hi dissoldran el AlCl3 ni, probablement, el SrO.
Substància NaCl CsBr AlCl3 SrO
Energia de xarxa (kJ/mol) 787 631 5.376 3.217
40.
39.
Sal
Aigua
Ionshidratats
Aigua
Cl−
Na+
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 182
183
SOLUCIONARI
A la taula següent es mostren les dades de l’energia de xarxa d’algunscompostos iònics. Observa’ls i completa la frase:
L’energia de xarxa disminueix a mesura que augmenta la diferència de mida entre l’anió i el catió.
A la taula següent es mostren les dades de l’energia de xarxa d’un conjuntde compostos iònics. Observa’ls i completa la frase:
L’energia de xarxa augmenta a mesura que augmenta la càrrega de l’anió i del catió.
Escriu la representació de Lewis de les molècules següents i aplica la«teoria de la repulsió de les parelles d’electrons de la capa de valència»,per trobar la seva geometria:a) H2O2 b) CH4 c) CO d) CO2 e) PCl5 f) PCl3 g) SCl2 h) Cl2
a)
b)
c)
d)
e)
O•••
•• O
• ••• O —— C —— O•
••••
• ••
••O
• ••• •
•
O•
• •
•••
H•
O•
• ••• •
H•
O — O• •
•••
• ••
H
—
H
—
——
———
Cl•
• •••
••
Cl•
• •••
••
Cl• •
•••
••
•• P
•
•
• Cl• •
• ••••
Cl• •
•••
••
Cl• •
••
••
Cl• •
• •
• •
••
Cl• •
••
P Cl• •
• •••
Cl• •
••
••
H•
• •••
••
H • C•
•
•• H•
H•
H —
H
C
H
——
— H
O••
•• O
• ••• C O•
••
• ••
•• ——
g)
f)
h)
——
—
Cl•
• •••
••
•• P
•
•
• Cl• •
• ••••
Cl• •
•••
••
Cl• •
••
••
P Cl• •
• •••
Cl• •
••
••
—
—•• S
•
• Cl• •
• •• ••••
Cl• •
•••
••
• ••• S Cl
• •
• •••
Cl• •
••
••
•• Cl • Cl
• •• •
• •• •••• •
• Cl — Cl• •• •
• •• •••
43.
Substància NaCl MgCL2 AlCL3
Energia de xarxa (kJ/mol) 787 2.477 5.376
42.
Substància LiF LiCl LiBr Lil
Energia de xarxa (kJ/mol) 1.036 853 807 357
41.
••
••
• •••
•••••
• ••
••
• ••• •
•
•
• •
•••
••
• ••• •
•
• ••
••
• ••
•
• •••
••
•
• •••
••
• •
•••
••
••
•
•
•
• •
• ••••
• •
•••
••
• •••
••• •
• •
• •
••
• •
••
• •
• •••
• •
••
••
•
• •••
••
•
•
•
•• •
•
••
••
• •••
•••
• ••
••
•
• •••
••
••
•
•
•
• •
• ••••
• •
•••
••
• •••
••
• •
• •••
• •
••
••
••
•
•
• •
• •• ••••
• •
•••
••
• •••
• •
• •••
• •
••
••
•• •
• •• •
• •• •••• •
•• •• •
• •• •••
bipiramidal triangular
angular
angular
piramidal triangular
tetraèdrica
lineal
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 183
184
6 L’enllaç químic
Els àtoms de C s’uneixen entre ells formant enllaços covalents senzills,dobles i triples. Escriu la representació de Lewis dels compostos méssimples en què es dóna aquesta circumstància:
a) Età (C2H6) b) Etè (C2H4) c) Etí (C2H2).
El BF3 i el NF3 són compostos amb una fórmula molt semblant. Tot i així,un acompleix la regla de l’octet i l’altre no.
L’explicació rau en l’estructura de Lewis d’aquestes substàncies:
El nitrogen forma tres oxoàcids, l’hiponitrós, el nitrós i el nítric. Escriu la representació de Lewis de cadascun.
