QuímicaMedioCuestión · 1,5 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

Andalucía · 2024 · Julio

Enunciado

Bloque B · B1. Dados los elementos A, B y C, con números atómicos: A (

Z = 11

), B (

Z = 16

), C (

Z = 37

).

a) ¿Cuál será el número de oxidación más probable para los elementos A y B? Razónelo en base a su configuración electrónica.

b) Indique, razonadamente, si

(4, 0, 0, +\tfrac12)

puede ser un conjunto de números cuánticos válido para el electrón más externo del elemento C.

c) Ordene, razonadamente, de menor a mayor radio atómico los elementos A, B y C.

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Resultado

\boxed{\;\textbf{a) A (Na): } +1;\qquad \text{B (S): } -2\;}

\boxed{\;\textbf{b) No: su electrón más externo es } 5s^1,\ \text{con } n = 5\;}

\boxed{\;\textbf{c) } r(\text{S}) < r(\text{Na}) < r(\text{Rb})\;}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Escribe las tres configuraciones antes de nada: los tres apartados salen de ahí.

\text{A } (Z=11): [\text{Ne}]3s^1 \qquad \text{B } (Z=16): [\text{Ne}]3s^2 3p^4 \qquad \text{C } (Z=37): [\text{Kr}]5s^1

Para a), el criterio es la regla del octeto: cada elemento gana o pierde los electrones que le acerquen más rápido a la configuración de gas noble. Para b), comprueba en qué nivel está el electrón más externo. Y para c), combina las dos tendencias del radio, porque los elementos están en periodos distintos.

Desarrollo

a) Números de oxidación más probables.

A ( $Z = 11$ , sodio):

[\text{Ne}]\,3s^1

. Le sobra un electrón para tener configuración de gas noble. Perderlo es facilísimo (energía de ionización baja), mientras que ganar siete sería impensable:

\text{Na} \longrightarrow \text{Na}^+ + e^- \qquad\Longrightarrow\qquad \textbf{número de oxidación } +1

B ( $Z = 16$ , azufre):

[\text{Ne}]\,3s^2 3p^4

. Le faltan dos electrones para completar el octeto, y captarlos le sale mucho más barato que perder seis:

\text{S} + 2e^- \longrightarrow \text{S}^{2-} \qquad\Longrightarrow\qquad \textbf{número de oxidación } -2

b) No es válido para el electrón más externo del rubidio.

\text{C } (Z = 37): \; [\text{Kr}]\,5s^1

El electrón más externo del rubidio está en el orbital $5s$ , así que sus números cuánticos deben ser

n = 5

\ell = 0

: por ejemplo,

(5, 0, 0, +\tfrac12)

.

La combinación propuesta,

(4, 0, 0, +\tfrac12)

, es perfectamente posible en general (describe un electrón

4s

, y de hecho el rubidio tiene dos electrones así en su capa interna

[\text{Kr}]

), pero no corresponde a su electrón más externo, que es el

5s^1

.

c) Orden de menor a mayor radio: B < A < C.

\text{B (S)} \;<\; \text{A (Na)} \;<\; \text{C (Rb)}

Dos comparaciones encadenadas:

A y B están en el mismo periodo (el 3). El azufre está mucho más a la derecha, así que su carga nuclear efectiva es mayor y su radio, menor: $r(\text{S}) = 88 < r(\text{Na}) = 190\ \text{pm}$ .
A y C están en el mismo grupo (el 1), pero el rubidio está dos periodos más abajo: tiene dos capas electrónicas más, así que es claramente mayor: $r(\text{Rb}) = 265\ \text{pm}$ .

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

Consejo

En b) hay que dar una respuesta matizada, que es lo que distingue una buena contestación: la combinación sí es posible como conjunto de números cuánticos, pero no describe el electrón que pregunta el enunciado. Decir solo "no es válida" se queda corto.

En c) el truco es encadenar dos comparaciones: una dentro del periodo (A frente a B) y otra dentro del grupo (A frente a C). Cuando los elementos no comparten ni fila ni columna, buscar un "puente" común es la forma limpia de ordenarlos.

Y en a), justifica con la configuración, como pide el enunciado: no basta con decir "el sodio es $+1$ porque es un alcalino".