Solucionario_QUIMICA_t-3_elementos_TP

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SOLUCIONARIO DEL LIBRO DE QUÍMICA 
DE 21111 DE BACHILLERATO 
 
 
Unidad didáctica 3 : Los elementos químicos y la Tabla Periódica 
 
 
Principales constantes físicas 
 
 
Magnitud Símbolo Valor en el Sistema Internacional 
Constante de Planck 
Velocidad de la luz en el vacío 
Carga elemental 
Masa del electrón 
Masa del protón 
Masa del neutrón 
Factor de conversión masa-
energía 
Constante de Avogadro 
Volumen molar (C.N.) 
Constante de los gases ideales 
 
 
Constante de Faraday 
Constante de Rydberg 
Cero escala Celsius 
h 
c 
e 
me 
mp 
mn 
 
 
NA 
Vm 
R 
 
 
F 
R 
0 EC 
6,626 A 10-34 J A s 
2,998 A 108 m A s-1 
1,602 A 10-19 C 
9,109 A 10-31 kg = 5,49 A 10-4 u 
1,673 A 10-27 kg = 1,0073 u 
1,675 A 10-27 kg = 1,0087 u 
u = 931,5 MeV A c-2 
 
6,02 A 1023 partículas A mol-1 
22,4 L A mol-1 
8,314 J A K-1 mol-1 
0,082 atm A L A K-1 A mol-1 
1,98 cal A K-1 A mol-1 
 9,649 A 104 C A mol-1 
1,097 A 107 m-1 
273,16 K 
 
 
Algunas unidades prácticas y su equivalencia en unidades del Sistema 
Internacional 
 
Magnitud Unidad Símbolo Equivalencia 
volumen 
masa 
 
densidad 
energía 
 
 
 
presión 
 
concentración 
litro 
tonelada 
unidad atómica de masa 
gramo/centímetro cúbico 
kilowatio - hora 
electronvoltio 
caloría 
atmósfera A litro 
atmósfera 
bar 
parte por millón (en masa) 
parte por mil millones (en 
masa) 
parte por millón de millones 
(en masa) 
L 
t 
u 
g A cm-3 
kW A h 
eV 
cal 
atm A L 
atm 
bar 
ppm 
ppb 
ppt 
10-3 m3 
103 kg 
1,6603 A 10-27 kg 
10-3 kg A m-3 
3,6 A 106 J 
1,602 A 10-19 J 
4,184 J 
1,013 A 102 J 
1,013 A 105 Pa 
105 Pa 
µg soluto A g-1 disolución 
µg solutoA kg-1 disolución 
 
pg soluto A g-1 disolución 
 
 
 
 
 
 
53
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 2 
 
 
 
 
 
 
Elementos químicos más utilizados y sus masas atómicas en u 
Z Símbolo Nombre masa Z Símbolo Nombre masa 
89 Ac Actinio 227 3 Li Litio 6,491 
13 Al Aluminio 26,98 12 Mg Magnesio 24,31 
51 Sb Antimonio 121,8 25 Mn Manganeso 54,94 
18 Ar Argón 39,95 80 Hg Mercurio 200,6 
33 As Arsénico 74,92 42 Mo Molibdeno 95,94 
85 At Astato 210 60 Nd Neodimio 144,2 
16 S Azufre 32,07 10 Ne Neón 20,18 
56 Ba Bario 137,3 28 Ni Níquel 58,69 
4 Be Berilio 9,012 7 N Nitrógeno 14,01 
83 Bi Bismuto 209,0 102 No Nobelio 253 
5 B Boro 10,81 79 Au Oro 197,0 
35 Br Bromo 79,90 76 Os Osmio 190,2 
48 Cd Cadmio 112,4 8 O Oxígeno 16,00 
20 Ca Calcio 40,08 46 Pd Paladio 106,4 
6 C Carbono 12,01 47 Ag Plata 107,9 
58 Ce Cerio 140,1 78 Pt Platino 195,1 
55 Cs Cesio 132,9 82 Pb Plomo 207,2 
30 Zn Cinc 65,39 94 Pu Plutonio 242 
40 Zr Circonio 91,22 84 Po Polonio 210 
17 Cl Cloro 35,45 19 K Potasio 39,10 
27 Co Cobalto 58,93 59 Pr Praseodimio 140,9 
29 Cu Cobre 63,55 91 Pa Protoactinio 231 
36 Kr Criptón 83,80 88 Ra Radio 226 
24 Cr Cromo 52,00 86 Rn Radón 222 
21 Sc Escandio 44,96 45 Rh Rodio 102,9 
50 Sn Estaño 118,7 37 Rb Rubidio 85,47 
38 Sr Estroncio 87,62 34 Se Selenio 78,96 
9 F Flúor 19,00 14 Si Silicio 28,09 
15 P Fósforo 30,97 11 Na Sodio 22,99 
87 Fr Francio 223 81 Tl Talio 204,4 
31 Ga Galio 69,72 43 Tc Tecnecio 99 
32 Ge Germanio 72,59 52 Te Telurio 127,6 
72 Hf Hafnio 178,5 22 Ti Titanio 47,88 
2 He Helio 4,003 90 Th Torio 232,0 
1 H Hidrógeno 1,008 74 W Volframio 183,9 
26 Fe Hierro 55,85 92 U Uranio 238 
49 In Indio 114,8 23 V Vanadio 50,94 
77 Ir Iridio 192,2 54 Xe Xenón 131,3 
57 La Lantano 138,9 53 I Yodo 126,9 
 
