Sistema periódico y propiedades periódicas

a) Falsa.

Contamos electrones:$$\text{Cl}^-:\ 17 + 1 = 18\ e^- \qquad\qquad \text{Ar}:\ 18\ e^-$$Las dos especies son isoelectrónicas, con la configuración $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6$. Pero el argón tiene 18 protones atrayendo esos 18 electrones, mientras que el cloruro solo tiene 17. Con mayor carga nuclear, la nube electrónica del argón está más atraída y más contraída:$$Z(\text{Ar}) = 18 > Z(\text{Cl}) = 17 \quad\Longrightarrow\quad r(\text{Ar}) < r(\text{Cl}^-)$$Además, en el $\text{Cl}^-$ el electrón extra aumenta la repulsión entre electrones, lo que lo hincha todavía más. La afirmación es falsa: el radio iónico del $\text{Cl}^-$ es mayor que el radio atómico del $\text{Ar}$.

b) Falsa.

Los elementos del grupo 2 (alcalinotérreos) tienen la configuración de valencia $ns^2$:$$\text{Mg}:\ [\text{Ne}]\,3s^2 \qquad \text{Ca}:\ [\text{Ar}]\,4s^2$$Al perder sus dos electrones de valencia alcanzan la configuración del gas noble anterior, que es muy estable. Por eso forman cationes divalentes $\text{M}^{2+}$ ($\text{Mg}^{2+}$, $\text{Ca}^{2+}$), no $\text{M}^+$. Un catión $\text{M}^+$ ($ns^1$) no tiene configuración de gas noble y no es el ion estable. Los que forman $\text{M}^+$ son los del grupo 1 (alcalinos, $ns^1$).

c) Falsa.

Configuración del hierro ($Z = 26$):$$\text{Fe}:\ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^6 = [\text{Ar}]\,4s^2\,3d^6$$El $4s^2$ está completo. Los seis electrones $3d$ se reparten en los cinco orbitales $3d$ según la regla de Hund (máxima multiplicidad): primero uno en cada orbital con espines paralelos, y el sexto se aparea en el primero:$$3d^6:\quad [\uparrow\downarrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow]\,[\uparrow]$$El hierro tiene 4 electrones desapareados, no 5. (Tendría 5 el $\text{Fe}^{3+}$, $[\text{Ar}]\,3d^5$, o el manganeso.)

d) Verdadera.

Los halógenos (grupo 17) tienen la configuración de valencia $ns^2\,np^5$: les falta un solo electrón para completar el octeto. Están a la derecha de su periodo, así que tienen:

• Carga nuclear efectiva alta: los electrones de valencia están fuertemente atraídos.
• Radio pequeño: los electrones están cerca del núcleo.

Arrancarles un electrón cuesta mucha energía, y su tendencia natural es la contraria: ganar un electrón para formar $\text{X}^-$. Por eso sus energías de ionización son altas (solo las superan, en cada periodo, los gases nobles). Por ejemplo:$$EI(\text{F}) = 1681\ \text{kJ}\,\text{mol}^{-1} \qquad EI(\text{Cl}) = 1251\ \text{kJ}\,\text{mol}^{-1} \qquad\text{frente a}\qquad EI(\text{Na}) = 496\ \text{kJ}\,\text{mol}^{-1}$$