QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

Andalucía · 2019 · Reserva 4 · Opción A

Enunciado

Opción A · Cuestión 2. Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) El átomo de un elemento alcalino tiene mayor radio que el del halógeno del mismo periodo.

b) A medida que aumenta el número atómico en los elementos alcalinos disminuye la primera energía de ionización.

c) En los elementos alcalinotérreos el radio iónico es menor que el atómico.

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) Verdadera: el radio disminuye a lo largo del período}\;}

\boxed{\;\textbf{b) Verdadera: al bajar en el grupo, EI disminuye}\;}

\boxed{\;\textbf{c) Verdadera: los cationes son menores que sus átomos}\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Cada afirmación pone a prueba una tendencia distinta, y conviene identificar cuál antes de responder:

a) Variación del radio a lo largo de un período (izquierda $\to$ derecha).
b) Variación de la energía de ionización al bajar en un grupo.
c) Comparación entre átomo neutro y catión del mismo elemento.

Las dos primeras se explican con la misma pareja de factores: número de capas y carga nuclear efectiva. La tercera, con lo que le ocurre a la nube electrónica al perder electrones.

Desarrollo

a) Verdadera.

Un alcalino (grupo 1) y un halógeno (grupo 17) del mismo período tienen el mismo número de capas, pero el halógeno tiene muchos más protones. Esos protones adicionales no quedan compensados por el apantallamiento, porque los electrones que se van añadiendo ocupan la misma capa:

Z_{ef}(\text{halógeno}) \gg Z_{ef}(\text{alcalino}) \qquad\Longrightarrow\qquad r(\text{halógeno}) < r(\text{alcalino})

Es la tendencia general: el radio atómico disminuye a lo largo del período. Por ejemplo, en el período 3:

r(\text{Na}) = 186\ \text{pm}

frente a

r(\text{Cl}) = 99\ \text{pm}

.

b) Verdadera.

Al bajar en el grupo de los alcalinos aumenta el número atómico, pero sobre todo aumenta el número de capas: el electrón de valencia

ns^1

está cada vez más lejos del núcleo y más apantallado por las capas interiores.

\text{Li} \to \text{Na} \to \text{K} \to \text{Rb} \to \text{Cs}: \qquad n \uparrow, \; \text{apantallamiento} \uparrow \;\Longrightarrow\; \text{EI} \downarrow

520 > 496 > 419 > 403 > 376\ \text{kJ}\,\text{mol}^{-1}

Por eso los alcalinos se hacen más reactivos al bajar en el grupo: cada vez cuesta menos arrancarles el electrón.

c) Verdadera.

Los alcalinotérreos (grupo 2) forman cationes

\text{M}^{2+}

perdiendo sus dos electrones $ns^2$ , es decir, la capa de valencia completa. El ion resultante tiene una capa menos y, además, los electrones restantes son atraídos por el mismo número de protones, así que la nube se contrae:

\text{Mg}: [\text{Ne}]3s^2 \;\xrightarrow{-2e^-}\; \text{Mg}^{2+}: [\text{Ne}] \qquad r: 160 \to 72\ \text{pm}

La regla general es que todo catión es menor que su átomo neutro y todo anión, mayor.

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

Consejo

Las tres afirmaciones son verdaderas, cosa poco habitual: no dejes que la sospecha te lleve a marcar alguna como falsa. Y justifica cada una: según los criterios de corrección, una respuesta que debe ser razonada y no lo está se puntúa con cero.

Razona siempre con los dos factores clave: número de capas (domina al comparar períodos distintos o al bajar en un grupo) y carga nuclear efectiva (domina dentro de un mismo período). Con ellos se explican los tres apartados.

Y ten grabada la regla de c): catión $<$ átomo $<$ anión. Es la base de las comparaciones de radios iónicos, que aparecen en casi todos los exámenes.