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

Considerando las especies NX3\ce{N^{3-}}, MgX2+\ce{Mg^{2+}} y Ar\ce{Ar}, explique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) Las tres especies son isoelectrónicas.b) Las tres especies tienen el mismo número de electrones desapareados.c) El Ar\ce{Ar} tiene mayor energía de ionización que el MgX2+\ce{Mg^{2+}}.d) El radio iónico de NX3\ce{N^{3-}} es mayor que el de MgX2+\ce{Mg^{2+}}.
Energía de ionizaciónRadio iónico
Configuraciones electrónicas y propiedades periódicas

Determinación de las configuraciones electrónicas en el estado fundamental siguiendo el principio de Aufbau según el número atómico (ZZ):NX3\ce{N^{3-}} (Z=7Z=7): 1sX2 2sX2 2pX6\ce{1s^2 2s^2 2p^6} MgX2+\ce{Mg^{2+}} (Z=12Z=12): 1sX2 2sX2 2pX6\ce{1s^2 2s^2 2p^6} Ar\ce{Ar} (Z=18Z=18): 1sX2 2sX2 2pX6 3sX2 3pX6\ce{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6}

a) NX3\ce{N^{3-}} y MgX2+\ce{Mg^{2+}} son especies isoelectrónicas.

Verdadero. Al comparar sus configuraciones electrónicas, se observa que ambas especies poseen el mismo número de electrones (10) y la misma distribución en los orbitales. Al completar ambos el nivel energético n=2n=2 siguiendo el orden de llenado del principio de Aufbau, se definen como especies isoelectrónicas.

b) El radio de MgX2+\ce{Mg^{2+}} es mayor que el de NX3\ce{N^{3-}}.

Falso. Ambas especies son isoelectrónicas, por lo que el efecto de apantallamiento (SS) es prácticamente el mismo. Sin embargo, el magnesio posee un mayor número de protones (Z=12Z=12) que el nitrógeno (Z=7Z=7). Dado que la carga nuclear efectiva es Zef=ZSZ_{ef} = Z - S, el catión MgX2+\ce{Mg^{2+}} experimenta una ZefZ_{ef} mayor, lo que genera una atracción más intensa del núcleo sobre la nube electrónica, contrayéndola y resultando en un radio menor que el del anión NX3\ce{N^{3-}}.

c) El átomo de Ar\ce{Ar} presenta el mayor radio de las tres especies.

Verdadero. El radio de una especie depende fundamentalmente del nivel de energía más externo ocupado por sus electrones. Mientras que los electrones de las especies iónicas se sitúan en el nivel n=2n=2, el átomo de Ar\ce{Ar} tiene sus electrones diferenciadores en el nivel n=3n=3. Al aumentar el número cuántico principal (nn), la distancia media de los electrones al núcleo se incrementa significativamente, lo que determina que el radio del Ar\ce{Ar} sea el mayor de la serie estudiada.

T1: Estructura atómica · Propiedades periódicas — QUIMICA PEvAU Andalucía 2025