Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2024

Considere los elementos químicos X e Y con números atómicos 56 y 16, respectivamente, y razone si son verdaderas o falsas las siguientes cuestiones:

a) Los números cuánticos $(n,l,m_l)$ del último electrón (electrón diferenciador) del elemento con número atómico 56 son (6, 2, 0). (0,5 puntos)

b) La combinación de los dos elementos dará un compuesto de fórmula XY. (0,5 puntos)

c) El elemento X es el más electronegativo de los dos, pero Y tiene un mayor radio atómico. (0,5 puntos)

d) El catión ${\text{K}}^{+}$ es isoelectrónico con el ion más probable del elemento Y. (0,5 puntos)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Los}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nticos}}\mathbf{\text{(n,}}\mathbf{\text{l,}}\mathbf{\text{ml)}}\mathbf{\text{del}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{ltimo}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{(electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{diferenciador)}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{at}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico}}\mathbf{\text{56}}\mathbf{\text{son}}\mathbf{\text{(6,}}\mathbf{\text{2,}}\mathbf{\text{0).}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Falsa. La configuración electrónica del elemento de $Z=56$ es:

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

El electrón diferenciador ocupa el orbital $6s$. De ahí salen sus números cuánticos: el nivel es el sexto, luego $n=6$; un orbital $s$ tiene $l=0$ y, en consecuencia, $m_l=0$.

Los números correctos son $(6,0,0)$: el que falla es $l$, que no puede valer 2 porque eso correspondería a un orbital $d$.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{La}}\mathbf{\text{combinaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{dar}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{compuesto}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{f}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{rmula}}\mathbf{\text{XY.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Verdadera. Las configuraciones de los dos elementos son:

$\mathrm{X}(Z=56):[\mathrm{K}\mathrm{r}]5s^{2}4d^{10}5p^{6}6s^2$

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

X tiene dos electrones de valencia y tiende a cederlos, formando ${\mathrm{X}}^{2+}$; a Y le faltan dos para completar el octeto y tiende a captarlos, formando ${\mathrm{Y}}^{2-}$. Como las cargas son iguales y de signo contrario, se combinan uno a uno y la fórmula es XY.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{El}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{X}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{electronegativo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{dos,}}\mathbf{\text{pero}}\mathbf{\text{Y}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{radio}}\mathbf{\text{at}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Falsa: es justo al revés en ambas cosas.

Por su configuración, X pertenece al grupo 2 y al periodo 6, mientras que Y está en el grupo 16 y en el periodo 3.

La electronegatividad crece hacia la derecha y hacia arriba de la tabla, así que el más electronegativo es Y, que está a la vez más a la derecha y más arriba.

El radio atómico se comporta al contrario, crece hacia la izquierda y hacia abajo, de modo que el de mayor radio es X.

$\mathbf{\text{d)}}\mathbf{\text{El}}\mathbf{\text{cati}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{K⁺}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{isoelectr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nico}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ion}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{probable}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{Y.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Verdadera. El potasio tiene $Z=19$ y al perder un electrón queda:

${\mathrm{K}}^{+}:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}18e^{-}$

Y, con seis electrones de valencia, gana dos y forma ${\mathrm{Y}}^{2-}$:

${\mathrm{Y}}^{2-}:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}18e^{-}$

Ambos tienen 18 electrones y la misma configuración, la del argón, luego son especies isoelectrónicas.