46.
——
—
F•
• •••
••
•• N
•
•
• F• •
• ••••
F• •
•••
••
F• •
••
••
N F• •
• •••
••
F• •
••
••
——
—
F•
• •••
••
B•
•
• F• •
• ••••
F• •
•••
••
F• •
••
••
B F• •
• •••
F• •
••
••
45.
a ) etano
b ) eteno
c) etino
H •• •
H••C • • H•
H•
• •
H••C•
H•
H
H — C — C — H
H
——
H
H
——
H • •
H••C • • H•
• •
H••C•
H
H
H
HC —— C
—
———
H — C ——— C — HH • •
•C • • H•
• •
•C•
età
etè
etí
44.
àcid hiponitrós HNO
àcid nitrós HNO2
àcid nítric HNO3
•• N • O
• •• •
• •
••
• •
• •
••H•• • •N — O — H• •• •
• •••
• •
••
••
••
• •
• •
• •
•• • •
• •
••
••
••
••
• •
••
• •
• •
• •
• •••
• •
• •
• •• •
• •••
••
••
••
• •
• •
••
••
••
• •
• •••
• •
• •
••
••
•• •
• •• •
• •
•• O• •
• •
••• • H•
• •• •
• ••• N
• •
••
N••
••
• •
• •
• •
•• • •
• •
••
••
••
••
• •
••
• •
• •
• •
• •••
• •
• •
• •• •
• •••
••
••
••
• •
• •
••
••
••
• •
• •••
• •
• •
••
••
•• •
• •• •
• •
••
• •
• •
••• • •
• •• •
• •••
• •
••
••
••
• •
O• •
• •
•• • H•N• •
••
••
O••
••
• •
••
• •
• •O• •
• ••• O
• •
• •
• •• •
• •••
••
••
•• N — O — H
• •
• •
N••
••
——
••
• •
• •••
• •
• •
••
••
•• •
• •• •
• •
•• O• •
• •
••• • H•
• •• •
• ••• N
• •
••
N••
••
• •
• •
• •
•• • •
• •
••
••
••
••
• •
••
• •
• •
• •
• •••
• •
• •
• •• •
• •••
••
••
••
• •
• •
••
••
••
• •
• •••
• •
• •
••
••
•• •
• •• •
• •
•• O• •
• •
••• • •
• •• •
• •••
• •
••
••
••
• •
• •
• •
•• • •
• •
••
••
••
••
• •
••
• •
• •
• •
• •••
• •
• •
• •• •
• •••
••
••
••
• •
• •
••
••
••
• •
• •••
• •
• •
••
••
•• •
• •• •
• •
•• O• •
• •
••• • •
• •• •
• •••
• •
••
••
••
• •
• •
• •
•• • •
• •
••
••
••
••
• •
••
• •
• •
• •
• •••
• •
• •
• •• •
• •••
••
••
••
• •
• •
••
••
••
• •
• •••
• •
• •
••
••
•• •
• •• •
• •
•• O• •
• •
••• • •
• •• •
• •••
• •
••
••
••
• •
• •
• •
•• • •
• •
••
••
••
••
• •
••
• •
• •
• •
• •••
• •
• •
• •• •
• •••
••
••
••
• •
• •
••
••
••
• •
• •••
• •
• •
••
••
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 184
185
SOLUCIONARI
Els compostos següents són sals que, en una solució aquosa, es dissocien en el seu anió i el seu catió.Indica tots els enllaços que s’estableixen a cadascun dels compostos:
a) NH4Cl
b) Ca(NO3)2
c) MgBr2
d) NaHCO3
a) L’enllaç iònic entre l’anió (Cl−) i el catió (NH4+). El catió està format
per una molècula d’amoníac (NH3) que s’uneix mitjançant un enllaç covalent datiu a un protó (H1+). El N de la molèculad’amoníac està unit amb 3 àtoms de H mitjançant enllaçoscovalents.
b) L’enllaç iònic entre el catió (Ca2+) i l’anió (NO3−). Els enllaços entre
els àtoms de l’ió nitrat s’indiquen a la pàgina 180 del llibre de text.
c) L’enllaç iònic entre el catió (Mg2+) i l’anió (Br−).
d) L’enllaç iònic entre el catió (Na+) i l’anió, l’ió carbonat (HCO3−).
