QuímicaFácilCuestión · 2 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

También trata: Enlace químico y geometría molecular
Castilla-La Mancha · 2017 · Septiembre · Opción A
Enunciado
Para los elementos con Z=9Z = 9, 1212, 1616 y 2828,

a) Indica a qué grupo del sistema periódico pertenece cada uno de ellos.

b) ¿Cuál de los cuatro elementos tendrá mayor afinidad electrónica?

c) ¿Alguna combinación binaria entre ellos tendrá carácter iónico?

d) ¿Cuál o cuáles de los cuatro elementos podrán formar enlace metálico?
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Resultado
  • a) F: grupo 17; Mg: grupo 2; S: grupo 16; Ni: grupo 10.
  • b) El flúor (Z=9Z = 9).
  • c) Sí: MgF2\text{MgF}_2, MgS\text{MgS} y NiF2\text{NiF}_2 (metal + no metal).
  • d) Mg (Z=12Z = 12) y Ni (Z=28Z = 28).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Todo sale de la configuración electrónica: la capa de valencia nos dice el periodo y el grupo, y de ahí si el elemento es metal o no metal. Con eso:
  • La afinidad electrónica es mayor en los no metales a los que les falta poco para completar el octeto, y crece hacia arriba y hacia la derecha.
  • Hay enlace iónico entre un metal (que cede electrones) y un no metal muy electronegativo (que los capta).
  • El enlace metálico solo lo forman los metales.
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Desarrollo

a) Configuraciones y grupo.
ZZElementoConfiguración electrónicaPeriodoGrupo
9F (flúor)1s2 2s2 2p51s^2\,2s^2\,2p^5217 (halógenos)
12Mg (magnesio)[Ne] 3s2[\text{Ne}]\,3s^232 (alcalinotérreos)
16S (azufre)[Ne] 3s2 3p4[\text{Ne}]\,3s^2\,3p^4316 (anfígenos)
28Ni (níquel)[Ar] 3d8 4s2[\text{Ar}]\,3d^8\,4s^2410 (metal de transición)
El flúor y el azufre son no metales (bloque pp); el magnesio es un metal del bloque ss y el níquel, un metal de transición del bloque dd.

b) Mayor afinidad electrónica. La afinidad electrónica es la energía que se desprende cuando un átomo gaseoso capta un electrón. Es grande en los elementos a los que les falta un electrón para alcanzar la configuración de gas noble y que son pequeños (el núcleo atrae con fuerza al electrón que entra). El flúor (2s2 2p52s^2\,2p^5) gana un electrón y queda con la configuración del neón, F−\text{F}^-: es el de mayor afinidad electrónica de los cuatro. Le sigue el azufre (le faltan dos); el magnesio y el níquel, metales, tienden a perder electrones, no a ganarlos.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
c) Combinaciones iónicas. Habrá enlace iónico cuando se combine un metal de baja energía de ionización con un no metal muy electronegativo, de modo que la transferencia de electrones dé iones con configuración estable:
  • MgF2\text{MgF}_2 (fluoruro de magnesio): Mg2+\text{Mg}^{2+} y F−\text{F}^-, claramente iónico.
  • MgS\text{MgS} (sulfuro de magnesio): Mg2+\text{Mg}^{2+} y S2−\text{S}^{2-}, iónico.
  • NiF2\text{NiF}_2 (fluoruro de níquel(II)): predominantemente iónico, por la gran electronegatividad del flúor.
En cambio, la combinación entre los dos no metales (por ejemplo SF6\text{SF}_6) es covalente, y la de los dos metales (Mg y Ni) no es iónica sino metálica (una aleación).

d) Enlace metálico. Lo forman los elementos metálicos, de baja energía de ionización y pocos electrones de valencia, que se ceden a una «nube» común de electrones deslocalizados: el magnesio (Z=12Z = 12) y el níquel (Z=28Z = 28). El flúor y el azufre, no metales, forman enlaces covalentes.
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Consejo

En el níquel no te quedes en el «grupo 8B» de las tablas antiguas: la IUPAC numera los grupos del 1 al 18 y el 3d8 4s23d^8\,4s^2 (10 electrones de valencia) lo pone en el grupo 10.

En c) no basta con decir «sí»: nombra las combinaciones y explica que hace falta un metal y un no metal con mucha diferencia de electronegatividad.
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