Exercicis sobre l'enllaç químic. Solucions

1. 1. Quines són les partícules subatòmiques responsables de l’establiment
d’enllaços químics?
Els electrons. Es comparteixen entre àtoms en els enllaços covalents ,
es transfereixen en el cas dels enllaços iònics o bé formen un núvol que
estabilitza el metall en el cas de l’enllaç metàl·lic.
2. Defineix el concepte d’enllaç químic i esmenta els tipus d’enllaç que
coneixes.
Els enllaços químics són les unions que es produeixen entre els àtoms i
que originen la formació d’elements (quan s’uneixen àtoms amb el
mateix nombre atòmic) o compostos (quan s’uneixen àtoms amb diferent
nombre atòmic). Existeixen diversos tipus d’enllaç; els principals: iònic,
covalent i metàl·lic.

2. 3. Dibuixa un model que representi la distribució dels electrons en un àtom de
potassi i un altre model que en representi la del clor. Utilitza aquests dibuixos per
a explicar què és el que succeeix amb aquests àtoms quan reaccionen entre
ells.
K
Cl
El potassi, metall alcalí, tindrà un electró aïllat a la seva capa de valència. Al clor li
manca un per assolir l’estabilitat i adquirir configuració electrònica de gas noble. La
tranferència de l’electró del potassi al clor provacarà la transformació dels àtoms en
ions (catió potassi i anió clorur) i la formació d’un enllaç iònic gràcies a l’atracció
electrostàtica.

3. 4. Justifica el fet que tots els elements del grup 1 de la taula periòdica tinguin
nombre d’oxidació +1 i els del grup 16 tinguin nombre d’oxidació -2.
Els elements del grup 1 de la taula periòdica (metalls alcalins) tenen 1
electró en el seu darrer nivell energètic (capa de valència). Tenen una forta
tendència a cedir-lo a àtoms electronegatius i, per tant, a formar enllaços
iònics amb ells. Als elements del grup 16 (calcògens) els hi manquen un
parell d’electrons a la seva capa de valència per a assolir l’estabilitat (regla
de l’octet). La seva tendència natural, per tant, serà a captar-los d’àtoms
que els alliberin i establir enllaços iònics. També poden compartir electrons
amb altres àtoms electronegatius, formant enllaços covalents.
Els metalls alcalins, en alliberar l’electró de la capa de valència, queden
carregats positivament. Els calcògens, en capturar electrons a la capa de
valència, queden carregats negativament.

4. 5. El nombre d’oxidació de l’element A és +3 i el de l’element B és -2; Esmenta
quin serà el catió i quin l’anió en formar-se un enllaç iònic entre ambdós. Escriu
la càrrega que tindrà cadascun d’ells i la fórmula empírica del compost que en
resulta.
En la formació d’ un enllaç iònic, A seria un catió, donat que té nombre
d’oxidació positiu. B seria un anió, amb nombre d’oxidació negatiu.
La càrrega de l’element A seria 3+ i la de B 2-, resultant una fórmula
empírica de A2B3

5. 6. Explica quines combinacions d’enllaços iònics són possibles entre els
àtoms següents: heli, fluor, oxigen, magnesi, neó.
L’heli i el neó no formaran enllaços. Són gasos inerts i tenen el seu nivell
energètic superior ple (amb dos electrons i vuit respectivament). No
compartiran, cediran o prendran electrons en cap cas.
El fluor és molt electronegatiu. Reaccionarà amb el magnesi establin enllaços
iònics, donat que captarà els electrons que li cedeix aquest. (també pot
reaccionar amb oxígen, compartint electrons i formant enllaços covalents).
L’oxigen i el magnesi poden formar també enllaç iònic, on el magnesi cedirà a
l’oxigen els seus dos electrons de valència

