Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2021

1. I) Escriba la configuración electrónica del Po (Z = 84). (0,6 p)
II) Explique si el conjunto de números cuánticos (0, 1, -1, +1/2) es posible o no para un electrón en un átomo. En caso de ser posible, indique en qué nivel de energía (capa) y tipo de orbital (subcapa) se encontraría el electrón. (0,4 p)
III) Dados los elementos: Ne (Z = 10), Cl (Z = 17), K (Z = 19), Ge (Z = 32), Se (Z = 34), Br (Z = 35), Rb (Z = 37) y Sr (Z = 38), explique brevemente cuál de ellos: a) tiene un mayor radio atómico; b) tiene tendencia a ganar dos electrones; c) es el más electronegativo; d) presenta una reactividad química muy baja. (No se repiten las respuestas). (1,0 p)

$\mathbf{\text{I)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{configuraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{Po}}\mathbf{\text{(Z}}\mathbf{\text{=}}\mathbf{\text{84).}}\mathbf{\text{(0,6}}\mathbf{\text{p)}}$

Se reparten los 84 electrones por orden creciente de energía, siguiendo el diagrama de Moeller:

$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^{10}4p^{6}5s^{2}4d^{10}5p^{6}6s^{2}4f^{14}5d^{10}6p^4$

Abreviadamente, tomando el xenón como núcleo interno:

$\mathrm{P}\mathrm{o}:[\mathrm{X}\mathrm{e}]6s^{2}4f^{14}5d^{10}6p^4$

Los seis electrones de valencia, $6s^{2}6p^4$, lo sitúan en el grupo 16 del sexto periodo.

$\mathbf{\text{II)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{conjunto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nticos}}\mathbf{\text{(0,}}\mathbf{\text{1,}}\mathbf{\text{-1,}}\mathbf{\text{+1/2)}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{posible}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{un}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{tomo.}}\mathbf{\text{(0,4}}\mathbf{\text{p)}}$

$\mathbf{\text{No}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{posible}}$. El número cuántico principal indica el nivel de energía y solo admite valores enteros positivos: $n=1,2,3,\dots$

Un valor $n=0$ no corresponde a ningún nivel, así que el conjunto queda descartado sin necesidad de mirar los demás números. Al no ser posible, no procede indicar capa ni subcapa.

$\mathbf{\text{III)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{brevemente}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ellos}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{radio}}\mathbf{\text{at}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico,}}\mathbf{\text{tendencia}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{ganar}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{electrones,}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{electronegativo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{presenta}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{reactividad}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mica}}\mathbf{\text{muy}}\mathbf{\text{baja.}}\mathbf{\text{(1,0}}\mathbf{\text{p)}}$

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Mayor}}\mathbf{\text{radio}}\mathbf{\text{at}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico:}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{Rb}}$. El radio crece hacia abajo y hacia la izquierda de la tabla. El rubidio y el estroncio son los únicos del quinto periodo, el más bajo de la lista, y entre ellos el rubidio está más a la izquierda, con menor carga nuclear efectiva.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Tendencia}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{ganar}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{electrones:}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{Se}}$. Con $Z=34$ su configuración termina en $4s^{2}4p^4$: seis electrones de valencia, de modo que le faltan justo dos para alcanzar la configuración del kriptón.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{El}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{electronegativo:}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{Cl}}$. La electronegatividad crece hacia la derecha y hacia arriba, y el cloro es el que está más arriba y más a la derecha de todos, descontando el neón, que por ser gas noble no forma enlaces y no se le asigna electronegatividad.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{Reactividad}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mica}}\mathbf{\text{muy}}\mathbf{\text{baja:}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{Ne}}$. Es un gas noble: su capa de valencia está completa, $2s^{2}2p^6$, y no gana nada ni cediendo ni captando electrones.