Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2023

Responda a las siguientes cuestiones:

a) Indique el número total de protones, neutrones y electrones que contiene el ion $\text{Sr}^{2+}$ ($Z = 38$ y $A = 87$). (0,5 puntos)

b) Teniendo en cuenta las configuraciones electrónicas de los elementos $\text{A}\ (Z = 16)$, $\text{B}\ (Z = 9)$ y $\text{C}\ (Z = 8)$, justifique cuál de ellos será el menos electronegativo. (0,5 puntos)

c) Razone qué tipo de enlace se producirá cuando se unan A y B, y dé una posible fórmula del compuesto. (0,5 puntos)

d) Nombre o formule los siguientes compuestos: (0,5 puntos)

d.1) $\text{CaCO}_3$

d.2) $\text{KMnO}_4$

d.3) $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$

d.4) Yoduro de plomo (IV) [tetrayoduro de plomo]

d.5) Cloruro de cromo (III) [tricloruro de cromo]

$\textbf{a) Indique el número total de protones, neutrones y electrones que contiene el ion Sr²⁺ (Z = 38 y A = 87). (0,5 puntos)}$

El número atómico da los protones, el másico es la suma de protones y neutrones, y la carga indica los electrones perdidos respecto del átomo neutro.

$\text{protones} = Z = 38$

$\text{neutrones} = A - Z = 87 - 38 = 49$

$\text{electrones} = 38 - 2 = 36$

Los 36 electrones son los del kriptón: el estroncio, alcalinotérreo del periodo 5, pierde sus dos electrones $5s$ y adquiere así configuración de gas noble.

$\textbf{b) Teniendo en cuenta las configuraciones electrónicas de los elementos A (Z = 16), B (Z = 9) y C (Z = 8), justifique cuál de ellos será el menos electronegativo. (0,5 puntos)}$

Se escriben las tres configuraciones y se sitúa cada elemento:

$\mathrm{A}\ (Z=16): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$ — periodo 3, grupo 16. Es el azufre.

$\mathrm{B}\ (Z=9): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^5$ — periodo 2, grupo 17. Es el flúor.

$\mathrm{C}\ (Z=8): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^4$ — periodo 2, grupo 16. Es el oxígeno.

La electronegatividad crece hacia la derecha y hacia arriba de la tabla periódica, porque aumenta la carga nuclear efectiva y disminuye el radio atómico.

B y C están en el periodo 2, con los electrones de valencia muy cerca del núcleo; A, en el periodo 3, los tiene en una capa más y mejor apantallados. Además A está a la izquierda de B.

El $\textbf{menos electronegativo}$ es, por tanto, el elemento $\textbf{A}$, el azufre. El orden completo es A < C < B, siendo el flúor el elemento más electronegativo de toda la tabla.

$\textbf{c) Razone qué tipo de enlace se producirá cuando se unan A y B, y dé una posible fórmula del compuesto. (0,5 puntos)}$

Los dos son no metales, con electronegatividades altas y relativamente próximas, de modo que ninguno arranca los electrones del otro: los comparten. El enlace es $\textbf{covalente}$.

Aplicando la regla del octeto, al azufre le faltan dos electrones y a cada flúor uno, así que hacen falta dos flúores por cada azufre:

$\mathrm{SF_2}$

Al estar el azufre en el periodo 3 dispone además de orbitales $d$ y puede ampliar el octeto, de modo que también existen el $\mathrm{SF_4}$ y, sobre todo, el $\mathrm{SF_6}$, que es el compuesto más estable de los tres. Cualquiera de ellos es una respuesta válida.

$\textbf{d) Nombre o formule los siguientes compuestos: (0,5 puntos)}$

$\textbf{d.1)}$ $\mathrm{CaCO_3}$ — $\textbf{carbonato de calcio}$. Catión $\mathrm{Ca^{2+}}$ y anión $\mathrm{CO_3^{2-}}$, ambos divalentes.

$\textbf{d.2)}$ $\mathrm{KMnO_4}$ — $\textbf{permanganato de potasio}$. El manganeso actúa con $+7$, su número de oxidación máximo, y de ahí su carácter fuertemente oxidante.

$\textbf{d.3)}$ $\mathrm{(NH_4)_2SO_4}$ — $\textbf{sulfato de amonio}$. Dos cationes amonio compensan un anión sulfato.

$\textbf{d.4)}$ Yoduro de plomo (IV) [tetrayoduro de plomo] — $\mathrm{PbI_4}$. El plomo actúa con $+4$ y el yodo con $-1$.

$\textbf{d.5)}$ Cloruro de cromo (III) [tricloruro de cromo] — $\mathrm{CrCl_3}$. El cromo actúa con $+3$.