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Sistema Periódico

por QuimicaLab | Oct 7, 2021 | NIVEL AVANZADO

Dados los elementos A y B de números atómicos 19 y 35 respectivamente: a) Establezca la configuración electrónica de cada uno de ellos. b) Indique su situación en el sistema periódico. c) Compare tres propiedades periódicas de ambos elementos. d) Justifique el tipo de enlace que producen al unirse.

SOLUCIÓN

A (Z=19): 1s²2s²p⁶3s²p⁶4s¹ B (Z= 35): 1s²2s²p⁶3s2p⁶d¹⁰4s²p⁵
A (4s¹) Grupo 1 (alcalinos) Periodo 4 B (4s²p⁵) Grupo 17 (halógenos) Periodo 4
Al estar en el mismo periodo sólo hay que ver la variación de izquierda a derecha:
- Radio atómico : A > B (el radio disminuye hacia la derecha)
- EI: A < B (la EI aumenta hacia la derecha)
- X: A < B (la X aumenta hacia la derecha)
Al ser A un metal alcalino y B un no-metal halógeno formarán un enlace iónico ya que A tenderá a ceder el electrón 4s con facilidad (baja EI) y B tenderá a capturarlo (alta X):

A – 1e^– → A⁺ B + 1e^– → B^– ⇒ Fórmula: AB (KBr)

Escribe las configuraciones electrónica del Ca(Z=20), Na(Z=11), S(Z=16) y Br(Z=35). a) Justifica a partir de la configuración de su última capa cuáles de estos iones es probable que se formen y cuáles no: Ca²⁺, Na²⁺, S^2-, Br^2-. b) Explique qué especie tendrá un radio mayor: S o S^2-. ¿Y en el caso de Ca y Ca²⁺.

SOLUCIÓN

Las configuraciones electrónicas serán:

- Ca(Z=20): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²
- Na(Z=11): 1s²2s²2p⁶3s¹
- S (Z=16) : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴
- Br(Z=35): 1s²2s²2p⁶3s² 3p⁶4s²3d¹⁰4p⁵

a) Como todos los elementos propuestos son REPRESENTATIVOS, es decir, pertenecen a los grupos principales del Sistema periódico, ganarán o perderán electrones para ajustar su configuración electrónica a la del gas noble más cercano. En consecuencia, es probable que se formen los iones Ca²⁺ y S^2-, cuya configuración electrónica es como la del Argón (3s²3p⁶); pero no así, los iones Na²⁺ y Br^2-. Los iones estables de los elementos sodio y bromo son Na⁺ y Br^–, que tienen configuración de gas noble.

b) Tendrá mayor radio el ion S^2-. Esto es debido a que ambas especies tienen igual Z e igual número de capas electrónicas, pero el ion S^2- al tener más electrones, en concreto dos, experimentará un aumento de su volumen debido a las repulsiones eléctricas que originan los dos electrones adicionales. En el caso del Ca y Ca²⁺.

La razón hay que buscarla en que el ion Ca²⁺, al ceder los dos electrones de su última capa, tiene una capa electrónica menos y la misma carga nuclear; por tanto, su tamaño será menor. Tendrá mayor radio el átomo de Ca.

Dadas las siguientes configuraciones electrónicas: a) 1s²2s²2p⁵ b) 1s²2s¹ c) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ d) 1s²2s²2p⁶ e) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p² f) 1s²2s²3s¹. Agrúpelas de tal manera que, en cada grupo que proponga, los electrones que representan las configuraciones tengan propiedades químicas similares. Para cada grupo propuesto explique alguna de estas propiedades.

SOLUCIÓN

La configuración electrónica de la capa más externa (capa de valencia) es la responsable de las propiedades químicas del elemento químico. Por tanto, aquellos elementos con la misma configuración tendrán propiedades químicas semejantes. Según esto:

1. Elementos a y c , con distribución ns²np⁵
2. Elementos b y f, con distribución electrónica ns¹
3. Elementos d y e, con distribución ns²np⁶

En el grupo a) nos encontramos con dos halógenos. Tienen alta electronegatividad, debido a que tanto la energía de ionización como la afinidad electrónica son grandes.

$EN=\frac{EI+AE}{2}$

Son elementos químicamente muy activos con gran tendencia a captar un electrón. Para conseguir su OCTETO (8 e^– en su capa de valencia).