 
 
 
 
 
 
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 3 
Cuestiones iniciales 
 
 
1. Contesta y razona la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones 
sobre el átomo de Ar y el catión Ca 2+: a) Ambos poseen el mismo número de 
electrones. b) Por tanto, tienen el mismo número de protones. c) El tamaño del 
ión Ca 2+ es superior al del átomo de Ar. 
 
a) Correcta. El número atómico del Ar es 18 y el del Ca 20, pero el Ca2+ contiene dos 
electrones menos. 
 
b) Falsa. El Ar tiene 18 protones y el Ca2+ 20 protones. 
 
c) El Ca2+ es más pequeño que el Ar, pues la carga positiva del núcleo del Ca2+ 
implica mayor atracción de los electrones de la corteza y la consiguiente disminución 
del tamaño, mientras que en el Ar este efecto no aparece. 
 
 
2. Escribe las configuraciones electrónicas de los átomos de boro y silicio, si se 
sabe que sus números atómicos son, respectivamente, iguales a 5 y 15. 
 
Para el B con Z = 5 es 1s2 2s2 2p1 
 
Para el P con Z = 15 es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 
 
 
3. ))))Es lo mismo val encia que número de oxidación? 
 
No son conceptos distintos, aunque relacionados. 
 
La valencia hace referencia a la capacidad de combinación de un elemento químico 
con otros. 
 
El número de oxidación de un átomo en un compuesto químico es el número de 
electrones ganados o perdidos por dicho átomo con respecto al mismo átomo aislado. 
 
 
Actividades finales 
 
 
1. Escribe las con figuraciones electrónicas de los elementos químicos A y B de 
números atómicos Z = 11 y Z = 16 e indica de qué elementos químicos se tratan. 
 
A (Z = 11) es: 1s2 2s2 2p6 3s1 y es el Na 
 
B (Z = 16) es: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 y es el S. 
 
 
2. Escribe las conf iguraciones electrónicas externas de los metales 
alcalinotérreos y de los halógenos, poniendo un ejemplo da cada uno de ellos. 
 
La de los metales alcalinotérreos es: ns2 y un ejemplo es Ba: 6s2. 
 
La de los halógenos es. ns2 np5 y un ejemplo es el Cl: 3s2 3p5 
 
55
 4 
 
3. Las siguientes configuraciones electrónicas de átomos en su estado 
fundamental son incorrectas. Indica por qué: a) 1s 2 2s2 2p5 3s1. b) 1s2 2s1 2p6 
3s2. c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2. d) 1s3 2s2 2p4. 
 
Son incorrectas por: 
 
a) 1s2 2s2 2p5 3s1. El subnivel energético 2p pude contener 6 electrones. Por tanto, el 
electrón 3s debería ir a uno de los orbitos 2p. 
 
b) 1s2 2s1 2p6 3s2. Análogamente al caso anterior, existe un subnivel de menor 
energía que no está completo: en este caso, el 2s. Luego uno de los dos electrones 
del orbital 3s debería ir al orbital 2s. 
 
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2. Antes de empezar a ocuparse el subnivel energético 3d 
debe estar lleno el subnivel 4s, de menor energía. Por tanto, los dos electrones 3d 
deberían ir al orbital 4s. 
 
d) 1s3 2s2 2p4. El principio de exclusión de Pauli prohíbe que un orbital esté ocupado 
por más de dos electrones, luego uno de los tres electrones del orbital 1s debería ir a 
un orbital 2p semilleno. 
 
