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Iones, estructuras de Lewis y regla del octeto

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

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Respuesta rápida

3.a: ion positivo, catión Na⁺ (pierde 1 electrón). 3.b: ion negativo, anión N³⁻ (gana 3). 4: Lewis de Na(1), Mg(2), C(4), N(5), O(6), Cl(7). 5: el modelo muestra valencia y tipo de enlace; el octeto son 8 electrones externos estables.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 61

Quimica 3° · 2024

Ejercicio 3

Observo los esquemas y determino si se trata de un ion positivo o negativo, argumentando con protones y electrones.

Parte 3.a

Sodio (Na)

El sodio tiene $Z = 11$ , con configuración $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{1}$ : hay $1$ electrón en la capa externa ( $n = 3$ ), representado por el punto verde del esquema.
El esquema indica $-1$ electrón, es decir, el átomo pierde ese electrón de valencia: $\text{Na} \rightarrow \text{Na}^{+} + e^{-}$ .
Después de la pérdida el ion tiene 11 protones y 10 electrones: $11 + (-10) = +1$ .
Su configuración queda $1s^{2}2s^{2}2p^{6}$ (igual que el neón): 8 electrones en la capa externa, o sea un octeto completo. Por eso el sodio cede con facilidad su único electrón de valencia.

Respuesta

ion positivo, catión $\text{Na}^{+}$ .

Parte 3.b

Nitrógeno (N)

El nitrógeno tiene $Z = 7$ , con configuración $1s^{2}2s^{2}2p^{3}$ : hay $5$ electrones en la capa externa, que son los cinco puntos del esquema.
El esquema indica $+3$ electrones: el átomo gana (o comparte) 3 electrones para alcanzar 8 en su capa externa: $\text{N} + 3e^{-} \rightarrow \text{N}^{3-}$ .
El ion queda con 7 protones y 10 electrones: $7 + (-10) = -3$ .
Su configuración es $1s^{2}2s^{2}2p^{6}$ , idéntica a la del neón, con octeto completo y estable.

Respuesta

ion negativo, anión $\text{N}^{3-}$ .

Ejercicio 4

Elijo seis elementos de la tabla periódica y represento cómo se encuentran los electrones en la capa externa (puntos de Lewis).

Elemento	$Z$	Configuración	$e^{-}$ capa externa	Estructura de Lewis
Na	11	$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{1}$	1	$\text{Na}\,\cdot$
Mg	12	$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}$	2	$\cdot\text{Mg}\,\cdot$
C	6	$1s^{2}2s^{2}2p^{2}$	4	cuatro puntos impares alrededor de C
N	7	$1s^{2}2s^{2}2p^{3}$	5	un par + tres impares
O	8	$1s^{2}2s^{2}2p^{4}$	6	dos pares + dos impares
Cl	17	$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{5}$	7	tres pares + un impar

Dibujo de tres de ellas (cada punto es un electrón de valencia):

   ·                ··                 ··
· Mg ·          · C ·              · O ·
                   ·                 ··

Los elementos con 1, 2 o 3 electrones externos (metales: Na, Mg) tienden a perderlos y formar cationes $\text{Na}^{+}$ , $\text{Mg}^{2+}$ .
Los que tienen 5, 6 o 7 (no metales: N, O, Cl) tienden a ganar electrones y formar aniones $\text{N}^{3-}$ , $\text{O}^{2-}$ , $\text{Cl}^{-}$ .
Los que ya tienen 8 (gas noble) son estables y no reaccionan.

Respuesta

seis estructuras de Lewis: Na (1 punto), Mg (2), C (4), N (5), O (6) y Cl (7).

Ejercicio 5

Parte 5.a

¿Qué información brinda este modelo con relación a los enlaces químicos?

El modelo de Lewis muestra solo los electrones de valencia, que son los que participan en el enlace; los electrones internos no intervienen.
El número de electrones externos indica la valencia de cada elemento y, por tanto, cuántos enlaces puede formar: C con 4 electrones impares forma 4 enlaces, O con 2 impares forma 2, Cl con 1 forma 1.
El número de puntos permite anticipar el tipo de enlace: si la diferencia de electronegatividad es grande, el metal transfiere sus electrones (enlace iónico); si es pequeña, los átomos comparten pares de electrones (enlace covalente).
En todos los casos el objetivo es que los átomos alcancen una configuración estable de 8 electrones externos.

Respuesta orientativa: el modelo informa cuántos electrones de valencia tiene el átomo, cuántos enlaces puede formar y si el enlace será iónico (transferencia) o covalente (compartida), siempre buscando el octeto.

Parte 5.b

¿A qué se refiere la regla del octeto según la estructura de Lewis?

La regla del octeto establece que los átomos tienden a completar 8 electrones en su capa externa, igual que los gases nobles (Ne, Ar), que son muy estables.
En la estructura de Lewis esto se logra compartiendo pares (covalente) o transfiriendo electrones (iónico): $\text{Na}^{+}$ y $\text{N}^{3-}$ del ejercicio 3 quedan con 8 electrones externos.
Se cumplen excepciones: H y He son estables con 2 electrones (regla del dueto); Li, Be y B forman compuestos con 4, 4 y 6 electrones; y los elementos del periodo 3 o superior pueden superar el octeto.

Respuesta orientativa: es la tendencia de los átomos a tener 8 electrones en la capa externa, como los gases nobles, para alcanzar estabilidad; se cumple en casi todos los compuestos, con excepciones como H, He, Li, Be y B.

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