Estructura atómica y números cuánticos

a) Verdadera.

• $\text{S}$ ($Z = 16$) tiene 16 electrones; el $\text{S}^{2-}$ gana 2: $16 + 2 = 18$ electrones.
• $\text{Ca}$ ($Z = 20$) tiene 20 electrones; el $\text{Ca}^{2+}$ pierde 2: $20 - 2 = 18$ electrones.

Los dos tienen 18 electrones y la misma configuración, la del argón: $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$. Son isoelectrónicos. (Eso sí, no son iguales: el $\text{Ca}^{2+}$, con 20 protones, atrae más a sus 18 electrones y es más pequeño que el $\text{S}^{2-}$, que solo tiene 16.)

b) Falsa.

K ($Z = 19$, $[\text{Ar}]\,4s^1$) y Cs ($Z = 55$, $[\text{Xe}]\,6s^1$) son alcalinos, del grupo 1. En ambos se arranca el único electrón $ns^1$, pero en el Cs ese electrón está en la capa $n = 6$, mucho más lejos del núcleo que el $4s$ del K, y más apantallado por las capas internas. Siente una atracción efectiva menor y se arranca con más facilidad.

La energía de ionización disminuye al bajar en un grupo: $EI(\text{Cs}) < EI(\text{K})$ (unos $376$ frente a $419\ \text{kJ/mol}$). Arrancar el electrón cuesta más en el K que en el Cs, justo lo contrario de lo que dice la afirmación.

c) Falsa.

Configuración del Fe ($Z = 26$):$$\text{Fe}:\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^6 = [\text{Ar}]\,3d^6\,4s^2$$El $4s^2$ está completo (apareado). Los 6 electrones $3d$ se reparten en los cinco orbitales $d$ según la regla de Hund (máxima multiplicidad): primero uno en cada orbital con espines paralelos y el sexto se aparea con uno de ellos:$$3d^6:\quad [\uparrow\downarrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow]$$El Fe tiene cuatro electrones desapareados, no dos.

d) Verdadera.

Un enlace es más polar cuanto mayor es la diferencia de electronegatividad entre los átomos que une. Los dos enlaces tienen el H en un extremo; en el otro, un halógeno. El F es el elemento más electronegativo de la tabla (la electronegatividad disminuye al bajar en el grupo 17 porque aumenta el tamaño), y el I es mucho menos electronegativo. En la escala de Pauling:$$\Delta\chi(\text{H}-\text{F}) = 4{,}0 - 2{,}1 = 1{,}9\qquad \Delta\chi(\text{H}-\text{I}) = 2{,}5 - 2{,}1 = 0{,}4$$El enlace $\text{H}-\text{F}$ es más polar que el $\text{H}-\text{I}$.