Totes les molècules que s’indiquen a continuació són apolars. Estudia la geometria dels seus enllaços:
a) BF3 b) CO2 c) BeCl2 d) C2Cl2
Els enllaços de tots el casos són polars. Per tant, les molècules han deser perfectament simètriques, a fi que la suma del moments dipolarsde tots els enllaços sigui zero:
La molècula de CO2 és apolar i la de SO2 és polar. Què ens pots dir de la geometria del seus enllaços?
En tots dos casos és una molècula en què un àtom central s’uneixamb dos àtoms que són més electronegatius. Tots dos enllaços (C=O en un cas i S=O en l’altre) són polars. Consegüentment, la molècula de CO2 ha de ser lineal, i la de SO2, angular.
49.
F–
–F
–O O–
F–
+B++
+C+ –Cl Cl–
Cl+
+Be+
–Cl Cl–+C —
48.
•• •
• •O — C — O — H•
•
O••
••
• •
• •
——
Anión bicarbonato
–
47.
anió bicarbonat
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 185
186
6 L’enllaç químic
Copia el quadre següent a la teva llibreta i completa’l.
Observa la taula d’electronegativitats de la pàgina 148 i ordena els enllaços següents segons la seva polaritat. Indica, en cada cas, quin és l’element químic que duu la càrrega parcial negativa:
a) Cl−S c) C−H e) B−H
b) Cl−F d) B−Cl
Enllaç Cl−S Cl−F C−H B−Cl B−N
Element Cl S Cl F C H B Cl B H
EN 3,16 2,58 3,16 3,98 2,55 2,20 2,04 3,16 2,04 2,20
Càrrega parcial − + + − − + + − + −
Diferència EN 0,58 0,82 0,35 1,12 0,16
51.
Tipus d’enllaços entre àtoms
Iònic Covalent Metàl·lic
Té lloc quan escombinen àtoms ambelectronegativitat.
Molt dispar.Semblant i alta.
Semblant i elevada.
Els àtoms assoleixen laconfiguració del gasnoble.
L’un guanyantelectrons i l’altrecedint-ne.
Compartintelectrons.
Cedint elselectrons devalència queestabilitzen elscations que esformen.
Exemple CaCl2 SO2 Ag
Tipus d’enllaços entre àtoms
Té lloc quan escombinen àtoms ambelectronegativitat.
Els àtoms assoleixen laconfiguració del gasnoble.
Exemple
50.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 186
187
SOLUCIONARI
La polaritat de l’enllaç depèn de la diferència d’electronegativitats.S’han ordenat del més polar al menys polar.
B−Cl > Cl−F > Cl−S > C−H > B−H
El diamant i el grafit estan formats exclusivament per àtoms de carboni.Explica per què el diamant és un material molt dur i aïllant elèctric,mentre que el grafit se separa en làmines i és un material conductor de l’electricitat.
Els electrons estan compromesos als enllaços covalents localitzats,formant una xarxa cristal·lina. Per això és un material aïllant, perquèno hi ha cap possibilitat de moviment als electrons, i molt dur, perquèper ratllar-lo cal trencar enllaços covalents entre àtoms de C.
Pel que fa al grafit, cada àtom de C forma tres enllaços covalents ambaltres 3 àtoms i li queda 1 electró que pot formar part d’un núvolelectrònic que s’estén per tot el cristall. Aquests electrons es podenmoure sota l’acció d’un camp elèctric. Per això el grafit és un materialconductor. El grafit es pot separar en làmines perquè només els àtomsde C de cada pla estan units mitjançant enllaços covalents; els d’unpla i els del següent estan units per mitjà del núvol electrònic, quedóna lloc a un enllaç força més dèbil.
