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Sistema periódico y propiedades periódicas

También trata: Enlace químico y geometría molecular
Extremadura · 2026 · Junio
Enunciado
Los números atómicos de tres elementos son 19, 35 y 54, respectivamente.

a) (0,5 puntos) Contestar: ¿A qué grupo y periodo pertenecen? ¿De qué elementos se trata?

b) (0,5 puntos) ¿Cuál será el ion más estable que puede formar cada uno de ellos? Razonar la respuesta.

c) (0,5 puntos) Razonar qué tipo de enlace se da entre los elementos cuyos números atómicos son 19 y 35.

d) (0,5 puntos) Razonar qué elemento tendrá mayor afinidad electrónica.

e) (0,5 puntos) Razonar cuál es el elemento de menor potencial de ionización.
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Resultado
  • a) K: grupo 1, periodo 4; Br: grupo 17, periodo 4; Xe: grupo 18, periodo 5.
  • b) K+\text{K}^+ y Br−\text{Br}^- (configuración de gas noble); el Xe no forma iones.
  • c) Enlace iónico: KBr\text{KBr}.
  • d) Mayor afinidad electrónica: Br.
  • e) Menor potencial de ionización: K.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Todo sale de la configuración electrónica: la capa más alta ocupada da el periodo y los electrones de la capa de valencia, el grupo. Después, cada elemento tiende a ganar o perder los electrones justos para quedarse con la configuración del gas noble más cercano, y eso explica el ion estable, el enlace que forman y sus propiedades periódicas (afinidad electrónica y energía de ionización), razonando con la carga nuclear efectiva y el tamaño del átomo.
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Desarrollo

a) Grupo, periodo y elemento

Escribimos las configuraciones electrónicas en su estado fundamental:
  • Z=19Z = 19: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1=[Ar] 4s11s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1 = [\text{Ar}]\,4s^1. Capa más alta n=4n = 4 → periodo 4; un electrón de valencia en un orbital ss → grupo 1 (alcalinos). Es el potasio (K).
  • Z=35Z = 35: [Ar] 3d10 4s2 4p5[\text{Ar}]\,3d^{10}\,4s^2\,4p^5. Periodo 4; siete electrones de valencia (4s2 4p54s^2\,4p^5), bloque pp → grupo 17 (halógenos). Es el bromo (Br).
  • Z=54Z = 54: [Kr] 4d10 5s2 5p6[\text{Kr}]\,4d^{10}\,5s^2\,5p^6. Periodo 5; capa de valencia completa (5s2 5p65s^2\,5p^6) → grupo 18 (gases nobles). Es el xenón (Xe).
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
b) Ion más estable

Cada elemento gana o pierde los electrones necesarios para alcanzar la configuración de gas noble (octeto), que es especialmente estable:
  • K: le basta con perder su único electrón 4s14s^1, que está muy lejos del núcleo y poco atraído. Forma el catión K+\text{K}^+, con configuración [Ar][\text{Ar}].
  • Br: le falta un electrón para completar la capa 4p4p. Gana uno y forma el anión Br−\text{Br}^-, con configuración [Kr][\text{Kr}].
  • Xe: ya tiene la capa de valencia completa, 5s2 5p65s^2\,5p^6. Perder o ganar electrones le haría perder esa estabilidad, así que no tiene tendencia a formar iones.
c) Enlace entre Z=19Z = 19 y Z=35Z = 35

El potasio es un metal muy electropositivo (pierde con facilidad un electrón) y el bromo, un no metal muy electronegativo (gana con facilidad un electrón). Su diferencia de electronegatividad es grande, así que el potasio cede un electrón al bromo:K⟶K++e−Br+e−⟶Br−\text{K} \longrightarrow \text{K}^+ + e^- \qquad \text{Br} + e^- \longrightarrow \text{Br}^-Los iones K+\text{K}^+ y Br−\text{Br}^- se atraen electrostáticamente y se ordenan en una red cristalina: el enlace es iónico y el compuesto es el bromuro de potasio, KBr\text{KBr}.

d) Mayor afinidad electrónica

La afinidad electrónica es la energía que se intercambia cuando un átomo gaseoso capta un electrón; cuanto más energía desprende, mayor es su afinidad.
  • El Br, con 4s2 4p54s^2\,4p^5, tiene una carga nuclear efectiva alta y le falta un solo electrón para el octeto: al captarlo desprende mucha energía.
  • El K tiene una carga nuclear efectiva muy baja y un radio grande: atrae poco al electrón que llega (afinidad muy pequeña).
  • El Xe tiene la capa completa: el electrón tendría que ir a una capa nueva, más externa, y no se desprende energía (afinidad prácticamente nula o desfavorable).
El de mayor afinidad electrónica es el bromo.

e) Menor potencial de ionización

El potencial (energía) de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo gaseoso.
  • El K tiene un único electrón 4s14s^1, alejado del núcleo y apantallado por los 18 electrones internos: su carga nuclear efectiva es muy pequeña y lo arranca con poca energía. Además, al perderlo queda con configuración de gas noble.
  • El Br, en el mismo periodo pero a la derecha, tiene una carga nuclear efectiva mucho mayor y un radio menor: retiene más sus electrones.
  • El Xe tiene la capa completa, muy estable: arrancarle un electrón cuesta mucha energía, aunque esté en el periodo 5.
El de menor potencial de ionización es el potasio.
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Consejo

En b) no te inventes un ion para el xenón: ya es un gas noble y la respuesta correcta es que no tiende a formar iones. Justifícalo con su capa de valencia completa.

En d) y e) no basta con citar la tendencia de la tabla: la nota completa exige razonarla con la carga nuclear efectiva, el tamaño del átomo y la estabilidad de la configuración de gas noble.
Paso 1 de 3
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