T1: Estructura atómica · Configuración electrónica e iones

Configuración electrónica e iones

Teoría

2022 · Extraordinaria · Reserva

Los elementos A, B, C y D tienen números atómicos 12, 14, 17 y 37, respectivamente.

a) Escriba la configuración electrónica de B y D.b) Indique los iones más estables de A y C y escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.c) Indique cuál o cuáles de los elementos tienen electrones desapareados en su estado fundamental.

Configuración electrónicaSistema periódico

a) Escriba la configuración electrónica de B y D.

El elemento B tiene número atómico $Z = 14$ (Silicio, $\ce{Si}$ ). Su configuración electrónica en el estado fundamental es:

\text{B} \ (Z=14): \ 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2 \quad \text{o} \quad \ce{[Ne]} 3s^2 3p^2

El elemento D tiene número atómico $Z = 37$ (Rubidio, $\ce{Rb}$ ). Su configuración electrónica en el estado fundamental es:

\text{D} \ (Z=37): \ 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^1 \quad \text{o} \quad \ce{[Kr]} 5s^1

b) Indique los iones más estables de A y C y escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.

El elemento A tiene número atómico $Z = 12$ (Magnesio, $\ce{Mg}$ ). Es un metal alcalinotérreo del grupo 2. Tiende a perder 2 electrones de valencia para alcanzar la configuración electrónica del gas noble más cercano (Neón, $\ce{Ne}$ ).El ion más estable es $\ce{A^2+}$ ( $\ce{Mg^2+}$ ).

\text{Configuración electrónica de } \ce{Mg^2+}: \ 1s^2 2s^2 2p^6 \quad \text{o} \quad \ce{[Ne]}

El elemento C tiene número atómico $Z = 17$ (Cloro, $\ce{Cl}$ ). Es un halógeno del grupo 17. Tiende a ganar 1 electrón para alcanzar la configuración electrónica del gas noble más cercano (Argón, $\ce{Ar}$ ).El ion más estable es $\ce{C^-}$ ( $\ce{Cl^-}$ ).

\text{Configuración electrónica de } \ce{Cl^-}: \ 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 \quad \text{o} \quad \ce{[Ar]}

c) Indique cuál o cuáles de los elementos tienen electrones desapareados en su estado fundamental.

Se analizan las configuraciones electrónicas de valencia de cada elemento para identificar electrones desapareados, aplicando la regla de Hund para el llenado de orbitales degenerados.Elemento A ( $\ce{Mg}$ , $Z=12$ ): $\ce{[Ne]}$ $3s^2$ . El orbital $3s$ está completamente lleno con dos electrones apareados. No tiene electrones desapareados.Elemento B ( $\ce{Si}$ , $Z=14$ ): $\ce{[Ne]}$ $3s^2 3p^2$ . El orbital $3s$ está lleno. Los dos electrones $3p$ ocupan orbitales $3p$ diferentes, según la regla de Hund. Tiene 2 electrones desapareados.Elemento C ( $\ce{Cl}$ , $Z=17$ ): $\ce{[Ne]}$ $3s^2 3p^5$ . El orbital $3s$ está lleno. Los cinco electrones $3p$ se distribuyen de manera que tres orbitales $3p$ se llenan con un electrón cada uno y luego se aparean dos de ellos, dejando un orbital $3p$ con un solo electrón. Tiene 1 electrón desapareado.Elemento D ( $\ce{Rb}$ , $Z=37$ ): $\ce{[Kr]}$ $5s^1$ . El orbital $5s$ contiene un solo electrón. Tiene 1 electrón desapareado.Los elementos que tienen electrones desapareados en su estado fundamental son B, C y D.