6. 7. Indica quina d’aquestes substàncies condueix el corrent elèctric: sal
cristal·litzada, sal polvoritzada, sal dissolta en aigua, sal mesclada amb sucre i
sal iodada.
La sal (NaCl) dissolta en aigua serà la única substància de la llista que
conduirà el corrent elèctric. Si ens atenem a les propietats dels
compostos iònics, aquests només són conductors quan es troben en
estat líquid (fosos) o en dissolució. Només en aquestes situacions tenim
ions lliures. La resta de substàncies són sòlides i flrmen xarxes
cristal·lines. No seran, per tant, conductores.
8. Escriu els símbols dels cations i anions que formaran els compostos de
fórmula FeCl3, KOH i LiH
Fe3+, Cl- ( x3): ions ferro (III) i clorur
Li+, H- (ions liti i hidrur)
K+, OH- (ions potassi i hidròxid)

7. 9. Escriu la fórmula dels compostos que poden formar els ions Ca2+ , S2- ,
Hg2+ , Cl- , O2-, Ni3+ , OH-
Ca2+ Hg2+ Ni3+
S2- CaS (sulfur de
calci)
HgS (sulfur de
mercuri (II))
Ni2S3 (sulfur de
níquel (III))
Cl- CaCl2 (clorur de
calci)
HgCl2 (clorur de
mercuri (II))
NiCl3 (clorur de
níquel (III))
O2- CaO (òxid de
calci)
HgO (òxid de
mercuri (II))
Ni2O3 (òxid de
níquel (III))
OH- Ca(OH)2
(hidròxid de
calci)
Hg(OH)2
(hidròxid de
mercuri (II))
Ni(OH)3
(hidròxid de
níquel (III))

8. 10. Dibuixa un model que representi la configuració electrònica dels àtoms
d’hidrogen i de nitrogen quan es forma una molècula d’amoníac.
N
H
H
H

9. 11. Dibuixa un model que representi la configuració electrònica dels àtoms
d’oxigen i de carboni quan es forma una molècula de diòxid de carboni.
C OO

10. 12. Justifica el fet que no existeixi la molècula de Ne2
El neó és un gas inert. No cedirà, prendrà ni compartirà electrons, de
manera que no es pot enllaçar amb ell mateix donant lloc a cap
molècula de neó com la de l’enunciat
13. Indica algunes combinacions possibles d’enllaços covalents que es poden
formar amb àtoms d’oxigen, d’hidrogen i d’argó.
Els àtoms d’oxigen formen molècules d’oxígen, (diatòmiques) en
enllaçar-se de manera covalent: O2
Els àtoms d’hidrogen formen molècules d’hidrogen,
(diatòmiques) en enllaçar-se de manera covalent: H2
Els àtoms d’oxigen i d’hidrogen formen molècules d’aigua en
enllaçar-se de manera covalent: H2O
L’argó no forma enllaços. És un gas inert i és estable en forma
d’àtoms lliures

11. 14. Organitza en una taula les estructures de Lewis de les molècules dels
següents elements i compostos: aigua, dioxigen, amoníac, clor, metà, diòxid
de carboni, dinitrogen, dihidrogen, difluor, àcid sulfhídric.

12. 15. Especifica quines de les molècules següents tenen geometria lineal: O2,
CH4, HI, CO2, NH3, Cl2
Tenen geometria lineal: el dioxígen, el iodur d’hidrogen (àcid iodhídric), el
diòxid de carboni i el diclor. El metà s’organitza en forma tetraèdrica i l’amonía
en forma piramidal.

13. 16. Digues si les afirmacions següents són vertaderes o falses, rectificant les falses i raonant
les correccions que has fet.
a. En l’enllaç iònic els àtoms comparteixen electrons.
b. En la formació d’enllaços covalents, un àtom ha de compartir, per força, tots els
electrons de valència.
c. En els metalls no hi ha ions negatius.
d. Les substàncies iòniques condueixen sempre l’electricitat.
e. Els compostos iònics són solubles en aigua.
a. Falsa. En formar-se un enllaç iònic hi ha transferència d’electrons.
b. Falsa. Existeixen compostos (radicals lliures) que tenen electrons no compartits.
c. Certa. Els ions formats pels metalls sempre són cations.
d. Falsa. Només condueixen el corrent elèctric quan estan fosos o en dissolució.
e. Certa. L’aigua trenca la xarxa cristal·lina, i els ions es solvaten, produïnt-se la dissolució