 
4. Escribe las conf iguraciones electrónicas en el estado fundamental del N, Fe y 
Fe2+. 
 
N de Z = 7: 1s2 2s2 2p3 
 
Fe de Z = 26: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 
 
Fe2+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6, pues los orbitales 3d y 4s son de energía similar, pero 
los electrones más externos son los de los orbitales 4d, que son los que se arrancan 
antes. 
 
 
5. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas: A: 1s 2 3s1; B: 1s 2 2s3; C: 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5; D: 1s 2 2s2 2px
2 2py
0 2pz
0. Indica razonadamente: a) Las que no 
cumple el principio de exclusión de Pauli. b) La que no cumple la regla de Hund. 
c) La que, siendo permitida, contiene electrones despareados. 
 
a) La configuración electrónica B: 1s2 2s3 no cumple el Principio de Exclusión de Pauli, 
ya que el orbital 2s tiene tres electrones. 
 
b) La configuración electrónica de D: 1s2 2s2 2px
2 2py
0 2pz
0 no cumple la regla de 
Hund, pues antes de que el orbital 2px esté ocupado deben estar el 2py y el 2pz 
semiocupados. 
 
c) Las configuraciones electrónicas A y C contienen electrones desapareados. En el 
primer caso, hay un electrón en el orbital 3s, y en el segundo, un electrón en uno de 
los tres orbitales 3p. 
 
 
6. Indica las dos posibles combinaciones de números cuánticos para el electrón 
de valencia de cada átomo de los elementos químicos Na y K. ¿Cuál de estos 
dos elementos químicos será más electropositivo? 
56
 5 
 
El Na tiene un electrón de valencia y su configuración electrónica externa pertenece al 
tercer período y es 3s1. El K está en el mismo grupo, pero en el cuarto período y su 
configuración electrónica externa es 4s1. 
 
Por tanto, las dos posibles combinaciones denúmeros cuánticos, listado ele orden n, 
l, ml y ms son: 
 
Na: (3, 0, 0, + ½ ) o (3, 0, 0, - ½ ) 
 
K: (4, 0, 0, + ½ ) o (4, 0, 0, - ½ ) 
 
El carácter electropositivo de un elemento químico viene dado por la tendencia a 
ceder los electrones más externos, en este caso solamente uno y a convertirse en un 
catión. En el K su electrón de valencia está más alejado del núcleo que en el caso el 
Na, por lo que en el K está menos fuertemente atraído por el núcleo, y por ello el K es 
más electropositivo que el Na. 
 
 
7. Indica razonadamente si son ciertas o falsas cada una de las siguientes 
afirmaciones: a) D os iones de carga +1 de los isótopos 23 y 24 del sodio (Z = 11) 
tienen el mismo comportamiento químico. b) El ión de carga -2 del isótopo 16 
del oxigeno (Z = 8) presenta la misma reactividad que el ión de carga -1 del 
isótopo 18 del oxígeno. c) La masa atómica aproximada del cloro es 35,5 u, 
siendo este un valor promedio ponderado entre las masas de los isótopos 35 y 
37, de porcentajes de abundancia 75 % y 25 %, respectivamente. d) Los isótopos 
16 y 18 del oxígeno se diferencian en el número de electrones que poseen. 
 
a) Cierta. Ambas especies, que se representan por +Na2311 y 
+Na2411 , tienen igual 
configuración electrónica, que es la responsable del comportamiento químico, por lo 
que es correcta la afirmación propuesta. 
 
b) Falsa. Según lo expuesto anteriormente, al tener diferente configuración 
electrónica, una especie, −2168O , tiene su última capa completa, y la otra, 
−O188 , tiene 
siete electrones, tendrán distinta reactividad. 
 
c) Cierta. Cuando un elemento químico se presenta en la naturaleza como mezcla de 
varios isótopos, su masa atómica es la masa media ponderada de sus isótopos, es 
decir: 
 
u
uu
M 5,35
100
25·3775·35 =+= 
 
Hay que decir que este apartado es cierto, pero con salvedades. La masa atómica de 
un isótopo sólo coincide aproximadamente con el número másico que lo identifica. 
Así, el isótopo 35 de cloro posee un número másico de 35 (17 protones más 18 
neutrones), pero su masa atómica es 34,969 u. Esta pequeña diferencia, pero 
apreciable, entre el número másico y la masa atómica tiene que ser tenida en cuenta 
al calcular las masas atómicas de los elementos químicos. 
 
d) Falsa. Los isótopos de un mismo elemento químico (neutro) se diferencian en el 
número de neutrones, no en el de electrones. 
 