Generalment, identifiquem els cristalls com a materials transparents,fràgils i durs. Això és vàlid per a un cristall de clorur de sodi i un cristallde diamant, però no ho és per a un cristall de plata. Explica aquest fet.
Això succeeix amb els cristalls iònics o de sòlids covalents, com ara eldiamant, en què les partícules que els formen (ions de signe diferent oàtoms) ocupen posicions molt concretes. Intentar que s’apropin o quese separin fa que hi hagi repulsions o bé que calgui vèncer l’atraccióentre ions a la xarxa cristal·lina o a l’enllaç covalent entre àtoms. Pelque fa als cristalls metàl·lics, els electrons de valència formen unamena de núvol que evita que es presentin repulsions noves quantractem de ratllar-los o de colpejar-los, i absorbeix una part de la llumamb què s’il·luminen, tot impedint que siguin transparents.
A què fa referència la càrrega parcial que tenen alguns àtoms en elscompostos covalents? Els àtoms dels compostos iònics també tenencàrrega parcial?
Quan dos àtoms amb diferent electronegativitat s’uneixen amb unenllaç covalent, n’hi ha un que té més tendència a endur-se’n elselectrons de l’enllaç. Damunt seu hi apareix una càrrega parcialnegativa, perquè els electrons hi són més propers; però no acaba de ser una càrrega real perquè no arriba a arrencar els electrons a l’altre element, que assoleix una càrrega parcial positiva.
54.
53.
52.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 187
188
6 L’enllaç químic
Quan la diferència d’electronegativitat és molt gran, un dels àtomsaconsegueix arrencar electrons a l’altre i obté una càrrega total. Tots dos es converteixen en ions.
Una molècula que només té enllaços apolars és apolar. Es pot afirmar,anàlogament, que una molècula que només té enllaços polars és polar?
No. Una molècula amb enllaços polars pot ser apolar si la sumavectorial dels moments dipolars de cadascun dels seus enllaços észero. I això pot passar si la geometria de la molècula és apropiada.
Pensa en el tipus d’enllaç que s’estableix entre els seus àtoms, i determina quina de les fórmules següents és empírica i quina és molecular:
a) SCl2 d) AlCl3 g) TeO
b) MgCl2 e) SiO2 h) RbI
c) BF3 f) BaO i) BrI
• Quan s’uneixen àtoms amb una electronegativitat semblant ielevada, es forma una substància covalent la fórmula de la qual és molecular. Això passa a: a) SCl2, c) BF3, e) SiO2, g) TeO, i) BrI.
• Quan s’uneixen àtoms amb una electronegativitat molt diferent, es forma una substància iònica la fórmula de la qual és empírica.Això passa a: b) MgCl2, d) AlCl3, f) BaO, h) RbI.
Són correctes aquestes frases? Raona la resposta.
a) Les substàncies que formen cristalls són sòlides a temperaturaambient.
b) Les substàncies que formen cristalls no condueixen l’electricitat.
c) Les substàncies que formen cristalls estan formades per àtoms d’una electronegativitat semblant.
d) Les substàncies que formen cristalls són dures.
e) Les substàncies que formen cristalls tenen una estructura internaperfectament ordenada.
a) Cert. Perquè hi haurà moltes partícules que estan unides ben fort, i per separar-les i que canviïn d’estat caldrà comunicar-los unaenergia considerable.
b) Fals. Els cristalls metàl·lics condueixen l’electricitat, i els iònics la condueixen quan es dissolen o quan estan en estat líquid.
c) Fals. Això té lloc amb els cristalls metàl·lics o de sòlids covalents,com ara el diamant. Si el cristall és iònic, estarà format per àtomsamb electronegativitat molt diferent.
57.
56.
