EJERCICIOS DE TABLA PERIÓDICA 1

EJERCICIOS DE TABLA PERIÓDICA
1- Cuatro elementos que llamaremos A, B, C tienen, respectivamente, los números
atómicos:2, 11, 17 . Indique:
a) El grupo y el período al que pertenecen.
b) Cuáles son metales.
c) El elemento que tiene mayor afinidad electrónica.
Solución:
a) A: Z = 2: 1s2
Es un gas noble del grupo 18, y del período 1, el helio, He.
B: Z = 11: 1s2 2s2 2p6 3s1
Es el alcalino (grupo 1) del período 3, el sodio, Na.
C: Z = 17: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Es el halógeno (grupo 17) del periodo 3: el cloro: Cl.
b) Es metales los elementos de Z = 11 y Z = 2, esto es, B y D.
c) La afinidad electrónica es la energía desprendida cuando un átomo gaseoso, neutro y en
estado fundamental capta un electrón, convirtiéndose en ión negativo. Es más alta a medida
que en la Tabla Periódica se va a la derecha y hacia arriba.
Será el elemento de Z = 17 (denominado C), el de mayor Afinidad Electrónica.
2- Dado el elemento de Z= 19:
a) Escriba su configuración electrónica.
b) Indique a qué grupo y período pertenece
c) ¿Cuáles son los valores posibles que pueden tomar los números cuánticos de su
electrón más externo?.
Solución:
a) Z = 19: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
b) Es un alcalino (grupo 1) del período cuarto, el potasio (K).
c) El electrón más externo es el del orbital 4s, luego sus números cuánticos serán:
n (período en que se halla el elemento) = 4
l (tipo de orbital) = 0, pues es un orbital tipo "s"
m (orientación espacial del orbital) = 0, al ser "s"
s = + 1 / 2, - 1/ 2
Esto es, los 4 nº cuánticos serán:
(4, 0, 0, + / - 1 / 2)
3- Los átomos neutros X, Y Z, tiene las siguientes configuraciones:
X = 1s2 2s2 2p1
Y = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Z = 1s2 2s2 2p6 3s2
a) Indique el grupo y el periodo en el que se encuentran.
b) Ordénelos, razonadamente, de menor a mayor electronegatividad.
c) ¿Cuál es el de mayor electronegatividad?
Solución:
a) X: boroideo del periodo 2: el B.
Y: halógeno del periodo 2: el F.
Z: alcalinotérreo del tercer periodo: el Mg.
b) La electronegatividad es la medida de la fuerza con que un átomo atrae el par de electrones
que comparte con otro en un enlace covalente.Y en los periodos crece de izquierda a derecha,
mientras que en los grupos lo hace al subir, por lo tanto, para los átomos dados:
Mg (Z) < B (Z) < F (Y)
c) La energía o potencial de ionización es la energía que se debe suministrar a un átomo
neutro, gas y en estado fundamental parar arrancarle el electrón más externo, convirtiéndolo
en un ión positivo.
En los periodos aumenta hacia la derecha, porque los no metales tienden a ganar electrones y
no a perderlos, y en los grupos disminuye al bajar porque como aumenta el radio atómico es
más fácil arrancar el electrón.
Por ello, el elemento con mayor energía de ionización será el F. (Y)
4- Considere los elementos con números atómicos 4, 11, 17 y 33:
a) Escriba la configuración electrónica señalando los electrones de la capa de valencia.
b) Indique a qué grupo del sistema periódico pertenece cada elemento y si son metales o no
metales.
c) ¿Cuál es el elemento más electronegativo y cuál el menos electronegativo?
d) ¿Qué estados de oxidación serán los más frecuentes para cada elemento?
Solución
2
2
-
a) Z = 4 1s 2s 2e en la capa de valencia.
2
2
6
1
-
Z = 11 1s 2s 2p 3s 1e en la capa de valencia
2
2
6
2
5
-
Z = 17 1s 2s 2p 3s 3p 7e en la capa de valencia
2
2
6
2
6
2
10
3
-
Z = 33 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5 e en la capa de valencia
b) Z = 4 metal, Grupo II (grupo 2), periodo 2
a
Z = 11 metal, Grupo I (grupo 1), periodo 3
a
Z = 17 no metal, Grupo VII (grupo 17), periodo 3
a
Z = 33 no metal, Grupo V (grupo 15), periodo 4
a
c) La electronegatividad es una medida de la atracción de un átomo sobre un par de electrones
mediante los cuales está enlazado con otro átomo.