En el grupo b) tenemos dos metales alcalinos. Ceden un electrón para así quedarse con la penúltima capa que tiene los 8 e^–. Son por lo tanto elementos muy electropositivos, con elevado carácter reductor, baja energía de ionización y por lo tanto muy activos químicamente.

En el grupo c) nos encontramos con dos gases nobles. Tienen su OCTETO completo por lo cual no tienen tendencia a ceder electrones (elevada EI) ni a tomar electrones (baja electronegatividad). Químicamente son prácticamente INERTES.

Supuesto que se conocen los números cuánticos “n”, “1” y “m”, que definen el estado del último electrón que forma parte de la corteza de un elemento E. Razone si puede saberse: a) Si será oxidante o reductor; b) Si es un metal o no metal; c) Si será muy electronegativo; d) Si su volumen atómico será elevado.

SOLUCIÓN

Al saber los últimos nº cuánticos se podrá saber su último tipo de orbital en ser rellenado y , por tanto, posición aproximada en la tabla en la tabla periódica.

Si el último orbital es “s” (l=0) será una sustancia reductora pues tratará de oxidarse (perder e– ) mientras que si es “p” (l=1) será más oxidante (sobre todo si “n” es pequeño –sin ser 1–).
Si el último orbital es “s” será un metal alcalino o alcalino-térreo; sin embargo si el último orbital es “p” podrá ser metal o no metal (tanto mas no-metal cuanto menor sea “s” –sin ser 1–).
Igualmente, si el último orbital es “s” será un metal alcalino o alcalino-térreo y por lo tanto poco electronegativo; sin embargo si el último orbital es “p” podrá ser metal o no metal (tanto mas no-metal y por tanto más electronegativo cuanto menor sea “s” –sin ser 1–).
Al se el volumen un propiedad que depende tanto de la masa atómica como del tipo de empaquetamiento que sufra y variar de manera no uniforme en la tabla periódica, poco se podrá deducir conociendo la posición aproximada en la tabla periódica: únicamente, que cuanto mayor sea “n” mayor será el volumen.

Ordene, razonando la respuesta, los siguientes elementos: sodio, aluminio, silicio, magnesio, fósforo y cloro, según: a) Su poder reductor. b) Su carácter metálico. c) Su electronegatividad.

SOLUCIÓN

Viendo la variación de estas propiedades periódicas, para poder resolver la cuestión debemos localizar a los elementos químicos en el Sistema Periódico. Para ello utilizaremos la configuración electrónica de los elementos a químicos:

- Z_Na=11 → 1s²2s²2p⁶3s¹ → Periodo n=3; Grupo I-A (1)
- Z_Al=13 → 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ → Periodo n=3; Grupo III-A (13)
- Z_Si=14 → 1s²2s²2p⁶3s²3p² → Periodo n=3; Grupo IV-A (14)
- Z_Mg=12 → 1s²2s²2p⁶3s² → Periodo n=3; Grupo II-A (2)
- Z_P= 15 → 1s²2s²2p⁶3s²3p³ → Periodo n=3; Grupo V-A (15)
- Z_Cl=17 → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ → Periodo n=3; Grupo VII-A (17)

Todos los elementos pertenecen al período n=3. Su ordenación por Grupo será:

- I-A (1) → Na
- II-A (2) → Mg
- III-A (3) → Al
- IV-A (14) → Si
- V-A (15) → P
- VII-A (17) → Cl

a) y b) El poder reductor está relacionado directamente con el carácter metálico; es decir, con la tendencia a ceder electrones. Su variación en el Sistema Periódico será la misma. En horizontal, mismo periodo, a medida que nos desplazamos hacia la derecha y bajamos en un grupo aumenta el carácter metálico y reductor del elemento químico. Estos elementos químicos son METÁLICOS. Al disminuir el número de electrones y protones las fuerzas electrostáticas son inferiores y los electrones se ceden con mayor facilidad. Podemos establecer un orden creciente en estas propiedades periódicas:

Na > Mg > Al > Si > P > Cl

b) La electronegatividad la podemos definir como la capacidad que tienen los elementos químicos para tomar electrones, es decir, el orden distinto al mencionado para las dos propiedades anteriores. El orden pedido es:

Cl > P > Si > Al > Mg > Na

Razone qué gráfica puede representar: a) El número de electrones de las especies: Ne, Na⁺, Mg²⁺ y Al³⁺. b) El radio atómico de los elementos F, Cl, Br y I. c) La energía de ionización de Li, Na, K y Rb.

