Ejercicios: Enlace iónico, covalente y metálico

La sal común, $\text{NaCl}$, está formada por iones ordenados en un cristal.

1. a) Explique qué les ocurre a los electrones de valencia del sodio y del cloro cuando se forma el compuesto.
2. b) ¿Qué partículas forman la sal y qué fuerza las mantiene unidas?
3. c) Dibuje en su cuaderno un trocito de la red cristalina alternando iones $\text{Na}^{+}$ y $\text{Cl}^{-}$.

Puede hacerlo en papel y enviar una foto con su respuesta.

Una molécula de agua, $\text{H}_2\text{O}$, contiene un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno.

1. a) ¿Qué tipo de enlace une al oxígeno con los hidrógenos?
2. b) ¿Cuántos enlaces hay en la molécula y cuántos electrones comparte el oxígeno en total?
3. c) ¿Cuántos electrones aporta cada átomo de hidrógeno a su enlace?

Unas sustancias forman redes cristalinas y otras forman moléculas.

1. a) Explique la diferencia entre ambas estructuras.
2. b) Ponga un ejemplo de sustancia que forme una red cristalina y otro de sustancia molecular.
3. c) ¿En cuál de los dos casos tiene sentido hablar de «una molécula» aislada? Razone la respuesta.

El diamante es carbono puro. En él, cada átomo de carbono está unido a otros cuatro átomos de carbono formando una estructura tridimensional continua.

1. a) ¿Qué tipo de enlace une a los átomos de carbono entre sí?
2. b) ¿Es el diamante una sustancia molecular o una red cristalina?
3. c) ¿Cuántos enlaces forma cada átomo de carbono?

El óxido de magnesio, $\text{MgO}$, es el principio activo de algunos antiácidos estomacales. Datos: $Z(\text{Mg}) = 12$, $Z(\text{O}) = 8$.

1. a) Escriba las configuraciones electrónicas de los átomos de magnesio y de oxígeno y las de los iones que forman.
2. b) Explique, a partir de las cargas de esos iones, por qué la fórmula del compuesto es $\text{MgO}$ y no $\text{Mg}_2\text{O}$ ni $\text{MgO}_2$.
3. c) ¿Con qué gas noble es isoelectrónico cada ion?

Escriba la fórmula del compuesto iónico que forman las siguientes parejas de iones, sabiendo que el conjunto debe ser eléctricamente neutro:

1. a) $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{Cl}^{-}$, la sal que se usa para derretir el hielo en las carreteras.
2. b) $\text{Al}^{3+}$ y $\text{O}^{2-}$, la capa de óxido que protege al aluminio.
3. c) $\text{Na}^{+}$ y $\text{S}^{2-}$.

En cada caso, indique cuántos iones de cada clase hacen falta y compruebe que la carga total es cero.

El dióxido de carbono, $\text{CO}_2$, lo exhalamos al respirar y lo absorben las plantas. Datos: $Z(\text{C}) = 6$, $Z(\text{O}) = 8$.

1. a) Calcule el número total de electrones de valencia de la molécula.
2. b) Sabiendo que el carbono forma un doble enlace con cada oxígeno, dibuje en su cuaderno el diagrama de Lewis de la molécula.
3. c) ¿Cuántos pares de electrones comparte el carbono? Compruebe que cumple la regla del octeto.

Puede hacerlo en papel y enviar una foto con su respuesta.

El amoníaco, $\text{NH}_3$, da su olor característico a muchos limpiadores. Datos: $Z(\text{N}) = 7$, $Z(\text{H}) = 1$.

1. a) Calcule el número total de electrones de valencia de la molécula.
2. b) Dibuje en su cuaderno su diagrama de Lewis.
3. c) ¿Cuántos pares de electrones compartidos y cuántos pares solitarios presenta el nitrógeno?

Puede hacerlo en papel y enviar una foto con su respuesta.

