QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Estructura atómica y números cuánticos

Andalucía · 2023 · Reserva 4

Enunciado

Bloque B · B1. Escriba la configuración electrónica y el símbolo del primer elemento del sistema periódico con:

a) Los orbitales

2p

llenos.

b) Un único electrón en un orbital

d

.

c) Un único electrón en un orbital

p

y que tiene los orbitales

d

llenos.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) Ne} \;(Z = 10): \; 1s^2 2s^2 2p^6\;}

\boxed{\;\textbf{b) Sc} \;(Z = 21): \; [\text{Ar}]\,4s^2 3d^1\;}

\boxed{\;\textbf{c) Ga} \;(Z = 31): \; [\text{Ar}]\,4s^2 3d^{10} 4p^1\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

La palabra clave del enunciado es primer: hay que dar el elemento de menor número atómico que cumpla la condición, no uno cualquiera.

Y para no equivocarse, el orden de llenado (diagrama de Moeller) tiene que estar delante:

1s\;2s\;2p\;3s\;3p\;4s\;3d\;4p\;5s\;4d\;5p\;6s\dots

Ten presente cuántos electrones caben en cada subnivel:

s

(2),

p

(6),

d

(10),

f

(14).

Desarrollo

a) Primer elemento con los orbitales $2p$ llenos.

"Llenos" significa

2p^6

. El

2p

se empieza a llenar en el boro (

Z=5

) y se completa en:

Z = 10 \;\Rightarrow\; \boxed{\text{Ne}} \qquad 1s^2\,2s^2\,2p^6

Es el neón, primer gas noble después del helio. Cualquier elemento posterior también tiene el

2p

lleno, pero el primero es este.

b) Primer elemento con un único electrón en un orbital $d$ .

El primer subnivel

d

que se llena es el

3d

, y según el diagrama de Moeller lo hace después del

4s

. El

4s

se completa en el calcio (

Z=20

), así que el electrón siguiente estrena el

3d

Z = 21 \;\Rightarrow\; \boxed{\text{Sc}} \qquad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^1 \;=\; [\text{Ar}]\,4s^2 3d^1

Es el escandio, el primer elemento de transición.

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

c) Primer elemento con un único electrón en un orbital $p$ y los orbitales $d$ llenos.

Hay que cumplir dos condiciones a la vez:

np^1

(n-1)d^{10}

.

Recorremos el orden de llenado. Después del

3d^{10}

(que se completa en el cinc,

Z=30

) viene el

4p

, y su primer electrón entra en:

Z = 31 \;\Rightarrow\; \boxed{\text{Ga}} \qquad 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^1 \;=\; [\text{Ar}]\,4s^2 3d^{10} 4p^1

Es el galio. Comprobación de las dos condiciones: el

4p

tiene un solo electrón ✓ y el

3d

está completo con diez ✓.

Descartamos los candidatos anteriores con

p^1

: el boro (

2p^1

) y el aluminio (

3p^1

) no tienen ningún orbital

d

ocupado, así que no cumplen la segunda condición.

Consejo

La trampa del apartado b) es saltarse el $4s$ . Si llenases el $3d$ inmediatamente después del $3p$ , dirías que el primer elemento con un electrón $d$ es el potasio ( $Z=19$ ), y es falso: el $4s$ tiene menor energía que el $3d$ y se llena antes. Por eso el bloque $d$ empieza en el periodo 4, con el escandio.

En c), la clave es leer que son dos requisitos simultáneos. Un truco: busca en la tabla dónde empieza cada bloque $p$ (B, Al, Ga, In, Tl) y quédate con el primero que tenga un bloque $d$ completo por detrás. Ese es el galio.

Paso 1 de 3

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