QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Estructura atómica y números cuánticos

Andalucía · 2018 · Junio · Opción B
Enunciado
Opción B · Cuestión 2. Teniendo en cuenta que el elemento Ne\text{Ne} precede al Na\text{Na} en la Tabla Periódica, justifique razonadamente si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) El número atómico del ion Na+\text{Na}^+ es igual al del átomo de Ne\text{Ne}.

b) El número de electrones del ion Na+\text{Na}^+ es igual al del átomo de Ne\text{Ne}.

c) El radio del ion Na+\text{Na}^+ es menor que el del átomo de Ne\text{Ne}.
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Resultado
  a) Falsa: Z(Na+)=11≠10  \boxed{\;\textbf{a) Falsa: } Z(\text{Na}^+) = 11 \neq 10\;}  b) Verdadera: los dos tienen 10 electrones  \boxed{\;\textbf{b) Verdadera: los dos tienen 10 electrones}\;}  c) Verdadera: mayor Z contrae la nube electroˊnica  \boxed{\;\textbf{c) Verdadera: mayor } Z \text{ contrae la nube electrónica}\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Las tres afirmaciones se contestan con un recuento de dos líneas. Escríbelo antes de leer nada:Ne  (Z=10):10 p+,10 e−\text{Ne} \; (Z = 10): \quad 10\ p^+, \quad 10\ e^-Na+  (Z=11):11 p+,11−1=10 e−\text{Na}^+ \; (Z = 11): \quad 11\ p^+, \quad 11 - 1 = 10\ e^-La idea que atraviesa los tres apartados es que ionizar no cambia el núcleo: el número atómico es el mismo antes y después; lo que varía es el número de electrones.

Y para c), al tratarse de especies isoelectrónicas, el tamaño lo decide únicamente la carga nuclear.
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Desarrollo

a) Falsa.

El número atómico es el número de protones, y ese no cambia al formarse un ion:Z(Na+)=11≠Z(Ne)=10Z(\text{Na}^+) = 11 \qquad\neq\qquad Z(\text{Ne}) = 10Si el número de protones cambiara, dejaríamos de tener sodio: sería otro elemento. Al ionizarse solo se ganan o se pierden electrones.

b) Verdadera.e−(Na+)=11−1=10=e−(Ne)=10e^-(\text{Na}^+) = 11 - 1 = 10 \qquad = \qquad e^-(\text{Ne}) = 10Ambas especies son isoelectrónicas y comparten configuración:Na+:1s2 2s2 2p6=Ne:1s2 2s2 2p6\text{Na}^+: 1s^2\,2s^2\,2p^6 \qquad = \qquad \text{Ne}: 1s^2\,2s^2\,2p^6Es precisamente esa configuración de gas noble la que hace que el Na+\text{Na}^+ sea el ion estable del sodio.

c) Verdadera.

Al ser isoelectrónicas, las dos especies tienen el mismo número de electrones repartidos en las mismas capas. Lo único que las diferencia es la carga nuclear:11 protones (Na+)  >  10 protones (Ne)11\ \text{protones (Na}^+) \; > \; 10\ \text{protones (Ne)}El núcleo del Na+\text{Na}^+ atrae esos 10 electrones con más fuerza, así que la nube electrónica se contrae:r(Na+)  <  r(Ne)r(\text{Na}^+) \; < \; r(\text{Ne})Es la regla general de las series isoelectrónicas: a mayor número atómico, menor radio. Así,
O2−>F−>Ne>Na+>Mg2+\text{O}^{2-} > \text{F}^- > \text{Ne} > \text{Na}^+ > \text{Mg}^{2+}.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

El error conceptual que persigue esta cuestión es creer que la carga del ion cambia el núcleo. No lo hace: el número atómico define al elemento y es inmutable. Distinguir con claridad «número atómico» de «número de electrones» resuelve a) y b) de golpe.

En c), la clave es reconocer la serie isoelectrónica. Cuando dos especies tienen los mismos electrones, el tamaño lo decide únicamente cuántos protones tiran de ellos.

Escribe siempre el recuento explícito (protones y electrones) antes de contestar. Con esos cuatro números en el margen, las tres respuestas se leen directamente y sin riesgo.
Paso 1 de 3
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