Ejercicio resuelto de Propiedades periódicas · Química · 2025

Sean los elementos A $(Z = 6)$, B $(Z = 17)$ y C $(Z = 36)$.

a) Escriba las configuraciones electrónicas de los elementos B y C en su estado fundamental. [0,5 puntos]

b) Razone el grupo y periodo de los elementos A y C. [0,5 puntos]

c) Justifique cuál de los tres elementos tiene menor radio. [0,5 puntos]

d) Explique cuál de los tres elementos tiene mayor energía de ionización. [0,5 puntos]

$\textbf{a) Escriba las configuraciones electrónicas de los elementos B y C en su estado fundamental. [0,5 puntos]}$

Se aplica el principio de construcción, llenando los orbitales por orden creciente de energía según el diagrama de Moeller.

$\mathrm{B}\ (Z=17):\ \mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5}$

$\mathrm{C}\ (Z=36):\ \mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6}$

El primero es el cloro y el segundo, el criptón.

$\textbf{b) Razone el grupo y periodo de los elementos A y C. [0,5 puntos]}$

El periodo es el mayor número cuántico principal de la configuración y el grupo se deduce de los electrones de la capa de valencia.

$\mathrm{A}\ (Z=6):\ \mathrm{1s^2\,2s^2\,2p^2}$

Su capa de valencia es la segunda y tiene cuatro electrones, $\mathrm{2s^2\,2p^2}$: periodo 2, grupo 14. Es el carbono.

Para el elemento C la capa de valencia es la cuarta, con ocho electrones, $\mathrm{4s^2\,4p^6}$: periodo 4, grupo 18. Es un gas noble.

$\textbf{c) Justifique cuál de los tres elementos tiene menor radio. [0,5 puntos]}$

El radio atómico crece al bajar en un grupo, porque se añaden capas, y decrece hacia la derecha dentro de un periodo, porque aumenta la carga nuclear efectiva sin añadir capas nuevas. De los dos efectos, el del número de capas es el dominante.

$\mathrm{A}:\ n=2, \qquad \mathrm{B}:\ n=3, \qquad \mathrm{C}:\ n=4$

El elemento A, el carbono, es el único del segundo periodo: sus electrones más externos están en la capa más cercana al núcleo de los tres.

El menor radio corresponde al elemento A.

$\textbf{d) Explique cuál de los tres elementos tiene mayor energía de ionización. [0,5 puntos]}$

La energía de ionización es la que hay que comunicar para arrancar el electrón más externo de un átomo en estado gaseoso, y es tanto mayor cuanto más estable sea la configuración de partida.

El elemento C tiene la capa de valencia completa, $\mathrm{4s^2\,4p^6}$, que es la configuración de gas noble: especialmente estable, sin ninguna tendencia a perder electrones.

$\mathrm{C}\ (\text{Kr}):\ \mathrm{[Ar]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^6}$

Arrancarle un electrón supone romper esa capa completa, lo que exige mucha más energía que en los otros dos, a los que la pérdida o la ganancia de electrones los acerca a una configuración de gas noble.

La mayor energía de ionización es la del elemento C.