Estructura atómica y números cuánticos

Datos de partida.$$\text{Ne}: \; Z = 10 \qquad \text{Na}: \; Z = 11$$$$\text{Ne}: \; 1s^2 2s^2 2p^6 \;(10\ e^-) \qquad \text{Na}: \; 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1 \;(11\ e^-)$$a) FALSA.

El número atómico es el número de protones, una propiedad del núcleo que define al elemento. Formar un ion consiste en ganar o perder electrones, no protones, así que $Z$ no cambia:$$Z(\text{Na}^+) = Z(\text{Na}) = \mathbf{11} \;\neq\; Z(\text{Ne}) = \mathbf{10}$$Si el número atómico cambiara, el $\text{Na}^+$ dejaría de ser sodio: se habría convertido en otro elemento, y eso solo ocurre en reacciones nucleares, no químicas.

b) FALSA.

Los isótopos son átomos del mismo elemento (es decir, con el mismo $Z$) que difieren en el número de neutrones:$$^{35}_{17}\text{Cl} \text{ y } ^{37}_{17}\text{Cl} \qquad ^{12}_{6}\text{C} \text{ y } ^{14}_{6}\text{C}$$El $\text{Na}^+$ y el $\text{Ne}$ tienen números atómicos distintos ($11$ y $10$), así que ni siquiera son el mismo elemento. Es imposible que sean isótopos.

El término correcto para describir su relación es el del apartado siguiente: son isoelectrónicos.

c) VERDADERA.

El ion sodio se forma perdiendo un electrón:$$\text{Na} \longrightarrow \text{Na}^+ + 1e^-$$$$e^-(\text{Na}^+) = 11 - 1 = \mathbf{10} \qquad e^-(\text{Ne}) = \mathbf{10}$$Ambas especies tienen 10 electrones y, de hecho, la misma configuración electrónica:$$\text{Na}^+: \; 1s^2 2s^2 2p^6 \qquad \text{Ne}: \; 1s^2 2s^2 2p^6$$Son isoelectrónicos. Precisamente por eso el sodio forma el ion $+1$ con tanta facilidad: alcanza la estructura estable del gas noble que le precede.

Eso sí, no son idénticos: el $\text{Na}^+$ tiene once protones tirando de esos diez electrones, frente a los diez del neón. La mayor carga nuclear efectiva comprime la nube, así que el $\text{Na}^+$ es más pequeño que el átomo de neón.