Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2024

1. Dados los elementos K (Z = 19) y Kr (Z = 36):

a) Escriba sus nombres y sus configuraciones electrónicas e indique para cada uno de ellos el grupo y periodo de la Tabla Periódica al que pertenece, y cómo se suele denominar dicho grupo. (0,75 puntos)
b) Indique en qué estado (sólido, líquido o gas) se presentará cada uno de esos elementos en condiciones normales (25ºC, 1 atm) y si conducirá, o no, la electricidad. (0,50 puntos)
c) Explique brevemente cuál de ellos tendrá mayor afinidad electrónica (AE), cuál mayor energía de ionización (EI) y cuál mayor radio. (0,75 puntos)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{nombres}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{configuraciones}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nicas}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{uno}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellos}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{Tabla}}\mathbf{\text{Peri}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{dica}}\mathbf{\text{al}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pertenece,}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{suele}}\mathbf{\text{denominar}}\mathbf{\text{dicho}}\mathbf{\text{grupo.}}\mathbf{\text{(0,75}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Se reparten los electrones por orden creciente de energía, siguiendo el diagrama de Moeller.

$\mathrm{K}(Z=19):1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^1$ — el $\mathbf{\text{potasio}}$.

$\mathrm{K}\mathrm{r}(Z=36):1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^{10}4p^6$ — el $\mathbf{\text{kript}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}$.

Los dos tienen el nivel 4 como más externo, así que ambos pertenecen al $\mathbf{\text{cuarto}}\mathbf{\text{periodo}}$.

El potasio tiene un solo electrón de valencia: grupo 1, el de los metales alcalinos.

El kriptón tiene la capa completa, $4s^{2}4p^6$: grupo 18, el de los gases nobles.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{estado}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{presentar}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{uno}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{esos}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{condiciones}}\mathbf{\text{normales}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{conducir}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{,}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{no,}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{electricidad.}}\mathbf{\text{(0,50}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El potasio es un metal alcalino, y todos los metales salvo el mercurio son sólidos a 25 ºC. Además, en un metal los electrones de valencia están deslocalizados en la nube electrónica, de modo que $\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{conduce}}$ la electricidad.

El kriptón es un gas noble: sus átomos ya tienen la capa completa y apenas interaccionan entre sí, así que es un $\mathbf{\text{gas}}$ monoatómico en condiciones normales. No tiene cargas móviles, de modo que $\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{conduce}}$ la electricidad.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellos}}\mathbf{\text{tendr}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{afinidad}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica}}\mathbf{\text{(AE),}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{energ}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ionizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{(EI)}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{radio.}}\mathbf{\text{(0,75}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Mayor afinidad electrónica: el $\mathbf{\text{potasio}}$. No porque la suya sea grande, sino porque la del kriptón es prácticamente nula: un gas noble no gana nada al aceptar un electrón, que tendría que entrar en un nivel nuevo.

Mayor energía de ionización: el $\mathbf{\text{kript}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}$. Está en el extremo derecho del periodo, con la carga nuclear efectiva más alta y la configuración más estable posible; arrancarle un electrón es lo que más cuesta de todo el periodo. Al potasio, en cambio, perder su único electrón $4s$ le deja configuración de gas noble, y le resulta muy barato.

Mayor radio: el $\mathbf{\text{potasio}}$. A lo largo de un periodo el radio disminuye hacia la derecha, porque aumenta la carga nuclear efectiva sin que se añada ninguna capa nueva, y el potasio es el primer elemento del periodo.