Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2021

Dados los elementos (A) y (B), con números atómicos 16 y 20 respectivamente:

a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos. (0,5 puntos)

b) ¿Cuántos electrones de valencia tienen y cuál es su valencia iónica? (0,5 puntos)

c) Razone qué tipo de enlace se formará entre los elementos (A) y (B) y cuál sería la fórmula del compuesto resultante. (0,5 puntos)

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

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

d.2) $\text{Fe}_2\text{O}_3$

d.3) $\text{Co(OH)}_3$

d.4) Nitrato de hierro (III) [tris(trioxidonitrato) de hierro]

d.5) Sulfito de sodio [trioxidosulfato de disodio]

$\textbf{a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos. (0,5 puntos)}$

Se reparten los electrones siguiendo el orden de llenado de los orbitales.

$\mathrm{A}\ (Z = 16): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$

Es el azufre.

$\mathrm{B}\ (Z = 20): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2$

Es el calcio.

$\textbf{b) ¿Cuántos electrones de valencia tienen y cuál es su valencia iónica? (0,5 puntos)}$

Los electrones de valencia son los de la capa más externa.

A tiene la tercera capa como más externa, con $3s^2\,3p^4$: son $\textbf{6 electrones de valencia}$. Le faltan dos para completar el octeto y le resulta mucho más fácil ganarlos que ceder seis, así que su valencia iónica es $\textbf{--2}$ y forma el anión $\mathrm{S^{2-}}$, con configuración de argón.

B tiene la cuarta capa como más externa, con $4s^2$: son $\textbf{2 electrones de valencia}$. Al cederlos queda también con configuración de argón, de modo que su valencia iónica es $\textbf{+2}$ y forma el catión $\mathrm{Ca^{2+}}$.

$\textbf{c) Razone qué tipo de enlace se formará entre los elementos (A) y (B) y cuál sería la fórmula del compuesto resultante. (0,5 puntos)}$

A es un no metal electronegativo y B un metal alcalinotérreo poco electronegativo. Al ser grande la diferencia de electronegatividad, no hay compartición sino transferencia de electrones: el enlace es $\textbf{iónico}$.

Las valencias del apartado anterior son $+2$ y $-2$, de modo que se combinan uno a uno:

$\mathrm{Ca^{2+}} + \mathrm{S^{2-}} \rightarrow \mathrm{CaS}$

La fórmula del compuesto es $\mathrm{CaS}$, sulfuro de calcio, que no forma moléculas sino una red cristalina iónica.

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

$\textbf{d.1)}$ $\mathrm{HIO_3}$ — $\textbf{ácido yódico}$. La terminación -ico corresponde al yodo actuando con $+5$.

$\textbf{d.2)}$ $\mathrm{Fe_2O_3}$ — $\textbf{óxido de hierro(III)}$, o trióxido de dihierro.

$\textbf{d.3)}$ $\mathrm{Co(OH)_3}$ — $\textbf{hidróxido de cobalto(III)}$. Tres hidroxilos exigen que el cobalto actúe con $+3$.

$\textbf{d.4)}$ Nitrato de hierro (III) [tris(trioxidonitrato) de hierro] — $\mathrm{Fe(NO_3)_3}$. Tres aniones nitrato compensan la carga $+3$ del hierro.

$\textbf{d.5)}$ Sulfito de sodio [trioxidosulfato de disodio] — $\mathrm{Na_2SO_3}$. El anión sulfito, $\mathrm{SO_3^{2-}}$, lleva el azufre con $+4$.