Pregunta 1 · Química PAU Cantabria Extraordinaria 2026

a) Represente las estructuras de Lewis de ambos compuestos

Solución: Estructuras de Lewis con dobles enlaces entre el átomo central y los ligandos: - $\text{CO}_2$: $\text{:}\ddot{\text{O}}=\text{C}=\ddot{\text{O}}\text{:}$ - $\text{CS}_2$: $\text{:}\ddot{\text{S}}=\text{C}=\ddot{\text{S}}\text{:}$

a) Explique brevemente cómo será su geometría

Solución: Geometría lineal (ángulo de enlace de $180^\circ$) para ambos compuestos.

b) Justifique por qué el CS2 se presenta como líquido a temperatura ambiente, mientras que el CO2 es gas en las mismas condiciones

Solución: Ambas moléculas son apolares por simetría lineal (sus momentos dipolares de enlace se anulan), de modo que solo presentan fuerzas intermoleculares de dispersión de London. Al tener el $\text{CS}_2$ mayor masa molecular y una nube electrónica más grande y más polarizable que el $\text{CO}_2$, sus fuerzas de dispersión son notablemente más intensas, lo que se traduce en un mayor punto de ebullición que lo sitúa en estado líquido a temperatura ambiente, mientras que el $\text{CO}_2$ es gas.

c) Justifique si son válidas o no las siguientes combinaciones de números cuánticos (n, l, m, s): (3, 0, 1, -1/2); (2, 1, 0, +1/2); (3, 2, 0, +1/2); (2, 2, 0, +1/2)

Solución: - $(3, 0, 1, -1/2)$: No válida. Si $l = 0$, el número cuántico magnético $m$ solo puede ser $0$. - $(2, 1, 0, +1/2)$: Válida. Corresponde a un orbital $2p$. - $(3, 2, 0, +1/2)$: Válida. Corresponde a un orbital $3d$. - $(2, 2, 0, +1/2)$: No válida. El número cuántico secundario $l$ debe ser estrictamente menor que $n$ ($0 \le l \le n-1$), por lo que para $n = 2$, $l$ solo puede ser $0$ o $1$.

d) Escriba la configuración electrónica del Cu (Z = 29) y explique si alguno de los conjuntos de números cuánticos del apartado c) podría corresponder al electrón diferenciador del Cu

Solución: Configuración electrónica del $\text{Cu}$ ($Z = 29$): $1s^2\ 2s^2\ 2p^6\ 3s^2\ 3p^6\ 3d^{10}\ 4s^1$ (o $[\text{Ar}]\, 3d^{10}\, 4s^1$). El electrón diferenciador se ubica en el subnivel $3d$, cuyos números cuánticos son $n = 3$ y $l = 2$. Por tanto, el conjunto $(3, 2, 0, +1/2)$ sí es una combinación válida que puede corresponder a un electrón del orbital $3d$ del $\text{Cu}$.