Question

select the correct answer. how does substituting a hydrogen atom with a halogen in a hydrocarbon affect the resulting compound? a. all the single bonds in the original molecule change to double bonds. b. the boiling point of the new compound increases. c. the bonds between the carbon atoms in the molecule become weaker. d. the resulting compound is called a saturated hydrocarbon. e. the substitution allows each carbon atom to accept more than four valence electrons.

Explanation:

Para resolver esta pregunta, analizamos cada opción:

• Opción A: La sustitución de hidrógeno por halógeno no convierte enlaces sencillos en dobles. La sustitución es un proceso donde un átomo de hidrógeno se reemplaza por uno de halógeno, y los enlaces carbono - carbono (si los hubiera) permanecen sencillos en el caso de hidrocarburos saturados, o se mantienen su tipo en hidrocarburos insaturados (pero la sustitución no causa la conversión de enlaces sencillos a dobles). Así que A es incorrecta.

• Opción B: Cuando se sustituye un átomo de hidrógeno (que tiene una masa atómica baja, por ejemplo, $H = 1$) por un átomo de halógeno (por ejemplo, $Cl = 35.45$, $Br = 79.90$, $I = 126.90$), la masa molar del compuesto resultante aumenta. La temperatura de ebullición de una sustancia está relacionada con las fuerzas intermoleculares y la masa molar (para compuestos con estructuras similares). Un aumento en la masa molar, generalmente, lleva a un aumento en la temperatura de ebullición (debido a que las fuerzas de dispersión de London aumentan con la masa molar). Así que B es correcta.

• Opción C: Los enlaces carbono - carbono no se debilitan por la sustitución de hidrógeno por halógeno. Los enlaces carbono - carbono dependen de la naturaleza de los átomos de carbono y su hibridación, no del átomo que está unido al carbono (en este caso, el reemplazo de H por halógeno no afecta la fuerza del enlace carbono - carbono). Así que C es incorrecta.

• Opción D: El compuesto resultante no es un hidrocarburo, ya que un hidrocarburo está compuesto solo por carbono e hidrógeno. Al sustituir hidrógeno por halógeno, el compuesto ahora contiene carbono, hidrógeno (si no se reemplazaron todos los H) y halógeno, por lo que es un derivado de hidrocarburo (como un haloalcano), no un hidrocarburo. Así que D es incorrecta.

• Opción E: Los átomos de carbono tienen una valencia de 4, lo que significa que pueden formar 4 enlaces covalentes. La sustitución de hidrógeno por halógeno no permite que el carbono acepte más de 4 electrones de valencia, ya que la valencia del carbono es intrínseca a su estructura atómica (configuración electrónica $1s^{2}2s^{2}2p^{2}$, y forma 4 enlaces para completar su capa de valencia con 8 electrones). Así que E es incorrecta.

Answer:

B. The boiling point of the new compound increases.