T1: Estructura atómica

Configuración electrónica

Teoría

2022 · Ordinaria · Suplente

BLOQUE B (Cuestiones)

Los elementos A, B, C y D tienen números atómicos 12, 14, 17 y 37, respectivamente.

a) Escriba la configuración electrónica de B y D.b) Indique los iones más estables de A y C y escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.c) Indique cuál o cuáles de los elementos tienen electrones desapareados en su estado fundamental.

configuración electrónicaiones

a) Para determinar la configuración electrónica de los elementos B (

Z = 14

) y D (

Z = 37

), se aplica el principio de Aufbau, que establece que los electrones ocupan los orbitales en orden creciente de energía, respetando el principio de exclusión de Pauli.

\text{B } (Z=14): \ce{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2}

\text{D } (Z=37): \ce{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^1}

b) La estabilidad de un ion suele asociarse a la consecución de una configuración de gas noble (capa cerrada). El elemento A (

Z = 12

) posee la configuración

\ce{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2}

. Al perder los dos electrones de su nivel de energía más externo (

n = 3

), el apantallamiento (

S

) disminuye y los electrones restantes sienten una mayor carga nuclear efectiva (

Z_{ef}

), resultando en el ion estable

\ce{A^2+}

\ce{A^2+}: \ce{1s^2 2s^2 2p^6}

El elemento C ( $Z = 17$ ) tiene la configuración $\ce{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5}$ . Para completar su nivel de energía diferenciador ( $n = 3$ ) y alcanzar la estabilidad del octeto, capta un electrón formando el ion $\ce{C^-}$ .

\ce{C^-}: \ce{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6}

c) La presencia de electrones desapareados se determina mediante la regla de máxima multiplicidad de Hund, que indica que en orbitales de igual energía los electrones se sitúan lo más desapareados posible.

Elemento A ( $Z=12$ ): Su configuración termina en $\ce{3s^2}$ . El orbital $s$ está completo con electrones de espines opuestos. Tiene 0 electrones desapareados.Elemento B ( $Z=14$ ): Termina en $\ce{3p^2}$ . Según la regla de Hund, los dos electrones ocupan orbitales $p$ distintos con espines paralelos. Tiene 2 electrones desapareados.Elemento C ( $Z=17$ ): Termina en $\ce{3p^5}$ . Los tres orbitales $p$ se llenan con dos parejas y un electrón desapareado. Tiene 1 electrón desapareado.Elemento D ( $Z=37$ ): Su configuración termina en $\ce{5s^1}$ . Posee un único electrón en el orbital $5s$ . Tiene 1 electrón desapareado.En conclusión, los elementos que presentan electrones desapareados en su estado fundamental son B, C y D.