Considerando las sustancias Br₂, SiO₂, Fe, HF, NaBr, justifica, en función de sus enlaces:
a) Si son o no solubles en agua
b) Si conducen la corriente eléctrica a temperatura ambiente

Solución

Dados los elementos cuyo número atómico es A: 2, B: 11, C: 9, D: 12. Escribe:
a) Determina a qué tipo de enlace darían lugar los siguientes pares de compuestos, de manera justificada en base a su configuración electrónica y ordena los compuestos formados según su naturaleza polar.
A-A; B-C; C-D; D-D
b) Cada uno de los enlaces formados en el apartado anterior, ¿serán solubles en agua? ¿conducirán la corriente eléctrica?

Solución

a) Para estudiar un enlace es necesario conocer la configuración electrónica de los átomos que constituyen el enlace. Para conocer la configuración electrónica, utilizaremos el diagrama de Möeller que determina el orden de llenado de los orbitales:
1s²
2s² 2p⁶
3s² 3p⁶ 3d¹⁰
4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴
…
A: Z=2 → 1s²
B: Z=11 → 3s¹
C: Z= 9 → 2p⁵
D: Z= 12 → 3s²

Los átomos tienden a la situación más estable posible y para ello intentarán parecerse al gas noble más cercano, ganando o perdiendo electrones:
A: ya es un gas noble
B: B⁺
C: C^-
D: D²⁺

En función del átomo con el que se encuentren los átomos cederán-ganarán electrones ( enlace iónico ) o bien compartirán ( enlace covalente ):

• A-A: A es un gas noble, ya es estable de modo que no da lugar a enlace.
• B-C: B tiende a perder electrones y C tiende a ganar electrones, de modo que darán lugar a un enlace iónico. Para que la fórmula del compuesto sea neutra necesitaremos un átomo de cada tipo: BC
• C-D: Igual que ocurre en el caso anterior es un compuesto iónico. Para garantizar la neutralidad en este caso necesitaremos 2 átomos de C por cada uno de D: DC₂
• D-D: D es un metal, se trata de un enlace metálico, que dará lugar a redes cristalinas

La polaridad de un enlace se mide en base a la diferencia de electronegatividad de los átomos que dan lugar al enlace: cuanto mayor sea dicha diferencia, más polar es el enlace. Atendiendo a su posición en el sistema periódico, podemos decir que:
B-C > D-C > D-D

b) “Semejante disuelve a semejante”
El agua es polar, de modo que serán solubles los que sean polares. En este caso D-C y B-C. Son compuestos iónicos y por lo tanto polares

“Conducen la corriente aquellos que tienen cargas libres”
Los compuestos iónicos sólo tienen cargas libres disueltos o fundidos. Es el caso de D-C y B-C
Los compuestos metálicos siempre conducen la corriente: D-D

El amoniaco es una sustancia soluble en agua, mientras que el trihidruro de boro, sustancia de composición semejante, no lo es. ¿Cómo puedes justificarlo?

Solución

“Semejante disuelve a semejante”
El agua es polar, de modo que si el amoniaco es soluble en agua es porque es una sustancia polar y si el trihidruro de boro no lo es, es porque es apolar.

Para estudiar la polaridad de una molécula es necesario tener en cuenta dos cosas:

• que tenga enlaces polares
• que los enlaces polares no se vean compensados por la geometría de la molécula.

Ambos compuestos ( NH₃ y BH₃) tiene enlaces que son polares, pero, mientras que la distribución espacial de los enlaces del trihidruro de boro presenta una simetría que hace que se compensen ( forman ángulos de 120º), en el amoniaco no se van a compensar y el conjunto de la molécula es polar.