Problema resuelto de Química: Enlace químico y geometría molecularSelectividad (PAU) · País Vasco 2020 · Julio (extraordinaria)

a) Configuración y posición$$Z = 3:\ 1s^2\,2s^1$$El electrón más externo está en la capa $n = 2$ y en un orbital $s$ con un solo electrón: es el litio (Li), del período 2 y del grupo 1 (alcalinos).

Su catión. Al ser un metal con un solo electrón de valencia, lo pierde con facilidad:$$\text{Li} \longrightarrow \text{Li}^+ + e^- \qquad \text{Li}^+:\ 1s^2$$Esa configuración $1s^2$ es la del helio (He, $Z = 2$): el $\text{Li}^+$ y el He son isoelectrónicos.

b) El elemento de $Z = 16$$$Z = 16:\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$$Es el azufre (S), del período 3 y grupo 16. Tiene 6 electrones de valencia: le faltan 2 para el octeto, así que tiende a formar el anión $\text{S}^{2-}$ ($1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$, la configuración del argón).

Tipo de enlace. El litio (metal, baja energía de ionización y baja electronegatividad) cede electrones y el azufre (no metal, más electronegativo) los acepta: se forma un enlace iónico. Hacen falta dos $\text{Li}^+$ para neutralizar la carga de un $\text{S}^{2-}$:$$2\,\text{Li}^+ + \text{S}^{2-} \longrightarrow \text{Li}_2\text{S}\quad\text{(sulfuro de litio)}$$Propiedades del compuesto. Las de los compuestos iónicos: forma una red cristalina de iones, por lo que a temperatura ambiente es un sólido, con puntos de fusión y ebullición altos; es duro pero frágil; es soluble en agua (disolvente polar); no conduce la electricidad en estado sólido, pero sí fundido o disuelto, porque entonces los iones pueden moverse.