Ejercicio resuelto de Sistema periódico · Química · 2020

Tenemos dos elementos X e Y. Sus números atómicos son 19 y 35 respectivamente.

i) Escriba la configuración electrónica de ambos elementos. [0,50 puntos]

ii) Ubíquelos en el Sistema Periódico indicando periodo, grupo, nombre y símbolo de ambos elementos. [0,50 puntos]

iii) Escriba los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador del elemento X explicando su decisión. [0,50 puntos]

iv) Justifique el tipo de iones que formarán esos elementos y qué enlace cabe esperar que se produzca entre ellos, escribiendo la fórmula del compuesto formado. [0,50 puntos]

$\textbf{i) Escriba la configuración electrónica de ambos elementos. [0,50 puntos]}$

$\mathrm{X}\ (Z = 19): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1$

$\mathrm{Y}\ (Z = 35): \quad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^5$

$\textbf{ii) Ubíquelos en el Sistema Periódico indicando periodo, grupo, nombre y símbolo de ambos elementos. [0,50 puntos]}$

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

X termina en $4s^1$: capa 4, un solo electrón de valencia. Está en el $\textbf{periodo 4}$ y el $\textbf{grupo 1}$, el de los metales alcalinos. Es el potasio, K.

Y termina en $4s^2\,4p^5$: capa 4 y siete electrones de valencia. Está en el $\textbf{periodo 4}$ y el $\textbf{grupo 17}$, el de los halógenos. Es el bromo, Br.

$\textbf{iii) Escriba los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador del elemento X explicando su decisión. [0,50 puntos]}$

El electrón diferenciador de X es el último que se coloca, y entra en el subnivel $4s$. Eso fija los dos primeros números:

$n = 4 \qquad l = 0$

Con $l = 0$ solo hay un orbital, de modo que $m = 0$ obligatoriamente. Y como es el primer electrón que entra en él, por convenio se le asigna espín positivo:

$(n, l, m, s) = \left(4,\ 0,\ 0,\ +\tfrac{1}{2}\right)$

$\textbf{iv) Justifique el tipo de iones que formarán esos elementos y qué enlace cabe esperar que se produzca entre ellos, escribiendo la fórmula del compuesto formado. [0,50 puntos]}$

Al potasio le sobra un electrón para tener la configuración del argón, así que lo cede y forma $\mathrm{K^+}$. Al bromo le falta uno para la del kriptón, así que lo capta y forma $\mathrm{Br^-}$.

Un metal que cede y un no metal muy electronegativo que capta: hay transferencia de electrones y el enlace es $\textbf{iónico}$. Como las cargas son iguales y de signo contrario, se combinan uno a uno:

$\mathrm{KBr}$