QuímicaFácilCuestión · 2 pts

Problema resuelto de Química: Sistema periódico y propiedades periódicasSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2017 · Julio · Opción A

También trata: Estructura atómica y números cuánticos
Comunitat Valenciana · 2017 · Julio · Opción A
Enunciado
Considere los elementos A, B, C y D cuyos números atómicos son 12, 16, 19 y 36. A partir de las configuraciones electrónicas de cada uno de ellos, responda razonadamente las siguientes cuestiones:

a) Identifique y escriba la configuración electrónica del ion estable en una red cristalina para cada uno de los átomos de los elementos propuestos. (0,8 puntos)

b) Identifique el grupo al que pertenece cada uno de ellos. (0,6 puntos)

c) Ordene los elementos A, B y C por orden creciente de su electronegatividad. (0,6 puntos)
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Resultado
a) Mg2+\text{Mg}^{2+}: 1s2 2s2 2p61s^2\,2s^2\,2p^6; S2−\text{S}^{2-}: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p61s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6; K+\text{K}^{+}: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p61s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6; el Kr es un gas noble y no forma iones ([Ar] 3d10 4s2 4p6[\text{Ar}]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^6).

b) A, grupo 2; B, grupo 16; C, grupo 1; D, grupo 18.

c) C < A < B (K < Mg < S).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Todo sale de la configuración electrónica del átomo neutro. La capa de valencia dice cuántos electrones le sobran o le faltan para tener la configuración de un gas noble: ese es el ion estable que forma en una red iónica, y esa misma capa de valencia dice el grupo y el periodo.

La electronegatividad crece hacia la derecha en un periodo y hacia arriba en un grupo: basta con situar A, B y C en la tabla y compararlos.
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Desarrollo

Configuraciones de los átomos neutros
  • A (Z=12Z = 12): 1s2 2s2 2p6 3s21s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2
  • B (Z=16Z = 16): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p41s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4
  • C (Z=19Z = 19): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s11s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1
  • D (Z=36Z = 36): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p61s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,3d^{10}\,4s^2\,4p^6
Son el magnesio (A), el azufre (B), el potasio (C) y el criptón (D).

a) Ion estable de cada elemento

Cada átomo gana o pierde los electrones justos para quedarse con la configuración del gas noble más cercano:
  • A pierde sus dos electrones 3s3s y forma el catión A2+\text{A}^{2+} (Mg2+\text{Mg}^{2+}): 1s2 2s2 2p61s^2\,2s^2\,2p^6, la del neón.
  • B gana dos electrones para completar la capa 3p3p y forma el anión B2−\text{B}^{2-} (S2−\text{S}^{2-}): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p61s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6, la del argón.
  • C pierde su único electrón 4s4s y forma el catión C+\text{C}^{+} (K+\text{K}^{+}): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p61s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6, también la del argón.
  • D ya tiene la capa de valencia completa (4s2 4p64s^2\,4p^6): es un gas noble y no forma iones estables; no forma parte de ninguna red iónica. Su configuración es la del átomo neutro.
b) Grupo de cada elemento

La capa de valencia (nn más alto) da el periodo y el número de electrones en ella, el grupo:
  • A: 3s23s^2, periodo 3, grupo 2 (alcalinotérreos).
  • B: 3s2 3p43s^2\,3p^4, periodo 3, grupo 16 (anfígenos o calcógenos).
  • C: 4s14s^1, periodo 4, grupo 1 (alcalinos).
  • D: 4s2 4p64s^2\,4p^6, periodo 4, grupo 18 (gases nobles).
c) Electronegatividad de A, B y C

La electronegatividad es la tendencia de un átomo enlazado a atraer hacia sí los electrones del enlace. Aumenta de izquierda a derecha en un periodo (crece la carga nuclear efectiva y el átomo es más pequeño) y de abajo arriba en un grupo (los electrones de valencia están más cerca del núcleo).
  • A (grupo 2) y B (grupo 16) están en el periodo 3: B, más a la derecha, es más electronegativo que A.
  • C (grupo 1, periodo 4) está más a la izquierda y más abajo que A: es el menos electronegativo de los tres. Es un metal alcalino que tiende a perder su electrón, no a atraer otros.
C<A<B(K<Mg<S)\text{C} < \text{A} < \text{B}\qquad(\text{K} < \text{Mg} < \text{S})
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

En a) no te olvides de D: no basta con dejarlo en blanco, hay que decir que es un gas noble y que, con su capa de valencia completa, no gana ni pierde electrones, así que no forma un ion estable.

Los criterios no puntúan una respuesta sin razonar por encima del 30 %: en c) no escribas solo el orden, explica cómo varía la electronegatividad en un periodo y en un grupo y dónde está cada elemento.
Paso 1 de 3
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