Ejercicio resuelto de Enlace químico · Química · Aragón · 2020

Los elementos X e Y tienen como números atómicos 28 y 17, respectivamente.

a) Escriba sus configuraciones electrónicas, identifique los elementos e indique a qué grupo y período pertenecen. (0,5 puntos)

b) Explique qué tipo de enlace (iónico, covalente o metálico) se forma:

i) entre átomos de X. (0,5 puntos)

ii) entre átomos de Y. (0,5 puntos)

iii) entre átomos de X y de Y. (0,5 puntos)

En cada caso indique la estequiometría (${\text{X}}_n$, ${\text{Y}}_m$, ${\text{X}}_a{\text{Y}}_b$) de las especies resultantes.

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{configuraciones}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nicas,}}\mathbf{\text{identifique}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{per}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{odo}}\mathbf{\text{pertenecen.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Las configuraciones se construyen repartiendo los electrones por orden creciente de energía.

$\mathrm{X}(Z=28):1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^8$

El mayor nivel ocupado es el 4, y el subnivel que se está llenando es un $d$, de modo que se trata de un elemento de transición del periodo 4. Con dos electrones en el $4s$ y ocho en el $3d$ pertenece al grupo 10: es el níquel.

$\mathrm{Y}(Z=17):1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^5$

Siete electrones de valencia en el nivel 3: grupo 17, periodo 3. Es el cloro.

$\mathbf{\text{b.i)}}\mathbf{\text{Entre}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{X.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El níquel es un metal, así que entre sus átomos se establece un enlace metálico: los electrones de valencia se deslocalizan formando una nube que envuelve a los cationes ordenados en una red cristalina, y de ahí su conductividad y su brillo.

No hay moléculas discretas, sino un agregado indefinido de átomos, de modo que la estequiometría se escribe simplemente Ni, o ${\mathrm{N}\mathrm{i}}_n$ si se quiere subrayar que se trata de una red.

$\mathbf{\text{b.ii)}}\mathbf{\text{Entre}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Y.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El cloro es un no metal, y dos átomos idénticos tienen la misma electronegatividad: ninguno puede arrancarle el electrón al otro, así que lo comparten. El enlace es covalente.

A cada átomo le falta un electrón para el octeto, de modo que basta un enlace simple y la molécula resultante es diatómica:

$\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$

$\mathbf{\text{b.iii)}}\mathbf{\text{Entre}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{X}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Y.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Se une un metal con un no metal muy electronegativo. La diferencia de electronegatividad es grande y hay transferencia de electrones, no reparto: el enlace es iónico, por atracción electrostática entre los iones de la red.

El níquel cede dos electrones y cada cloro capta uno, de modo que hacen falta dos cloruros por cada catión para que el compuesto sea neutro:

$\mathrm{N}{\mathrm{i}}^{2+}+2\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}\to \mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$

La estequiometría es $\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$. Al ser el níquel un metal de transición admite más de un estado de oxidación, y con $\mathrm{N}{\mathrm{i}}^{3+}$ daría $\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_3$; el más habitual, con todo, es el $+2$.