Enlace químico y geometría molecular

Identificación de los elementos.a) Compuesto formado por A y D.

El berilio tiene 2 electrones de valencia y tiende a cederlos o compartirlos; el flúor necesita uno para completar el octeto. Hacen falta, por tanto, dos átomos de flúor por cada uno de berilio:$$\text{A} \rightarrow \text{Be}^{2+} \qquad \text{D} \rightarrow \text{F}^-$$$$\boxed{\text{BeF}_2}$$Formalmente el balance de cargas es $(+2) + 2(-1) = 0$. Merece la pena señalar que el $\text{BeF}_2$, pese a estar formado por metal y no metal, tiene un carácter covalente apreciable: el $\text{Be}^{2+}$ es tan pequeño y su densidad de carga tan alta que polariza fuertemente al $\text{F}^-$. En su forma gaseosa es una molécula lineal ($180^\circ$), de tipo $\text{AX}_2$.

b) Compuesto formado por C y D: covalente.$$\chi(\text{N}) = 3{,}0 \qquad \chi(\text{F}) = 4{,}0 \qquad \Delta\chi = 1{,}0 \;<\; 1{,}7$$Los dos son no metales: ninguno tiene tendencia a ceder electrones, así que no puede formarse un par catión-anión. Lo que hacen es compartir pares electrónicos. El nitrógeno, con 5 electrones de valencia, forma tres enlaces y le queda un par solitario:$$\text{NF}_3 \qquad \text{(AX}_3\text{E, pirámide trigonal)}$$

c) Energía de ionización más alta: el elemento D (flúor).

Los cuatro están en el mismo periodo, luego el número de capas es el mismo y solo varía la carga nuclear efectiva. Al avanzar hacia la derecha, $Z_{\text{ef}}$ aumenta, el radio disminuye y los electrones quedan más retenidos, así que la energía de ionización crece de A a D. Los valores reales:$$EI(\text{B}) = 801 \;<\; EI(\text{Be}) = 899 \;<\; EI(\text{N}) = 1\,402 \;<\; EI(\text{F}) = 1\,681 \; \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$$El boro rompe ligeramente la tendencia (su energía de ionización es menor que la del berilio) porque su electrón más externo es un $2p^1$ solitario, más fácil de arrancar que uno de un $2s^2$ completo. Es una de las anomalías conocidas del segundo periodo, pero no afecta a la conclusión: el flúor es, con diferencia, el que más energía exige.