Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2020

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

a) 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)
b) 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)
c) 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.

$\textbf{a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos y en base a ella explique cuál será su número de oxidación más importante. (0{,}75 p)}$

$\mathrm{Cl}\ (Z = 17): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$

Le falta un electrón para completar el octeto, así que lo gana: su número de oxidación más importante es $\textbf{-1}$.

$\mathrm{Ar}\ (Z = 18): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$

Tiene la capa de valencia completa, de modo que no gana ni cede electrones: su número de oxidación es $\textbf{0}$.

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

Tiene un solo electrón de valencia, en un nivel nuevo, y cederlo le deja configuración de argón: su número de oxidación es $\textbf{+1}$.

$\textbf{b) Al ser consecutivos en la Tabla Periódica, ¿es de esperar que la reactividad de estos tres elementos sea similar? (0{,}5 p)}$

$\textbf{No}$, y de hecho es un ejemplo clásico de lo contrario: lo que determina la reactividad no es el número atómico sino la configuración de la capa de valencia, y aquí los tres son radicalmente distintos.

El cloro es un halógeno muy reactivo, con una fuerte tendencia a ganar un electrón. El argón es un gas noble, prácticamente inerte, porque ya tiene la capa completa. Y el potasio es un metal alcalino muy reactivo, con una fuerte tendencia a ceder su único electrón de valencia.

Justamente entre estos tres elementos está la frontera que separa a los no metales, los gases nobles y los metales.

$\textbf{c1) Un mayor radio atómico. (0{,}75 p)}$

El $\textbf{K}$. Es el único del cuarto periodo: su electrón de valencia ocupa un nivel más externo, y además está en el extremo izquierdo, con la menor carga nuclear efectiva.

$\textbf{c2) Un mayor potencial de ionización.}$

El $\textbf{Ar}$. Es el que está más a la derecha del tercer periodo y tiene la configuración más estable posible, así que arrancarle un electrón es lo que más cuesta. Al potasio, en cambio, perder el suyo le deja precisamente esa configuración, y le resulta muy barato.

$\textbf{c3) Una mayor electronegatividad.}$

El $\textbf{Cl}$. La electronegatividad crece hacia la derecha del periodo, y el cloro es el que está más a la derecha de los que forman enlaces: al argón, por ser gas noble, no se le asigna valor.