Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2026

Dados dos elementos con número atómico $Z=16$ y $Z=11$:

a) Escriba la configuración electrónica de cada elemento neutro, indicando el nombre de dicho elemento, el grupo y el periodo. (1 punto)

b) Justifique cuál es el ion más estable para cada uno de dichos elementos. (0,5 puntos)

c) Razone si el ion más estable tiene un radio mayor o menor que el elemento neutro. (0,5 puntos)

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{configuraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{electr}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nica}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{neutro,}}\mathbf{\text{indicando}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{nombre}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{dicho}}\mathbf{\text{elemento,}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{periodo.}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto)}}$

El número atómico es el número de protones y, en el átomo neutro, también el de electrones. Las configuraciones se escriben llenando los orbitales por orden creciente de energía.

$Z=16:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^4\equiv [\mathrm{N}\mathrm{e}]3s^{2}3p^4$

Es el $\mathbf{\text{azufre}}$. El periodo lo da el mayor valor de $n$ ocupado, que es 3, y el grupo se obtiene de los electrones de valencia: tiene 6 (dos en el 3s y cuatro en el 3p), así que está en el $\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{16}}$, el de los anfígenos, y en el $\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{3}}$.

$Z=11:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^1\equiv [\mathrm{N}\mathrm{e}]3s^1$

Es el $\mathbf{\text{sodio}}$. Su último nivel ocupado también es el tercero y solo tiene un electrón de valencia, de modo que pertenece al $\mathbf{\text{grupo}}\mathbf{\text{1}}$, el de los alcalinos, y al $\mathbf{\text{periodo}}\mathbf{\text{3}}$.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ion}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{estable}}\mathbf{\text{para}}\mathbf{\text{cada}}\mathbf{\text{uno}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{dichos}}\mathbf{\text{elementos.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

El criterio es la regla del octeto: cada elemento tiende al ion que le deja la configuración del gas noble más próximo, porque es la de menor energía.

Al $\mathbf{\text{azufre}}$ le faltan dos electrones para completar el subnivel 3p, y ganarlos le cuesta menos que perder los seis que tiene. Su ion más estable es el $\mathbf{\text{sulfuro}}$:

$\mathrm{S}+2e^{-}\to {\mathrm{S}}^{2-}:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^6\equiv [\mathrm{A}\mathrm{r}]$

El $\mathbf{\text{sodio}}$ está en el caso contrario: cediendo un solo electrón se queda con la configuración del neón, y su primera energía de ionización es muy baja. Su ion más estable es el catión:

$\mathrm{N}\mathrm{a}\to \mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}+e^{-}:1s^{2}2s^{2}2p^6\equiv [\mathrm{N}\mathrm{e}]$

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{si}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ion}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{estable}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{radio}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{menor}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{elemento}}\mathbf{\text{neutro.}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Los dos casos son opuestos, y conviene razonarlos por separado.

El ${\mathrm{S}}^{2-}$ es $\mathbf{\text{mayor}}$ que el átomo de azufre. La carga nuclear no cambia —siguen siendo 16 protones— pero ahora hay 18 electrones que se reparten esa misma atracción. La carga nuclear efectiva sobre cada electrón disminuye, aumenta la repulsión entre ellos y la nube electrónica se expande. En general, todo anión es mayor que su átomo neutro.

El $\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}$ es $\mathbf{\text{menor}}$ que el átomo de sodio, y por dos razones que se suman. La primera es que al perder el electrón $3s^1$ desaparece el último nivel entero, de modo que el ion tiene una capa menos. La segunda es que los 11 protones atraen ahora a solo 10 electrones, así que cada uno queda más fuertemente sujeto. Todo catión es menor que su átomo neutro.