T1: Estructura atómica · Configuración electrónica y propiedades periódicas

T1: Estructura atómica

Configuración electrónica y propiedades periódicas

Teoría

2023 · Ordinaria · Titular

A.1

Los iones $\ce{X^{2+}}$ e $\ce{Y-}$ presentan las siguientes configuraciones electrónicas: $\ce{X^{2+}}$ ( $1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6}$ ) e $\ce{Y-}$ ( $1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6}$ ). Responda a las siguientes cuestiones.

a) Justifique el número atómico de los elementos

X

Y

, e indique su posición (periodo y grupo) en el sistema periódico.b) Razone qué elemento,

X

Y

, tiene mayor radio atómico.c) Indique qué tipo de enlace presenta a temperatura ambiente cada una de las sustancias

X

Y

por separado.d) Justifique la estequiometría y el tipo de enlace del compuesto que forma el elemento

X

con el elemento

Y

Estructura atómicaEnlace químico

a) El ion

\ce{X^{2+}}

posee 18 electrones. Al tratarse de un catión divalente, el átomo neutro de

X

posee 20 electrones, por lo que su número atómico es

Z = 20

. Siguiendo el principio de Aufbau, su configuración electrónica es

1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 4s^{2}

. Al tener el electrón diferenciador en el nivel energético

n=4

, pertenece al periodo 4, y al terminar en

s^2

, se sitúa en el grupo 2 (alcalinotérreos).El ion

\ce{Y-}

posee 18 electrones. Al tratarse de un anión monovalente, el átomo neutro de

Y

posee 17 electrones, por lo que su número atómico es

Z = 17

. Según el principio de Aufbau, su configuración electrónica es

1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{5}

. Al tener el electrón diferenciador en el nivel

n=3

, pertenece al periodo 3, y al tener 7 electrones de valencia (

s^2 p^5

), se sitúa en el grupo 17 (halógenos).b) El elemento

X

tiene un mayor radio atómico que el elemento

Y

. El elemento

X

tiene sus electrones de valencia en el nivel de energía

n=4

, mientras que el elemento

Y

los tiene en el nivel

n=3

. Aunque la carga nuclear efectiva (

Z_{ef}

) de

Y

es mayor dentro de su periodo, el factor determinante es el número de capas ocupadas. El aumento del apantallamiento (

S

) por la presencia de un nuevo nivel energético en

X

hace que la distancia del núcleo a la capa de valencia sea significativamente mayor en

X

que en

Y

.c) El elemento

X

, al ser un metal del grupo 2, presenta enlace metálico en estado sólido a temperatura ambiente, formado por una red de cationes

\ce{X^{2+}}

sumergidos en una nube de electrones deslocalizados. El elemento

Y

, al ser un no metal del grupo 17, forma moléculas diatómicas

\ce{Y2}

mediante enlace covalente (compartición de un par de electrones), que se mantienen unidas por fuerzas intermoleculares de Van der Waals.d) El compuesto formado por

X

(metal con baja electronegatividad) e

Y

(no metal con alta electronegatividad) presenta un enlace ionicidad elevada, dando lugar a un enlace iónico. El elemento

X

tiende a ceder 2 electrones para alcanzar la configuración de gas noble, formando

\ce{X^{2+}}

, mientras que el elemento

Y

tiende a captar 1 electrón para completar su octeto, formando

\ce{Y-}

. Para que el compuesto sea eléctricamente neutro, la proporción debe ser de dos iones

\ce{Y-}

por cada ion

\ce{X^{2+}}

. Por tanto, la estequiometría del compuesto es

\ce{XY2}