T1: Estructura atómica · Sistema periódico — QUIMICA PEvAU Andalucía 2021

Sistema periódico

Teoría

2021 · Extraordinaria · Titular

BLOQUE B (Cuestiones)

Dados los elementos de números atómicos 19, 25, 30 y 48. Indique razonadamente:

a) ¿Cuál o cuáles presentan algún electrón desapareado?b) ¿Cuáles pertenecen al mismo grupo?c) ¿Cuál podría dar un ion estable de carga +1?

Configuración electrónicaPropiedades periódicas

Para identificar las propiedades de los elementos, primero establecemos sus configuraciones electrónicas siguiendo el principio de Aufbau, el principio de exclusión de Pauli y la regla de máxima multiplicidad de Hund:

Z=19: 1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 4s^{1}

Z=25: 1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 4s^{2} 3d^{5}

Z=30: 1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 4s^{2} 3d^{10}

Z=48: 1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 4s^{2} 3d^{10} 4p^{6} 5s^{2} 4d^{10}

a) Presentan electrones desapareados los elementos con

Z = 19

Z = 25

. En el caso de

Z = 19

, el orbital

4s

solo contiene un electrón. Para el elemento con

Z = 25

, según la regla de Hund, los 5 electrones del subnivel

3d

se disponen desapareados en los cinco orbitales

d

para maximizar el espín total. Los elementos con

Z = 30

Z = 48

tienen todos sus orbitales completos (

d^{10}

s^2

), por lo que no presentan electrones desapareados.b) Pertenecen al mismo grupo los elementos con

Z = 30

Z = 48

. Ambos presentan una configuración electrónica externa similar en su capa de valencia, siguiendo el esquema

(n)s^{2} (n-1)d^{10}

. Específicamente, el elemento con

Z = 30

termina en

4s^{2} 3d^{10}

y el de

Z = 48

5s^{2} 4d^{10}

, situándose ambos en el grupo 12 de la tabla periódica.c) El elemento que puede dar un ion estable de carga

+1

es el de

Z = 19

. Al perder el único electrón de su orbital más externo (

4s^{1}

), adquiere la configuración electrónica del gas noble argón (

1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6}

), lo cual le confiere una elevada estabilidad energética.

\ce{K -> K+ + e-}