Dentro de un grupo la electronegatividad disminuye a medida que aumenta el número atómico.
Dentro de un periodo aumenta de izquierda a derecha hasta ser máxima en el grupo de los halógenos
(VII )
a
Por ello, el elemento más electronegativo es el de Z = 7, y el menos electronegativo el de Z = 11.
2
2
d) Z = 4 1s 2s nº oxidación +2
2
2
6
1
Z = 11 1s 2s 2p 3s nº oxidación +1
2
2
6
2
5
Z = 17 1s 2s 2p 3s 3p nº oxidación -1, +1, +3, +5, +7
2
2
6
2
6
2
10
3
Z = 33 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p nº oxidación -3, +3, +5
5- Sabiendo que el boro es el primer elemento del grupo trece del Sistema Periódico, conteste
razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) La energía de ionización es la energía que desprende un átomo, en estado gaseoso, cuando se
convierte en ión positivo.
b) La energía de ionización del boro es superior a la del litio (Z=3).
SOLUCIÓN:
2 1
El primer elemento del grupo 13 (configuración electrónica externa s p ) se encuentra en el segundo
2
2
1
periodo. Por tanto la configuración electrónica del boro es: 1s 2s 2p (5 electrones y por tanto, al ser un
átomo neutro, 5 protones: z = 5).
a) Falsa. La energía de ionización no es una energía desprendida sino consumida. Se define como la
energía que es necesario comunicar para ionizar (extraer un electrón) un mol de un elemento en estado
gaseoso y en su estado fundamental.
2 1
b) Verdadera. El Litio (z=3, configuración electrónica 1s 2s ) se encuentra también en el periodo 2 pero
en el grupo 1 del sistema periódico. Se encuentra por tanto en el mismo periodo que el boro, pero el litio
se encuentra situado más a la izquierda en dicho sistema.
La energía de ionización de los átomos neutros varía, dentro del sistema periódico de la siguiente manera
(en líneas generales, salvo excepciones concretas): en un mismo periodo aumenta hacia la derecha, en un
mismo grupo aumenta hacia arriba).
Por tanto, al por ese motivo, el boro posee mayor energía de ionización que el litio, ya que se encuentra
situado en el mismo periodo que el litio pero más a la derecha.
2
3
6- La configuración electrónica del último nivel energético de un elemento es 4s 4p . De acuerdo
con este dato:
a) Deduzca la situación de dicho elemento en la tabla periódica.
b) Escriba los valores posibles de los números cuánticos para su último electrón.
c) Deduzca cuántos protones tiene un átomo de dicho elemento.
d) Deduzca los estados de oxidación más probables de este elemento.
SOLUCIÓN:
a)
El último nivel energético ocupado por electrones en este átomo es el n=4, por ello el elemento se
encuentra situado en el periodo 4 del sistema periódico.
El grupo al que pertenece lo deducimos a partir del último subnivel ocupado por electrones: subnivel p
3
con 3 electrones (p ), que corresponde al grupo 15 del sistema periódico (grupo de los nitrogenoideos).
Por tanto, el elemento se encuentra situado en el periodo 4, grupo 15.
b)
Los cuatro números cuánticos de este electrón serán:
n=4, ya que pertenece al nivel energético 4.
l=1, ya que pertenece al subnivel energético p.
m = +1, ya que, de los tres valores posibles de ml para l=1, que son –1,0,+1
S = + 1/2
Por tanto, una posibilidad para los cuatro números cuánticos que corresponden a este electrón es:
(4, 1, +1, +1/2)
c)
Al ser un átomo neutro, los electrones que posee coinciden en número con los protones del núcleo.
La configuración electrónica completa de este átomo será:
2
2
6
2
6
2
10
3
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
con lo cual tendrá: 2+2+6+2+6+2+10+3 = 33 electrones, y a su vez 33 protones.
d)
Atendiendo a su configuración electrónica del último nivel, los estados de oxidación más probables para
este elemento serán: -3, +3, +5