14. f. El compostos iònic fonen a temperatures baixes.
g. Les molècules condueixen el corrent elèctric i són solubles en aigua.
h. Les estructures gegants covalents tenen punts de fusió i ebullició molt elevats.
i. Entre els no-metalls i l’ hidrogen l’enllaç que es forma és iònic, l’ hidrogen es troba en
forma de catió i el no-metall en forma d’anió.
j. Tots els metalls són sòlids a temperatura ambient.
k. Els metalls no condueixen bé la calor ni l’electricitat.
f. Falsa. La fortalesa de l’enllaç iònic provoca que siguin compostos que fonen a
temperatures elevades
g. Falsa. Les molècules estan enllaçades de manera covalent. No condueixen el
corrent elèctric ni són, generalment, solubles en aigua
h. Falsa. Entre els no-metalls i l’hidrogen es formen enllaços covalents
i. Falsa. Es formaria un enllaç covalent.
j. Falsa. El mercuri és líquid. El cesi pot fondre a temperatures que poden donar-se
en dies molt calorosos. (es fon amb la mà, per exemple)
k. Falsa. Els metalls, en tenir electrons lliures, són bons conductors elèctrics i
tèrmics.

15. 17. Explica quin tipus d’enllaç químic hi és present en l’estructura de les
espècies i sistemes químics que es representen a continuació:
Estructura gegant de NaCl: xarxa cristal·lina formada per enllaços iònics
entre àtoms de sodi i de clor.
Estructura gegant del diamant: formada per enllaços covalents entre àtoms
de carboni, en una estructura tridimensional
Molècula de benzè: formada per enllaços covalents entre carbonis (cicle
tancat amb tres dobles enllaços) i entre carbonis i hidrogens

16. Estructura gegant de coure metall: enllaç metàl·lic. Núvol d’electrons lliures
estabilitzant el conjunt.
Molècula d’ HF: enllaç covalent entre un àtom de flúor (no-metall) i un
d’hidrogen. Es comparteix un parell d’electrons
Molècules d’aigua líquida: enllaç covalent entre un àtom d’oxígen i dos
d’hidrogen.

17. Molècula de flúor (diatòmica). Enllaç covalent simple entre els dos àtoms,
compartint un parell d’electrons
Solució de nitrat de sodi. Ions solvatats en l’aigua, havent-se trencat els enllaços
iònics que formaven la xarxa cristal·lina en el procés de dissolució
Oxigen gas: molècules diatòmiques formades per l’enllaç covalent doble entre dos
àtoms d’oxigen

18. Molècula de sofre: enllaços covalents entre vuit àtoms de sofre
Àtom de sodi. L’esquema no mostra cap tipus d’enllaç. Es tracta d’un àtom
individual que podria formar enllaços iònics cedint l’electró de valència a àtoms
molt electronegatius. Quan es troba en estat de sodi metall forma una estructura
gegant estabilitzada gràcies a la formació d’enllaços metàl·lics.
Molècula d’amoníac: enllaços covalents senzills entre l’àtom de nitrogen i els tres
àtoms d’hidrogen

19. 18. Dibuixeu i compareu les estructures del grafit i del diamant. Expliqueu la
raó de les diferències en les seves propietats.
El diamant i el grafit coincideixen en quant
a la composició: àtoms de carboni que
s’enllacen de manera covalent. L’estructura
és, en canvi, molt diferent. En el diamant
els enllaços formen tetraedres, mentre que
en el grafit, queden estructurats formant
làmines d’hexàgons.
Les propietats queden clarament
determinades per l’estructura. El diamant
és una substància molt dura mentre que el
grafit és tou i es desfà fàcilment, donada la
debilitat de les unions entre làmines.