QuímicaFácilCuestión · 2 pts
Estructura atómica y números cuánticos
También trata: Sistema periódico y propiedades periódicas
Comunidad de Madrid · 2021 · Junio
Enunciado
Dados los elementos A (), B (), C () y D ():
a) (1 punto) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) (0,5 puntos) Justifique cuáles se encuentran en el mismo periodo.
c) (0,5 puntos) Razone si el elemento D () presenta mayor afinidad electrónica que el A ().
a) (1 punto) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) (0,5 puntos) Justifique cuáles se encuentran en el mismo periodo.
c) (0,5 puntos) Razone si el elemento D () presenta mayor afinidad electrónica que el A ().
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Resultado
- a) A: ; B: ; C: ; D: .
- b) A y D en el periodo 3; B y C en el periodo 4.
- c) No: D (Na) tiene menor afinidad electrónica que A (Cl).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia
Todo sale de la configuración electrónica. Se llenan los orbitales por orden de energía creciente (regla de Madelung o diagrama de Moeller): , con tantos electrones como indica (átomos neutros).
De la configuración se lee la posición en la tabla: el periodo es el mayor valor de que aparece, y el grupo lo dan los electrones de la capa de valencia. Con la posición, la afinidad electrónica se razona por su variación en el periodo: crece hacia la derecha porque aumenta la carga nuclear efectiva y disminuye el radio.
De la configuración se lee la posición en la tabla: el periodo es el mayor valor de que aparece, y el grupo lo dan los electrones de la capa de valencia. Con la posición, la afinidad electrónica se razona por su variación en el periodo: crece hacia la derecha porque aumenta la carga nuclear efectiva y disminuye el radio.
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Desarrollo
a) Configuraciones electrónicas.
Siguiendo el orden de llenado:
b) Elementos del mismo periodo.
El periodo coincide con el número cuántico principal más alto de la configuración, es decir, con la capa de valencia:
Por tanto, A y D están en el tercer periodo y B y C en el cuarto. (A y B comparten grupo, igual que C y D, pero eso no es lo que se pregunta.)
c) Afinidad electrónica de D frente a A.
La afinidad electrónica es la energía que se intercambia cuando un átomo gaseoso capta un electrón; cuanto más energía se desprende, mayor es la tendencia del átomo a formar el anión.
D (Na) y A (Cl) están en el mismo periodo, así que sus electrones de valencia están en la misma capa (). Al avanzar de izquierda a derecha en el periodo:
Por tanto, D no tiene mayor afinidad electrónica que A: es al revés, A (el cloro, uno de los elementos con mayor afinidad electrónica, unos ) supera ampliamente a D (el sodio, unos ).
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)Siguiendo el orden de llenado:
- A ():
- B ():
- C ():
- D ():
b) Elementos del mismo periodo.
El periodo coincide con el número cuántico principal más alto de la configuración, es decir, con la capa de valencia:
| Elemento | Capa de valencia | Periodo | Grupo | Elemento real |
|---|---|---|---|---|
| A () | 3 | 17 (halógenos) | Cl | |
| B () | 4 | 17 (halógenos) | Br | |
| C () | 4 | 1 (alcalinos) | K | |
| D () | 3 | 1 (alcalinos) | Na |
c) Afinidad electrónica de D frente a A.
La afinidad electrónica es la energía que se intercambia cuando un átomo gaseoso capta un electrón; cuanto más energía se desprende, mayor es la tendencia del átomo a formar el anión.
D (Na) y A (Cl) están en el mismo periodo, así que sus electrones de valencia están en la misma capa (). Al avanzar de izquierda a derecha en el periodo:
- aumenta la carga nuclear ( pasa de 11 a 17) y, como los electrones añadidos van a la misma capa y apantallan poco, aumenta la carga nuclear efectiva;
- en consecuencia disminuye el radio atómico y el núcleo atrae con más fuerza a un electrón que llegue de fuera.
Por tanto, D no tiene mayor afinidad electrónica que A: es al revés, A (el cloro, uno de los elementos con mayor afinidad electrónica, unos ) supera ampliamente a D (el sodio, unos ).
3
Consejo
El periodo lo marca el mayor , no el último orbital que se escribe: en el bromo la configuración acaba en , pero aunque acabara en (como en un metal de transición) el periodo seguiría siendo el del . No te dejes llevar por el orden de escritura.
En c) no basta con decir «la afinidad aumenta hacia la derecha»: el corrector quiere el porqué (más carga nuclear efectiva y menor radio en la misma capa). Una línea de causa convierte una afirmación de memoria en una respuesta razonada.
Paso 1 de 3
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