Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2024

Dados los elementos A, B y C, con números atómicos: A $(Z = 11)$, B $(Z = 16)$, C $(Z = 37)$.

a) ¿Cuál será el número de oxidación más probable para los elementos A y B? Razónelo en base a su configuración electrónica. [0,5 puntos]

b) Indique, razonadamente, si $(4,\,0,\,0,\,+\tfrac{1}{2})$ puede ser un conjunto de números cuánticos válido para el electrón más externo del elemento C. [0,5 puntos]

c) Ordene, razonadamente, de menor a mayor radio atómico los elementos A, B y C. [0,5 puntos]

$\textbf{a) ¿Cuál será el número de oxidación más probable para los elementos A y B? Razónelo en base a su configuración electrónica. [0,5 puntos]}$

Se escriben las configuraciones y se mira qué le falta o le sobra a cada uno para llegar al gas noble más cercano.

$\mathrm{A}\ (Z = 11): 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1$

Es el sodio. Con un solo electrón en la capa de valencia, le sale mucho más barato cederlo que ganar siete, y al hacerlo se queda con la configuración del neón. Su número de oxidación más probable es $+1$.

$\mathrm{B}\ (Z = 16): 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4$

Es el azufre. Tiene seis electrones de valencia y le faltan dos para el octeto, así que lo normal es que los gane y quede como $\mathrm{S^{2-}}$, con configuración de argón. Su número de oxidación más probable es $-2$.

$\textbf{b) Indique, razonadamente, si (4, 0, 0, +½) puede ser un conjunto de números cuánticos válido para el electrón más externo del elemento C. [0,5 puntos]}$

Primero hay que ver dónde está ese electrón:

$\mathrm{C}\ (Z = 37): 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6\,5s^1$

Es el rubidio, y su electrón más externo ocupa el orbital $5s$. Los números cuánticos que le corresponden son:

$n = 5, \quad l = 0, \quad m_l = 0, \quad m_s = +\tfrac{1}{2}$

El conjunto propuesto es válido en sí mismo (con $n = 4$ y $l = 0$ describe un electrón $4s$), pero no es el del electrón más externo del rubidio, sino el de uno de sus electrones internos. La respuesta es que no.

$\textbf{c) Ordene, razonadamente, de menor a mayor radio atómico los elementos A, B y C. [0,5 puntos]}$

Se combinan las dos tendencias periódicas. Bajando por un grupo se añaden capas y el radio crece; avanzando por un período el radio disminuye, porque la carga nuclear aumenta sin que se añadan capas.

El azufre y el sodio están los dos en el período 3, pero el azufre está mucho más a la derecha, así que es el más pequeño.

El rubidio está en el período 5, dos capas más afuera que el sodio, y además en el mismo grupo: es con diferencia el mayor.

$\mathrm{B\ (S)} < \mathrm{A\ (Na)} < \mathrm{C\ (Rb)}$