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a) Justifique cuál de las siguientes especies, y , tiene mayor radio.b) Razone cuál de los siguientes elementos, y , tiene mayor afinidad electrónica.c) Justifique cuál de los siguientes elementos, y , tiene mayor energía de ionización.
a) Las especies y son isoelectrónicas, ambas poseen 2 electrones. La configuración electrónica de ambas es . El número atómico (carga nuclear) de es , y el de es . Dado que ambas especies tienen el mismo número de electrones y estos se encuentran en el mismo nivel de energía principal (), la especie con mayor carga nuclear ejercerá una atracción más fuerte sobre sus electrones, atrayéndolos más cerca del núcleo. La carga nuclear efectiva () sobre los electrones en es mayor que en . Por lo tanto, tendrá un radio más pequeño. En consecuencia, tiene mayor radio.b) La afinidad electrónica es la energía liberada cuando un átomo neutro en estado gaseoso captura un electrón. La configuración electrónica del () es , y la del () es . Al movernos de a en el mismo período, la carga nuclear () aumenta, lo que resulta en un aumento de la carga nuclear efectiva () experimentada por los electrones de valencia, ya que el apantallamiento () no compensa completamente este aumento. Un mayor generalmente implica una mayor atracción por un electrón adicional y, por tanto, una mayor afinidad electrónica (más negativa). Sin embargo, el presenta una configuración electrónica (semillena), la cual es especialmente estable según la Regla de Hund. Añadir un electrón al rompería esta estabilidad al forzar el apareamiento de electrones en un orbital , lo que requeriría energía y haría el proceso menos favorable. El , con una configuración , ya tiene un electrón apareado y la adición de un electrón para formar es energéticamente favorable debido a su mayor y su tendencia a completar la capa. Por lo tanto, el tiene mayor afinidad electrónica.c) La energía de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo neutro en estado gaseoso. El () tiene la configuración electrónica , mientras que el () tiene la configuración electrónica . Ambos elementos se encuentran en el tercer período, lo que significa que sus electrones de valencia ocupan el nivel de energía principal . A medida que nos movemos de izquierda a derecha en un período, la carga nuclear () aumenta. Aunque el apantallamiento () de los electrones internos () es constante, el aumento de la carga nuclear conduce a un incremento significativo de la carga nuclear efectiva () que experimentan los electrones de valencia. Un mayor implica que los electrones de valencia están más fuertemente atraídos por el núcleo, requiriendo más energía para ser arrancados. El posee una carga nuclear () y una carga nuclear efectiva () significativamente mayores que el (). Además, el electrón de valencia del está en un orbital y es relativamente fácil de remover para alcanzar la configuración estable del gas noble . Por lo tanto, el tiene mayor energía de ionización que el .