elementos de criminologia

1. Fuerzas de
atracción entre
partículas y
propiedades
físicas de las
sustancias
Unidad 3
Ejercicios resueltos
Química (05)
Dra Sandra Ferreira

2. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
2
Fuerzas de atracción entre partículas y
propiedades físicas de las sustancias
Ejercicios resueltos
Ejercicio 1
Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o incorrectas (I). Justifiquen las respuestas.
a) Las moléculas diatómicas presentan geometría lineal.
b) La geometría de las moléculas de tres o más átomos coincide con la geometría electrónica si los átomos
que rodean al átomo central son iguales.
c) La geometría de un oxoanión solo depende del número de átomos que lo forman.
d) Para determinar la polaridad de una molécula de tres o más átomos, solo es necesario conocer la
diferencia de electronegatividad de cada enlace.
e) En los iones poliatómicos no se determina la polaridad.
f) Una molécula es no polar si el átomo central no presenta pares de electrones libres.
g) Para determinar la polaridad de las moléculas diatómicas es necesario conocer las electronegatividades
de los átomos que las forman.
Ejercicio 2
Completen la siguiente tabla:
Fórmula
Estructura de
Lewis
Geometría
electrónica
Geometría
Ángulo de
enlace (α)
Momento dipolar
(µT = 0 D ó µT ≠ 0 D)
BeI2
PI3
BF3
SeCl2
CH3F

2
4
SO No corresponde

2
3
SiO No corresponde

2
BrO No corresponde

3
ClO No corresponde

3. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
3
Ejercicio 3
Se dispone de los siguientes pares de sustancias: A) PH3 y SiH4 B) KCl y HF
a) Indiquen: el tipo de sustancia y el tipo de partículas que las forman, la geometría y la polaridad de las
moléculas y el tipo de fuerzas de atracción que las mantiene unidas en estado sólido .
b) Determinen en cada par:
i) el nombre de la sustancia que presente mayor intensidad de las fuerzas de atracción entre sus
partículas.
ii) la sustancia de menor punto de ebullición.
iii) la/s que se disuelven en agua.
c) Justifiquen las respuestas del punto b).
Resolución
Ejercicio 1
a) En las moléculas diatómicas, los átomos se disponen uno junto al otro, de manera tal que los dos
núcleos determinan una recta y la geometría molecular es lineal. Por lo tanto el enunciado es correcto.
b) Para poder analizar esta afirmación tenemos en cuenta que:
 La geometría electrónica es la disposición espacial que adoptan todos los pares de
electrones externos del átomo central, libres o compartidos. La geometría electrónica no es
la geometría real de la molécula o del ion. La geometría electrónica es un instrumento para
determinar la geometría de la molécula o del ion.
 La geometría molecular es la disposición que adoptan en el espacio los átomos que forman
a la molécula. Es decir, es la forma de la molécula.
En moléculas de tres o más átomos la geometría (molecular) coincide con la geometría electrónica si los
electrones de valencia del átomo central están todos compartidos, independientemente si los átomos
que rodean al átomo central son iguales o distintos.
Por lo tanto el enunciado es incorrecto.
c) La geometría de un oxoanión es la disposición que adoptan en el espacio los átomos que forman al ion y,
al igual que la geometría molecular, está determinada por los pares de electrones que rodean al átomo
central y por el número de átomos que lo forman. Por lo tanto el enunciado es incorrecto.
d) Para determinar la polaridad de una molécula de tres o más átomos, es necesario conocer la polaridad
de cada enlace y la geometría molecular.
- La polaridad del enlace se determina a partir de la diferencia de electronegatividad. Entre átomos
de distintos elementos se forman enlaces polares, ya que el átomo más electronegativo atrae a los
electrones compartidos, produciendo un desplazamiento de cargas.
- La geometría molecular nos permite conocer la distribución en el espacio de los vectores momento
dipolar de cada enlace para determinar el momento dipolar total (µT).

4. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
4
Por lo tanto, la diferencia de electronegatividad entre los átomos que forman cada enlace, no es
suficiente para determinar la polaridad de las moléculas de tres o más átomos.
El enunciado es incorrecto.
e) Los iones poliatómicos son especies químicas que poseen una carga neta. Por lo tanto, no corresponde
determinar su polaridad de los iones.
El enunciado es correcto.
f) Al referirnos a moléculas que poseen un átomo central, tenemos en cuenta, aquellas formadas por tres
o más átomos. Una molécula de tres o más átomos es no polar si el átomo central no presenta pares de
electrones libres y los átomos que lo rodean son iguales. Si en una molécula los átomos que rodean al
átomo central son diferentes, las polaridades de los enlaces también lo son y el momento dipolar total
será distinto de cero. La ausencia de pares de electrones libres no es condición suficiente para que una
molécula sea no polar. Por lo tanto el enunciado es incorrecto.
g) La electronegatividad se utiliza para predecir la polaridad de la unión entre dos átomos. Si una molécula
es diatómica, tiene un solo enlace y su polaridad coincide con la polaridad de dicho enlace.
- Si los átomos que la forman son iguales, presentan el mismo valor de electronegatividad, por lo
tanto el enlace es no polar y la molécula es no polar.
- Si los átomos que la forman son distintos, presentan distintos valores de electronegatividad, por lo
tanto el enlace es polar y la molécula es polar.
Por lo tanto el enunciado es correcto.
Ejercicio 2
A continuación, para cada una de las especies químicas indicadas en la tabla, representamos la estructura de
Lewis según lo propuesto en el capítulo anterior, determinamos la geometría electrónica y la geometría de la
partícula (molécula o ion), indicamos el valor del ángulo de enlace (α). En el caso particular de las moléculas,
determinamos si el momento dipolar total es cero o distinto de cero
(µT = 0 D ó µT ≠ 0 D).
BeI2
En las moléculas del yoduro de berilio, el átomo central es el berilio y, debido a que posee dos pares de
electrones compartidos, la geometría electrónica es lineal. Como no hay pares de electrones libres, sobre el
átomo de berilio, la geometría electrónica y la geometría molecular coinciden: son ambas lineales.
A partir de la geometría molecular, determinamos la polaridad de la molécula. Cada enlace entre el átomo de
berilio y un átomo de yodo es polar. Los momentos dipolares correspondientes a ambos enlaces son iguales en
módulo y dirección, pero de sentido contrario, por lo tanto, por la disposición en el espacio, la suma vectorial de
los mismos es nula (µT = 0 D) y la molécula es no polar. La geometría determina que el ángulo de enlace (α) entre
el átomo de berilio y los átomos de yodo es de 180°.

5. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
5
PI3
En esta molécula, el fósforo es el átomo central y posee cuatro pares de electrones externos, de los cuales tres
pares están compartidos y un par libre. Por lo tanto, la geometría electrónica es tetraédrica. Como uno de los
pares de electrones no está compartido con otro átomo (par libre), la geometría molecular, determinada por los
cuatro átomos que forman la molécula, resulta ser piramidal
A partir de la geometría molecular, determinamos la polaridad de la molécula. Cada enlace entre un átomo de
yodo y el átomo de fósforo es polar. Los momentos dipolares correspondientes a los enlaces tienen igual
módulo y distinta dirección. Entonces, por la disposición en el espacio, la suma vectorial de los momentos
dipolares de los enlaces no es nula (µT  0 D) y la molécula es polar. Esta geometría molecular determina que el
ángulo de enlace entre el átomo de fósforo y dos de los átomos de yodo es menor a 109,5°.
BF3
En las moléculas del trifluoruro de boro el átomo central es el boro y como posee tres pares de electrones
compartidos, la geometría electrónica es plana triangular. Como no hay pares de electrones libres sobre el
átomo de boro, la geometría molecular coincide con la geometría electrónica, ambas son planas triangulares.
A partir de la geometría molecular, determinamos la polaridad de la molécula. La misma tiene tres enlaces B-F
polares. Los momentos dipolares correspondientes a estos enlaces son iguales en módulo y distintos en
dirección y sentido, y por su disposición en el espacio, la suma vectorial de los mismos es igual a cero (µT = 0 D) y
la molécula es no polar. Esta geometría determina que el ángulo de enlace entre el átomo de boro y dos de los
átomos de flúor es de 120°.
SeCl2
En esta molécula el selenio es el átomo central y posee cuatro pares de electrones a su alrededor, dos pares

6. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
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compartidos y dos pares libres. Entonces, la geometría electrónica es tetraédrica. Como dos de los pares de
electrones no están compartidos con otros átomos, la geometría molecular, determinada por los tres átomos
que forman la molécula, resulta ser angular.
A partir de la geometría molecular, determinamos la polaridad de la molécula. Cada enlace entre un átomo de
cloro y el átomo de selenio es polar. Los momentos dipolares correspondientes a los enlaces tienen igual
módulo y distinta dirección. Entonces, por la disposición en el espacio, la suma vectorial de los momentos
dipolares de los enlaces no es nula (µT  0 D) y la molécula es polar. Esta geometría molecular determina que el
ángulo de enlace entre el átomo de selenio y los átomos de cloro sea menor a 109,5°.
CH3F
En las moléculas del fluoruro de metilo, el átomo central es el carbono y está unido a tres átomos de hidrógeno
y a un átomo de flúor, por lo tanto, hay cuatro pares de electrones compartidos. Como el átomo de carbono no
posee pares de electrones libres, la geometría molecular coincide con la geometría electrónica y ambas son
tetraédricas.
A partir de la geometría molecular, determinamos la polaridad de la molécula. La misma tiene un enlace C-F y
tres enlaces C-H, polares. Los momentos dipolares correspondientes a los enlaces C-F y C-H son distintos en
módulo. Entonces, la suma vectorial de los momentos dipolares de los enlaces no es nula (µT  0 D) y la molécula
es polar. Esta geometría molecular determina que el ángulo de enlace entre el átomo de carbono y dos de los
átomos adyacentes es igual a 109,5°.

2
4
SO
En el oxoanión 
2
4
SO , el azufre es el átomo central y posee cuatro pares de electrones compartidos, lo que
determina que la geometría electrónica sea tetraédrica y la geometría del ion también. Esta geometría
determina que el ángulo de enlace entre el átomo de azufre y dos de los átomos de oxígeno es igual a 109,5°.

7. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
7

2
3
SiO
En el oxoanión 
2
3
SiO el silicio es el átomo central y posee tres pares (*)
de electrones compartidos, lo que
determina que la geometría electrónica sea triangular y la geometría del ion también. Esta geometría determina
que el ángulo de enlace entre el átomo de silicio y dos de los átomos de oxígeno es igual a 120°.
(*)
Según los postulados de TRePEV, la unión covalente doble se considera como un par de electrones.

2
BrO
En este ion el átomo de bromo es el átomo central y posee cuatro pares de electrones a su alrededor, de los
cuales dos pares están compartidos y dos pares libres, entonces, la geometría electrónica es tetraédrica. Como
dos de los pares de electrones no están compartidos con otros átomos, la geometría del ion resulta ser angular.
Esta geometría determina que el ángulo de enlace entre el átomo de bromo y los átomos de oxígeno sea menor
a 109,5°.

3
ClO
En este ion el átomo de cloro es el átomo central y posee cuatro pares de electrones a su alrededor, tres pares
compartidos y un par libre, entonces, la geometría electrónica es tetraédrica. Como un par de electrones no está
compartido con otro átomo, la geometría del ion resulta ser piramidal. Esta geometría determina que el ángulo
de enlace entre el átomo de cloro y dos de los átomos de oxígeno sea menor a 109,5°.

8. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
8
A partir del análisis realizado completamos la tabla.
Fórmula
Estructura de
Lewis
Geometría
electrónica
Geometría Ángulo de enlace (α)
Momento dipolar
(µT = 0 D ó µT ≠ 0 D)
BeI2
lineal Lineal α I-Be-I = 180° µT = 0 D
PI3
tetraédrica piramidal α I-P-I es menor a
109,5°
µT ≠ 0 D
BF3
triangular triangular α F-B-F = 120° µT = 0 D
SeCl2
tetraédrica Angular α Cl-Se-Cl es menor a
109,5°
µT ≠ 0 D
CH3F
tetraédrica tetraédrica α H-C-F y
α H-C-H son = a 109,5°
µT ≠ 0 D

