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)

$\textbf{a) Escriba sus nombres y sus configuraciones electrónicas e indique para cada uno de ellos el grupo y periodo de la Tabla Periódica al que pertenece, y cómo se suele denominar dicho grupo. (0{,}75 puntos)}$

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

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

$\mathrm{Kr}\ (Z = 36): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6$ — el $\textbf{kriptón}$.

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

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.

$\textbf{b) Indique en qué estado se presentará cada uno de esos elementos en condiciones normales y si conducirá, o no, la electricidad. (0{,}50 puntos)}$

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 $\textbf{sí conduce}$ la electricidad.

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

$\textbf{c) Explique brevemente cuál de ellos tendrá mayor afinidad electrónica (AE), cuál mayor energía de ionización (EI) y cuál mayor radio. (0{,}75 puntos)}$

Mayor afinidad electrónica: el $\textbf{potasio}$. 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 $\textbf{kriptón}$. 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 $\textbf{potasio}$. 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.