QuímicaFácilCuestión · 2 pts

Estructura atómica y números cuánticos

También trata: Sistema periódico y propiedades periódicas
Comunidad de Madrid · 2022 · Julio
Enunciado
Considere los elementos A (un halógeno cuyo anión contiene 18 e−\text{e}^-), B (un metal alcalinotérreo del tercer periodo) y C (un elemento del grupo 16 que contiene 16 e−\text{e}^-).

a) (1 punto) Identifique los elementos A, B y C con su nombre y símbolo, y escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos en su estado fundamental.

b) (1 punto) Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
  • b.1. El elemento C es el que presenta una mayor energía de ionización.
  • b.2. El elemento con mayor radio atómico es el B.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  • a) A = cloro (Cl): 1s22s22p63s23p51s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5; B = magnesio (Mg): 1s22s22p63s21s^2 2s^2 2p^6 3s^2; C = azufre (S): 1s22s22p63s23p41s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4.
  • b.1) Falsa: la mayor energía de ionización es la del Cl (A).
  • b.2) Verdadera: el Mg (B) tiene el mayor radio.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Primero hay que traducir cada pista a un número atómico ZZ:
  • Un anión de halógeno es X−\text{X}^-: tiene un electrón más que el átomo neutro.
  • Un átomo neutro tiene tantos electrones como protones, así que «contiene 16 e−\text{e}^-» es directamente Z=16Z = 16.
  • El tercer periodo empieza en Z=11Z = 11 (Na); el alcalinotérreo (grupo 2) es el siguiente.
Con los tres identificados, se ve que los tres están en el tercer periodo. Eso simplifica mucho el apartado b): dentro de un periodo, al avanzar hacia la derecha crece la carga nuclear con los electrones en la misma capa, así que el radio disminuye y la energía de ionización aumenta.
2

Desarrollo

a) Identificación y configuraciones electrónicas.
  • A: su anión A−\text{A}^- tiene 18 electrones, luego el átomo neutro tiene 18−1=1718 - 1 = 17 electrones y Z=17Z = 17. Es el halógeno del tercer periodo: cloro, Cl.
  • B: los alcalinotérreos son el grupo 2; en el tercer periodo (n=3n = 3) le corresponde la configuración de valencia 3s23s^2, es decir Z=12Z = 12: magnesio, Mg.
  • C: un átomo neutro con 16 electrones tiene Z=16Z = 16. Su configuración termina en 3s2 3p43s^2\,3p^4 (6 electrones de valencia, grupo 16): azufre, S.
Configuraciones en el estado fundamental (orden de llenado de Aufbau):Cl (Z=17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5\text{Cl}\ (Z=17):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5Mg (Z=12): 1s2 2s2 2p6 3s2\text{Mg}\ (Z=12):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2S (Z=16): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4\text{S}\ (Z=16):\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4Los tres tienen su capa de valencia en n=3n = 3: están en el tercer periodo, ordenados de izquierda a derecha como Mg (grupo 2) < S (grupo 16) < Cl (grupo 17).

b.1) Falsa.

La energía de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo en estado gaseoso y fundamental:X(g)⟶X+(g)+e−\text{X}(g) \longrightarrow \text{X}^+(g) + \text{e}^-En un mismo periodo, los electrones de valencia están en la misma capa (n=3n = 3), pero la carga nuclear aumenta con ZZ y el apantallamiento de los electrones de la misma capa es pequeño. La carga nuclear efectiva crece hacia la derecha, el electrón está más atraído y cuesta más arrancarlo. Por tanto:EI(Mg)<EI(S)<EI(Cl)EI(\text{Mg}) < EI(\text{S}) < EI(\text{Cl})El de mayor energía de ionización es A (cloro), no C (azufre). Además, el Cl está a un solo electrón de completar el octeto, y perder un electrón lo aleja de esa configuración estable.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
b.2) Verdadera.

Por el mismo motivo, en un periodo el radio atómico disminuye de izquierda a derecha: los electrones se añaden en la misma capa mientras la carga nuclear efectiva crece, de modo que la nube electrónica se contrae. El elemento situado más a la izquierda del periodo es el magnesio (grupo 2):r(Mg)>r(S)>r(Cl)r(\text{Mg}) > r(\text{S}) > r(\text{Cl})El de mayor radio es B (magnesio).
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

La trampa está en la pista del halógeno: el anión tiene un electrón de más. Si tomas Z=18Z = 18 sale el argón, que es un gas noble, no un halógeno; esa incoherencia ya te avisa del error.

En b) no basta con decir «la energía de ionización aumenta hacia la derecha»: justifícalo con la carga nuclear efectiva y la misma capa de valencia, que es lo que puntúa la corrección.
Paso 1 de 3
¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.
¿Te atascas?Pregunta a otros estudiantes y profesores en la comunidad.
Sigue practicando
Estructura atómica y números cuánticos
Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) Los orbitales se describen por cuatro…
Química · Andalucía · 2025 · Reserva 4Estructura atómica y números cuánticos
Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) Una de las posibles combinaciones de…
Química · Andalucía · 2025 · JulioEstructura atómica y números cuánticos
a) Razone cuál es el número máximo de electrones en un átomo que pueden tener los números cuánticos n=2n = 2…
Química · Andalucía · 2025 · Reserva 2Estructura atómica y números cuánticos
Bloque B · B1. Para el elemento  48112Cd^{112}_{\ 48}\text{Cd} indique: a) Número de protones, electrones y neutrones…
Química · Andalucía · 2024 · Reserva 3
Apuntes y todos los problemas de Estructura de la materia →