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T1: Estructura atómica
Estructura atómica y tabla periódica
Cuestión
2022 · Ordinaria · Reserva
B4
Examen

Sean los elementos de número atómico 11 y 17:

a) Basándose en la configuración electrónica, justifique el grupo y periodo al que pertenece cada uno.b) Razone si el primero tiene mayor energía de ionización.c) Razone cuál de ellos tendrá mayor radio atómico.
Configuración ElectrónicaRadio AtómicoEnergía de Ionización
a) Basándose en la configuración electrónica, justifique el grupo y periodo al que pertenece cada uno.
Z=11:1s22s22p63s1Z=11: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1

Para el elemento con Z=11Z=11, el nivel de energía más externo ocupado por electrones según el principio de Aufbau es n=3n=3, por lo que pertenece al periodo 3. Al disponer de un solo electrón en su capa de valencia en un orbital ss, se clasifica en el grupo 1.

Z=17:1s22s22p63s23p5Z=17: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5

Para el elemento con Z=17Z=17, el máximo nivel energético alcanzado siguiendo el principio de Aufbau es n=3n=3, lo que indica que pertenece al periodo 3. Al presentar una configuración de valencia ns2np5ns^2 np^5, posee 7 electrones de valencia, lo que lo sitúa en el grupo 17.

b) Razone si el primero tiene mayor energía de ionización.

Falso. Ambos elementos tienen sus electrones de valencia en el mismo nivel de energía (n=3n=3). Al desplazarnos de izquierda a derecha en un periodo, la carga nuclear (ZZ) aumenta mientras que el apantallamiento (SS) ejercido por los electrones internos se mantiene prácticamente constante. Como consecuencia, la carga nuclear efectiva (Zef=ZSZ_{ef} = Z - S) aumenta de Z=11Z=11 a Z=17Z=17. Una mayor ZefZ_{ef} ejerce una fuerza de atracción superior sobre los electrones externos, por lo que se requiere un mayor aporte energético para arrancar un electrón. Así, el elemento con Z=17Z=17 tiene mayor energía de ionización que el de Z=11Z=11.

c) Razone cuál de ellos tendrá mayor radio atómico.

El elemento con mayor radio atómico es el de Z=11Z=11. Al pertenecer ambos al periodo 3, los electrones diferenciadores están en el mismo nivel principal de energía. Sin embargo, el elemento con Z=17Z=17 posee un mayor número de protones en el núcleo, lo que genera una carga nuclear efectiva (ZefZ_{ef}) superior al ser el apantallamiento (SS) muy similar en ambos casos. Esta mayor ZefZ_{ef} atrae con más intensidad a la nube electrónica hacia el núcleo, provocando una contracción del átomo. Por lo tanto, el átomo de Z=11Z=11 presenta una menor atracción sobre su electrón externo y posee un radio mayor.

T1: Estructura atómica · Estructura atómica y tabla periódica — QUIMICA PEvAU Andalucía 2022