55.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 188
189
SOLUCIONARI
d) És fals en el cas dels cristalls metàl·lics en què el núvol d’electronspermet que uns plans puguin lliscar damunt d’altres, o obrir espaisentre àtoms (ratllar) sense gaires dificultats.
e) Cert. És una característica de les substàncies cristal·lines.
Respon:
a) Es poden unir dos àtoms d’un mateix element?
b) Com serà el seu enllaç?
Sí. Podran formar enllaços covalents o bé metàl·lics; però mai enllaços iònics.
És correcte un enunciat que afirmi que els compostos iònics es dissolenen dissolvents polars, i els covalents en dissolvents apolars?
Els compostos iònics que es dissolen ho fan en dissolvents polars, ja que són els únics en què les interaccions ió-dipol (de la molècula de dissolvent) poden compensar l’energia de xarxa. Però n’hi ha queno es dissolen.
Els compostos covalents es dissolen en dissolvents de polaritatsemblant a la del compost.
Sovint, un compost té propietats molt diferents de les dels elements que el formen. A tall d’exemple, l’aigua, que és una substància líquida a temperatura ambient, està formada per oxigen i hidrogen, duessubstàncies gasoses a temperatura ambient, i que cal sotmetre a baixestemperatures i altes pressions per aconseguir liquar-les. Explica totesaquestes característiques estudiant l’enllaç de cadascuna d’aquestessubstàncies.
La molècula d’aigua H−O−H té enllaços covalents polars. Lesmolècules es poden unir entre si per enllaços de H, un enllaçintermolecular relativament fort, i això fa que a temperatura ambientl’aigua es presenti en estat líquid.
L’hidrogen i l’oxigen formen molècules covalents apolars H−H, O=O.Atès que el volum dels àtoms és petit, les forces que es poden establirentre les seves molècules són molt dèbils i, per això, només esliquaran a temperatures molt baixes i a pressions molt elevades.
Explica per què un cristall metàl·lic es pot separar en làmines (es diu que els metalls són mal·leables), mentre que amb un cristall iònic això no es pot fer.
Quan els plans d’un cristall metàl·lic es desplacen els uns sobre elsaltres, el núvol d’electrons evita que es produeixin noves repulsions,cosa que passa si intentem desplaçar els plans d’un cristall iònic.(Vegeu les figures 6.35 i 6.37 del llibre de text.)
61.
60.
59.
58.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 189
190
6 L’enllaç químic
Completa les frases:
a) Els metalls són conductors de primera espècie perquè condueixenl’electricitat pel moviment de .
b) Els compostos iònics són conductors de segona espècie perquècondueixen l’electricitat pel moviment de .
a) Els metalls són conductors de primera espècie perquè condueixenl’electricitat pel moviment d’electrons.
b) Els compostos iònics són conductors de segona espècie perquècondueixen l’electricitat pel moviment d’ions.
Els compostos iònics i els metalls condueixen l’electricitat. Explica si cadascun d’ells la condueix en estat sòlid i en estat líquid.
Els compostos iònics no condueixen l’electricitat en estat sòlid i sí queho fan en estat líquid. Això passa perquè en estat sòlid els ions ocupenposicions fixes a la xarxa cristal·lina i no es poden moure, però sí queho poden fer en estat líquid.
Els metalls condueixen l’electricitat en estat sòlid i en estat líquid. I el motiu d’això rau en què aquesta conducció la duen a terme els electrons de valència que estabilitzen els ions metàl·lics positius,tant pel que fa referència al metall sòlid com al metall líquid.
Tingues en compte les dades de les energies d’enllaç i explica per quèquan s’escalfa aigua les seves molècules passen a l’estat de vapor, peròels àtoms d’hidrogen es mantenen units a l’àtom d’oxigen.
