QuímicaMedioCuestión · 2 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

Andalucía · 2025 · Julio · Opción B
Enunciado
Sean los elementos A (Z=6Z = 6), B (Z=17Z = 17) y C (Z=36Z = 36).

a) Escriba las configuraciones electrónicas de los elementos B y C en su estado fundamental.

b) Razone el grupo y periodo de los elementos A y C.

c) Justifique cuál de los tres elementos tiene menor radio.

d) Explique cuál de los tres elementos tiene mayor energía de ionización.
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Resultado
  a) B: [Ne]3s23p5C: [Ar]4s23d104p6  \boxed{\;\textbf{a) B: } [\text{Ne}]3s^2 3p^5 \qquad \textbf{C: } [\text{Ar}]4s^2 3d^{10} 4p^6\;}  b) A: periodo 2, grupo 14C: periodo 4, grupo 18  \boxed{\;\textbf{b) A: periodo 2, grupo 14} \qquad \textbf{C: periodo 4, grupo 18}\;}  c) A (carbono)d) C (kriptoˊn)  \boxed{\;\textbf{c) A (carbono)} \qquad \textbf{d) C (kriptón)}\;}
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Estrategia

Escribe primero las tres configuraciones (aunque solo te pidan dos): son el mapa que sitúa a cada elemento en la tabla, y con la posición se contesta todo lo demás.

Después aplica las dos tendencias periódicas de siempre:
  • Radio atómico: aumenta hacia abajo (nuevas capas) y hacia la izquierda (menor carga nuclear efectiva).
  • Energía de ionización: aumenta hacia arriba y hacia la derecha, y alcanza su máximo en los gases nobles, cuya configuración de capa completa es extraordinariamente estable.
Cuando los elementos están en periodos distintos, como aquí, hay que combinar las dos tendencias: no basta con mirar solo una de ellas.
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Desarrollo

Las tres configuraciones:A (Z=6):  1s2 2s2 2p2\text{A } (Z = 6): \; 1s^2\,2s^2\,2p^2B (Z=17):  1s2 2s2 2p6 3s2 3p5  =  [Ne] 3s2 3p5\text{B } (Z = 17): \; 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5 \;=\; [\text{Ne}]\,3s^2\,3p^5C (Z=36):  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6  =  [Ar] 4s2 3d10 4p6\text{C } (Z = 36): \; 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6 \;=\; [\text{Ar}]\,4s^2\,3d^{10}\,4p^6a) Las de B y C son las dos últimas: B es el cloro y C el kriptón.

b) Grupo y periodo de A y C.

A\text{A}: el mayor valor de nn es 2 ⇒\Rightarrow periodo 2. Capa de valencia 2s22p22s^2 2p^2, 4 electrones y bloque pp ⇒\Rightarrow grupo 14. Es el carbono.

C\text{C}: el mayor valor de nn es 4 ⇒\Rightarrow periodo 4. Capa de valencia 4s24p64s^2 4p^6, 8 electrones y bloque pp ⇒\Rightarrow grupo 18 (gases nobles). Es el kriptón.

c) Menor radio: el elemento A (carbono).

Sitúalos en la tabla:
PeriodoGrupo
A (C)214
B (Cl)317
C (Kr)418
El radio aumenta al bajar de periodo, porque se añaden capas electrónicas completas y los electrones más externos quedan mucho más lejos del núcleo. El carbono está en el periodo 2, el más alto de los tres, y solo tiene dos capas frente a las tres del cloro y las cuatro del kriptón:r(A)<r(B)<r(C) (en cuanto a nuˊmero de capas)⟹A tiene el menor radior(\text{A}) < r(\text{B}) < r(\text{C})\ \text{(en cuanto a número de capas)} \quad\Longrightarrow\quad \textbf{A tiene el menor radio}d) Mayor energía de ionización: el elemento C (kriptón).

La energía de ionización mide lo que cuesta arrancar un electrón. El kriptón es un gas noble: su capa de valencia 4s24p64s^2 4p^6 está completa (octeto), una configuración de estabilidad excepcional. Arrancarle un electrón obligaría a romper esa estructura cerrada, y eso exige muchísima energía.EI(Kr)=1351  >  EI(Cl)=1251  >  EI(C)=1086(kJ mol−1)EI(\text{Kr}) = 1351 \;>\; EI(\text{Cl}) = 1251 \;>\; EI(\text{C}) = 1086 \quad (\text{kJ}\,\text{mol}^{-1})Es la excepción que conviene tener clara: aunque la energía de ionización crece "hacia arriba", los gases nobles rompen la comparación entre periodos por su configuración cerrada.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

En b) el error habitual es contar los electrones 3d3d del kriptón para asignarle el grupo. El bloque dd está lleno y completo: la capa de valencia es la de n=4n = 4, con 2+6=82 + 6 = 8 electrones, y eso lo coloca en el grupo 18.

En d), si aplicas mecánicamente "hacia arriba y hacia la derecha" puedes acabar contestando "carbono, porque está más arriba". Los gases nobles son el máximo de la tabla en energía de ionización dentro de su periodo, y aquí el Kr supera a los otros dos. Justifícalo con la capa completa: es el argumento de fondo.
Paso 1 de 3
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