SOLUCIÓN

a) Las especies Ne, Na⁺, Mg²⁺y Al³⁺son isoelectrónicas, es decir, tienen el mismo número de electrones y la misma distribución de los mismos. Se dice que todos ellos son isolectrónicos del neón, cuya configuración electrónica es:

Ne → 1s² 2s² 2p⁶

El sodio tiene un protón más en su núcleo que el neón. El átomo de sodio tiene, por tanto, un electrón más que el neón (11). El ión sodio ha perdido el electrón de su capa de valencia de manera que su configuración electrónica es:

Na → 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ Na⁺ → 1s² 2s² 2p⁶

El magnesio tiene dos protones más en su núcleo que el neón. El átomo de magnesio tiene 12 electrones y el ion magnesio (II) ha perdido los dos electrones de su capa de valencia de manera que su configuración electrónica es:

Mg → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² Mg²⁺ → 1s² 2s² 2p⁶

El Aluminio tiene tres protones más en su núcleo que el neón. El átomo de aluminio tiene 13 electrones y el ion aluminio (III) ha perdido los tres electrones de su capa de valencia de manera que su configuración electrónica es:

Al → 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ Al³⁺ → 1s² 2s² 2p⁶

Por tanto, como todas las especies tienen el mismo número de electrones (10 e^–), la gráfica que representa la situación es la segunda.

b) Los elementos F, Cl, Br, I pertenecen al grupo de los halógenos. Todos los elementos de un mismo grupo tienen la misma configuración electrónica en su capa de valencia, en este caso ns²np⁵donde n es el número del periodo al que pertenece cada elemento (n = 2 para el F, n = 3 para el Cl, n = 4 para el Br y n = 5 para el I).

Por tanto, en un grupo al aumentar el número atómico se incrementa el número de niveles ocupados. Como la carga nuclear efectiva, es decir, la fuerza de atracción que ejerce el núcleo atómico sobre los electrones de la capa de valencia teniendo en cuenta el apantallamiento que ejercen los electrones más internos, es parecida en todos los casos pues la configuración electrónica es la misma, el radio atómico va creciendo conforme se va bajando en el grupo, siendo la primera grafica la que representa esta situación.

c) Los elementos Li, Na, K y Rb pertenecen al grupo de los alcalinos. Todos los elementos de este grupo tienen la misma configuración electrónica en su capa de valencia, ns¹, donde n es el número del periodo al que pertenece cada elemento (n =2 para el Li, n = 3 para el Na, n = 4 para el K y n = 5 para el Rb).

La energía de ionización (primera energía de ionización) es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo gaseoso en su estado fundamental, transformándolo en un ion positivo.

Al bajar en un grupo, concretamente en el de los alcalinos, aumenta el tamaño del átomo (tal como se ha explicado en el apartado anterior) y la carga nuclear efectiva prácticamente no cambia. Por tanto, el último electrón de cada átomo es retenido con menos fuerza conforme bajamos en un grupo, siendo necesaria cada vez menos energía para que sea arrancado del átomo. La tercera gráfica es la que representa esta situación.

Los elementos A y B tienen, en sus últimos niveles, las configuraciones: A = 4s²p⁶5s¹ y B = 3s²p⁶d¹⁰4s²p⁴. Justifique: a) Si A es metal o no metal. b) ¿Qué elemento tendrá mayor afinidad electrónica? c) ¿Qué elemento tendrá mayor radio?

SOLUCIÓN

a) Por su configuración electrónica en la última capa, el elemento A es un metal alcalino, concretamente el alcalino del quinto periodo, el Rubidio. Los elementos alcalinos tienen un electrón desapareado en su última capa y tienen facilidad para perderlo, formando así un catión o ion positivo. Esta es una característica de los elementos metálicos.

b) La afinidad electrónica es la energía intercambiada en el proceso por el que un átomo neutro en estado gaseoso y en su estado fundamental, recibe un electrón y se transforma en un ion negativo, también en estado gaseoso y en su estado fundamental.