L’energia de l’enllaç covalent és molt més gran que la de l’enllaçd’hidrogen (vegeu la taula del marge a la pàgina 172). Quan s’escalfaaigua, es trenquen els enllaços entre les seves molècules, que passena l’estat de vapor; amb l’escalfament habitual, els enllaços covalentsentre els àtoms de O i de H no arriben a trencar-se.
L’etanol (CH3−CH2OH) té un punt d’ebullició de 78 °C, mentre que l’èteretílic (CH3−O−CH3) té un punt d’ebullició de −25 °C. Explica per què hiha aquesta diferència si les dues substàncies tenen una massa semblant.
Entre les molècules d’etanol es formen enllaços de H, mentre queentre les d’èter tan sols es formen enllaços dipol-dipol, unes forcesmolt més dèbils que les anteriors. És per això que aquesta substànciaté un punt d’ebullició tan baix.
L’enllaç d’hidrogen és el que confereix a l’aigua les seves propietatsquímiques. Com creus que seria el punt d’ebullició de l’aigua si no existísl’enllaç d’hidrogen? Rumia sobre algun canvi que tindria lloc al teu cos si això succeís.
66.
65.
64.
63.
62.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 190
191
SOLUCIONARI
D’acord amb la gràfica de la figura 6.39, voltaria a l’entorn de −50 °C.I a temperatura ambient l’aigua estaria en estat gasós. La major partdel nostre cos és aigua i, per tant, la vida no es podria desenvolupar talcom ara la coneixem.
Completa les frases:
a) Els patins de gel tenen una làmina vertical que facilita el lliscament. La pressió fa que el gel que hi ha a sota de la làmina i el fregament .
b) Quan ens movem, la pressió i el terra torna a .
a) Els patins de gel tenen una làmina vertical que facilita el lliscament.La pressió fa que es fongui el gel que hi ha a sota de la làmina i el fregament disminueix.
b) Quan ens movem, la pressió desapareix i el terra es torna a congelar.
En quines de les substàncies següents es pot establir l’enllaç d’hidrogen?
a) NF3 b) CH3−NH2 c) CH4 d) CH3−CO−CH3
e) HCOH f) HCOOH g) HCl h) HNaL’enllaç de H es forma en molècules covalents que presenten enllaços−O−H o −N−H. I això passa a: b) CH3−NH2, f) HCOOH.
Observa les dades següents i completa les frases que figuren a continuació:
a) Quan les molècules estan unides per un enllaç el punt defusió de les substàncies en la seva massa molar.
b) Quan les molècules estan unides per un enllaç el punt defusió de les substàncies en la seva massa molar.
c) Quan un conjunt de molècules estan unides per enllaços del mateixtipus, el punt de i el punt d’ augmenta en la seva
.
a) Quan les molècules estan unides per un enllaç dipol-dipol, el puntde fusió de les substàncies augmenta en augmentar la seva massamolar.
Substància F2 Cl2 Br2 I2
T. fusió −220 °C −101 °C −7 °C 114 °C
Substància HCl HBr HI
T. fusió − 114 °C − 87 °C − 51 °C
69.
68.
67.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 191
192
6 L’enllaç químic
b) Quan les molècules estan unides per un enllaç dipol instantani-dipol induït, el punt de fusió de les substàncies augmentaen augmentar la seva massa molar.
c) Quan unes quantes molècules estan unides per enllaços del mateixtipus, el punt de fusió i el punt d’ebullició augmenten enaugmentar la seva massa molar.
El que es coneix com a neu carbònica és CO2 en estat sòlid. S’utilitza perproduir efectes especials, ja que quan s’obre el recipient que la conté surtun núvol de gas blanc. Analitza la molècula de CO2 i explica per què esprodueix el canvi d’estat que s’hi aprecia.
La molècula de O=C=O té dos enllaços covalents polars, però, comque la seva geometria és lineal, és una molècula apolar. Les forcesintermoleculars són molt dèbils; de manera que, per solidificar-la, cal sotmetre-la a pressions fortes i a temperatures baixes. Quan s’obreel recipient que conté el gel carbònic, està a temperatura i pressióambientals, i això fa que desapareguin les forces entre les molècules i passi ràpidament a l’estat gasós.