2
4
SO
tetraédrica tetraédrica α O-S-O = 109,5° No corresponde

2
3
SiO
triangular triangular α O-Si-O =120° No corresponde

2
BrO
tetraédrica Angular α O-Br-O es menor a
109,5°
No corresponde

3
ClO
tetraédrica piramidal α O-Cl-O es menor a
109,5°
No corresponde

9. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
9
Ejercicio 3
a) A partir de las fórmulas estableceremos el tipo de sustancia, el tipo de partículas que las forman, la geometría
y la polaridad de las moléculas. Con estos datos deduciremos el tipo de fuerzas de atracción que actúan entre
las partículas.
A) A las sustancias PH3 y SiH4 se las denomina moleculares, porque están formadas por moléculas, debido a que
las uniones entre los átomos que la componen son covalentes.
Escribimos las estructuras de Lewis para determinar las geometrías y a partir de las mismas, la polaridad de cada
molécula.
En la molécula de PH3, el fósforo es el átomo central y posee cuatro pares de electrones a su
alrededor, entonces, la geometría electrónica es tetraédrica. La existencia de un par de
electrones no compartido determina que la geometría molecular sea piramidal.
Luego de haber establecido la geometría molecular, determinamos la polaridad de la molécula.
Cada enlace entre un átomo de hidrógeno y el átomo de fósforo es polar. Los momentos dipolares
correspondientes a las uniones tienen igual módulo y distinta dirección. Entonces, por la disposición en el
espacio, la suma vectorial de los momentos dipolares de los enlaces no es nula (µT  0 D) y la molécula es polar.
Esta geometría molecular determina que el ángulo de enlace entre el átomo de fósforo y dos de los átomos de
hidrógeno es menor a 109,5°.
Las moléculas polares se atraen por fuerzas de London y dipolo-dipolo.
En las moléculas de SiH4, el átomo central es el silicio y posee cuatro pares de electrones
compartidos. La disposición que permite la mínima repulsión entre los pares que se
encuentran alrededor del átomo central es tetraédrica.
Como el átomo de silicio no posee pares de electrones libres, la geometría molecular coincide con la geometría
electrónica y ambas son tetraédricas.
Luego de haber establecido la geometría molecular, determinamos la polaridad de la molécula. La misma tiene
cuatro enlaces Si-H polares. Los momentos dipolares correspondientes a estos enlaces son iguales en módulo y
distintos en dirección y en sentido. Entonces, por la disposición en el espacio, el momento dipolar total resulta
ser nulo (µT = 0 D) y la molécula es no polar. La geometría determina que el ángulo de enlace entre el átomo de
silicio y dos de los átomos de hidrógeno (α Cl-C-Cl) es de 109,5°.
Las moléculas no polares se atraen por fuerzas de London.
Por lo tanto, las fuerzas de atracción responsables de mantener atraídas a las moléculas cuando la sustancia se
encuentra en el estado sólido son las indicadas en cada caso:
 las moléculas de PH3 se atraen por fuerzas de London y dipolo-dipolo.
 las moléculas de SiH4 se atraen por fuerzas de London.

10. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
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B) Analizamos el tipo de unión química para cada sustancia.
En el cloruro de potasio (KCl), el potasio es un metal cuya electronegatividad es 0,82 y el cloro es un no metal de
electronegatividad 3,16, por lo tanto, la unión química es iónica, pues la diferencia de electronegatividad es
mayor que 2,00.
El KCl es un compuesto iónico formado por cationes y aniones que se mantienen unidos por la atracción
electrostática que se produce entre cargas opuestas.
El HF es una sustancia molecular, formada por moléculas, debido a que la unión entre los átomos no metálicos
es covalente. La diferencia de electronegatividad entre los átomos de flúor y de hidrógeno determinan que el
enlace es polar, por lo tanto la molécula es polar, pues en una molécula diatómica su polaridad coincide con la
polaridad del enlace. La estructura de Lewis es:
Las fuerzas de atracción entre las moléculas de HF son puente de hidrógeno, dipolo-dipolo y London, debido a
que las moléculas son polares y están formadas por un átomo de hidrógeno unido a un átomo de un elemento
muy electronegativo como el flúor.
Por lo tanto, las fuerzas de atracción responsables de mantener atraídos a los iones en la sal y a las moléculas en
el HF, cuando las sustancias se encuentran en el estado sólido son las indicadas en cada caso:
 en el KCl, los cationes y los aniones se atraen por fuerzas electrostáticas entre cargas opuestas.
 las fuerzas entre las moléculas de HF son puente de hidrógeno, dipolo-dipolo y London.
b) Para determinar en cada par la sustancia que presente mayor intensidad de las fuerzas de atracción entre sus
partículas y la sustancia de menor punto de ebullición, tenemos en cuenta:
o El tipo de sustancia: iónica, molecular o metálica.
o El tamaño de la nube electrónica y la forma de las moléculas, para comparar la intensidad de las fuerzas
de London o de dispersión.
o La polaridad de las moléculas. En moléculas formadas por más de dos átomos, como las mencionadas,
es necesario resolver la geometría molecular para establecer si son moléculas polares o no polares.
o Las fuerzas de atracción entre partículas de una sustancia.
o Cuanto más intensas sean las fuerzas de atracción entre las partículas, mayor será la energía necesaria
para separarlas y, por lo tanto, mayor será el punto de ebullición o de fusión.
Por lo tanto lo resuelto en el punto anterior (a) es parte de lo necesario para contestar las actividades de este
punto. Además el desarrollo propuesto forma parte de la justificación de las respuestas solicitadas en el punto c.

11. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
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En la siguiente tabla resumimos la información obtenida por el desarrollo del punto anterior.
Fórmula PH3 SiH4 KCl HF
Tipo de sustancia molecular Molecular iónica molecular
Estructura de Lewis
GE tetraédrica Tetraédrica -- --
GM piramidal Tetraédrica -- lineal
µT y polaridad µT ≠ 0 D
Molécula polar
µT = 0 D
Molécula no polar
No corresponde µT ≠ 0 D
Molécula polar
Nº de electrones
por molécula
18 18 -- 10
Fuerzas
intermoleculares
London y dipolo-
dipolo
London Atracción
electrostática
entre cargas
opuestas
London, dipolo-
dipolo y Puente
de hidrógeno.
Las sustancias del par PH3 y SiH4, están formadas por moléculas de igual número de electrones, en consecuencia
la intensidad de la fuerza de London es similar. Es decir, que esta fuerza no es decisiva para determinar la
diferencia entre la intensidad de las fuerzas de atracción.
La intensidad de las fuerzas de atracción entre las moléculas de PH3 es mayor que la intensidad de las
atracciones de London entre las moléculas del SiH4, debido a la contribución de las fuerzas dipolo-dipolo y
London. Por este motivo, es necesario suministrar más energía, en forma de calor, para que las moléculas
adquieran la energía cinética suficiente para separarse y producir el cambio de estado.
Es decir que el nombre de la sustancia que presenta mayor intensidad de las fuerzas de atracción entre sus
moléculas es la fosfina (PH3) y la sustancia de menor punto de ebullición es el silano (SiH4).
Entre las sustancias del par KCl y HF, el compuesto iónico presenta fuerzas de atracción de mayor intensidad,
debido a que las fuerzas electrostáticas entre cationes y aniones son más intensas que cualquiera de las fuerzas
de atracción intermoleculares. Para que se produzca la ebullición, es necesario entregar más energía a un
compuesto iónico que a un compuesto molecular.
Por lo tanto el nombre de la sustancia que presenta mayor intensidad de las fuerzas de atracción entre sus
partículas es cloruro de potasio y la sustancia de menor punto de ebullición es el fluoruro de hidrógeno (HF).
iii) Para determinar cuál o cuáles de las sustancias de cada par se disuelven en agua tenemos en cuenta que para
que una sustancia sea soluble en otra (se disuelva), se tienen que establecer fuerzas de atracción entre las
partículas que las forman.
- Generalmente las sustancias formadas por moléculas polares se disuelven en solventes formados

12. Fuerzas de atracción entre partículas y propiedades físicas de las sustancias EJERCICIOS RESUELTOS
12
por moléculas polares y las sustancias formadas por moléculas no polares se disuelven en solventes
formados por moléculas no polares.
- Generalmente los compuestos iónicos se disuelven en agua.
Para analizar la solubilidad de las sustancias en agua comenzamos representando la estructura de Lewis de la
molécula de agua (H2O).
La geometría molecular resulta ser angular y la molécula es polar(µT  0 D).
Entre las sustancias del par PH3 y SiH4 se disuelve en agua la sustancia formada por moléculas polares, es decir
PH3, estableciéndose atracciones entre las moléculas de ambas sustancias.
Las sustancias KCl y HF se disuelven en agua ya que el cloruro de potasio es iónico por lo tanto se presentan
interacciones entre los iones y las moléculas de agua, y el fluoruro de hidrógeno es una sustancia formada por
moléculas polares, por lo tanto se establecen atracciones entre las moléculas de fluoruro de hidrógeno y de
agua.