Problema resuelto de Química: Enlace químico y geometría molecularSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2025 · Julio

a) Configuraciones electrónicas

Siguiendo el orden de llenado ($1s\,2s\,2p\,3s\,3p$):$$\text{P}\ (Z = 15):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^3$$$$\text{S}\ (Z = 16):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$$$$\text{Cl}\ (Z = 17):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$$

b) Iones más probables

• El azufre tiene 6 electrones de valencia ($3s^2\,3p^4$); le faltan dos para completar el octeto, así que capta dos electrones y forma el ion sulfuro, $\text{S}^{2-}$: $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$.
• El cloro tiene 7 electrones de valencia ($3s^2\,3p^5$); le falta uno, así que capta un electrón y forma el ion cloruro, $\text{Cl}^-$: $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$.

Los dos iones tienen la configuración del argón, el gas noble que les sigue: son isoelectrónicos.

c1) Fórmula del compuesto de S y Cl

Los dos son no metales, así que no se transfieren electrones: los comparten (enlace covalente). El azufre necesita dos electrones más, es decir, formar dos enlaces; cada cloro necesita uno, es decir, un enlace. El azufre se une a dos cloros con dos enlaces simples:$$\text{SCl}_2$$Estructura de Lewis. $6 + 2\cdot 7 = 20$ electrones de valencia: dos pares de enlace S–Cl, dos pares solitarios en el azufre y tres en cada cloro.

Geometría (TRPECV). El azufre se rodea de 4 pares de electrones (2 de enlace y 2 solitarios, tipo $\text{AX}_2\text{E}_2$), que se dirigen a los vértices de un tetraedro. Como la forma la dan solo los átomos, la molécula es angular, con un ángulo algo menor que $109{,}5^\circ$ porque los pares solitarios repelen más que los de enlace.

Polaridad. El cloro es más electronegativo que el azufre, así que cada enlace S–Cl es polar. En una molécula angular los dos momentos dipolares forman un ángulo y su suma no es nula: el $\text{SCl}_2$ es una molécula polar.

c2) Compuesto del azufre con un alcalino

Un alcalino (llamémoslo M) tiene configuración de valencia $ns^1$: alcanza la de gas noble perdiendo su único electrón de valencia y forma el catión $\text{M}^+$. El azufre, como se vio en b), gana dos electrones y forma $\text{S}^{2-}$.

Fórmula. Para que el compuesto sea neutro hacen falta dos cationes por cada anión:$$\text{M}_2\text{S} \qquad (\text{por ejemplo, } \text{Na}_2\text{S},\ \text{sulfuro de sodio})$$Tipo de enlace. El alcalino es un metal muy poco electronegativo y el azufre, un no metal bastante electronegativo: la diferencia de electronegatividad es grande y hay una transferencia de electrones del metal al azufre. Los iones $\text{M}^+$ y $\text{S}^{2-}$ se atraen electrostáticamente y forman una red cristalina: el enlace es iónico.