Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2020

Dados los elementos X, Y y Z, con números atómicos 16, 18 y 19, respectivamente:

a) Escriba su configuración electrónica en estado fundamental. [0,5 puntos]

b) ¿Qué tipo de enlace podría darse entre ellos? ¿Qué fórmulas tendrían los compuestos formados? ¿Qué podría decirse respecto a su conductividad eléctrica? [0,5 puntos]

$\textbf{a) Escriba su configuración electrónica en estado fundamental. [0,5 puntos]}$

$\mathrm{X}\ (Z = 16): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$ — el $\textbf{azufre}$, del grupo 16 y periodo 3. Le faltan dos electrones para completar el octeto.

$\mathrm{Y}\ (Z = 18): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$ — el $\textbf{argón}$, del grupo 18 y periodo 3. Tiene la capa de valencia completa.

$\mathrm{Z}\ (Z = 19): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1$ — el $\textbf{potasio}$, del grupo 1 y periodo 4. Tiene un solo electrón de valencia, que cede con mucha facilidad.

$\textbf{b) ¿Qué tipo de enlace podría darse entre ellos? ¿Qué fórmulas tendrían los compuestos formados? ¿Qué podría decirse respecto a su conductividad eléctrica? [0,5 puntos]}$

Lo primero es descartar al argón: es un gas noble, ya tiene el octeto completo y en la práctica no forma compuestos con ninguno de los otros dos.

Queda la combinación entre el potasio y el azufre, un metal muy poco electronegativo con un no metal bastante electronegativo. Hay transferencia de electrones y el enlace es $\textbf{iónico}$:

$\mathrm{K} \rightarrow \mathrm{K^+} + e^- \qquad \mathrm{S} + 2\,e^- \rightarrow \mathrm{S^{2-}}$

Para que el compuesto sea neutro hacen falta dos potasios por cada azufre:

$\mathrm{K_2S}$ — sulfuro de potasio.

En cuanto a la conductividad, hay que distinguir el estado. En estado $\textbf{sólido}$ el $\mathrm{K_2S}$ $\textbf{no conduce}$: sus iones ocupan posiciones fijas en la red cristalina y no pueden desplazarse. $\textbf{Fundido o disuelto}$ en agua $\textbf{sí conduce}$, porque la red se deshace y los iones quedan libres para transportar la carga.

Conviene añadir que el potasio como elemento, al ser un metal, conduce la electricidad en estado sólido gracias a sus electrones deslocalizados; y que el azufre elemental, sustancia molecular, no conduce en ningún estado.