QuímicaFácilCuestión · 2,5 pts

Sistema periódico y propiedades periódicas

También trata: Fuerzas intermoleculares y propiedades

Comunidad de Madrid · 2026 · Reserva 1

Enunciado

Para los elementos A (

Z = 8

), B (

Z = 9

), C (

Z = 10

), D (

Z = 11

) y E (

Z = 12

) responda a las siguientes cuestiones:

a) (1 punto) Identifique cada elemento indicando su configuración electrónica, periodo, grupo, nombre y símbolo químico.

b) (0,5 puntos) Escriba los iones más estables de cada elemento y ordénelos justificadamente de menor a mayor radio iónico.

c) (1 punto) Explique el tipo de sólido que se forma en cada una de las siguientes combinaciones: EA,

\text{A}_2

\text{D}_2\text{A}

, y ordénelos, razonadamente, de mayor a menor temperatura de fusión.

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Resultado

a) A = O ( $[\text{He}]2s^2 2p^4$ , P2, G16); B = F ( $[\text{He}]2s^2 2p^5$ , P2, G17); C = Ne ( $[\text{He}]2s^2 2p^6$ , P2, G18); D = Na ( $[\text{Ne}]3s^1$ , P3, G1); E = Mg ( $[\text{Ne}]3s^2$ , P3, G2).
b) $\text{Mg}^{2+} < \text{Na}^+ < \text{F}^- < \text{O}^{2-}$ (Ne no forma iones).
c) MgO y Na₂O iónicos, O₂ molecular: MgO > Na₂O > O₂.

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Son cinco números atómicos consecutivos que rodean al neón: dos no metales justo antes (O, F), el gas noble y dos metales justo después (Na, Mg). Esa posición lo explica todo:

Cada uno forma el ion que le da la configuración del neón ( $1s^2 2s^2 2p^6$ ), así que los cuatro iones son isoelectrónicos (10 electrones). Con el mismo número de electrones, el radio solo depende de la carga nuclear: más protones, ion más pequeño.
Las combinaciones del apartado c) son MgO, $\text{O}_2$ y $\text{Na}_2\text{O}$ : dos sólidos iónicos y uno molecular. El punto de fusión mide lo que cuesta separar las partículas: enlace iónico ≫ fuerzas de dispersión, y entre iónicos gana el de iones más cargados y más pequeños.

Desarrollo

a) Identificación de los elementos

Se llenan los orbitales por orden de energía (

1s\,2s\,2p\,3s\ldots

). El periodo es el mayor valor de

n

y el grupo sale de los electrones de valencia:

	$Z$	Configuración	Periodo	Grupo	Elemento
A	8	$1s^2\,2s^2\,2p^4$ = $[\text{He}]\,2s^2 2p^4$	2	16 (anfígenos)	Oxígeno, O
B	9	$1s^2\,2s^2\,2p^5$ = $[\text{He}]\,2s^2 2p^5$	2	17 (halógenos)	Flúor, F
C	10	$1s^2\,2s^2\,2p^6$ = $[\text{He}]\,2s^2 2p^6$	2	18 (gases nobles)	Neón, Ne
D	11	$1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1$ = $[\text{Ne}]\,3s^1$	3	1 (alcalinos)	Sodio, Na
E	12	$1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2$ = $[\text{Ne}]\,3s^2$	3	2 (alcalinotérreos)	Magnesio, Mg

En el bloque

p

el grupo es

10 +

(electrones de la capa de valencia): para el oxígeno,

2 + 4 = 6

electrones

\Rightarrow

grupo 16, etc. En el bloque

s

coincide con el número de electrones

s

de valencia.

b) Iones más estables y radios

Cada elemento gana o pierde los electrones justos para quedarse con la configuración del gas noble más cercano, el neón:

O ( $2s^2 2p^4$ ) gana 2 electrones: $\text{O}^{2-}$ .
F ( $2s^2 2p^5$ ) gana 1 electrón: $\text{F}^-$ .
Ne ya tiene la capa completa: no forma iones.
Na ( $3s^1$ ) pierde 1 electrón: $\text{Na}^+$ .
Mg ( $3s^2$ ) pierde 2 electrones: $\text{Mg}^{2+}$ .

Los cuatro iones tienen 10 electrones y la misma configuración,

1s^2 2s^2 2p^6

: son isoelectrónicos. Como el número de electrones (y las capas) es el mismo, lo que decide el tamaño es la carga nuclear: con

Z = 12

el núcleo del

\text{Mg}^{2+}

atrae los 10 electrones con más fuerza que el del

\text{O}^{2-}

(

Z = 8

), y la nube se contrae. A mayor

Z

, menor radio:

\text{Mg}^{2+}\ (Z=12) < \text{Na}^+\ (Z=11) < \text{F}^-\ (Z=9) < \text{O}^{2-}\ (Z=8)

(Valores aproximados: 72, 102, 133 y 140 pm.)

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

c) Tipo de sólido y temperatura de fusión

Las tres combinaciones son:

EA = MgO (óxido de magnesio). Un metal muy electropositivo y un no metal muy electronegativo: se transfieren electrones y se forma un sólido iónico, una red cristalina de iones $\text{Mg}^{2+}$ y $\text{O}^{2-}$ unidos por fuertes atracciones electrostáticas.
$\text{A}_2$ = $\text{O}_2$ (dioxígeno). Dos átomos iguales comparten electrones (enlace covalente doble, $\text{O}=\text{O}$ ) y forman moléculas apolares. En estado sólido (solo a muy baja temperatura) es un sólido molecular: las moléculas se mantienen unidas únicamente por fuerzas de dispersión de London (Van der Waals), muy débiles.
$\text{D}_2\text{A}$ = $\text{Na}_2\text{O}$ (óxido de sodio). Igual que el MgO: sólido iónico formado por iones $\text{Na}^+$ y $\text{O}^{2-}$ (dos $\text{Na}^+$ por cada $\text{O}^{2-}$ para que el conjunto sea neutro).

Para fundir un sólido hay que vencer las fuerzas que mantienen unidas sus partículas:

En el $\text{O}_2$ basta con vencer fuerzas de dispersión débiles: funde a temperatura muy baja.
En los sólidos iónicos hay que romper la red de atracciones electrostáticas, mucho más fuertes: funden a temperaturas altas.
Entre los dos iónicos, la energía reticular crece con la carga de los iones y disminuye con la distancia entre ellos ( $U \propto q_+ q_- / r$ ). El anión es el mismo, pero el $\text{Mg}^{2+}$ tiene el doble de carga y menor radio que el $\text{Na}^+$ : la red del MgO es mucho más estable.

\boxed{\text{MgO} > \text{Na}_2\text{O} > \text{O}_2}

(Datos reales, para hacerse una idea: unos

2850\ ^\circ\text{C}

1130\ ^\circ\text{C}

-218\ ^\circ\text{C}

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

Consejo

En b) no olvides decir que el neón no forma iones: es un gas noble y ya tiene el octeto. Y la justificación del orden tiene que nombrar la palabra clave: isoelectrónicos. Con el mismo número de electrones, manda la carga nuclear; no vale razonar con el «tamaño del átomo».

En c), para comparar dos sólidos iónicos usa siempre carga y radio de los iones (energía reticular).

Paso 1 de 3

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