Configuración Electrónica, Enlace Químico y Fuerzas Intermoleculares

OPCIÓN A:

Pregunta A1.-

a) Configuración Electrónica y Número Cuántico

Z=7 (N, nitrógeno) tiene configuración electrónica 1s² 2s² 2p³. El número cuántico m varía entre -1 y +1 pasando por 0, y el número cuántico l varía entre 0 y n-1.

Para n=1 los dos electrones en orbital 1s tienen l=0 y m=0.

Para n=2 los dos electrones en orbital 2s tienen l=0 y m=0.

Para n=2 los tres electrones en orbitales 2p tienen cada uno l con valores -1, 0 y 1, ya que los 3 electrones en orbitales p están desapareados por el principio de máxima multiplicidad de Hund. Por ello solamente un electrón en orbital 2p tiene m=0.

Para Z=7 el número total de electrones con m=0 es 5.

b) Iones y Radio Iónico

Z=17 (Cl, cloro) tiene configuración electrónica 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. La configuración electrónica de gas noble más cercana es Z=18 (Ar, argón) y el ion más estable es X^- (Cl^-).

Z=19 (K, potasio) tiene configuración electrónica 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹. La configuración electrónica de gas noble más cercana es Z=18 (Ar, argón) y el ion más estable es Y⁺ (K⁺).

Z=35 (Br, bromo) tiene configuración electrónica 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵. La configuración electrónica de gas noble más cercana es Z=36 (Kr, kriptón) y el ion más estable es Z^- (Br^-).

El radio aumenta con n, por lo que el ion Z^- (Br^-) será el mayor. Entre el ion X^- (Cl^-) y el ion Y⁺ (K⁺), ambos tienen 18 electrones, pero el asociado a Z=19, Y⁺ (K⁺), tiene mayor carga nuclear por lo que atraerá más los electrones y su radio será menor.

c) Enlace Químico y Fuerzas Intermoleculares

El compuesto binario formado por el hidrógeno y el nitrógeno (Z=7) es el amoniaco, NH₃. Se trata de una molécula que forma tres enlaces covalentes con el hidrógeno, y tiene un par de electrones solitario, por lo que la geometría es piramidal triangular, lo que hace que no se cancelen los momentos dipolares de los enlaces N-H y la molécula globalmente sea polar.

Presenta varios tipos de fuerzas intermoleculares, que de mayor a menor intensidad son:

• Enlace de hidrógeno
• Fuerzas de Van Der Waals:
  • Dipolo permanente-dipolo permanente al ser polar
  • Dipolo instantáneo-dipolo instantáneo (“de dispersión ó de London”)