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T1: Estructura atómica
Propiedades periódicas
Teoría
2025 · Extraordinaria · Titular
1B
Examen

Sean los elementos A (Z= 6), B (Z= 17) y C (Z= 36).

a) Escriba las configuraciones electrónicas de los elementos B y C en su estado fundamental.b) Razone el grupo y periodo de los elementos A y C.c) Justifique cuál de los tres elementos tiene menor radio.d) Explique cuál de los tres elementos tiene mayor energía de ionización.
Configuración electrónicaPropiedades periódicas
Configuraciones electrónicas y caracterización de los elementos
a) Elemento A (Z=6Z=6)
1s22s22p21s^2 2s^2 2p^2

Siguiendo el principio de Aufbau, los electrones ocupan los orbitales en orden creciente de energía. Para el nivel n=2n=2, se aplica la regla de máxima multiplicidad de Hund, situando los electrones del orbital 2p2p de forma desapareada para minimizar la repulsión. Al poseer 4 electrones de valencia, el elemento se sitúa en el grupo 14 y periodo 2 de la tabla periódica (Carbono).

b) Elemento B (Z=17Z=17)
1s22s22p63s23p51s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5

De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli, cada orbital alberga un máximo de dos electrones con espines opuestos. Con electrones diferenciadores en el nivel de energía n=3n=3 y una configuración externa s2p5s^2 p^5, el elemento pertenece al grupo 17 y periodo 3 (Cloro).

c) Elemento C (Z=36Z=36)
1s22s22p63s23p64s23d104p61s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6

El llenado sigue el orden energético 4s<3d<4p4s < 3d < 4p. El electrón diferenciador se encuentra en el nivel n=4n=4. Al presentar una configuración de capa cerrada s2p6s^2 p^6, este elemento es un gas noble situado en el grupo 18 y periodo 4 (Kriptón).

Justificación de propiedades periódicas

El comportamiento de estos elementos depende de la carga nuclear efectiva (ZefZ_{ef}), que es la carga real que experimenta un electrón debido al apantallamiento (SS) de los electrones internos. En el elemento A (n=2n=2), el apantallamiento es mínimo comparado con B (n=3n=3) y C (n=4n=4). A medida que aumentamos el nivel de energía del electrón diferenciador, el apantallamiento (SS) crece significativamente. Aunque la carga nuclear (ZZ) aumenta de 6 a 36, el incremento en el número de capas electrónicas (niveles de energía) predomina en la determinación del radio atómico, siendo el elemento C el que posee mayor tamaño y A el menor.