En este caso será B el elemento con mayor afinidad electrónica ya que el electrón que recibe entra en un orbital casi lleno y con una configuración muy próxima a la de un gas noble. Además, el electrón entra en una capa (la cuarta) más cercana al núcleo que en el caso de A, por tanto, el proceso conllevará un mayor desprendimiento de energía.

Hay que hacer notar que en estos dos casos la afinidad electrónica es negativa (proceso exotérmico), por lo que al decir que B tiene mayor afinidad electrónica se quiere decir que su valor es más negativo.

c) El elemento A (rubidio) tiene mayor radio pues el último electrón se encuentra en la quinta capa, mientras que en el caso B (selenio) los últimos electrones están en la cuarta capa. Además, la carga nuclear efectiva, es decir, la atracción que ejerce el núcleo sobre los últimos electrones es mayor en el caso B que en el caso A.

a) Escriba la configuración electrónica de los elementos A, B, C y D cuyos números atómicos son, respectivamente, 11, 13, 17 y 20. b) ¿En qué grupo y periodo está situado cada elemento? c) Escriba la configuración electrónica del ion más estable de cada uno de ellos. d) Ordene dichos iones por orden creciente de sus radios.

SOLUCIÓN

a) El número atómico representa el número de protones del átomo que coincide, si el átomo es neutro, con el número de electrones. La configuración electrónica es la distribución de los electrones del átomo en sus niveles energéticos y orbitales. Concretamente:

- A (Z = 11) → 1s² 2s²2p⁶ 3s¹
- B (Z = 13) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p¹
- C (Z = 17) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁵
- D (Z = 20) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁶ 4s²

b) A partir de la configuración electrónica se puede saber el grupo y periodo del que forma parte el elemento. La última capa electrónica es aquella que contiene los electrones más allá de la última configuración electrónica de gas noble (ns²np⁶)

A (Z = 11) → 1s² 2s²2p⁶ 3s¹ → Estructura de la última capa: 3s¹

El número cuántico principal n = 3, indica que el elemento pertenece al tercer periodo.

El orbital que se está llenando es el s, que contiene un electrón. El orbital s empieza a llenarse en el grupo 1 (alcalinos).

El elemento es el tercer alcalino, el sodio (siempre que consideremos el hidrógeno como el primer alcalino).

B (Z = 13) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p¹ → Estructura de la última capa: 3s²3p¹

El número cuántico principal n = 3, indica que el elemento pertenece al tercer periodo.

El orbital que se está llenando es el p, que contiene un electrón. El orbital p empieza a llenarse en el grupo 13 (térreos).

El elemento es el segundo térreo, el aluminio.

C (Z = 17) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁵ → Estructura de la última capa: 3s²3p⁵

El número cuántico principal n = 3, indica que el elemento pertenece al tercer periodo.

El orbital que se está llenando es el p, que contiene cinco electrones. El orbital p empieza a llenarse desde el grupo 13 en adelante, por lo que el quinto electrón corresponde al grupo 17 (halógenos).

El elemento es el segundo halógeno, el cloro.

D (Z = 20) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁶ 4s² → Estructura de la última capa: 4s²

El número cuántico principal n = 4, indica que el elemento pertenece al cuarto periodo.

El orbital que se está llenando es el s, que contiene dos electrones, es decir, está completamente lleno. El orbital s se llena en el grupo 2 (alcalino-térreos).

El elemento es el tercer alcalino-térreo, el calcio.

c) Dependiendo de la configuración electrónica de un átomo, la formación de un ion se produce por pérdida o por ganancia de electrones del átomo correspondiente para conseguir así una configuración electrónica más estable. El caso más relevante es aquel en el que la nueva configuración electrónica coincide con la del gas noble más próximo en la tabla periódica, que conformará la configuración electrónica del ión más estable.

