QuímicaMedioCuestión · 2 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

Andalucía · 2025 · Reserva 4 · Opción B

Enunciado

Considerando las especies

\text{N}^{3-}

\text{Mg}^{2+}

\text{Ar}

, explique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) Las tres especies son isoelectrónicas.

b) Las tres especies tienen el mismo número de electrones desapareados.

c) El

\text{Ar}

tiene mayor energía de ionización que el

\text{Mg}^{2+}

.

d) El radio iónico de

\text{N}^{3-}

es mayor que el de

\text{Mg}^{2+}

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

\boxed{\;\textbf{a) Falsa (Ar tiene 18 } e^-) \qquad \textbf{b) Verdadera (cero desapareados)}\;}

\boxed{\;\textbf{c) Falsa: } EI(\text{Mg}^{2+}) \gg EI(\text{Ar}) \qquad \textbf{d) Verdadera}\;}

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Estrategia

Antes de leer los apartados, cuenta electrones y escribe las tres configuraciones. Con esa tabla delante, las cuatro respuestas salen casi solas:

\text{N } (Z=7) \rightarrow \text{N}^{3-}: 10\,e^- \qquad \text{Mg } (Z=12) \rightarrow \text{Mg}^{2+}: 10\,e^- \qquad \text{Ar } (Z=18): 18\,e^-

Para el apartado d) usa la regla de las especies isoelectrónicas: si dos iones tienen el mismo número de electrones, el de mayor carga nuclear ( $Z$ ) es el más pequeño, porque atrae con más fuerza a la misma nube electrónica.

Y en c) ten presente que arrancar un electrón a un catión cuesta muchísimo más que a un átomo neutro: hay que vencer además la atracción electrostática del ion positivo.

Desarrollo

Punto de partida:

Especie	Electrones	Configuración
$\text{N}^{3-}$	10	$1s^2 2s^2 2p^6 = [\text{Ne}]$
$\text{Mg}^{2+}$	10	$1s^2 2s^2 2p^6 = [\text{Ne}]$
$\text{Ar}$	18	$[\text{Ne}]\,3s^2 3p^6$

a) Falsa.

Isoelectrónicas significa mismo número de electrones. El

\text{N}^{3-}

y el

\text{Mg}^{2+}

sí lo son entre sí (10 electrones cada uno, configuración de neón), pero el argón tiene 18. Las tres juntas, por tanto, no son isoelectrónicas.

b) Verdadera.

Las tres especies tienen configuración de gas noble, con todos los subniveles completos:

\text{N}^{3-},\ \text{Mg}^{2+}: \; 2s^2\,2p^6 \qquad\qquad \text{Ar}: \; 3s^2\,3p^6

En una capa completa todos los electrones están apareados, así que las tres tienen cero electrones desapareados. Coinciden en el número (cero), luego la afirmación es cierta. Las tres son especies diamagnéticas y muy estables.

c) Falsa.

Justo al revés: la energía de ionización del

\text{Mg}^{2+}

es muchísimo mayor.

El $\text{Ar}$ es un átomo neutro: quitarle un electrón deja un ion $+1$ .
El $\text{Mg}^{2+}$ es ya un catión doblemente cargado, con 12 protones reteniendo solo 10 electrones. Arrancarle otro electrón exige, además de romper una capa completa, vencer la fuerte atracción del ion positivo y generar un $\text{Mg}^{3+}$ .

EI(\text{Ar}) = 1521\ \text{kJ}\,\text{mol}^{-1} \qquad\qquad EI_3(\text{Mg}) = 7733\ \text{kJ}\,\text{mol}^{-1}

d) Verdadera.

Aquí sí son isoelectrónicos:

\text{N}^{3-}

\text{Mg}^{2+}

tienen los mismos 10 electrones, pero distinta carga nuclear:

Z(\text{N}) = 7 \qquad\qquad Z(\text{Mg}) = 12

El magnesio atrae esos 10 electrones con 12 protones, mientras que el nitrógeno solo dispone de 7: la nube del

\text{Mg}^{2+}

está mucho más contraída.

r(\text{N}^{3-}) = 146\ \text{pm} \;>\; r(\text{Mg}^{2+}) = 72\ \text{pm}

Regla general: en una serie isoelectrónica, el radio disminuye al aumentar $Z$ .

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

Consejo

En a) la trampa es que dos de las tres especies sí son isoelectrónicas. Cuenta los electrones de las tres antes de responder: basta con que una se salga para que la afirmación sea falsa.

En c), la comparación no es entre elementos de la tabla, sino entre un átomo neutro y un catión. La regla que hay que aplicar es que ionizar un ion positivo cuesta mucho más: cada ionización sucesiva requiere más energía que la anterior.

Y en d), no razones por el tamaño de los átomos neutros (donde el Mg es mayor que el N). En especies isoelectrónicas el criterio es la carga nuclear: más protones, ion más pequeño.