 
57
 6 
8. ¿Cuáles son los dos grupos representativos o principales de la Tabla 
Periódica a que podría pertenecer un elemento químico cuyo átomo neutro en el 
estado fundamental tiene dos electrones no apareados? 
 
Se trata de un grupo con electrones en orbitales s o p. Y teniendo en cuenta la regla 
de Hund, sólo pude haber dos electrones no aparados en el subnivel p para los 
elementos químicos de los grupos que tienen la configuración: ns2 np2, que es la del 
grupo 14, o la ns2 np4, que es la del grupo16, ya que: 
 
ns2 np2 es: ns2 npx
1 npy
1 y ns2 np4 es: ns2 npx
2 npy
1 npz
1 
 
 
9. Los únicos eleme ntos químicos de los metales de transición que presentan 
carga eléctrica +1 en sus iones son Cu, Ag y Au. Explica este hecho. 
 
Las configuraciones electrónicas de dichos metales son excepciones a la regla 
general dada por el diagrama de Moeller y son: 
 
Cu de Z = 29: [Ar] 4s1 3d10 
 
Ag de Z = 47: [Kr] 5s1 4d10 
 
Au de Z = 79: [Xe] 6s1 4f14 5d10 
 
En los tres casos queda un electrón en el orbital s que es el que se pierde al 
convertirse el metal en catión monopositivo. 
 
 
10. Si la configuración electrónica de la capa de valencia de un elemento 
químico es 4s 2 3d10 4p3, indica a qué período y a qué familia pertenece dicho 
elemento químico y muestra qué número de oxidación puede tener. 
 
4s2 3d10 4p3 corresponde a un elemento químico del cuarto período, ya que la cuarta 
capa o nivel energético es la más alta ocupada y es una configuración electrónica de 
los elementos químicos pertenecientes al grupo 15, que es el de lo nitrogenoides. 
 
Al ser el nitrogenoide del cuarto período es el As y tiene un número de oxidación 
negativo y es -3, porque alcanza la configuración del gas noble más próximo, el Kr, 
por captura de tres electrones. 
 
 
11. ¿Cuál o cuáles de las siguientes combinaciones son conjuntos válidos de 
números cuánticos para un electrón de un átomo de carbono en su estado 
fundamental? Razona la respuesta e indica por qué no son válidas el resto de 
combinaciones. 
Combinación n l ml ms 
A 1 0 1 + ½ 
B 2 0 0 - ½ 
C 2 2 -1 - ½ 
D 3 1 -1 + ½ 
 
La configuración electrónica del C en su estado fundamental es: 
 
C de Z = 6: 1s2 2s2 2p2 
 
58
 7 
Por tanto, la única configuración aceptable de las propuestas es la B que corresponde 
a un electrón 2s. El resto son inadecuadas por: 
 
A: Es una configuración incorrecta, porque para l = 0, ml no puede valer 1. 
 
C: Tampoco es una configuración aceptable, porque si n = 2, l no puede tomar el valor 
de 2. 
 
D: Es una configuración físicamente aceptable para un electrón 3p, pero no es 
adecuada para el carbono en su estado fundamental, ya que carece de ellos. 
 
 
12. ¿Quién presenta mayor afinidad electrónica, los metales alcalinos o los 
alcalinotérreos? 
 
La afinidad electrónica de los metales alcalinos es pequeña, pero apreciable. El 
electrón extra se alojaría en el orbital ns, que está semiocupado, y el resultado es una 
subcapa llena, situación no del todo desfavorable. 
 
Por el contrario, los metales alcalinotérreos no muestran tendencia alguna a captar 
electrones y convertirse en aniones monovalentes. El electrón adicional debería 
alojarse en una nueva subcapa, la p, de forma que el proceso en energéticamente 
desfavorable. 
 
En consecuencia, aunque la tendencia general es de que la afinidad electrónica crece 
en la Tabla Periódica hacia la derecha, hay que tener en cuenta que la afinidad 
electrónica de los metales alcalinos es superior a la de los metales alcalinotérreos. 
 
