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T1: Estructura atómica
Propiedades periódicas
Cuestión
2022 · Extraordinaria · Titular
B2
Examen

Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) La primera energía de ionización del magnesio es menor que la del sodio.b) El BX3+\ce{B^3+} tiene un radio iónico mayor que el BeX2+\ce{Be^2+}c) Los elementos del grupo 17 (halógenos) tienen poca tendencia a ganar electrones.
Configuración electrónicaEnergía de ionizaciónRadio iónico
a) Falso. Para comparar sus energías de ionización, analizamos sus configuraciones electrónicas siguiendo el principio de Aufbau: Na\ce{Na} (Z=11Z=11) es 1s22s22p63s11s^2 2s^2 2p^6 3s^1 y Mg\ce{Mg} (Z=12Z=12) es 1s22s22p63s21s^2 2s^2 2p^6 3s^2.

Ambos elementos tienen su electrón diferenciador en el nivel de energía n=3n=3. El magnesio tiene una mayor carga nuclear (ZZ) que el sodio. Dado que el apantallamiento (SS) de los electrones internos es similar para ambos, la carga nuclear efectiva (Zef=ZSZ_{ef} = Z - S) que experimentan los electrones de valencia es mayor en el magnesio que en el sodio (Zef(Mg)>Zef(Na)Z_{ef}(\text{Mg}) > Z_{ef}(\text{Na})).Una mayor ZefZ_{ef} implica una fuerza de atracción del núcleo sobre los electrones externos más intensa, por lo que se requiere un mayor aporte energético para arrancar el primer electrón. Por tanto, la primera energía de ionización del magnesio es mayor que la del sodio.

b) Falso. El BeX2+\ce{Be^2+} (Z=4Z=4) y el BX3+\ce{B^3+} (Z=5Z=5) son especies isoelectrónicas. Sus configuraciones electrónicas son:
BeX2+:1s2\ce{Be^2+}: 1s^2
BX3+:1s2\ce{B^3+}: 1s^2

Ambos iones poseen el mismo número de electrones en el mismo nivel de energía (n=1n=1). Al aumentar el número atómico de Z=4Z=4 a Z=5Z=5, aumenta la carga nuclear mientras que el apantallamiento (SS) permanece prácticamente constante. Esto conlleva una mayor carga nuclear efectiva (ZefZ_{ef}) en el BX3+\ce{B^3+}. El núcleo de boro atrae con más fuerza a los electrones de la capa 1s1s, reduciendo la distancia media al núcleo y resultando en un radio iónico menor que el del BeX2+\ce{Be^2+}.

c) Falso. Los elementos del grupo 17 poseen una configuración electrónica de valencia ns2np5ns^2 np^5.

Dentro de su periodo, los halógenos tienen una elevada carga nuclear efectiva (ZefZ_{ef}) debido al incremento de protones y a un apantallamiento que no crece en la misma proporción. Tienen una gran tendencia a ganar un electrón para alcanzar la configuración de gas noble (ns2np6ns^2 np^6), que es altamente estable por tener la capa de valencia completa (octeto). Esto se traduce en valores de afinidad electrónica muy negativos (desprenden mucha energía) y una elevada electronegatividad, indicando una tendencia muy alta, y no poca, a ganar electrones.