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]

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

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.

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

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

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

Quinto periodo, grupo 13: el indio.

$\mathrm{In}\ (Z = 49): \quad [\mathrm{Kr}]\ 5s^2\,4d^{10}\,5p^1$

Tercer periodo, grupo 1: el sodio.

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

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

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:

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

$\textbf{iii) Y ordénelos razonadamente de mayor a menor energía de ionización. [0,50 puntos]}$

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:

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

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