- A (Z = 11) → 1s² 2s²2p⁶ 3s¹ → El sodio tiende a perder un electrón de su última capa y adquirir así la misma configuración electrónica que el neón. El ion más estable es el catión monovalente A⁺ (Na⁺) cuya configuración electrónica es 1s² 2s²2p⁶.
- B (Z = 13) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p¹ → El aluminio tiende a perder 3 electrones de su última capa y adquirir así la misma configuración electrónica que el neón. El ion más estable es el catión trivalente B³⁺ (Al³⁺).
- C (Z = 17) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁵ → El cloro tiende a ganar un electrón para adquirir así la misma configuración electrónica que el argón. El ion más estable es el anión monovalente C^– (Cl^–).
- D (Z = 20) → 1s² 2s²2p⁶ 3s²3p⁶ 4s² → El calcio tiende a perder 2 electrones de su última capa y adquirir así la misma configuración electrónica que el argón. El ion más estable es el catión divalente D²⁺ (Ca²⁺).

d) Hay dos iones (Na⁺y Al³⁺) cuyos electrones llenan el segundo nivel energético (configuración del neón) y otros dos iones (Cl^–y Ca²⁺) cuyos electrones están en el tercer nivel energético (configuración del argón). Por tanto, los dos primeros tienen un radio menor que los dos segundos, es decir:

Radios de Na⁺ y Al³⁺ < Radios de Cl^– y Ca²⁺

Las parejas de iones son isoelectrónicas. El Cl^– tiene un núcleo con 17 protones y una corteza con 14 electrones, mientras que el Ca²⁺ tiene un núcleo con 20 protones y una corteza con 14 electrones. Es claro que en el caso del Ca²⁺ los electrones de la corteza son atraídos con mayor fuerza pues es mayor la carga nuclear efectiva de su núcleo. Una mayor atracción implica un menor tamaño del ion, por tanto,

Radios de Na⁺ y Al³⁺ < Radio Ca²⁺ < Radio Cl^–

Siguiendo el mismo razonamiento, el Na⁺ tiene un núcleo con 11 protones y una corteza con 10 electrones, mientras que el Al³⁺ tiene un núcleo con 13 protones y una corteza con 10 electrones. El núcleo del Al³⁺ tiene una mayor carga nuclear efectiva, ejerce mayor atracción sobre sus electrones y, por tanto, tiene un menor tamaño que el Na⁺. En definitiva:

