Problema resuelto de Química: Estructura atómica y números cuánticosSelectividad (PAU) · País Vasco 2019 · Junio · Opción B

a) Configuración del estroncio. Sr ($Z = 38$):$$\text{Sr}:\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,3d^{10}\,4s^2\,4p^6\,5s^2 = [\text{Kr}]\,5s^2$$Configuración del ion. El $\text{Sr}^{2+}$ pierde los dos electrones $5s$, los de mayor $n$:$$\text{Sr}^{2+}:\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,3d^{10}\,4s^2\,4p^6 = [\text{Kr}]$$Tiene los mismos 36 electrones y la misma configuración que el criptón (gas noble del periodo 4). Por eso el estroncio, del grupo 2, forma con facilidad el ion $2+$. Verdadera.

b) Radio del anión. El I ($Z = 53$, $[\text{Kr}]\,4d^{10}\,5s^2\,5p^5$) y el $\text{I}^-$ ($[\text{Kr}]\,4d^{10}\,5s^2\,5p^6$, gana un electrón) tienen el mismo núcleo, con 53 protones. El electrón añadido aumenta la repulsión entre los electrones y la misma carga nuclear tiene que atraer a 54 electrones en vez de 53: la carga nuclear efectiva que nota cada electrón externo es menor y la nube electrónica se expande. El radio del $\text{I}^-$ es mayor que el del I. Verdadera.

c) Estructura de Lewis del $\text{CCl}_4$. El C ($1s^2\,2s^2\,2p^2$) tiene 4 electrones de valencia y forma cuatro enlaces simples C–Cl, sin pares solitarios; cada Cl ($[\text{Ne}]\,3s^2\,3p^5$) completa su octeto con el enlace y tres pares solitarios.

Geometría. Cuatro pares de enlace y ninguno solitario ($\text{AX}_4$): la molécula es tetraédrica, con ángulos de $109{,}5^\circ$.

Polaridad. Cada enlace C–Cl es polar, con el momento dipolar dirigido hacia el cloro, más electronegativo. Pero los cuatro momentos son iguales y apuntan a los vértices de un tetraedro regular, así que su suma vectorial es cero: la molécula es apolar. Verdadera.