QuímicaFácilCuestión · 2 pts

Sistema periódico y propiedades periódicasSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2019 · Junio · Opción A

También trata: Enlace químico y geometría molecular
Comunitat Valenciana · 2019 · Junio · Opción A
Enunciado
Considere los elementos con número atómico A = 6, B = 8, C = 16, D = 19 y E = 20. Responda razonadamente:

a) Ordene los elementos propuestos por orden creciente de su radio atómico. (0,5 puntos)

b) Ordene los elementos propuestos por orden creciente de su primera energía de ionización. (0,5 puntos)

c) Prediga el elemento que tendrá la mayor electronegatividad. (0,5 puntos)

d) Explique si los elementos C y D pueden formar un compuesto iónico y, en caso afirmativo, escriba la configuración electrónica de cada uno de los iones. (0,5 puntos)
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
a) Radio: B (O) < A (C) < C (S) < E (Ca) < D (K).

b) Primera energía de ionización: D (K) < E (Ca) < C (S) < A (C) < B (O).

c) El más electronegativo es B, el oxígeno.

d) Sí: forman el compuesto iónico K2S\text{K}_2\text{S}. K+\text{K}^+ y S2−\text{S}^{2-} tienen los dos la configuración 1s2 2s2 2p6 3s2 3p61s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Lo primero es saber quién es cada letra: con el número atómico se escribe la configuración electrónica y, de ella, el periodo (la capa más alta) y el grupo (los electrones de valencia). Con los cinco elementos colocados en la tabla, las tres primeras preguntas son tendencias periódicas.

Las tendencias se explican con dos ideas: el número de capas (más capas, electrones más lejos del núcleo) y la carga nuclear efectiva (dentro de un periodo crece hacia la derecha y atrae más a los electrones). En d) hay que fijarse en qué ion forma cada elemento para llegar a la configuración de gas noble.
2

Desarrollo

Identificar los elementos
LetraZConfiguraciónPeriodoGrupoElemento
A61s2 2s2 2p21s^2\,2s^2\,2p^2214C
B81s2 2s2 2p41s^2\,2s^2\,2p^4216O
C161s2 2s2 2p6 3s2 3p41s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4316S
D191s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s11s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^141K
E201s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s21s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^242Ca
a) Radio atómico

Al bajar en un grupo el radio crece, porque los electrones de valencia ocupan una capa más alejada del núcleo. En un mismo periodo, de izquierda a derecha, el radio disminuye: los electrones entran en la misma capa pero la carga nuclear efectiva aumenta y los atrae más.
  • Periodo 2: el O (grupo 16) es más pequeño que el C (grupo 14).
  • El S (periodo 3) tiene una capa más que el C y el O.
  • Periodo 4: el Ca (grupo 2) es más pequeño que el K (grupo 1), y los dos tienen una capa más que el S.
B (O)<A (C)<C (S)<E (Ca)<D (K)\text{B (O)} < \text{A (C)} < \text{C (S)} < \text{E (Ca)} < \text{D (K)}b) Primera energía de ionización

Es la energía necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo gaseoso. Cuanto más cerca del núcleo está ese electrón y más carga efectiva lo atrae, más cuesta arrancarlo: la tendencia es la contraria a la del radio. Crece hacia la derecha en un periodo y hacia arriba en un grupo.D (K)<E (Ca)<C (S)<A (C)<B (O)\text{D (K)} < \text{E (Ca)} < \text{C (S)} < \text{A (C)} < \text{B (O)}(Los valores experimentales lo confirman: K 419, Ca 590, S 1000, C 1086 y O 1314 kJ/mol.)

c) Electronegatividad

La electronegatividad, la tendencia de un átomo a atraer los electrones de un enlace, crece hacia la derecha en un periodo y hacia arriba en un grupo. El elemento más arriba y más a la derecha de los cinco es el oxígeno: B (O) es el más electronegativo (3,4 en la escala de Pauling).

d) Compuesto entre C (S) y D (K)

El potasio tiene un solo electrón de valencia (4s14s^1) y una energía de ionización muy baja: lo pierde con facilidad y queda con la configuración del argón. Al azufre le faltan dos electrones para completar su capa (3s2 3p43s^2\,3p^4) y tiende a captarlos. La diferencia de electronegatividad es grande (0,8 del K frente a 2,6 del S), así que se transfieren electrones y se forma un compuesto iónico:K⟶K++e−S+2 e−⟶S2−\text{K} \longrightarrow \text{K}^+ + e^- \qquad \text{S} + 2\,e^- \longrightarrow \text{S}^{2-}Para que el compuesto sea neutro hacen falta dos K+\text{K}^+ por cada S2−\text{S}^{2-}: la fórmula es K2S\text{K}_2\text{S}.

Configuración de los iones. Los dos tienen 18 electrones, la configuración del argón (son isoelectrónicos):K+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6S2−: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6\text{K}^+:\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6 \qquad \text{S}^{2-}:\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

Escribe siempre la configuración y sitúa cada elemento en la tabla antes de ordenar: sin esa justificación los criterios no dan más del 30 % del apartado aunque el orden sea correcto.

Y no te limites a «el radio crece hacia abajo y hacia la izquierda»: di el porqué (número de capas y carga nuclear efectiva). En d) recuerda que el ion se forma perdiendo o ganando electrones hasta la configuración del gas noble más cercano.
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