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T1: Estructura atómica
Propiedades periódicas
Teoría
2020 · Ordinaria · Reserva
B4
Examen

Los números atómicos de varios elementos son Z(A)=9Z(A)= 9; Z(B)=17Z(B)= 17; Z(C)=19Z(C)= 19; Z(D)=20Z(D)= 20. Justifique en base a su configuración electrónica:

a) Cuál de ellos es un metal alcalino.b) Cuál es más electronegativo.c) Cuál es el de menor energía de ionización.
electronegatividadenergía de ionización

Basándonos en el principio de Aufbau, el principio de exclusión de Pauli y la regla de máxima multiplicidad de Hund, las configuraciones electrónicas de los elementos son:

A (Z=9): 1s22s22p5B (Z=17): 1s22s22p63s23p5C (Z=19): 1s22s22p63s23p64s1D (Z=20): 1s22s22p63s23p64s2\begin{aligned} & \text{A (Z=9): } 1s^2 2s^2 2p^5 \\ & \text{B (Z=17): } 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5 \\ & \text{C (Z=19): } 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1 \\ & \text{D (Z=20): } 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 \end{aligned}
a) Cuál de ellos es un metal alcalino. El elemento CC es un metal alcalino. Estos elementos se identifican por poseer una configuración electrónica de la capa de valencia de tipo ns1ns^1. Observando las configuraciones anteriores, el elemento CC (Z=19Z=19) presenta su electrón diferenciador en el orbital 4s14s^1, cumpliendo con dicha condición.b) Cuál es más electronegativo. El elemento AA es el más electronegativo. Tanto AA (n=2n=2) como BB (n=3n=3) tienen configuraciones de valencia ns2np5ns^2 np^5 (halógenos). En el elemento AA, los electrones se sitúan en un nivel de energía inferior (n=2n=2), lo que implica un menor apantallamiento (SS) por parte de las capas internas. Esto se traduce en una carga nuclear efectiva (ZefZ_{ef}) que actúa con mayor fuerza sobre los electrones externos al estar más cerca del núcleo, aumentando su tendencia a atraer electrones.c) Cuál es el de menor energía de ionización. El elemento CC tiene la menor energía de ionización. Al comparar los elementos, CC y DD poseen electrones en el nivel de energía más alto (n=4n=4), lo que significa que estos electrones están más alejados del núcleo y más apantallados que los de AA (n=2n=2) y BB (n=3n=3). Entre CC (Z=19Z=19) y DD (Z=20Z=20), el elemento CC tiene una carga nuclear efectiva (ZefZ_{ef}) menor sobre su electrón externo, ya que tiene un protón menos que DD mientras que el apantallamiento (SS) es prácticamente el mismo para ambos en ese nivel. Una menor ZefZ_{ef} implica una menor fuerza de atracción, facilitando la extracción del electrón.