Radio Al³⁺ < Radio Na⁺ < Radio Ca²⁺ < Radio Cl^–

Los átomos X, Y, Z tienen las siguiente es configuraciones: X = 1s²2s²2p¹; Y = 1s²2s²2p⁵; Z = 1s²2s²2p⁶3s² a) Indique el grupo y el periodo en el que se encuentran. b) Ordénelos, razonadamente, de menor a mayor electronegatividad. c) ¿Cuál es el de mayor energía de ionización?
Para cada uno de los siguientes apartados, indique el nombre, símbolo, número atómico y configuración electrónica del elemento de peso atómico más bajo que tenga: a) Un electrón “d”. b) Dos electrones “p”. c) Diez electrones “d”. d) Un orbital atómico “s” completo.
Dadas las siguientes configuraciones electrónicas: a) 1s²2s²2p⁵ b) 1s²2s¹ c) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ d) 1s²2s²2p⁶ e) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p² f) 1s²2s²3s¹. Agrúpelas de tal manera que, en cada grupo que proponga, los electrones que representan las configuraciones tengan propiedades químicas similares. Para cada grupo propuesto explique alguna de estas propiedades.
a) Indicar razonadamente un conjunto posible de números cuánticos para los electrones “p” del cloro (Z=17) en su estado fundamental. b) En el apartado anterior, indicar razonadamente los números cuánticos que corresponden a los electrones desapareados que haya. c) Indicar razonadamente, de acuerdo con los apartados anteriores los números cuánticos del último electrón que completa la configuración electrónica del ion cloruro en su estado fundamental.
Sean A, B, C y D cuatro elementos del Sistema Periódico de números atómicos 20, 35, 38 y 56, respectivamente: a) Definir afinidad electrónica y electronegatividad. b) Ordenar razonadamente A, B, C y D de mayor a menor electronegatividad. c) Ordenar razonadamente A,B,C y D de mayor a menor afinidad electrónica.
a) Escriba las estructuras electrónicas del S(Z=16) y del O(Z=8). b) Escriba el diagrama de Lewis de la molécula del dióxido de azufre. ¿Qué tipo de enlace presenta?
Los elementos A, B y C están situados en el tercer periodo de la tabla periódica, y tienen, respectivamente, 2, 4 y 7 electrones de valencia. a) Indica la configuración electrónica de cada uno de ellos, y justifica a qué grupo pertenecen. b) Justifica qué compuesto será posible esperar que formen los elementos A y C, y qué tipo de enlace presentaría. c) Haz lo mismo que en el apartado b) para los elementos B y C.
El primer y segundo potencial de ionización para el átomo de litio son, respectivamente: 520 y 7300 Kj/mol. Razónese: a) La gran diferencia que existe entre ambos valores de energía. b) ¿Qué elemento presenta la misma configuración electrónica que la primera especie iónica? c) ¿Cómo varía el potencial de ionización para los elementos del mismo grupo?
Escriba la combinación o combinaciones de números cuánticos correspondientes a: a) un electrón 5p, b) un electrón 3d, c) un electrón 1s y d) un electrón 4f.
Considere las configuraciones electrónicas en el estado fundamental: a) 1s²2s²2p⁷ b) 1s²2s³ c) 1s²2s²2p⁵ d) 1s²2s²2p⁶3s¹. Razone cuáles cumplen el principio de exclusión de Pauli. Deduzca el estado de oxidación más probable de los elementos cuya configuración sea correcta.
El número atómico del estroncio es 38. a) Escribe la configuración electrónica de un átomo de estroncio en estado fundamental. b) Explica el ion que tiene tendencia a formar. c) Compara el tamaño del átomo con el del ion. Explica cuál tiene mayor radio. d) Explica si el potencial de ionización del estroncio es mayor o menor que el del calcio (Z = 20).
Los elementos A, B, C y D tienen los siguientes números atómicos: 11, 15, 16 y 25. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones: a) Indique el ion más estable que puede formar cada uno de los elementos anteriores. b) Escriba la estequiometría que presentarán los compuestos más estables que formen A con C, B con D y B con C.
La primera energía de ionización del fósforo es de 1012 Kj·mol^-1, y la del azufre, -1999,5 Kj·mol^-1. Defina energía de ionización e indique, razonadamente, si los valores anteriores son los que cabe esperar para la configuración electrónica de los dos elementos.
Dadas las configuraciones electrónicas para átomos neutros: M = 1s²2s²2p⁶3s¹ N = 1s²2s²2p⁶5s¹. Explique cada una de las siguientes afirmaciones e indique si alguna de ellas es falsa: a) La configuración de M corresponde a un átomo de sodio. b) M y N representan átomos diferentes. c) Para pasar de la configuración M a la N, se necesita energía.
El último electrón que completa la configuración electrónica, en su estado fundamental, de un átomo del elemento A del Sistema Periódico tiene como números cuánticos n=3 , l=2. El último electrón que completa la configuración electrónica, en su estado fundamental, de un átomo del elemento B del Sistema Periódico tiene como números cuánticos n=4 y l=1. a) Indicar, razonadamente, entre qué valores está comprendido el número atómico del elemento A y del elemento B. b) Indicar, razonadamente, el elemento más electronegativo.
Indica los valores posibles de los números cuánticos n, l, m y s para un electrón situado en un orbital 4f.
a) Las siguientes configuraciones electrónicas de átomos en su estado fundamental son incorrectas. Indica por qué: a) 1s²2s²2p⁵3s¹ b) 1s²2s¹2p⁶3s² c) 1s²2s²2p⁶3d² d) 1s³2s²2p⁴ b) Ordena los siguientes cationes en orden creciente de radio atómico: Be⁺², Li⁺, Na⁺ y K⁺. Razona tu respuesta.
a) Escriba las configuraciones electrónicas externas características de los metales alcalinotérreos y de los halógenos. Ponga un ejemplo de cada uno. b) ¿Quién presenta mayor afinidad electrónica, los metales alcalinos o los alcalinotérreos? c) Defina potencial (energía) de ionización. Indique y justifique que elemento del sistema periódico tiene mayor energía de ionización.
a) Razone cuál de los dos iones que se indican tiene mayor radio iónico: Na⁺ y Al³⁺. b) ¿Cuántos electrones puede haber con n = 3 en un mismo átomo? ¿En qué principio se basa?
Para los tres elementos siguientes, el número atómico es 19, 35 y 54; indique de forma razonada: a) El elemento y su configuración electrónica. b) Grupo y periodo del sistema periódico al cual pertenece. c) El elemento que tiene menor potencial de ionización. d) El estado de oxidación más probable en cada caso. e) Configuración electrónica de los iones resultantes en el apartado anterior.
Un átomo tiene la configuración electrónica siguiente: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶5s¹. ¿Cuáles serán los números cuánticos de su electrón más externo? Justifique la veracidad o la falsedad de las afirmaciones siguientes sobre el átomo anterior y su configuración electrónica: a) Se encuentra en su estado fundamental. b) Pertenece al grupo de los metales alcalinos. c) Es del quinto periodo del Sistema Periódico. d) Formará preferentemente compuestos con enlace covalente.
Supongamos cuatro elementos del Sistema Periódico, A, B, C y D, cuyos números atómicos son 37, 38, 53 y 54, respectivamente. a) Escriba su configuración electrónica. b) ¿A qué grupo del Sistema Periódico pertenece cada elemento? c) Señale y justifique cuál de los elementos presenta mayor afinidad electrónica. d) Razone el tipo de enlace que se establecerá entre A y C. e) ¿Qué elemento presenta mayor radio atómico?
a) Ordene de mayor a menor radio iónico, justificando su respuesta, los siguientes iones: Be⁺², Li⁺, F^–, N^3-. b) Ordene de mayor a menor potencial de ionización, justificando la respuesta, los elementos de los que estos iones proceden.
a) Escribe las configuraciones electrónicas en el estado fundamental de N, Br, Fe²⁺y Fe. b) Si arrancamos un electrón a cada una de las siguientes especies, He, Li⁺ y Be²⁺. ¿ La energía para realizar el proceso será la misma en los tres casos? Razone la respuesta.
Ordene, razonando la respuesta, los siguientes elementos: sodio, aluminio, silicio, magnesio, fósforo y cloro, según: a) Su poder reductor. b) Su carácter metálico. c) Su electronegatividad.

