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T1: Estructura atómica
Configuración electrónica e iones
Teoría
2019 · Extraordinaria · Titular
2A
Examen

Dadas las siguientes especies: Al\ce{Al} (Z=13Z=13), NaX+\ce{Na+} (Z=11Z=11), OX2−\ce{O^2-} (Z=8Z=8). Indique razonadamente:

a) ¿Cuáles son isoelectrónicos?b) ¿Cuál o cuáles tienen electrones desapareados?c) La configuración electrónica de un ion estable del elemento Al\ce{Al}.
isoelectrónicosconfiguración electrónica
a) Son isoelectrónicas aquellas especies químicas que presentan el mismo número de electrones. Para determinar cuáles son isoelectrónicas, se calcula el número de electrones de cada especie: Para Al\ce{Al} (Z=13Z=13): Tiene 13 protones y, al ser un átomo neutro, tiene 13 electrones. Para NaX+\ce{Na+} (Z=11Z=11): Tiene 11 protones y, al ser un catión con carga +1, tiene 11−1=1011 - 1 = 10 electrones. * Para OX2−\ce{O^2-} (Z=8Z=8): Tiene 8 protones y, al ser un anión con carga -2, tiene 8+2=108 + 2 = 10 electrones. Las especies NaX+\ce{Na+} y OX2−\ce{O^2-} son isoelectrónicas ya que ambas poseen 10 electrones.b) Para determinar cuáles tienen electrones desapareados, se escriben las configuraciones electrónicas de cada especie: Para Al\ce{Al} (Z=13Z=13, 13 electrones): La configuración electrónica es 1s22s22p63s23p11s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^1. El subnivel 3p3p tiene 1 electrón, el cual ocupa uno de los tres orbitales 3p3p. Por lo tanto, el Al\ce{Al} tiene 1 electrón desapareado. Para NaX+\ce{Na+} (10 electrones): La configuración electrónica es 1s22s22p61s^2 2s^2 2p^6. Todos los orbitales (1s, 2s y 2p) están completamente llenos, por lo que no tiene electrones desapareados. * Para OX2−\ce{O^2-} (10 electrones): La configuración electrónica es 1s22s22p61s^2 2s^2 2p^6. Todos los orbitales (1s, 2s y 2p) están completamente llenos, por lo que no tiene electrones desapareados. Solo el Al\ce{Al} tiene electrones desapareados.c) El elemento Al\ce{Al} es un metal del grupo 13. Su ion estable se forma perdiendo los electrones de su capa de valencia para adquirir la configuración electrónica de gas noble. El Al\ce{Al} tiene 3 electrones de valencia (3s23p13s^2 3p^1). Al perder estos 3 electrones, forma el ion AlX3+\ce{Al^3+}. El número de electrones del ion AlX3+\ce{Al^3+} es 13−3=1013 - 3 = 10 electrones. La configuración electrónica del ion estable AlX3+\ce{Al^3+} es 1s22s22p61s^2 2s^2 2p^6.