L’aigua (H2O), l’alcohol metílic (CH3OH) i el cloroform (CHCl3) són treslíquids d’un aspecte molt semblant. Tot i això, l’aigua es mescla molt béamb l’alcohol i és immiscible amb el cloroform. Estudia les molèculesd’aquestes substàncies i explica el perquè d’aquest comportament.
Entre l’aigua i l’alcohol es poden formar enllaços de H, com els que hi ha entre les molècules d’aigua entre elles i entre les molèculesd’alcohol entre elles. La molècula de cloroform és polar, però nopermet la formació d’enllaços d’hidrogen i per això no es mescla amb l’aigua. Allò que és semblant es dissol en allò a què s’assembla.
Els elements del grup 14 formen compostos com l’oxigen, que tenenforma similar però propietats molt diferents. Fixa’t en aquests compostos:
• CO2 • SiO2 • SnO2
Ara, copia la taula al teu quadern i completa-la:
CO2 SiO2 SnO2
Tipus d’enllaç entre els seus àtoms
Estat físic a temperatura ambient
Forma molècules?
Forma cristalls?
72.
71.
70.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 192
193
SOLUCIONARI
La clau està en la diferència d’electronegativitats entre els àtoms ques’enllacen:
Relaciona els compostos següents amb la propietat més adequada:
Explica per què amb un ganivet pots tallar un bistec, però no pots tallar la forquilla.
El filet està format per substàncies covalents, i tallar un bistec implicatrencar forces intermoleculars. Per tallar la forquilla haurem de trencarel cristall metàl·lic, i l’enllaç metàl·lic és molt més fort que les forcesintermoleculars.
Senyala tots els enllaços que hi ha quan el CaCl2 es dissol en aigua.
El CaCl2 és un compost iònic. Quan es dissol en aigua, els seus ionss’envolten de molècules d’aigua i s’originen interaccions ió-dipol. La molècula d’aigua és polar, i orienta el seu pol positiu a l’entorn de l’ió negatiu (Cl−) i el seu pol negatiu a l’entorn de l’ió positiu (Ca2+).
75.
74.
� Sòlid a temperatura ambient, sublima ambfacilitat.
� Condueix l’electricitat en estat sòlid.
� El líquid és més dens que el sòlid.
� És una molècula deficient en electrons.
� El seu cristall és molt dur.
� És un gas format per àtoms aïllats.
AlCl3
Xe
BH3
H2O
I2
Sn
� Sòlid a temperatura ambient, sublima ambfacilitat.
� Condueix l’electricitat en estat sòlid.
� El líquid és més dens que el sòlid.
� És una molècula deficient en electrons.
� El seu cristall és molt dur.
� És un gas format per àtoms aïllats.
AlCl3
Xe
BH3
H2O
I2
Sn
73.
CO2 SiO2 SnO2
Tipus d’enllaç entre els seus àtoms Convalent Covalent Iònic
Estat físic a temperatura ambient Gas Sòlid Sòlid
Forma molècules? Sí No No
Forma cristalls? No Sí Sí
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 193
194
6 L’enllaç químic
•• •
• •O — C — O •
•
O••
••
• •
• •
——
–••– Anió carbonat
Molècula d’aigua
Enllaç de H• •
• • • •
• •
• •
• •O
O
O OO
• •• •
H
H
H
H
H
HH
H
H
H
H
• •
• •
• •
• •
• •
−Molècula de metanol H
O −• •
−
Indica tots els enllaços que hi ha quan el Na2CO3 es dissol en aigua.El Na2CO3 és un compost iònic. Quan es dissol en aigua, els seus ionss’envolten de molècules d’aigua i s’originen interaccions ió-dipol. La molècula d’aigua és polar, i orienta el seu pol positiu a l’entorn del’ió negatiu (CO3
2−) i el seu pol negatiu a l’entorn de l’ió positiu (Na+).