 
13. Un átomo neutro de cierto elemento químico tiene 13 electrones. a) Escribe 
su configuración electrónica, indicando de qué elemento químico se trata. b) 
¿Cuáles son los valores de los números cuánticos para los electrones de su 
última capa? 
 
a) La configuración electrónica es: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 y se trata de un elemento 
químico de la familia de los térreos y como está en el tercer nivel es el aluminio. 
 
b) Los valores de los números cuánticos de los electrones de su última capa son: 
 
De los electrones 3s: 
 
El primero: n = 3 l = 0 ml = 0 ms = + ½ 
 
El segundo: n = 3 l = 0 ml = 0 ms = - ½ 
 
El electrón 3p: n = 3 l = 1 ml = -1, 0, ó +1 ms = + ½ ó - ½ 
 
En este último caso hay que decir que hay tres posibilidades para ml y dos para ms. 
 
 
14. Un átomo X tien e la siguiente configuración electrónica: 1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 
5s1. ¿Cuáles de las siguientes frases son correctas?: a) X se encuentra en su 
estado fundamental . b) X pertenece al grupo de los metales alcalinos. c) X 
pertenece al quinto período de la Tabla Periódica. d) Si el electrón pasara desde 
el orbital 5s al 6s se emitiría energía luminosa que daría lugar a un línea en el 
59
 8 
espectro de emisión. Razona la respuesta. 
 
a) Es incorrecta, el átomo no se encuentra en su estado fundamental o de mínima 
energía. Está en un estado excitado. Para encontrarse en su estado fundamental su 
configuración electrónica seria: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1. 
 
b) Correcta. Es el alcalino del cuarto período, es decir el K 
 
c) Incorrecta, es el potasio. 
 
d) Incorrecta, el paso del orbital 5s al 6s en vez de emitirse energía, se absorbe. En 
todo caso daría lugar a una línea en un espectro de absorción. 
 
 
15. La primera energía de ionización del fósforo es 1012 kJ/mol y la del azufre 
999,5 kJ/mol. Explica razonadamente si los valores anteriores son los que caben 
esperar de acuerdo con la configuración electrónica de ambos elementos 
químicos. 
 
Lo que se trata de justificar en el ejercicio es que la primera energía de ionización del 
fósforo es ligeramente mayorque la de azufre, sin tener en cuenta los valores 
concretos que se dan. 
 
Teniendo en cuenta cómo varía la energía de ionización en un mismo período, sería 
de esperar, de acuerdo con la tendencia general, un valor más elevado para el azufre, 
por estar más a la derecha que el fósforo. Sin embargo, viendo las configuraciones 
electrónicas de la última capa de ambos elementos químicos, encontramos que la del 
fósforo es: 3s2 3px
1 3py
1 3pz
1 y la del azufre 3s2 3px
2 3py
1 3pz
1. 
 
Por lo que el fósforo tiene el subnivel energético 3p semilleno, lo que le confiere una 
estabilidad adicional, que no tiene el azufre. Por tanto, la eliminación del último 
electrón del azufre se ve favorecida por el hecho de que la configuración electrónica 
del fósforo tiene una estabilidad extra. 
 
 
16. El último electrón que completa la configuración electrónica, en el estado 
fundamental, de un átomo del elemento químico A tiene como números 
cuánticos n = 3, l = 2 y el último electrón que completa la configuración 
electrónica, en el estado fundamental, de un átomo del elemento químico B tiene 
como números cuánticos n = 4, l = 1. a) Indica, razonadamente, entre qué 
valores está comprendido el número atómico del elemento químico A y el del 
elemento químico B. b) Indica, razonadamente, el elemento químico más 
electronegativo. 
 
a) Para el elemento químico A, el último electrón pertenece a la subcapa 3d. 
 
Para el elemento químico B, el último electrón pertenece a la subcapa 4p. 
 
Teniendo en cuenta el orden de llenado de los orbitales de un átomo polielectrónico, 
resulta que el elemento químico A tiene completas las subcapas: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 
4s2. Por tanto, su número atómico estará comprendido entre Z = 21 (3d1) y Z = 30 (3 
d10). Se trata pues, de un metal de transición del cuarto período. 
 
