Estructura atómica y números cuánticos

a) Átomo neutro.

Con 10 electrones, $Z = 10$. La capa más externa que aparece es $n = 2$ y está completa ($2s^2\,2p^6$, ocho electrones de valencia):

• Periodo 2 (el mayor $n$ de la configuración).
• Grupo 18, el de los gases nobles (capa de valencia $ns^2\,np^6$ llena).
• Es el neón, $\text{Ne}$.

b) Cationes con esa configuración.

Un catión de carga $+1$ con 10 electrones tiene que proceder de un átomo con 11 electrones, que ha perdido uno: $Z = 11$, el sodio.$$\text{Na}\ (1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1) \longrightarrow \text{Na}^+\ (1s^2\,2s^2\,2p^6) + e^-$$Un catión de carga $+2$ procede de un átomo con 12 electrones que ha perdido dos: $Z = 12$, el magnesio.$$\text{Mg}\ (1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2) \longrightarrow \text{Mg}^{2+}\ (1s^2\,2s^2\,2p^6) + 2\,e^-$$En los dos casos el átomo pierde sus electrones $3s$ y queda con la configuración de gas noble del neón, que es la razón por la que estos iones son los estables del sodio y del magnesio.

• Catión sodio, $\text{Na}^+$.
• Catión magnesio, $\text{Mg}^{2+}$.

c) Aniones con esa configuración.

Un anión de carga $-1$ con 10 electrones procede de un átomo con 9 electrones que ha ganado uno: $Z = 9$, el flúor.$$\text{F}\ (1s^2\,2s^2\,2p^5) + e^- \longrightarrow \text{F}^-\ (1s^2\,2s^2\,2p^6)$$Un anión de carga $-2$ procede de un átomo con 8 electrones que ha ganado dos: $Z = 8$, el oxígeno.$$\text{O}\ (1s^2\,2s^2\,2p^4) + 2\,e^- \longrightarrow \text{O}^{2-}\ (1s^2\,2s^2\,2p^6)$$Ambos completan su capa $2p$ y alcanzan también la configuración del neón.

• Anión fluoruro, $\text{F}^-$.
• Anión óxido, $\text{O}^{2-}$.