Ejercicio resuelto de Sistema periódico · Química · 2022

i) Escriba la configuración electrónica en su estado fundamental para los elementos de número atómico 17 y 53. [0,50 puntos]

ii) Justifique grupo y periodo del sistema periódico a los que pertenece cada uno de los elementos anteriores e indique su nombre y símbolo. [0,50 puntos]

iii) Defina afinidad electrónica y justifique, a partir de su posición en el sistema periódico, cuál de los dos elementos anteriores presentará una mayor afinidad electrónica. [0,50 puntos]

iv) Compare la electronegatividad de ambos elementos. [0,50 puntos]

$\mathbf{\text{i)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{configuraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{estado}}\mathbf{\text{fundamental}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{at}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mico}}\mathbf{\text{17}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{53.}}\mathbf{\text{[0,50}}\mathbf{\text{puntos]}}$

$Z=17:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^5$

$Z=53:[\mathrm{K}\mathrm{r}]5s^{2}4d^{10}5p^5$

La comprobación del segundo es inmediata: $36+2+10+5=53$.

$\mathbf{\text{ii)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{sistema}}\mathbf{\text{peri}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{dico}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{pertenece}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{uno}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{anteriores}}\mathbf{\text{e}}\mathbf{\text{indique}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{mbolo.}}\mathbf{\text{[0,50}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El periodo lo da el número cuántico principal más alto ocupado, y el grupo, los electrones de la capa de valencia.

El primero termina en $3s^{2}3p^5$: capa 3, siete electrones de valencia. Está en el $\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{3}}$ y el $\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{17}}$, el de los halógenos. Es el cloro, Cl.

El segundo termina en $5s^{2}5p^5$: capa 5 y otra vez siete electrones de valencia. Está en el $\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{5}}$ y el mismo $\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{17}}$. Es el yodo, I.

Los dos pertenecen, por tanto, al mismo grupo, lo que explica que su química sea parecida.

$\mathbf{\text{iii)}}\mathbf{\text{Defina}}\mathbf{\text{afinidad}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{justifique,}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{partir}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{posici}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{sistema}}\mathbf{\text{peri}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{dico,}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{elementos}}\mathbf{\text{anteriores}}\mathbf{\text{presentar}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{afinidad}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica.}}\mathbf{\text{[0,50}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La afinidad electrónica es la energía que se intercambia cuando un átomo neutro, en estado gaseoso y en su estado fundamental, capta un electrón y forma el anión mononegativo:

$\mathrm{X}(g)+e^{-}\to {\mathrm{X}}^{-}(g)+\mathrm{A}\mathrm{E}$

Dentro de un grupo, la afinidad electrónica disminuye al bajar, porque el electrón entrante se aloja en una capa cada vez más alejada del núcleo y más apantallada por las interiores, de modo que la atracción que siente es menor.

El $\mathbf{\text{cloro}}$, que está por encima del yodo, tiene la mayor afinidad electrónica de los dos.

$\mathbf{\text{iv)}}\mathbf{\text{Compare}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{electronegatividad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ambos}}\mathbf{\text{elementos.}}\mathbf{\text{[0,50}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La electronegatividad sigue la misma tendencia y por la misma razón: crece hacia arriba dentro de un grupo, porque el átomo más pequeño atrae con más fuerza el par de electrones compartido.

$\mathrm{E}\mathrm{N}(\mathrm{C}\mathrm{l})>\mathrm{E}\mathrm{N}(\mathrm{I})$

En la escala de Pauling son 3,0 y 2,7 aproximadamente. Es lo que hace que, en un enlace entre ambos, la densidad electrónica se desplace hacia el cloro.