QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

Andalucía · 2023 · Julio

Enunciado

Bloque B · B1. Dadas las configuraciones electrónicas:

\text{A} = 1s^2 2s^2 2p^5 \qquad \text{B} = 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^2 \qquad \text{C} = 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2

a) Justifique el grupo y el periodo de los elementos A y B.

b) Explique el carácter metálico o no metálico de los elementos A y C.

c) Indique los iones más estables de los elementos A y C, escribiendo sus correspondientes configuraciones electrónicas.

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) A: periodo 2, grupo 17 (F)} \;;\quad \textbf{B: periodo 4, grupo 7 (Mn)}\;}

\boxed{\;\textbf{b) A no metálico (capta } e^-\text{); C metálico (cede } e^-\text{)}\;}

\boxed{\;\textbf{c) } \text{F}^- \text{ y } \text{Mg}^{2+}, \text{ ambos } 1s^2 2s^2 2p^6\;}

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Estrategia

Toda la cuestión se resuelve con dos reglas de lectura:

El periodo es el mayor número cuántico principal ocupado.
El grupo se deduce de los electrones de valencia: en el bloque s, $ns^a$ da el grupo $a$ (1 o 2); en el bloque p, $ns^2 np^b$ da el grupo $12 + b$ (es decir, $10 +$ el número de electrones de valencia); en los de transición, $ns^2(n-1)d^x$ da el grupo $2 + x$ .

Ojo con la configuración de B: viene escrita en orden de número cuántico (

3d

antes que

4s

), no en orden de llenado. Reordénala mentalmente antes de interpretarla.

Desarrollo

a) Grupo y periodo de A y B.

Elemento A: $1s^2 2s^2 2p^5$

Z = 2 + 2 + 5 = 9

Mayor $n$ ocupado: $n = 2$ $\Rightarrow$ periodo 2.
Valencia: $2s^2 2p^5$ , 7 electrones $\Rightarrow$ grupo 17 (halógenos).

Es el flúor.

Elemento B: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^5 4s^2$

Z = 2+2+6+2+6+5+2 = 25

Mayor $n$ ocupado: $n = 4$ (por el $4s^2$ ) $\Rightarrow$ periodo 4.
El subnivel $d$ está incompleto ( $3d^5$ ), así que es un elemento de transición. Su grupo se obtiene sumando los electrones $4s$ y $3d$ :

2 + 5 = 7 \;\Rightarrow\; \textbf{grupo 7}

Es el manganeso.

b) Carácter metálico o no metálico de A y C.

Elemento C: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$ , con

Z = 12

: periodo 3, grupo 2. Es el magnesio.

A (flúor) es netamente no metálico. Le falta un solo electrón para el octeto, tiene una energía de ionización altísima (

1681\ \text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}

) y la mayor electronegatividad de la tabla (

\chi = 4{,}0

): su tendencia es captar electrones.

C (magnesio) es netamente metálico. Sus dos electrones

3s

están poco retenidos (energía de ionización baja) y su electronegatividad es pequeña (

\chi = 1{,}3

): su tendencia es ceder electrones para quedarse con la configuración del neón.

La regla general: el carácter metálico crece hacia abajo y hacia la izquierda en la tabla periódica.

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

c) Iones más estables.

Elemento A (F). Capta un electrón y completa el octeto:

\text{F} + 1e^- \longrightarrow \text{F}^-

\text{F}^-:\; 1s^2\,2s^2\,2p^6 \qquad (10\ e^-, \text{ configuración del Ne})

Elemento C (Mg). Cede sus dos electrones de valencia:

\text{Mg} \longrightarrow \text{Mg}^{2+} + 2e^-

\text{Mg}^{2+}:\; 1s^2\,2s^2\,2p^6 \qquad (10\ e^-, \text{ configuración del Ne})

Los dos iones son isoelectrónicos con el neón, pero de tamaños muy distintos: el

\text{Mg}^{2+}

tiene 12 protones para 10 electrones y el

\text{F}^-

solo 9, así que

r(\text{Mg}^{2+}) \ll r(\text{F}^-)

Consejo

Para los elementos de transición, el grupo no es simplemente el número de electrones de valencia $ns$ : hay que sumar los del subnivel $d$ incompleto. $\text{grupo} = n(ns) + n\big((n-1)d\big)$ Aquí, $2 + 5 = 7$ . Contar solo los $4s^2$ y responder "grupo 2" es el error clásico: pondría al manganeso junto al calcio, algo incompatible con tener el $3d$ a medio llenar.

Y en c), justifica por qué cada ion es el más estable, no te limites a escribirlo: ambos alcanzan la configuración de gas noble del neón. Eso es lo que se valora.