QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

Andalucía · 2017 · Reserva 2 · Opción A

Enunciado

Opción A · Cuestión 2.

\text{A}

\text{Q}

son átomos de distintos elementos situados en el mismo período y que tienen 5 y 7 electrones de valencia, respectivamente. Responda, razonadamente, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a)

\text{A}

tiene mayor primera energía de ionización que

\text{Q}

.

b)

\text{Q}

tiene menor afinidad electrónica que

\text{A}

.

c)

\text{A}

tiene mayor radio atómico que

\text{Q}

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) Falsa: } \text{EI}(\text{Q}) > \text{EI}(\text{A})\;}

\boxed{\;\textbf{b) Falsa: } \text{Q} \text{ (halógeno) tiene mayor afinidad electrónica}\;}

\boxed{\;\textbf{c) Verdadera: } r(\text{A}) > r(\text{Q})\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Sitúa los dos elementos: al tener 5 y 7 electrones de valencia, pertenecen a los grupos 15 y 17 respectivamente, y comparten período.

\text{A} \; (\text{grupo 15}) \qquad\longrightarrow\qquad \text{Q} \; (\text{grupo 17})

Como están en el mismo período, tienen el mismo número de capas y todo depende de un único factor: la carga nuclear efectiva, que aumenta hacia la derecha. De ahí salen las tres tendencias:

\text{Hacia la derecha}: \qquad \text{EI} \uparrow \qquad \text{AE} \uparrow \qquad r \downarrow

Con esas tres flechas, las tres afirmaciones se contestan de inmediato.

Desarrollo

a) Falsa.

\text{Q}

está más a la derecha que

\text{A}

(dos grupos más allá), así que tiene más protones sin haber añadido capas: su carga nuclear efectiva es mayor y retiene con más fuerza sus electrones externos.

Z_{ef}(\text{Q}) > Z_{ef}(\text{A}) \qquad\Longrightarrow\qquad \text{EI}(\text{Q}) > \text{EI}(\text{A})

Además,

\text{Q}

es un halógeno, a un solo electrón de completar el octeto: perder uno lo aleja mucho de esa configuración estable. La afirmación está invertida.

(Ejemplo del período 3: $\text{EI}(\text{P}) = 1012$ frente a $\text{EI}(\text{Cl}) = 1251\ \text{kJ}\,\text{mol}^{-1}$ .)

b) Falsa.

La afinidad electrónica mide la energía liberada al captar un electrón, y también aumenta hacia la derecha: los elementos cercanos a completar el octeto ganan mucha estabilidad al hacerlo.

\text{Q} + e^- \longrightarrow \text{Q}^- \qquad (\text{muy favorable: alcanza el octeto})

\text{A} + e^- \longrightarrow \text{A}^- \qquad (\text{menos favorable: aún le faltarían dos})

Los halógenos tienen las afinidades electrónicas más altas de toda la tabla. Luego

\text{Q}

tiene mayor, no menor, afinidad electrónica que

\text{A}

.

c) Verdadera.

Al estar

\text{A}

más a la izquierda, su carga nuclear efectiva es menor y sus electrones están menos atraídos hacia el núcleo:

r(\text{A}) > r(\text{Q})

Es la tendencia general: el radio atómico disminuye a lo largo del período. Obsérvese la coherencia con a): el elemento más grande es el que menos retiene su electrón externo, y por tanto el de menor energía de ionización.

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

Consejo

Al tratarse del mismo período, no hace falta identificar los elementos concretos: basta con saber que $\text{Q}$ está más a la derecha. Anotar las tres flechas de tendencia antes de leer los apartados resuelve la cuestión en un minuto.

Ten presente que energía de ionización y afinidad electrónica van en el mismo sentido (ambas aumentan hacia la derecha) y que el radio va en sentido contrario. Es un trío coherente: el átomo más pequeño es el que más fuerte atrae a los electrones, propios y ajenos.

Y aunque no sea necesario, poner un ejemplo numérico con elementos reales (fósforo y cloro, por ejemplo) refuerza mucho la justificación.