Ejercicio resuelto de Sistema periódico · Química · Aragón · 2025

Responda razonadamente a las siguientes cuestiones teniendo en cuenta la tabla periódica que se muestra en la figura y los elementos situados en ella.



Indique las posibles combinaciones de números cuánticos ($n$, $l$, $m_l$, $m_s$) que podría tener el electrón más energético del elemento D. [0,5 puntos]

$\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{posibles}}\mathbf{\text{combinaciones}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nticos}}\mathbf{\text{(n,}}\mathbf{\text{l,}}\mathbf{\text{ml,}}\mathbf{\text{ms)}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{podr}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{tener}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{energ}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tico}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{D.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El elemento D está en el grupo 13 del tercer periodo, así que su configuración electrónica es:

$\mathrm{D}:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^1$

Con $Z=13$ se trata del aluminio. Su electrón más energético es el que ocupa el orbital de mayor energía entre los ocupados, es decir, el $3p$, y de ahí salen las restricciones sobre cada número cuántico.

$n=3$, porque el electrón está en el tercer nivel.

$l=1$, porque el orbital es de tipo $p$.

$m_l$ recorre los enteros entre $-l$ y $+l$, de modo que admite tres valores: $-1$, $0$ y $+1$. Son los tres orbitales $p$ degenerados, y con un solo electrón no hay forma de saber cuál ocupa.

$m_s$ puede valer $+1\mathrm{/}2$ o $-1\mathrm{/}2$, ya que el orbital aloja un único electrón y su espín no está condicionado por ningún otro.

Combinando las tres posibilidades de $m_l$ con las dos de $m_s$ resultan seis conjuntos posibles:

$\begin{array}{lll}(3,1,-1,+1\mathrm{/}2)& (3,1,0,+1\mathrm{/}2)& (3,1,+1,+1\mathrm{/}2)\\ (3,1,-1,-1\mathrm{/}2)& (3,1,0,-1\mathrm{/}2)& (3,1,+1,-1\mathrm{/}2)\end{array}$

Cualquiera de estas seis combinaciones describiría válidamente al electrón más energético del aluminio.