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]

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

$Z = 17: \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$

$Z = 53: \quad [\mathrm{Kr}]\ 5s^2\,4d^{10}\,5p^5$

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

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

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 $\textbf{periodo 3}$ y el $\textbf{grupo 17}$, 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 $\textbf{periodo 5}$ y el mismo $\textbf{grupo 17}$. Es el yodo, I.

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

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

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:

$\mathrm{X}(g) + e^- \rightarrow \mathrm{X^-}(g) + \mathrm{AE}$

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

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

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.

$\mathrm{EN(Cl)} > \mathrm{EN(I)}$

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.