El elemento químico B tiene completas las subcapas: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10. Por 
tanto, su número atómico estará comprendido entre Z = 31 (4p1) y Z = 36 (4 p6). Se 
60
 9 
trata pues, de un elemento químico representativo del cuarto período, perteneciente a 
uno de los grupos que van del 13 al 18. 
 
b) La tendencia general de crecimiento par ala electronegatividad es hacia la derecha 
dentro de un mismo período. Por tanto, el elemento químico B es más electronegativo 
que el elemento químico A, puesto que ambos pertenecen al mismo período. 
 
Sólo hay que tener en cuenta que si B tiene Z = 36 se trata de un gas noble y en este 
caso no está definida la electronegatividad. 
 
 
17. Ordena los siguientes cationes en orden creciente de su radio iónico: Be 2+, 
Li+, Na+ y K+. Razona la respuesta. 
 
Puesto que todos lo iones se han formado perdiendo el electrón o los dos electrones 
de su capa de valencia (caso del Be2+), todos ellos tiene una capa electrónica menos 
que el elemento químico del que proceden. Es decir, el Be2+ y el Li+ tienen la 
configuración electrónica 1s2; la del Na+ es 1s2 2s2 2p6 y la del K+ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. 
 
Pero como el Be2+ tiene mayor Z que el Li+, siendo ambos isoelectrónicos, atraerá con 
mayor intensidad la nube electrónica exterior, siendo por tanto más pequeño. 
 
De esta forma el orden es: Be2+ < Li+ < Na+ < K+ 
 
 
18. Para los tres e lementos químicos siguientes, el número atómico es 19, 35 y 
54; indica de forma razonada: a) El elemento químico y su configuración 
electrónica. b) Grupo y período de la Tabla Periódica al cual pertenece. c) El 
elemento químico que tiene menor energía de ionización. d) El número de 
oxidación más probable en cada caso. e) La configuración electrónica de los 
iones resultantes en el apartado anterior. 
 
a) Las configuraciones electrónicas son: 
 
Z = 19: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1, que es la del potasio. 
 
Z = 35: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5, que es la del bromo. 
 
Z = 54: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6, que es la del xenón. 
 
b) El potasio está en el grupo 1, el de los halógenos y en el cuarto período. 
 
El bromo, en el grupo 17, el de los halógenos y en el cuarto periodo. 
 
El xenón en el grupo 18, el de los gases nobles y en quinto período. 
 
c) Viendo la situación en la Tabla Periódica de los tres elementos químicos, el potasio 
es el que tiene el valor más bajo de la energía de ionización. 
 
d) Admitiendo que el número de oxidación más probable es aquel que alcanza un 
elemento químico cuando adquiere la configuración electrónica del gas noble más 
próximo (cediendo o tomando electrones), en el potasio es +1, en el bromo -1 y el 
xenón por ser gas noble es 0. 
 
e) K+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 
61
 10 
 
Br-: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 
 
El xenón no tiene tendencia a ganar o perder electrones, luego no tiene tendencia a 
formar iones. 
 
 
19. Si arrancamos un electrón a cada una de las siguientes especies, He, Li + y 
Be2+, ¿la energía par a realizar el proceso será la mismas en los tres casos? 
Razona la respuesta . 
 
Las tres especies son isoeléctronicas, pues todas ellas tienen dos electrones en la 
primera capa o nivel energético. Sin embargo, el número atómico, es decir el número 
de cargas positivas del núcleo que hay es Z = 3 par el Li+ y Z = 4 para el Be2+. Por 
tanto, la intensidad de las fuerzas de atracción que ejerce el núcleo sobre el electrón 
más externo que se quiere arrancar es diferente en cada caso. Es decir, la energía 
necesaria para este proceso no sería la misma. El orden previsible de energía de 
mayor a menor es el siguiente: Be2+ > Li+ > He. 
 
 
20. En la misma col umna de la Tabla Periódica se encuentran los siguientes 
elementos químicos, colocados por orden creciente del número atómico: flúor, 
cloro y bromo. El número atómico del flúor es 9. a) Escribe la configuración 
electrónica de los tres elementos químicos. b) Razona cuál de ellos es el más 
electronegativo. c) Explica el ión que tiene tendencia a formar cada uno de ellos. 
d) Explica si cada ión es mayor o menor que el átomo del que procede. 
 
a) Como en el tercer período hay ocho elementos químicos, hay que desplazarse 8 
lugares para llegar al Cl y en el cuarto período dieciocho, pues hay 18 lugares para 
llegar al Br, por tanto el Cl tiene Z = 9 + 8 = 17 y el Br Z = 17 + 18 = 35. 
 
