T1: Estructura atómica · Propiedades periódicas y enlace

T1: Estructura atómica

Propiedades periódicas y enlace

Teoría

2023 · Ordinaria · Reserva

Sean dos elementos A y B cuyos números atómicos son 12 y 17, respectivamente. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuál de ellos tiene un radio menor?b) ¿Qué elemento es más electronegativo?c) ¿Qué tipo de enlace tiene el compuesto que pueden formar si se combinan entre ellos? Indique la fórmula del compuesto más probable.

Radio atómicoElectroneatividadEnlace químico

Para analizar las propiedades de los elementos A y B, primero determinamos sus configuraciones electrónicas en estado fundamental siguiendo el principio de Aufbau, el principio de exclusión de Pauli y la regla de máxima multiplicidad de Hund:

A (Z=12): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2

B (Z=17): 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5

Ambos elementos pertenecen al tercer nivel de energía (n = 3), por lo que se sitúan en el mismo periodo de la tabla periódica.

a) El elemento B tiene un radio menor que el elemento A. Al estar ambos en el mismo periodo, el número de capas electrónicas y el efecto de apantallamiento (

S

) provocado por los electrones internos son muy similares. Sin embargo, el elemento B posee una mayor carga nuclear (

Z = 17

) frente a la de A (

Z = 12

). Al aumentar el número de protones sin que aumente significativamente el apantallamiento, la carga nuclear efectiva (

Z_{ef} = Z - S

) que experimentan los electrones de la última capa es mayor en B. Esta mayor fuerza de atracción del núcleo sobre la nube electrónica provoca una contracción de la misma, resultando en un menor radio atómico.b) El elemento B es más electronegativo que el elemento A. La electronegatividad mide la tendencia de un átomo a atraer el par de electrones de un enlace. Como se ha razonado en el apartado anterior, el elemento B tiene una mayor carga nuclear efectiva (

Z_{ef}

) y un menor radio atómico que A. Al estar los electrones de la capa de valencia más fuertemente atraídos por el núcleo y situados a una distancia menor de este, la capacidad del elemento B para atraer electrones externos hacia sí es significativamente superior a la del elemento A.c) El compuesto formado entre A y B presentará un enlace iónico. El elemento A es un metal alcalinotérreo con baja energía de ionización que tiende a ceder sus 2 electrones de valencia para adquirir la configuración estable de gas noble, formando el catión

\ce{A^{2+}}

. Por su parte, el elemento B es un halógeno con una elevada afinidad electrónica que tiende a ganar 1 electrón para completar su octeto, formando el anión

\ce{B^-}

. La transferencia de electrones y la posterior atracción electrostática entre iones de signo opuesto da lugar a la red cristalina iónica. Para que el compuesto sea eléctricamente neutro, se necesitan dos aniones B por cada catión A, siendo la fórmula más probable:

\ce{AB2}