QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

Andalucía · 2018 · Reserva 3 · Opción A
Enunciado
Opción A · Cuestión 2. Indique, razonadamente, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) El ion F−\text{F}^- tiene mayor radio que el ion Na+\text{Na}^+.

b) La primera energía de ionización del Cs\text{Cs} es mayor que la del K\text{K}.

c) Los elementos con Z=11Z = 11 y Z=17Z = 17 pertenecen al mismo periodo.
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Resultado
  a) Verdadera: isoelectroˊnicos, y Z(F)<Z(Na)  \boxed{\;\textbf{a) Verdadera: isoelectrónicos, y } Z(\text{F}) < Z(\text{Na})\;}  b) Falsa: al bajar en el grupo, la EI disminuye  \boxed{\;\textbf{b) Falsa: al bajar en el grupo, la EI disminuye}\;}  c) Verdadera: los dos tienen nmax⁡=3  \boxed{\;\textbf{c) Verdadera: los dos tienen } n_{\max} = 3\;}
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Estrategia

Cada apartado exige un criterio distinto:
  • a) Dos iones isoelectrónicos: decide únicamente la carga nuclear.
  • b) Dos elementos del mismo grupo: decide el número de capas.
  • c) Basta con escribir las configuraciones y mirar el mayor valor de nn.
Empieza por los recuentos, que despejan a) de inmediato:F−  (Z=9):9 p+,  10 e−Na+  (Z=11):11 p+,  10 e−\text{F}^- \; (Z = 9): \quad 9\ p^+, \; 10\ e^- \qquad\qquad \text{Na}^+ \; (Z = 11): \quad 11\ p^+, \; 10\ e^-
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Desarrollo

a) Verdadera.

Los dos iones son isoelectrónicos: tienen 10 electrones y la misma configuración, 1s2 2s2 2p61s^2\,2s^2\,2p^6 (=[Ne]=[\text{Ne}]). Lo único que los diferencia es el número de protones:9 protones (F−)  <  11 protones (Na+)9\ \text{protones (F}^-) \; < \; 11\ \text{protones (Na}^+)El núcleo del sodio, con dos protones más, atrae esa misma nube electrónica con mayor fuerza y la contrae. Por tanto:r(F−)=133 pm  >  r(Na+)=95 pmr(\text{F}^-) = 133\ \text{pm} \; > \; r(\text{Na}^+) = 95\ \text{pm}Es la regla general de las series isoelectrónicas: a mayor ZZ, menor radio.

b) Falsa.

El cesio y el potasio son ambos metales alcalinos (grupo 1), pero el cesio está más abajo: su electrón de valencia ocupa el nivel 6s6s frente al 4s4s del potasio.K:[Ar] 4s1Cs:[Xe] 6s1\text{K}: [\text{Ar}]\,4s^1 \qquad\qquad \text{Cs}: [\text{Xe}]\,6s^1Al bajar en el grupo aumenta el número de capas, de modo que el electrón externo está mucho más lejos del núcleo y más apantallado. Arrancarlo cuesta menos:EI(Cs)=376  <  EI(K)=419 kJ mol−1\text{EI}(\text{Cs}) = 376 \; < \; \text{EI}(\text{K}) = 419\ \text{kJ}\,\text{mol}^{-1}Por eso el cesio es uno de los metales más reactivos que existen.

c) Verdadera.Z=11:  1s2 2s2 2p6 3s1(sodio)Z = 11: \; 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1 \qquad (\textbf{sodio})Z=17:  1s2 2s2 2p6 3s2 3p5(cloro)Z = 17: \; 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5 \qquad (\textbf{cloro})En ambos casos el mayor número cuántico principal es n=3n = 3, así que los dos pertenecen al período 3. Están en extremos opuestos de ese período: el sodio en el grupo 1 y el cloro en el 17.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

En a), escribe el recuento explícito de protones y electrones. Comparar iones «por intuición» falla: el flúor es un elemento más pequeño que el sodio, pero su anión es mayor que el catión del sodio, precisamente por la diferencia de carga nuclear sobre los mismos 10 electrones.

Para b), la tendencia al bajar en un grupo es clara y no admite excepciones entre alcalinos: más capas ⇒\Rightarrow menor energía de ionización ⇒\Rightarrow mayor reactividad.

Y en c), el período se lee siempre del mayor nn de la configuración. Escribirla completa cuesta quince segundos y elimina cualquier duda.
Paso 1 de 3
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