Problema resuelto de Química: Sistema periódico y propiedades periódicasSelectividad (PAU) · País Vasco 2024 · Junio

a) Carácter de A. A tiene un único electrón en su capa de valencia ($5s^1$): es un alcalino (grupo 1, periodo 5; el rubidio). Tiene una energía de ionización muy baja y tiende a perder ese electrón para formar el ion $\text{A}^+$, con configuración de gas noble ($[\text{Kr}]$). Esa tendencia a perder electrones es la característica de los metales.

b) Radio atómico. A está en el periodo 5 (grupo 1) y B en el periodo 3 (grupo 17).

• Al bajar en un grupo el radio aumenta, porque se añaden capas electrónicas: los electrones externos de A están en la capa $n = 5$ y los de B en la $n = 3$.
• Al avanzar hacia la derecha en un periodo el radio disminuye, porque aumenta la carga nuclear efectiva y los electrones de la misma capa se atraen más.

Las dos tendencias van en el mismo sentido: A está más abajo y más a la izquierda, así que A tiene mayor radio atómico (el del Rb es de unos 250 pm y el del Cl, de unos 100 pm).

c) Números cuánticos del electrón 5s de A. El electrón de la última capa está en un orbital $5s$:

• $n = 5$ (capa 5);
• $l = 0$ (orbital tipo s);
• $m_l = 0$ (el único valor posible cuando $l = 0$);
• $m_s = +\tfrac{1}{2}$ o $-\tfrac{1}{2}$.

El conjunto es $(5, 0, 0, +\tfrac{1}{2})$ o, igualmente válido, $(5, 0, 0, -\tfrac{1}{2})$.

d) Enlace, fórmula y solubilidad. B tiene siete electrones de valencia ($3s^2\,3p^5$) y una afinidad electrónica alta: tiende a ganar uno y formar $\text{B}^-$ (configuración del argón). A tiende a perder uno y formar $\text{A}^+$. Entre un metal muy electropositivo y un no metal muy electronegativo se transfiere el electrón y se forma un enlace iónico. Con iones $\text{A}^+$ y $\text{B}^-$ la proporción es 1:1, así que la fórmula es AB (cloruro de rubidio, RbCl).

Es un compuesto iónico que forma una red cristalina; el agua, disolvente polar, rodea a los iones (los solvata) y los separa de la red, así que será soluble en agua, como la mayoría de los haluros alcalinos.