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Propiedades periódicas
Teoría
2022 · Extraordinaria · Reserva
B2
Examen

Considerando los siguientes elementos Mg, Si y Cl, justifique:

a) Cuál de ellos tiene mayor radio.b) Cuál de ellos tiene mayor tendencia a formar cationes.c) Cuál presenta el mayor número de electrones desapareados.
Propiedades periódicasRadio atómico
a) Cuál de ellos tiene mayor radio.

Todos los elementos (Mg, Si, Cl) se encuentran en el mismo periodo, el periodo 3 de la tabla periódica. Al avanzar de izquierda a derecha en un mismo periodo, el número de electrones en la capa más externa permanece igual, pero la carga nuclear (ZZ) aumenta progresivamente. Este aumento en la carga nuclear, sin un incremento significativo en el apantallamiento (SS) de los electrones de valencia por parte de los electrones internos, provoca un aumento de la carga nuclear efectiva (ZefZ_{ef}) que atrae con mayor fuerza a los electrones de la capa más externa hacia el núcleo. Por lo tanto, el radio atómico disminuye a medida que se avanza en el periodo. El magnesio (Mg) se encuentra más a la izquierda en el periodo 3, seguido por el silicio (Si) y, finalmente, el cloro (Cl). Consecuentemente, el Mg es el que presenta mayor radio.

b) Cuál de ellos tiene mayor tendencia a formar cationes.

La tendencia a formar cationes está directamente relacionada con la energía de ionización, que es la energía necesaria para arrancar un electrón de un átomo. Cuanto menor sea la energía de ionización, mayor será la tendencia a formar cationes. En un mismo periodo, la energía de ionización tiende a aumentar de izquierda a derecha debido al incremento de la carga nuclear efectiva (ZefZ_{ef}) sobre los electrones de valencia, lo que hace que estén más fuertemente atraídos por el núcleo. El magnesio (Mg) es un metal alcalinotérreo situado en el Grupo 2, el silicio (Si) es un metaloide en el Grupo 14, y el cloro (Cl) es un no metal en el Grupo 17. El Mg tiene la energía de ionización más baja de los tres, siendo un elemento con una fuerte tendencia metálica. Por lo tanto, el Mg es el que tiene mayor tendencia a formar cationes.

c) Cuál presenta el mayor número de electrones desapareados.

Para determinar el número de electrones desapareados, se escriben las configuraciones electrónicas de valencia y se aplica la Regla de Hund para la ocupación de orbitales:Magnesio (Mg): Su configuración electrónica es [Ne]3s2\text{[Ne]}3s^2. Ambos electrones del orbital 3s3s están apareados. Por tanto, tiene 0 electrones desapareados.Silicio (Si): Su configuración electrónica es [Ne]3s23p2\text{[Ne]}3s^2 3p^2. Los dos electrones 3s3s están apareados. Los dos electrones 3p3p, según la Regla de Hund, ocuparán orbitales pp diferentes con espines paralelos para minimizar la repulsión electrónica. Por tanto, tiene 2 electrones desapareados.Cloro (Cl): Su configuración electrónica es [Ne]3s23p5\text{[Ne]}3s^2 3p^5. Los dos electrones 3s3s están apareados. De los cinco electrones 3p3p, tres se distribuirán en los tres orbitales pp con espines paralelos, y los dos restantes se aparearán con dos de ellos. Así, quedará un orbital pp con un solo electrón. Por tanto, tiene 1 electrón desapareado.Comparando los tres, el silicio (Si) presenta el mayor número de electrones desapareados (2).