T1: Estructura atómica

Propiedades periódicas

Teoría

2024 · Ordinaria · Titular

Conteste de forma razonada a las cuestiones acerca de los elementos A (Z= 19) y B (Z= 34):

a) ¿A qué grupo y a qué período pertenecen?b) ¿Qué elemento tiene un radio atómico menor?c) ¿Qué elemento tiene mayor energía de ionización?

radio atómicoenergía de ionización

Propiedades periódicas de los elementos A (Z=19) y B (Z=34)

a) Para determinar el grupo y el periodo, se escriben las configuraciones electrónicas en estado fundamental siguiendo el principio de Aufbau:

\ce{A (Z=19): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1}

\ce{B (Z=34): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^4}

El elemento A tiene su electrón diferenciador en el nivel de energía más externo $n=4$ y en un orbital $s^1$ , lo que indica que pertenece al periodo 4 y al grupo 1 (metales alcalinos). El elemento B tiene sus electrones de valencia en el nivel $n=4$ y su configuración externa es $4s^2 4p^4$ , lo que lo sitúa en el periodo 4 y en el grupo 16 (calcógenos).

b) Ambos elementos pertenecen al mismo nivel de energía principal (

n=4

). Al avanzar de A a B en un mismo periodo, el número atómico (

Z

) aumenta significativamente.

Debido a que los electrones se incorporan al mismo nivel de energía, el aumento del apantallamiento ( $S$ ) es pequeño en comparación con el incremento de la carga nuclear. Esto resulta en un aumento de la carga nuclear efectiva ( $Z_{ef} = Z - S$ ) sobre los electrones externos. Una mayor $Z_{ef}$ ejerce una fuerza de atracción superior sobre la nube electrónica, provocando una contracción del átomo. Por lo tanto, el elemento B tiene un radio atómico menor que el elemento A.

c) La energía de ionización es la energía necesaria para arrancar el electrón más externo de un átomo en estado gaseoso.

Como se ha establecido, el elemento B posee una mayor carga nuclear efectiva ( $Z_{ef}$ ) y un menor radio atómico en comparación con A. Debido a esto, los electrones de la capa de valencia en B están más fuertemente atraídos por el núcleo. Al estar más sujetos por la atracción electrostática, se requiere aportar una mayor cantidad de energía para extraer un electrón. En consecuencia, el elemento B tiene una mayor energía de ionización que el elemento A.