La estructura atómica y el enlace químico

Este cuestionario de Química de 2º de Bachillerato cubre el bloque de estructura atómica, sistema periódico y enlace químico, base conceptual sobre la que se construye toda la química orgánica e inorgánica evaluada en la PAU (Selectividad).

Se trabaja la configuración electrónica a través de un caso clásico y frecuente en examen: el ion Fe³⁺ (Z=26), cuya configuración fundamental [Ar]4s²3d⁶ pierde primero los dos electrones 4s y después un electrón 3d al ionizarse, resultando en [Ar]3d⁵ —una regla de prioridad de pérdida de electrones (4s antes que 3d) que contradice el orden de llenado de Aufbau y es fuente frecuente de errores—. Se valida también la validez física de conjuntos de números cuánticos (n, l, mₗ, mₛ), reforzando la restricción l<n.

El bloque de propiedades periódicas trabaja la variación de energía de ionización y afinidad electrónica a lo largo de un período y grupo, y el radio atómico, máximo en los metales alcalinos al inicio de cada período debido al menor apantallamiento efectivo. Se relaciona la configuración electrónica de valencia con el comportamiento químico: un elemento con configuración ns²np⁵ (halógenos) tiende a ganar un electrón para completar el octeto.

En el bloque de enlace, se distinguen enlace iónico (NaCl, MgO, por atracción electrostática entre iones), enlace covalente (analizado en el diamante, red covalente gigante) y enlace metálico (conductividad eléctrica y brillo metálico explicados por el mar de electrones deslocalizados). Se estudia la molécula de CO₂ como ejemplo de geometría lineal donde los momentos dipolares de los enlaces polares C=O se cancelan vectorialmente, resultando en una molécula apolar pese a tener enlaces polares —una distinción clave entre polaridad de enlace y polaridad molecular—.

Se aplica la teoría de repulsión de pares de electrones de valencia (RPECV) para predecir la geometría molecular del NH₃ (pirámide trigonal, por la presencia de un par de electrones no enlazante), y se identifican especies con hibridación sp² del átomo central, como el BF₃ y los carbonos del eteno (C₂H₄), ambos de geometría trigonal plana.

Las 12 preguntas combinan preguntas de configuración electrónica, propiedades periódicas, tipos de enlace y geometría molecular (RPECV e hibridación), todas de nivel conceptual y de aplicación directa característico de la PAU. Las 12 flashcards recogen las definiciones y ejemplos esenciales para el repaso final.

• Determinar la configuración electrónica de átomos e iones, aplicando la regla de pérdida de electrones 4s antes que 3d en cationes de metales de transición
• Explicar la variación de las propiedades periódicas (radio atómico, energía de ionización, electronegatividad) a lo largo de un periodo y un grupo
• Distinguir enlace iónico, covalente y metálico e identificar sus propiedades características
• Predecir la geometría molecular de moléculas sencillas aplicando la teoría RPECV
• Distinguir la polaridad de un enlace individual de la polaridad global de una molécula, usando el CO₂ como ejemplo

"Para un átomo en su estado fundamental, la configuración electrónica correcta del ion Fe³⁺ (Z=26) es [Ar]3d⁵: el hierro pierde primero los dos electrones 4s y después un electrón 3d. La molécula de CO₂ es lineal, y los dipolos de los enlaces C-O se cancelan, resultando en una molécula apolar."