Por tanto: 
 
F de Z = 9: 1s2 2s2 2p5 
 
Cl de Z = 17: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 
 
Br de Z = 35: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 
 
b) El más electronegativo es el F, ya que es el átomo más pequeño. Esto se traduce 
en que los electrones, al estar más cerca del núcleo, están fuertemente atraídos. 
 
c) Los tres elementos químicos tienen tendencia a completar su última capa captando 
un electrón y adquirir por ello la configuración del anión monovalente correspondiente: 
F-, Cl-, Br-. 
 
d) Es mayor. Al tomar un electrón aumentan las repulsiones electrostáticas, lo que se 
traduce en que la nube electrónica es expande. 
 
 
21. Ordena, razonando la respuesta, los siguientes elementos químicos: sodio, 
aluminio, silicio, magnesio, fósforo y cloro, según: a) Su poder reductor. b) Su 
carácter metálico. c) Su electronegatividad. 
 
El sodio pertenece al grupo 1, el magnesio al 2, el aluminio al 13, el silicio al 14, el 
62
 11 
fósforo al 15 y el cloro al 17 y todos ellos pertenecen al tercer periodo. 
 
Por tanto: 
 
a) y b). El poder reductor está directamente relacionado con el carácter metálico, es 
decir, con la tendencia a ceder electrones. Esta característica la muestran los 
elementos químicos de la izquierda de la Tabla Periódica, aumentando a medida que 
nos desplazamos hacia dicha zona. Esto es debido a que en ese sentido disminuye Z 
y dentro de la misma capa o nivel energético: por tanto, los electrones, al estar menos 
atraídos, podrán cederse con mayor facilidad y el orden será: 
 
Na > Mg > Al > Si > P > Cl 
 
c) La electronegatividad es una propiedad opuesta al carácter metálico, luego el orden 
de electronegatividad de mayor a menor es: 
 
Cl > P > Si > Al > Mg > Na 
 
 
22. ¿Cómo serán los tamaños del protón y del ión hidruro en comparación con 
el del átomo de hidrógeno? Razona larespuesta. 
 
El tamaño depende de la estructura de la corteza electrónica que, a su vez, depende 
de dos factores opuestos. La atracción que el núcleo ejerce sobe los electrones y la 
repulsión interelectrónica. 
 
El átomo de hidrógeno, H, el protón, H+, y el anión hidruro, H-, tienen el mismo núcleo: 
la diferencia está en el número de electrones: 1, 0, y 2, respectivamente. Por tanto, el 
tamaño crece en el orden: H+ < H < H-. 
 
 
23. Escribe la conf iguración electrónica de la capa de valencia de: a) El 
elemento químico alcalino del cuarto período y del tercer elemento químico de la 
primera serie de transición. b) ¿Cuál de ellos tiene un radio atómico mayor? 
 
a) La configuración electrónica externa del elemento químico alcalino del cuarto 
período es 4s1 y la del tercero de la primera serie de transición es 4s2 3d3. 
 
b) Siendo ambos elementos químicos del cuarto período, el radio atómico mayor 
corresponde al elemento químico alcalino, que abre el período, pues a medida que 
nos movemos en el período hacia la derecha, aumenta la carga nuclear, que ejerce 
cada vez más su influencia sobre la misma capa de valencia. 
 
 
24. ¿Cómo es posible que el cloro tenga los números de oxidación -1, +1, +3, +5 
y +7 y el F sólo -1? 
 
La configuración electrónica externa del F es: [He] 2s2 2p5 y la del Cl: [Ne] 3s2 3p5 
 
El F tiene tendencia a captar un electrón para alcanzar la configuración electrónica del 
gas noble Ne y por ello tiene el número de oxidación -1. Igualmente el cloro tiene 
dicha posibilidad y así se explica su número de oxidación -1. 
 
Pero el cloro tiene sus electrones de valencia en el tercer nivel y la energía de los 
orbitales 3s, 3p y 3d son similares y como los orbitales 3 d están vacíos, puede ocurrir 
63
 12 
la siguiente promoción: 
 
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 
3s2 3p5 3d0 → 3s1 3p3 3d3 
 
que es una configuración con siete electrones desapareados responsable del número 
de oxidación +7. 
 
Pero también puede ocurrir: 
 
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 
3s2 3p5 3d0 → 3s2 3p3 3d2 
 
que es una configuración con cinco electrones desapareados responsable del número 
de oxidación +5. 
 
