Pregunta 179 · FIR 2023 · Química orgánica, general e inorgánica

Por qué es la correcta y por qué no las otras

Las tres especies son hidrogenoides: un solo electrón alrededor de un núcleo de carga Z (H: Z=1; He⁺: Z=2; Li²⁺: Z=3). Al no haber otros electrones, no hay apantallamiento. Según el modelo de Bohr, la energía del electrón en el estado fundamental es E = −13,6·Z²/n² eV. La energía de ionización crece con Z²: H 13,6 eV, He⁺ 54,4 eV y Li²⁺ 122,4 eV. El Li²⁺ tiene la mayor carga nuclear atrayendo a un único electrón, que además queda más cerca del núcleo (r ∝ n²/Z). Por eso es el más difícil de arrancar.

Por qué no las otras

• 1. Misma energía por ser isoelectrónicos. Tener igual número de electrones no iguala la energía: la carga nuclear Z cambia y la energía de ionización escala con Z², así que son muy distintas.
• 3. Mayor en el H. Es justo al revés: el H tiene Z=1, la menor carga nuclear de las tres. Es el que retiene peor su electrón (13,6 eV), el más fácil de ionizar.
• 4. Mayor en el He⁺. Su valor es intermedio (Z=2, 54,4 eV). Sería el mayor si la comparación fuera solo con el H, pero el Li²⁺ (Z=3) lo supera.

Clave para el FIR: En especies hidrogenoides (un electrón), la energía de ionización es 13,6·Z²/n² eV: a igual número de electrones, gana la de mayor carga nuclear.