Pregunta 4 - Estructura atómica · Química PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2021

a) Escriba la configuración electrónica del átomo A (Z = 19)

Solución: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^1$

a) Indique el grupo del átomo A

Solución: Grupo 1 (alcalinos)

a) Indique el periodo del átomo A

Solución: 4

a) Escriba la configuración electrónica del átomo B (Z = 35)

Solución: $1s^2\, 2s^2\, 2p^6\, 3s^2\, 3p^6\, 4s^2\, 3d^{10}\, 4p^5$

a) Indique el grupo del átomo B

Solución: Grupo 17 (halógenos)

a) Indique el periodo del átomo B

Solución: 4

b) ¿El radio del ion más estable de A es inferior al del ion más estable de B?

Solución: Sí

b) Justifique si el radio del ion más estable de A es inferior al del ion más estable de B

Solución: El ion más estable de A es el catión $\mathrm{K}^+$, que pierde un nivel completo (el orbital $4s$) adquiriendo mayor atracción nuclear efectiva sobre los electrones restantes, lo que reduce notablemente su radio. El ion más estable de B es el anión $\mathrm{Br}^-$, que al ganar un electrón aumenta las repulsiones electrónicas interelectrónicas manteniendo la misma carga nuclear, lo que provoca un gran aumento de tamaño. Por tanto, el radio de $\mathrm{K}^+$ es inferior al de $\mathrm{Br}^-$.

c) ¿Qué se entiende por primera energía de ionización de un átomo?

Solución: Es la energía mínima necesaria que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en su estado fundamental para arrancarle su electrón más externo (el electrón de valencia).

c) ¿Cuál de los átomos A y B tendría mayor energía de ionización?

Solución: B

c) Justifique cuál de los átomos A y B tendría mayor energía de ionización

Solución: El átomo B (bromo). La ionización de A supone retirar el único electrón $4s^1$ para alcanzar configuración de gas noble, requiriendo poca energía. Por el contrario, en B, situado a la derecha del mismo periodo, el radio es menor y la carga nuclear efectiva es mucho mayor, por lo que los electrones externos están fuertemente atraídos y se requiere mucha más energía para arrancarlos.