QuímicaFácil2 pts
Sistema periódico y propiedades periódicas
También trata: Estructura atómica y números cuánticos · Enlace químico y geometría molecular
Castilla y León · 2022 · Julio
Enunciado
Dados los elementos A (), B (), C () y D () responda a las siguientes cuestiones:
a) (0,4 puntos) Escriba sus configuraciones electrónicas ordenadas.
b) (0,4 puntos) Razone cuál será el ion más estable de los elementos A y B.
c) (0,5 puntos) Explique el compuesto y tipo de enlace que tendría lugar entre los átomos de los elementos A y B e indique tres propiedades del compuesto.
d) (0,7 puntos) Defina energía de ionización. ¿Qué elemento de los dados presenta la mayor energía de ionización? Explíquelo razonadamente.
a) (0,4 puntos) Escriba sus configuraciones electrónicas ordenadas.
b) (0,4 puntos) Razone cuál será el ion más estable de los elementos A y B.
c) (0,5 puntos) Explique el compuesto y tipo de enlace que tendría lugar entre los átomos de los elementos A y B e indique tres propiedades del compuesto.
d) (0,7 puntos) Defina energía de ionización. ¿Qué elemento de los dados presenta la mayor energía de ionización? Explíquelo razonadamente.
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Resultado
- a) A: (Ca); B: (Br); C: (V); D: (Y).
- b) y (configuración de gas noble).
- c) , iónico: sólido de alto punto de fusión, soluble en agua y conductor fundido o disuelto.
- d) El bromo (B).
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia
Todo sale de la configuración electrónica. Se rellenan los orbitales por orden de energía (diagrama de Moeller) y, de la capa de valencia, se deduce el periodo y el grupo de cada elemento: A es el calcio, B el bromo, C el vanadio y D el itrio.
- b) Cada átomo gana o pierde los electrones justos para quedarse con la configuración del gas noble más cercano.
- c) Un metal muy electropositivo (Ca) con un no metal muy electronegativo (Br): transferencia de electrones, enlace iónico.
- d) La energía de ionización crece hacia la derecha en un periodo y hacia arriba en un grupo: gana el elemento situado más a la derecha y más arriba.
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Desarrollo
a) Configuraciones electrónicas
Se llenan los orbitales en el orden :
El calcio cede sus dos electrones y cada bromo capta uno, así que hacen falta dos átomos de bromo por cada átomo de calcio. Para que el compuesto sea neutro:Se forma el bromuro de calcio, , con enlace iónico: atracción electrostática entre los cationes y los aniones , que se ordenan en una red cristalina tridimensional (no hay moléculas). La gran diferencia de electronegatividad entre un metal del grupo 2 y un halógeno es lo que permite la transferencia de electrones.
Tres propiedades de los compuestos iónicos como el :
d) Energía de ionización
La energía de ionización (primera) es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón más débilmente unido a un átomo neutro, en estado gaseoso y en su estado fundamental:Variación en el sistema periódico:
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)Se llenan los orbitales en el orden :
- A (): , es decir, . Periodo 4, grupo 2: calcio.
- B (): , es decir, . Periodo 4, grupo 17: bromo.
- C (): , es decir, . Periodo 4, grupo 5: vanadio (metal de transición).
- D (): , es decir, . Periodo 5, grupo 3: itrio (metal de transición).
- A (calcio) tiene dos electrones en la capa de valencia (). Perdiéndolos (energía de ionización baja, es un metal alcalinotérreo) queda con la configuración del argón, , muy estable. Su ion más estable es .
- B (bromo) tiene siete electrones de valencia (). Le falta uno para completar el octeto, y lo capta con facilidad (afinidad electrónica alta): queda con la configuración del criptón, . Su ion más estable es .
El calcio cede sus dos electrones y cada bromo capta uno, así que hacen falta dos átomos de bromo por cada átomo de calcio. Para que el compuesto sea neutro:Se forma el bromuro de calcio, , con enlace iónico: atracción electrostática entre los cationes y los aniones , que se ordenan en una red cristalina tridimensional (no hay moléculas). La gran diferencia de electronegatividad entre un metal del grupo 2 y un halógeno es lo que permite la transferencia de electrones.
Tres propiedades de los compuestos iónicos como el :
- Son sólidos a temperatura ambiente con puntos de fusión y ebullición altos: hay que romper muchas atracciones electrostáticas fuertes en toda la red.
- Son solubles en disolventes polares como el agua (los dipolos del agua rodean y separan los iones) e insolubles en disolventes apolares.
- No conducen la electricidad en estado sólido (los iones están fijos en la red), pero sí fundidos o disueltos, porque entonces los iones pueden moverse.
d) Energía de ionización
La energía de ionización (primera) es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón más débilmente unido a un átomo neutro, en estado gaseoso y en su estado fundamental:Variación en el sistema periódico:
- En un periodo, aumenta de izquierda a derecha: crece la carga nuclear efectiva y el radio disminuye, así que los electrones están más atraídos por el núcleo.
- En un grupo, disminuye hacia abajo: el electrón está en una capa más externa, más lejos del núcleo y más apantallado.
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Consejo
«Configuraciones ordenadas» suele querer decir en el orden de llenado (Moeller). Si las escribes agrupadas por capas, como , deja claro que es la misma configuración: lo que no puede faltar es ningún electrón (comprueba que la suma de exponentes es ).
En d) no basta con nombrar al bromo: hay que dar la definición completa (átomo gaseoso, estado fundamental) y explicar la tendencia con la carga nuclear efectiva y el radio.
Paso 1 de 3
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