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T1: Estructura atómica
Estructura atómica
Cuestión
2022 · Extraordinaria · Titular
B1
Examen

Indique para el isótopo X3065X230265Zn\ce{^{65}_{30}Zn}:

a) El número de protones, electrones y neutrones que tiene.b) Un conjunto posible de números cuánticos para su electrón diferenciador.c) El ion más estable que puede formar.
IsótoposNúmeros cuánticosConfiguración electrónica
a) El número de protones, electrones y neutrones que tiene.

Para el isótopo de zinc X3065X230265Zn\ce{^{65}_{30}Zn}, el número atómico (ZZ) indica la cantidad de protones en el núcleo:

Z=3030 protonesZ = 30 \rightarrow 30 \text{ protones}

Al tratarse de un átomo neutro, el número de electrones coincide con el número de protones:

Electrones=30\text{Electrones} = 30

El número másico (AA) es la suma de protones y neutrones. Por tanto, el número de neutrones se calcula restando el número atómico al número másico:

n0=AZ=6530=35 neutronesn^0 = A - Z = 65 - 30 = 35 \text{ neutrones}
b) Un conjunto posible de números cuánticos para su electrón diferenciador.

Los números cuánticos describen el estado de un electrón. El principal (nn) indica el nivel de energía (1,2,3...1, 2, 3...). El secundario (ll) indica la forma del orbital (00 hasta n1n-1), donde s=0,p=1,d=2,f=3s=0, p=1, d=2, f=3. El magnético (mlm_l) indica la orientación (l-l hasta +l+l) y el de espín (msm_s) el sentido de giro (+1/2+1/2 o 1/2-1/2).Siguiendo el principio de Aufbau, la configuración electrónica del Zn\ce{Zn} (Z=30Z=30) es 1s22s22p63s23p64s23d101s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10}. El electrón diferenciador es el último que se coloca según este principio, que corresponde al décimo electrón del subnivel 3d3d.Para un electrón en un orbital 3d3d, los valores son:

n=3n = 3
l=2l = 2

Como es el décimo electrón del subnivel, según el principio de exclusión de Pauli y la regla de máxima multiplicidad de Hund, debe ocupar el último orbital disponible con espín opuesto a los primeros cinco electrones:

ml=+2m_l = +2
ms=1/2m_s = -1/2

Un conjunto posible es (3,2,2,1/2)(3, 2, 2, -1/2).

c) El ion más estable que puede formar.

El zinc tiende a perder los dos electrones de su capa de valencia, que son los situados en el orbital 4s4s, para alcanzar una configuración electrónica de subnivel dd completo (3d103d^{10}), que le proporciona una gran estabilidad.

Zn([Ar]3d104s2)ZnX2+([Ar]3d10)+2e\ce{Zn} ([Ar] 3d^{10} 4s^2) \rightarrow \ce{Zn^{2+}} ([Ar] 3d^{10}) + 2e^-

El ion más estable es ZnX2+\ce{Zn^{2+}}.

T1: Estructura atómica · Estructura atómica — QUIMICA PEvAU Andalucía 2022