Nadie ha aislado jamás «una molécula de sal»: el $\text{NaCl}$ forma una red cristalina cúbica en la que cada ion está rodeado por seis iones de signo contrario.

1. a) Explique por qué, para los compuestos iónicos, hablamos de «unidad fórmula» y no de molécula.
2. b) ¿Qué representa entonces la fórmula $\text{NaCl}$?
3. c) Dibuje en su cuaderno una capa de la red, alternando iones $\text{Na}^{+}$ y $\text{Cl}^{-}$.

Puede hacerlo en papel y enviar una foto con su respuesta.

Con estos valores de electronegatividad: $\text{Na} = 0.9$, $\text{Cl} = 3.0$, $\text{H} = 2.1$, $\text{O} = 3.5$, $\text{C} = 2.5$ y $\text{Mg} = 1.2$; y la regla práctica de que una diferencia de electronegatividad $\Delta\text{EN} > 1.7$ corresponde a un enlace predominantemente iónico. Los valores de electronegatividad se representan sobre una escala en la figura.

1. a) Calcule $\Delta\text{EN}$ para los enlaces de $\text{NaCl}$, $\text{H}_2\text{O}$ (enlace $\text{O}-\text{H}$), $\text{CO}_2$ (enlace $\text{C}-\text{O}$) y $\text{MgO}$.
2. b) Clasifique cada enlace como predominantemente iónico o covalente.
3. c) Explique por qué el enlace $\text{O}-\text{H}$, siendo covalente, se dice que es «polar».

El nitrógeno de las bolsas de papas fritas protege el alimento porque es un gas muy poco reactivo. Las moléculas $\text{H}_2$, $\text{O}_2$ y $\text{N}_2$ tienen, respectivamente, un enlace simple, uno doble y uno triple.

1. a) Dibuje en su cuaderno el diagrama de Lewis de las tres moléculas.
2. b) ¿Cuántos electrones se comparten en cada una?
3. c) Razone por qué el triple enlace del $\text{N}_2$ lo convierte en un gas tan inerte que se utiliza como atmósfera protectora.

Puede hacerlo en papel y enviar una foto con su respuesta.

Cuando una cinta de magnesio arde en el aire no solo se forma $\text{MgO}$: también aparece nitruro de magnesio, $\text{Mg}_3\text{N}_2$. Datos: $Z(\text{Mg}) = 12$, $Z(\text{N}) = 7$.

1. a) Escriba las configuraciones electrónicas de los dos átomos y de los iones $\text{Mg}^{2+}$ y $\text{N}^{3-}$.
2. b) Justifique la fórmula $\text{Mg}_3\text{N}_2$ comprobando que la carga total del compuesto es nula.
3. c) ¿Con qué gas noble es isoelectrónico cada ion? Comente qué tiene de particular esta situación.

El diamante y la sal común son ambos redes cristalinas con puntos de fusión altísimos y, sin embargo, se comportan de forma muy distinta.

1. a) Explique qué partículas ocupan los nudos de cada red y qué fuerzas las mantienen unidas.
2. b) La sal fundida conduce la electricidad, pero el diamante sólido no la conduce: explique la diferencia fijándose en los electrones de cada estructura.
3. c) Razone por qué ambas sustancias funden a temperaturas tan altas a pesar de que sus enlaces son de naturaleza distinta.

La molécula de $\text{CO}_2$ tiene $16$ electrones de valencia y dos dobles enlaces.

1. a) Compruebe, contando electrones, que con esa estructura el carbono y los dos oxígenos cumplen la regla del octeto.
2. b) ¿Cuántos pares de electrones enlazantes y cuántos pares no enlazantes hay en la molécula?
3. c) Aplique el mismo recuento a la molécula de $\text{N}_2$ ($10$ electrones de valencia, triple enlace) y dibuje ambos diagramas de Lewis en su cuaderno.

Puede hacerlo en papel y enviar una foto con su respuesta.