Problema resuelto de Química: Sistema periódico y propiedades periódicasSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2022 · Julio

a) Configuraciones del Ca y el Ge$$\text{Ca}\ (Z = 20):\ [\text{Ar}]\,4s^2 \qquad \text{Ge}\ (Z = 32):\ [\text{Ar}]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^2$$Los dos son del periodo 4: el Ca, del grupo 2 (alcalinotérreo), y el Ge, del grupo 14.

Comparación. El electrón que se arranca está en la capa $n = 4$ en los dos, pero el germanio tiene 12 protones más y los electrones $3d$ que se interponen apantallan poco. Su carga nuclear efectiva es mayor, el electrón más externo está más atraído y cuesta más arrancarlo. Además, el calcio, al perder un electrón, va camino de la configuración de gas noble, que alcanza con el segundo.

El germanio tiene mayor primera energía de ionización.

b) Configuraciones del K y el As$$\text{K}\ (Z = 19):\ [\text{Ar}]\,4s^1 \qquad \text{As}\ (Z = 33):\ [\text{Ar}]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^3$$Los dos son del periodo 4: el K, del grupo 1 (alcalino), y el As, del grupo 15.

Comparación. La electronegatividad mide la tendencia de un átomo a atraer los electrones de un enlace. El arsénico, con mayor carga nuclear efectiva sobre la capa de valencia y más cerca de completar el octeto (le faltan 3 electrones), atrae mucho más los electrones de enlace que el potasio, un metal alcalino que tiende a perder su único electrón $4s$.

El arsénico es más electronegativo.

c) Configuraciones del Mg y el Cl$$\text{Mg}\ (Z = 12):\ [\text{Ne}]\,3s^2 \qquad \text{Cl}\ (Z = 17):\ [\text{Ne}]\,3s^2\,3p^5$$Los dos son del periodo 3: el Mg, del grupo 2, y el Cl, del grupo 17.

Comparación. Sus electrones de valencia están en la misma capa ($n = 3$), pero el cloro tiene 5 protones más y los electrones de la misma capa se apantallan poco entre sí. La mayor carga nuclear efectiva del cloro atrae más la nube electrónica y la contrae.

El magnesio tiene mayor radio.