Sistema periódico y propiedades periódicas

Contamos los electrones: $2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 6 + 2 = 26$. Un átomo neutro con 26 electrones tiene $Z = 26$: es el hierro (Fe). Su último electrón entra en un orbital $3d$, así que es un elemento de transición (bloque d).

a) Falsa.

Los elementos del grupo 2 (alcalinotérreos) tienen configuración de valencia $ns^2$ y su electrón diferenciador está en un orbital $s$ (bloque s). Aquí el electrón diferenciador está en un orbital $3d$ (bloque d). En el bloque d el grupo se obtiene sumando los electrones de valencia $4s$ y $3d$:$$\text{grupo} = 2\ (4s) + 6\ (3d) = 8$$El hierro está en el grupo 8, no en el 2. Que tenga $4s^2$ no basta: el grupo 2 sería el calcio, $[\text{Ar}]\,4s^2$, sin electrones $3d$.

b) Falsa.

El periodo lo da el valor más alto del número cuántico principal $n$ en la configuración. El nivel más externo ocupado es el $4s$, así que el elemento está en el cuarto periodo, no en el tercero. Los orbitales $3d$ se llenan después del $4s$ (orden de Aufbau), por eso los metales de transición de la primera serie están en el periodo 4.

c) Verdadera.

El hierro es un metal (de transición, poco electronegativo, que tiende a ceder electrones), y sus átomos se unen mediante enlace metálico. En la red metálica los cationes ocupan posiciones fijas y los electrones de valencia forman una «nube» o mar de electrones deslocalizados, que se mueven con libertad por todo el cristal. Al aplicar una diferencia de potencial, esos electrones se desplazan: el hierro conduce la corriente eléctrica en estado sólido (es un conductor de primera especie).

d) Falsa.

Los números cuánticos $(n, l, m_l, m_s) = (3, 1, -2, +1/2)$ no son una combinación permitida:

• $n = 3$: correcto.
• $l = 1$ (orbital $p$): correcto, porque $l$ va de $0$ a $n - 1 = 2$.
• $m_l = -2$: imposible, porque $m_l$ solo puede valer $-l, \dots, 0, \dots, +l$; con $l = 1$, $m_l \in \{-1, 0, +1\}$.

Esa secuencia no describe ningún electrón, ni de este elemento ni de ningún otro. (Si fuera, por ejemplo, $(3, 1, -1, +1/2)$, sí correspondería a un electrón $3p$ del hierro, que tiene el subnivel $3p$ lleno.)