QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Estructura atómica y números cuánticos

Andalucía · 2024 · Reserva 3
Enunciado
Bloque B · B2. El elemento He precede al Li en la tabla periódica. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) El número atómico del ion Li+\text{Li}^+ es igual al del átomo de He.

b) El ion Li+\text{Li}^+ y el átomo de He son isótopos.

c) El número de electrones del ion Li+\text{Li}^+ es igual al del átomo de He.
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Resultado
  a) Falsa (Z=3 frente a Z=2)b) Falsac) Verdadera (isoelectroˊnicos)  \boxed{\;\textbf{a) Falsa } (Z = 3 \text{ frente a } Z = 2) \qquad \textbf{b) Falsa} \qquad \textbf{c) Verdadera (isoelectrónicos)}\;}
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Estrategia

Las tres afirmaciones se contestan con dos números por especie. Escríbelos antes de leer nada más:Li+:  Z=3  (3 protones),3−1=2 electrones\text{Li}^+: \; Z = 3 \;(3\ \text{protones}),\quad 3 - 1 = 2\ \text{electrones}He:  Z=2  (2 protones),2 electrones\text{He}: \; Z = 2 \;(2\ \text{protones}),\quad 2\ \text{electrones}Y ten claras las dos definiciones que se están mezclando a propósito:Isoˊtopos=mismo ZIsoelectroˊnicos=mismos electrones\textbf{Isótopos} = \text{mismo } Z \qquad\qquad \textbf{Isoelectrónicos} = \text{mismos electrones}
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Desarrollo

a) Falsa.

El número atómico es el número de protones, y no cambia al formarse un ion: al ionizarse, el litio pierde un electrón, no un protón.Z(Li+)=3Z(He)=2Z(\text{Li}^+) = 3 \qquad\qquad Z(\text{He}) = 2Si el número atómico cambiara, dejaríamos de tener litio: sería otro elemento.

b) Falsa.

Los isótopos son átomos del mismo elemento (mismo ZZ) que se diferencian en el número de neutrones. Aquí hay dos problemas:
  • Los números atómicos son distintos (3 y 2), así que ni siquiera son el mismo elemento.
  • Además, uno es un ion y otro un átomo neutro, mientras que los isótopos son ambos átomos neutros del mismo elemento.
Un ejemplo correcto de isótopos sería 36Li^{6}_{3}\text{Li} y 37Li^{7}_{3}\text{Li}, los dos con Z=3Z = 3.

c) Verdadera.Li (Z=3) tiene 3 electrones  ⟶  Li+ tiene 3−1=2\text{Li } (Z = 3) \text{ tiene 3 electrones} \;\longrightarrow\; \text{Li}^+ \text{ tiene } 3 - 1 = 2He (Z=2) tiene 2 electrones\text{He } (Z = 2) \text{ tiene 2 electrones}Los dos tienen 2 electrones y la misma configuración, 1s21s^2: son especies isoelectrónicas. Precisamente por alcanzar esa configuración de gas noble se forma el Li+\text{Li}^+ con tanta facilidad.

Eso sí, isoelectrónicas no significa idénticas: el Li+\text{Li}^+ tiene 3 protones atrayendo a esos dos electrones frente a los 2 del helio, así que es más pequeño y cuesta muchísimo más arrancarle otro electrón.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

Las tres afirmaciones juegan con la misma confusión: creer que ionizar cambia el núcleo. Al ganar o perder electrones cambia la carga y el número de electrones, nunca el de protones.

Escribe siempre el recuento explícito de protones y electrones para cada especie: con esos cuatro números delante, no hay forma de fallar.

Y en c), remata con el matiz de que ser isoelectrónicos no implica tener el mismo tamaño ni la misma energía de ionización. Es el detalle que distingue una respuesta memorizada de una comprendida.
Paso 1 de 3
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