Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2026

BLOQUE E (Consta de dos preguntas, debes responder a 1 de ellas)
E1. Los elementos A, B y C presentan los números atómicos 7, 17 y 19, respectivamente.

a) Escribir las configuraciones electrónicas de los tres elementos e indicar los cuatro números cuánticos del último electrón de valencia del elemento C. (0,50)
b) Razonar, entre los átomos de los elementos B y C cuál presenta un radio atómico más grande y entre A y C cuál posee un potencial de ionización más alto. (0,75)
c) Predecir de forma justificada qué tipo de enlace se formará entre los átomos A y B, y entre B y C. Indicar las fórmulas de los compuestos resultantes. (0,75)

$\textbf{a) Escribir las configuraciones electrónicas de los tres elementos e indicar los cuatro números cuánticos del último electrón de valencia del elemento C. (0,50)}$

Se van llenando los orbitales por orden creciente de energía, siguiendo el principio de construcción y respetando la capacidad de cada subnivel, hasta colocar tantos electrones como indica el número atómico.

$\text{A}\ (Z=7):\ 1s^2\,2s^2\,2p^3$

$\text{B}\ (Z=17):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$

$\text{C}\ (Z=19):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1$

De las configuraciones se identifica cada elemento y su posición en la tabla periódica:

Elemento	$Z$	Configuración	Periodo y grupo	Identidad A	7	$[\mathrm{He}]\,2s^2\,2p^3$	2, grupo 15	nitrógeno B	17	$[\mathrm{Ne}]\,3s^2\,3p^5$	3, grupo 17	cloro C	19	$[\mathrm{Ar}]\,4s^1$	4, grupo 1	potasio

El último electrón del elemento C ocupa el orbital $4s$. De ahí se leen sus cuatro números cuánticos: el principal es el número de la capa; el secundario vale cero por tratarse de un subnivel $s$; el magnético solo puede valer cero cuando el secundario es cero, y el de espín se toma positivo por convenio al ser el primer electrón que entra en el orbital.

$(n,\,l,\,m_l,\,m_s)=\left(4,\,0,\,0,\,+\tfrac12\right)$

Los tres elementos son el nitrógeno, el cloro y el potasio, y el electrón más externo del potasio queda descrito por los números cuánticos $4$, $0$, $0$ y $+\tfrac12$.

$\textbf{b) Razonar, entre los átomos de los elementos B y C cuál presenta un radio atómico más grande y entre A y C cuál posee un potencial de ionización más alto. (0,75)}$

Se comparan las posiciones en la tabla periódica y se aplican las dos tendencias generales: el radio atómico crece al bajar en un grupo, porque se añaden capas, y decrece al avanzar en un periodo, porque aumenta la carga nuclear efectiva sin añadir capas. El potencial de ionización varía justo al contrario del radio, ya que cuanto más lejos y peor retenido está el electrón más externo, menos energía cuesta arrancarlo.

Para el radio, B es el cloro, del periodo 3, y C el potasio, del periodo 4. El potasio gana por los dos motivos a la vez: tiene una capa más y además está en el extremo izquierdo de la tabla, donde la carga nuclear efectiva sobre el electrón externo es mínima.

$r(\text{C})>r(\text{B})\ \Rightarrow\ r(\mathrm{K})>r(\mathrm{Cl})$

Para el potencial de ionización, A es el nitrógeno, del periodo 2, y C el potasio. El electrón que se arranca al nitrógeno está en la capa $n=2$, cerca del núcleo y fuertemente atraído; el del potasio está en la capa $n=4$, muy apantallado, y al perderlo el ion adquiere la configuración estable del argón.

$E_i(\text{A})>E_i(\text{C})\ \Rightarrow\ E_i(\mathrm{N})>E_i(\mathrm{K})$

El potasio tiene el radio atómico mayor de los dos primeros, y el nitrógeno el potencial de ionización más alto frente al potasio.

$\textbf{c) Predecir de forma justificada qué tipo de enlace se formará entre los átomos A y B, y entre B y C. Indicar las fórmulas de los compuestos resultantes. (0,75)}$

El tipo de enlace se predice a partir del carácter metálico o no metálico de los elementos y de la diferencia de electronegatividad entre ellos: si es grande hay transferencia de electrones y enlace iónico, y si es pequeña hay compartición y enlace covalente.

Entre A y B se unen dos no metales, nitrógeno y cloro, situados los dos a la derecha de la tabla y con electronegatividades parecidas. Ninguno puede arrancarle electrones al otro, de modo que los comparten. El nitrógeno necesita tres electrones para completar su octeto y cada cloro solo uno:

$\text{N}\ (2s^2\,2p^3)\ \text{necesita}\ 3\ e^-;\quad \text{Cl}\ (3s^2\,3p^5)\ \text{necesita}\ 1\ e^-$

$\text{A}+\text{B}\Rightarrow \text{enlace covalente}\Rightarrow \mathrm{NCl_3}$

Entre B y C se unen un no metal muy electronegativo, el cloro, y un metal alcalino de electronegatividad muy baja, el potasio. La diferencia es grande y el potasio cede su único electrón de valencia al cloro; ambos alcanzan así configuración de gas noble y los iones resultantes se ordenan en una red cristalina.

$\mathrm{K}\rightarrow \mathrm{K^+}+e^-\ ([\mathrm{Ar}]);\qquad \mathrm{Cl}+e^-\rightarrow \mathrm{Cl^-}\ ([\mathrm{Ar}])$

$\text{B}+\text{C}\Rightarrow \text{enlace iónico}\Rightarrow \mathrm{KCl}$

El nitrógeno y el cloro forman un compuesto covalente molecular de fórmula $\mathrm{NCl_3}$, el tricloruro de nitrógeno, mientras que el cloro y el potasio forman un compuesto iónico de fórmula $\mathrm{KCl}$, el cloruro de potasio.