JUNIO 2017

Dadas las siguientes configuraciones electrónicas externas: ns², ns²np³ y ns²np⁵:

Indique para cada una de ellas el grupo del sistema periódico al que pertenece y el número de oxidación más importante (0,6 puntos)
Si n=3, escriba la configuración electrónica completa del elemento al que corresponde en cada caso e indique su símbolo químico (0,6 puntos)
Indique razonadamente el orden esperado en sus radios atómicos (0,5 puntos)
Indique razonadamente el orden esperado en sus energías de ionización (0,5 puntos)

SEPTIEMBRE 2017

Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones.

El número de oxidación más probable para el elemento de Z= 9 es + 1 (0,5 puntos)
(2, 0, 0, -1/2) es un conjunto posible de valores para los números cuánticos del electrón más externo del átomo de Z= 9 (0,5 puntos)
Para el elemento de Z=8, su primera energía de ionización es menor que su segunda energía de ionización (0,6 puntos)
¹²C y ¹⁴C tienen el mismo número de protones (0,6 puntos)

JUNIO 2018

Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

Sean dos elementos A y B cuyas configuraciones externas son 3s²3p³ y 3s²3p⁵, respectivamente. La electronegatividad de B es menor que la de A (0,75 puntos)
Oxígeno es el elemento del grupo 16 que presenta mayor valor de energía de ionización (0,75 puntos)
(4, 1, 0, -1/2) es un conjunto posible de valores para los números cuánticos del electrón más externo del elemento del cuarto periodo con mayor radio atómico (0,5 puntos)

SEPTIEMBRE 2018

Compare razonadamente las afinidades electrónicas de sodio y cloro (0,75 puntos)
Compare razonadamente el radio del átomo de magnesio y el del ion Mg²⁺ (0,75 puntos)
Para el átomo de número atómico 16 en su estado fundamental de energía, justifique:
1. ¿Cuántos electrones desapareados presenta? (0,25 puntos)
2. ¿Cuál es su estado de oxidación más probable? (0,25 puntos)

JUNIO 2019

Dados los elementos A, B y C, con números atómicos: A: Z=13; B: Z=16; C: Z=37

Indique su nombre y símbolo atómico, y el grupo y periodo en que se encuentran. (0,6 p.)
¿Cuál será el número de oxidación más importante para los elementos B y C? Indique si estos elementos formarán un compuesto iónico o covalente, y escriba su fórmula. (0,5 p.)
Escriba la configuración electrónica del elemento C e indique si (4, 0, 0, 1⁄2) puede ser un conjunto de números cuánticos válido para su electrón más externo. (0,5 p.)
Ordene los elementos A, B y C según su radio atómico y explique el origen de esta variación para los elementos A y B. (0,4 p.)

