Problema resuelto de Química: Sistema periódico y propiedades periódicasSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2022 · Junio

a) Configuraciones electrónicas.Cómo se deduce. El periodo es el número cuántico $n$ de la capa de valencia (3 para A, B y C; 4 para D). Para los elementos del bloque p el grupo es $10 +$ (electrones $s$ + $p$ de valencia): $10 + 6 = 16$, $10 + 7 = 17$, $10 + 8 = 18$; para el bloque s, el número de electrones $s$: grupo 1.

b) Energía de ionización. Es la energía necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo gaseoso. En un periodo crece hacia la derecha: aumenta la carga nuclear efectiva y el radio disminuye, así que el electrón está más atraído. Por eso, entre A, B y C: $\text{S} < \text{Cl} < \text{Ar}$, y el argón, con la capa completa, tiene la más alta.

El potasio tiene su electrón de valencia en una capa nueva ($4s^1$), más lejos del núcleo y apantallado por las capas internas: se arranca con mucha facilidad y su energía de ionización es la menor de las cuatro.$$EI_1:\quad \text{D (K)} < \text{A (S)} < \text{B (Cl)} < \text{C (Ar)}$$c) Ion más estable de cada elemento. Cada uno busca la configuración del gas noble más cercano, el argón:

• A (S) gana 2 electrones: $\text{S}^{2-}$, $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$.
• B (Cl) gana 1 electrón: $\text{Cl}^-$, $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$.
• C (Ar) ya tiene la capa de valencia completa: no tiende a formar iones. Su especie estable es el átomo neutro, $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$.
• D (K) pierde su electrón $4s$: $\text{K}^+$, $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$.

Los tres iones son isoelectrónicos con el argón.

d) Fórmula del compuesto de A y B. El azufre ($3s^2\,3p^4$) tiene dos electrones desapareados y le faltan dos para el octeto; al cloro ($3s^2\,3p^5$) le falta uno. El azufre comparte un par de electrones con cada uno de dos átomos de cloro y así completan todos el octeto: la fórmula es $\text{SCl}_2$.

Tipo de enlace. Los dos son no metales, con electronegatividades altas y parecidas: ninguno cede electrones al otro, así que los comparten. El enlace S–Cl es covalente, y algo polar, porque el cloro es más electronegativo que el azufre y atrae hacia sí el par compartido. El compuesto está formado por moléculas.