Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2024

i) Escriba la configuración electrónica fundamental de los siguientes elementos: segundo periodo y grupo 17; cuarto periodo y grupo 8; quinto periodo y grupo 13; tercer periodo y grupo 1. [1,0 punto]

ii) Ordene razonadamente los elementos con número atómico 5, 6, 7, 8, 9 y 10 de menor a mayor radio atómico. [0,50 puntos]

iii) Y ordénelos razonadamente de mayor a menor energía de ionización. [0,50 puntos]

$\mathbf{\text{i)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{configuraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica}}\mathbf{\text{fundamental}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{siguientes}}\mathbf{\text{elementos:}}\mathbf{\text{segundo}}\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{17;}}\mathbf{\text{cuarto}}\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{8;}}\mathbf{\text{quinto}}\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{13;}}\mathbf{\text{tercer}}\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{1.}}\mathbf{\text{[1,0}}\mathbf{\text{punto]}}$

El periodo da la última capa que se ocupa y el grupo, el número de electrones que hay en ella; con eso se identifica cada elemento y se escribe su configuración siguiendo el orden de llenado.

Segundo periodo, grupo 17: el flúor.

$\mathrm{F}(Z=9):1s^{2}2s^{2}2p^5$

Cuarto periodo, grupo 8: el hierro, el octavo elemento de la primera serie de transición.

$\mathrm{F}\mathrm{e}(Z=26):1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^6$

Quinto periodo, grupo 13: el indio.

$\mathrm{I}\mathrm{n}(Z=49):[\mathrm{K}\mathrm{r}]5s^{2}4d^{10}5p^1$

Tercer periodo, grupo 1: el sodio.

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

$\mathbf{\text{ii)}}\mathbf{\text{Ordene}}\mathbf{\text{razonadamente}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{at}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico}}\mathbf{\text{5,}}\mathbf{\text{6,}}\mathbf{\text{7,}}\mathbf{\text{8,}}\mathbf{\text{9}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{10}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{menor}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{radio}}\mathbf{\text{at}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico.}}\mathbf{\text{[0,50}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Son el boro, el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, el flúor y el neón, los seis del segundo periodo. Al avanzar hacia la derecha se añaden protones al núcleo mientras los electrones entran en la misma capa, que apantalla mal: la carga nuclear efectiva crece y la nube electrónica se contrae.

El radio, por tanto, disminuye hacia la derecha, y ordenados de menor a mayor queda:

$\mathrm{N}\mathrm{e}<\mathrm{F}<\mathrm{O}<\mathrm{N}<\mathrm{C}<\mathrm{B}$

$\mathbf{\text{iii)}}\mathbf{\text{Y}}\mathbf{\text{ord}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{nelos}}\mathbf{\text{razonadamente}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{menor}}\mathbf{\text{energ}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ionizaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{[0,50}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La energía de ionización es la que hay que aportar para arrancar el electrón más externo a un átomo neutro y gaseoso. Cuanto mayor es la carga nuclear efectiva y menor el radio, más firmemente retenido está ese electrón y más cuesta arrancarlo, así que la tendencia es la inversa de la anterior:

$\mathrm{N}\mathrm{e}>\mathrm{F}>\mathrm{O}>\mathrm{N}>\mathrm{C}>\mathrm{B}$

El neón encabeza la lista con diferencia: tiene la capa completa, la configuración más estable posible, y quitarle un electrón exige romperla.