Sistema periódico y propiedades periódicas

a) Configuraciones electrónicas.

Grupo 2, periodo 2. Dos electrones de valencia en la capa $n = 2$:$$\text{Be} \;(Z = 4): \; 1s^2\,2s^2$$Primer elemento del grupo 17. La columna de los halógenos empieza en el periodo 2:$$\text{F} \;(Z = 9): \; 1s^2\,2s^2\,2p^5$$b) Menor energía de ionización: el berilio.

La energía de ionización es la necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo gaseoso:$$\text{X}(g) + EI \longrightarrow \text{X}^+(g) + e^-$$Los dos elementos están en el mismo periodo (misma capa de valencia, $n = 2$), pero el flúor tiene cinco protones más. Como los electrones añadidos entran en la misma capa y se apantallan mal entre sí, la carga nuclear efectiva crece mucho:$$Z_{\text{ef}}(\text{Be}) \approx 1{,}9 \;<\; Z_{\text{ef}}(\text{F}) \approx 5{,}1$$Los electrones del flúor están mucho más sujetos:$$EI(\text{Be}) = 899 \;<\; EI(\text{F}) = 1\,681 \; \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$$Además, el berilio es un metal: su tendencia natural es ceder los dos electrones $2s$ para adquirir la configuración del helio. Al flúor, en cambio, solo le falta uno para el octeto, así que perder electrones le resulta muy desfavorable.

c) Mayor radio: el berilio.

El mismo argumento, en sentido contrario. Ambos tienen dos capas electrónicas, pero el núcleo del flúor atrae con mucha más intensidad:$$Z_{\text{ef}}(\text{F}) > Z_{\text{ef}}(\text{Be}) \;\Longrightarrow\; r(\text{F}) < r(\text{Be})$$$$r(\text{Be}) = 112 \text{ pm} \;>\; r(\text{F}) = 72 \text{ pm}$$El berilio es más de un $50\ \%$ mayor. En general, dentro de cada periodo el radio disminuye de izquierda a derecha, y los elementos de los grupos 1 y 2 son siempre los más voluminosos.