Problema resuelto de Química: Enlace químico y geometría molecularSelectividad (PAU) · País Vasco 2021 · Julio

a) Configuraciones electrónicas.$$\text{X}\ (Z = 16):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$$$$\text{Y}\ (Z = 17):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$$X es el azufre (grupo 16, periodo 3) e Y el cloro (grupo 17, periodo 3).

b) Electrones desapareados. Por la regla de Hund, los cuatro electrones $3p$ de X se colocan $3p_x^2\,3p_y^1\,3p_z^1$: tiene dos electrones desapareados y le faltan dos para el octeto. Y tiene $3p_x^2\,3p_y^2\,3p_z^1$: un electrón desapareado, le falta uno.

Fórmula. X forma dos enlaces covalentes simples, uno con cada átomo de Y, y cada Y forma uno: la fórmula más probable es $\text{XY}_2$, es decir, $\text{SCl}_2$.

c) Estructura de Lewis. Electrones de valencia: $6 + 2\cdot 7 = 20$, es decir, 10 pares. El átomo central X forma dos enlaces simples X–Y (2 pares enlazantes) y conserva 2 pares no enlazantes; cada Y tiene su par de enlace y 3 pares no enlazantes. Todos cumplen el octeto.

Geometría (TRPECV). X tiene 4 pares de electrones a su alrededor (tipo $\text{AX}_2\text{E}_2$), que se orientan hacia los vértices de un tetraedro para repelerse lo menos posible. Dos vértices los ocupan los átomos Y y dos los pares no enlazantes, así que la molécula es angular, con un ángulo algo menor de $109{,}5^\circ$ (los pares libres repelen más que los de enlace).

d) Electronegatividad. Dentro de un periodo la electronegatividad aumenta hacia la derecha, porque crece la carga nuclear efectiva y el radio disminuye. Y (cloro), a la derecha de X (azufre), es más electronegativo.

Polaridad. Los enlaces X–Y son polares, con la carga parcial negativa sobre Y. Como la molécula es angular, los dos momentos dipolares de enlace no apuntan en sentidos opuestos y su suma no es cero: la molécula es polar.