Sistema periódico y propiedades periódicas

• $(4, 1, 0, -1/2)$: $n = 4$ y $l = 1$ corresponden a un orbital $4p$. La combinación es posible en sí misma ($m_l = 0$ está entre $-1$ y $+1$), pero en el potasio en estado fundamental los orbitales $4p$ están vacíos: el último electrón está en el $4s$. No describe a ninguno de sus electrones.
• $(3, 0, 0, -1/2)$: $n = 3$, $l = 0$ (orbital $3s$), $m_l = 0$. El $3s$ está lleno ($3s^2$) y uno de sus dos electrones tiene $m_s = -1/2$. Sí describe a un electrón del potasio.

• Cuantas más capas ocupadas, mayor es el ion: los de una capa ($\text{Be}^{2+}$, $\text{Li}^+$) son los menores, después el $\text{F}^-$ (dos capas) y el mayor es el $\text{Cl}^-$ (tres capas).
• $\text{Be}^{2+}$ y $\text{Li}^+$ son isoelectrónicos (2 electrones cada uno). El berilio tiene un protón más ($Z = 4$ frente a $Z = 3$), así que atrae con más fuerza a los mismos dos electrones y el ion es más pequeño.

• $\text{CH}_4$: molécula tetraédrica y apolar (los cuatro enlaces C–H, casi apolares, se compensan). Solo tiene fuerzas de dispersión (London), y débiles porque la molécula es pequeña. Es el de menor punto de ebullición ($-161{,}6\ ^\circ\text{C}$).
• $\text{CH}_3\text{Br}$: molécula polar (el enlace C–Br no se compensa). Tiene fuerzas de dispersión, mayores que en el metano porque es mucho más grande y pesada, y además fuerzas dipolo-dipolo. Hierve a $3{,}6\ ^\circ\text{C}$.
• $\text{CH}_3\text{OH}$: también polar, con dispersión y dipolo-dipolo, pero sobre todo tiene un H unido a un átomo muy electronegativo y pequeño (el O del grupo –OH), así que forma enlaces de hidrógeno entre sus moléculas, la fuerza intermolecular más intensa de las tres. Por eso hierve a $64{,}7\ ^\circ\text{C}$, aunque su molécula es bastante más ligera que la del bromometano ($32\ \text{g/mol}$ frente a $95\ \text{g/mol}$).

En a), no basta con que la combinación «esté permitida» por las reglas de los números cuánticos: la pregunta es si describe a un electrón de ese átomo, así que hay que mirar si el orbital está ocupado en su configuración.

En c), la pregunta pide justificar el orden: nombra las fuerzas de cada sustancia. El metanol hierve más que el bromometano, más pesado, y eso solo se explica con el enlace de hidrógeno.