Ejercicio resuelto de Sistema periódico · Química · 2023

Dadas las configuraciones electrónicas: A $=1s^{2}2s^{2}2p^5$; B $=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^2$ y C $=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^2$

a) Justifique el grupo y el periodo de los elementos A y B. [0,5 puntos]

b) Explique el carácter metálico o no metálico de los elementos A y C. [0,5 puntos]

c) Indique los iones más estables de los elementos A y C, escribiendo sus correspondientes configuraciones electrónicas. [0,5 puntos]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{A}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{B.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El período es el valor más alto de $n$ que aparece en la configuración, y el grupo se cuenta a partir de los electrones de la capa de valencia.

$\mathrm{A}=1s^{2}2s^{2}2p^5$

El mayor $n$ es 2, así que está en el período 2. Tiene siete electrones de valencia ($2s^{2}2p^5$), lo que lo sitúa en el grupo 17, el de los halógenos. Es el flúor, $Z=9$.

$\mathrm{B}=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^2$

El mayor $n$ es 4: período 4. Es un elemento de transición, y en ellos el grupo se obtiene sumando los electrones $d$ y $s$ más externos: $5+2=7$, luego grupo 7. Es el manganeso, $Z=25$.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{car}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cter}}\mathbf{\text{met}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{lico}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{no}}\mathbf{\text{met}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{lico}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{A}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{C.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

$\mathrm{A}$ (flúor) tiene siete electrones de valencia y le falta uno para el octeto. Le resulta facilísimo captarlo y carísimo ceder siete, así que tiene energía de ionización y electronegatividad muy altas: es un no metal, el más electronegativo de todos.

$\mathrm{C}=1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^2$ (magnesio) tiene solo dos electrones de valencia, y perdiéndolos alcanza la configuración del neón. Su energía de ionización es baja y su electronegatividad también: es un metal.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{iones}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{estables}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{A}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{C,}}\mathbf{\text{escribiendo}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{correspondientes}}\mathbf{\text{configuraciones}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nicas.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Cada uno va a la configuración de gas noble más cercana, que en ambos casos es la del neón:

$\mathrm{F}+e^{-}\to {\mathrm{F}}^{-}:1s^{2}2s^{2}2p^6$

$\mathrm{M}\mathrm{g}\to \mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}+2e^{-}:1s^{2}2s^{2}2p^6$

Los dos iones son isoelectrónicos entre sí y con el neón. Eso sí, el ${\mathrm{F}}^{-}$ es bastante mayor que el $\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{2+}$, porque el magnesio tiene tres protones más sujetando a los mismos diez electrones.