Quant a l’ió carbonat, els àtoms de O s’uneixen a l’àtom de Cmitjançant enllaços covalents, de la manera següent:
Senyala tots els enllaços que hi ha quan el metanol (CH3OH) es dissol en aigua.El metanol és una molècula covalent en què el C hi actua com a àtomcentral. L’aigua també és una molècula covalent en què els dos àtomsde H estan units amb un àtom de O. Totes dues substàncies tenenenllaç −O−H, i això vol dir que poden formar enllaços entre si, a mésde l’enllaç de H que s’estableix entre les molècules d’aigua i el ques’estableix entre les molècules de metanol.
Les taques de greix són difícils de netejar amb aigua. Quan portem la roba a la tintoreria, les netegen en sec amb dissolvents derivats del petroli, a base de carboni i hidrogen. Considerant tot això, raona si les molècules de greix són polars o apolars.
Els dissolvents derivats del petroli que contenen C i H són molèculesapolars. Per tant, els greixos han de ser substàncies apolars, ja queallò que és semblant es dissol en allò a què s’assembla. En l’aiguanomés s’hi dissolen les substàncies polars.
El diamant és el material més dur que hi ha. Utilitza aquesta dada per justificar que l’enllaç covalent entre àtoms de carboni és més fort que els enllaços entre ions.
Si el diamant és el material més dur que hi ha, aleshores és capaç de ratllar-ne qualsevol altre, cristalls iònics inclosos. Això vol dir que la força que manté units els àtoms de C del diamant és més granque la que manté units els ions a la xarxa cristal·lina.
79.
78.
77.
76.
−• •
−• •
−−
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 194
195
SOLUCIONARI
Les configuracions electròniques dels àtoms són:
A → 1s22s22p63s23p4
B → 1s22s22p63s23p64s23d104p5
Estudia:
a) La fórmula del compost que resulta quan es combinen A i B.
b) El tipus d’enllaç que s’estableix entre els àtoms.
c) L’estat físic en què es trobarà a temperatura ambient.
d) La seva capacitat per conduir l’electricitat.
a) AB2.
b) Covalent. Totes dues necessiten captar electrons per assolir la configuració de gas noble.
c) Probablement líquid. Es formarà una molècula polar de volum no pas petit.
d) No condueix l’electricitat perquè tots els electrons pertanyen a un àtom o bé a enllaços localitzats.
Relaciona la propietat amb el tipus d’enllaç al qual correspon:81.
80.
Iònic
Ió-dipol
Metàl·lic
Enllaç de H
Covalent
Dipol-dipol
Dipolinstantani-dipol induït
1 Les espècies que s’enllacen són ions.
2 Forma cristalls.
3 Dóna lloc a substàncies sòlides a temperaturaambient.
4 Forma molècules.
5 Enllaç entre àtoms.
6 Enllaç entre molècules.
7 Només surt quan hi ha enllaços O−H, N−H i F−H.
8 S’estableix entre molècules apolars.
9 És l’enllaç més dèbil.
10 Enllaç responsable de la dissolució de compostos iònics.
11 Origina substàncies que condueixenl’electricitat.
12 Origina substàncies toves que es poden ratllaramb l’ungla.
13 És l’enllaç intermolecular més fort.
14 Les substàncies que el formen es dissolen en aigua.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 195
196
6 L’enllaç químic
Iònic: 1, 2, 11 (quan es troben en solució aquosa), 14 (de vegades).
Ió-dipol: 10, 14.
Dipol instantani-dipol induït: 6, 8, 9, 12.
Metàl·lic: 2, 3, 5, 11.
Enllaç de H: 6, 7, 12, 13, 14.
Dipol-dipol: 6, 12.
Covalent: 2 (en alguns casos, com ara el diamant), 4 (gairebésempre), 5.
945335 _ 0169-0196.qxd 8/1/09 12:15 Página 196