T1: Estructura atómica · Configuración electrónica y sistema periódico

Configuración electrónica y sistema periódico

Teoría

2020 · Ordinaria · Titular

Sea el elemento químico de configuración electrónica: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^5$ . Justifique si se puede afirmar que:

a) Es un metal.b) Puede formar un catión monovalente estable.c) Es más electronegativo que el elemento de número atómico 32.

Configuración electrónicaPropiedades periódicas

A partir de la configuración electrónica proporcionada, se identifica que el número atómico del elemento es $Z = 35$ (Bromo). Su configuración de la capa de valencia es $4s^2 4p^5$ , lo que indica que pertenece al grupo 17 (halógenos) y al periodo 4.

a) Falso. Los elementos con configuración externa

ns^2 np^5

poseen una elevada carga nuclear efectiva (

Z_{ef}

) debido a que el aumento de la carga nuclear (

Z

) al avanzar en el periodo no es compensado totalmente por el apantallamiento (

S

) de los electrones. Esto se traduce en una elevada energía de ionización y una gran afinidad electrónica, propiedades características de los no metales, no de los metales.b) Falso. Según el principio de Aufbau y la regla del octeto, este elemento tiende a alcanzar la configuración de gas noble más cercano para ganar estabilidad. Al tener 7 electrones en su capa de valencia (

4s^2 4p^5

), es energéticamente mucho más favorable ganar un electrón para formar el anión monovalente

\ce{X-}

con configuración

4s^2 4p^6

(capa cerrada) que perder un electrón para formar un catión monovalente

\ce{X+}

con configuración

4s^2 4p^4

, la cual es inestable.c) Verdadero. El elemento con número atómico

Z = 32

(Germanio) presenta la siguiente configuración electrónica:

1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^2

Ambos elementos tienen sus electrones diferenciadores en el mismo nivel de energía ( $n = 4$ ). Al comparar el elemento de $Z = 35$ con el de $Z = 32$ , el primero posee una mayor carga nuclear ( $Z$ ). Dado que el apantallamiento ( $S$ ) ejercido por los electrones internos es prácticamente el mismo para ambos, la carga nuclear efectiva ( $Z_{ef} = Z - S$ ) es mayor para el elemento de $Z = 35$ . Una mayor $Z_{ef}$ implica una mayor fuerza de atracción del núcleo sobre los electrones compartidos en un enlace, lo que define una mayor electronegatividad.