SEPTIEMBRE 2019

Dados los elementos A, B y C, con las siguientes configuraciones electrónicas: A: 1s²2s²2p⁶3s²3p³; B: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²_;C: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Indique su nombre y símbolo atómico, y el grupo y periodo en que se encuentran. (1 p.)
Explique brevemente cuál de ellos tendrá:
1. Mayor afinidad electrónica. (0,25 p.)
2. Mayor carácter metálico. (0,25 p.)
3. Tendencia a perder o ganar tres electrones. (0,25 p.)
4. Menor radio atómico. (0,25 p.)

JULIO 2020

Dados los elementos Ba (Z=56), Tl (Z=81) y Bi (Z=83):

Escriba la configuración electrónica para cada uno de ellos. (0,45 p.)
¿Cuál de los tres elementos tendrá un mayor radio atómico? Justifique su respuesta. (0,4 p.)
¿Alguno de ellos tendrá como número de oxidación principal +1? Justifique su respuesta. (0,35 p.)
Escriba un posible conjunto de números cuánticos (n, l, m, s) para el electrón diferenciador del Ba. (0,4 p.) e) ¿Cuál de los tres elementos es el menos electronegativo? Justifique su respuesta. (0,4 p.)

SEPTIEMBRE 2020

Considere los siguientes elementos, consecutivos en la Tabla Periódica: Cl (Z=17), Ar (Z=18), K (Z=19).

Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos y en base a ella explique cuál será su número de oxidación más importante. (0,75 p)
Al ser consecutivos en la Tabla Periódica, ¿es de esperar que la reactividad de estos tres elementos sea similar? Justifique brevemente su respuesta. (0,5 p)
Indique, justificando brevemente su respuesta, cuál de los tres elementos tendrá: (0,75 p)

c1. Un mayor radio atómico. c2. Un mayor potencial de ionización. c3. Una mayor electronegatividad.

Distribución electrónica de un átomo

La distribución o configuración electrónica es el modo en que se sitúan los electrones en la corteza de los átomos. Permite conocer en qué capas o niveles, cuántos y en qué orbitales hay electrones.

Se basa en estos tres principios:

Principio de exclusión de Pauli.

Principio de mínima energía. diagrama de llenado.

Principio de la máxima multiplicidad o de Hund.

Tabla periódica

Es la organización visual de todos los elementos químicos conocidos en orden creciente de su número atómico.

Se distribuye en:

Grupos (columnas). Todos los elementos de un grupo tienen la misma configuración electrónica en su capa de valencia.

Periodos (filas). Todos los elementos de un periodo tiene la capa de valencia en el mismo nivel de energía.

La posición de un elemento en un lugar de la tabla periódica tiene que ver con la configuración electrónica de su capa de valencia

Propiedades periódicas

Son las propiedades de los elementos químicos cuyo valor cualitativo se puede prever a la vista de la posición que ocupa en la tabla periódica. En cada caso su valor depende de la carga nuclear, el efecto de pantalla y la capa de valencia:

Radio atómico: es la distancia que separa el núcleo del átomo de su electrón más periférico. Los radios iónicos varían con respecto a los radios atómicos de los elementos de que se trate.

$\fn_cm \small r_{cati\acute on}< r_{\acute atomo}<r_{ani\acute on}$

Energía de ionización o potencial de ionización (EI): en la mínima energía que hay que proporcionar a un átomo en estado gaseoso y fundamental, para arrancar un electrón de su capa de valencia:

$\fn_cm \small X+ EI\rightarrow X^+ +e^-$ Se mide en unidades de energía: kJ/mol, J/átomo.

Afinidad electrónica (AE): es la mínima energía que cede o desprende un átomo que se encuentra en estado gaseoso y fundamental cuando capta un electrón:

$\fn_cm \small X+e^-\rightarrow X^-+AE$ Se mide en unidades de energía: kJ/mol, J/átomo.

Electronegatividad (EN): es la tendencia que tiene un átomo atraer sobre si el par de electrones de un enlace químico.

Las propiedades periódicas determinan el comportamiento químico de los elementos, concretamente su carácter metálico, carácter oxidante o reductor y número oxidación.