Pero también puede ocurrir: 
 
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 
3s2 3p5 3d0 → 3s2 3p3 3d2 
 
que es una configuración con cinco electrones desapareados responsable del número 
de oxidación +5. 
 
Pero también puede ocurrir: 
 
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ 
3s2 3p5 3d0 → 3s2 3p4 3d1 
 
que es una configuración con tres electrones desapareados responsable del número 
de oxidación +3. 
 
Pero también puede ocurrir: 
 
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 
3s2 3p5 → 3s1 3p6 
 
que es una configuración con un electrón desapareados responsable del número de 
oxidación +1. 
 
 
25. Explica cómo es posible que el azufre tenga el número de oxidación +6. 
 
La configuración electrónica externa del S es: [Ne] 3s2 3p4 
 
El azufre tiene sus electrones de valencia en el tercer nivel y la energía de los orbitales 
3s, 3p y 3d son similares y como los orbitales 3d están vacíos, puede ocurrir la 
siguiente promoción: 
 
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 
3s2 3p4 3d0 → 3s1 3p3 3d2 
 
que es una configuración con seis electrones desapareados responsable del número 
de oxidación +6. 
 
64
 13 
 
26. Sean las configuraciones electrónicas de los átomos neutros. A: 1s 2 2s2 2p6 
3s1 y B: 1s 2 2s2 2p6 6p1. Razona si las siguientes afirmaciones son verdaderas o 
falsas. a) Se neces ita energía para pasar de A a B. b) A y B son elementos 
químicos distintos. c) Se requiere una menor energía para arrancar un electrón 
de B que de A. 
 
B corresponde a un estado excitado de A, por lo que: 
 
a) Verdadera, pues para pasar del estado fundamental a un estado excitado se 
requiere el aporte de energía. 
 
b) Falsa, pues son el mismo elemento químico. 
 
c) Verdadera, pues como se arranca el electrón más externo, en el caso de B, al estar 
el citado electrón en un orbital más alejado del núcleo, estará menor atraído por él, por 
lo que costará menos energía arrancarlo. 
 
 
27. ¿Cuál es la configuración electrónica externa del elemento químico cromo 
de número atómico 24? 
 
Es: [Ar] 4s1 3d5. 
 
 
INVESTIGA 
 
 
1. Realiza un trabajo sobre la historia del descubrimiento de los elementos 
químicos a partir de 1940 hasta nuestros días. 
 
La noción de isótopo, introducida por Soddy en 1913, sirvió para poner orden en los 
supuestos elementos radiactivos que se iban encontrando. De igual forma, los 
trabajos de Moseley sirvieron para identificar al número atómico como la variable 
determinante de la tabla periódica. Moseley no vivió lo suficiente para ver lo bien que 
funcionaba su criterio de ordenación atómica, pues murió en 1915 durante el 
transcurso de la primera guerra mundial. En la época de su muerte se conocía hasta 
el uranio, que era el elemento de mayor número atómico, 92, pero existían aún varios 
huecos en la Tabla Periódica, los correspondientes a los números atómicos: 43, 61, 
72, 75, 85, 87 y 91. De los elementos químicos conocidos, todos los existentes por 
encima del 83 eran radiactivos y se consideraba que el uranio era el final de la Tabla 
Periódica. 
 
Al llegar la década de los años cuarenta, el único elemento químico que faltaba por 
descubrir de la tabla de los 92 elementos químicos era el 61. Éste salió a la luz en 
1947 y se llamó promecio, nombre que deriva del dios griego Prometeo, dador de 
fuego, por haberse obtenido en el fuego del horno nuclear. 
 
En 1940 se estaba seguro de que el uranio no era ya el límite, pero los elementos 
químicos más allá del uranio debían tener una vida tan breve que no existía la menor 
traza de ellos para encontrarlos en la naturaleza. En ese mismo año, los 
norteamericanos Mc Millan y Abelson descubrieron el elemento químico 93, que 
recibió el nombre de neptunio, y con ello se abrió el camino para la aparición de más 
elementos químicos de la llamada serie de los actínidos. 
 
65
 14 
Bajo la dirección de Seaborg en la Universidad Berkeley de California se estableció un 
programa sistemático para ver cuán lejos podían llegar. En 1941 se encontró el 
elemento químico 94, que recibió el nombre de plutonio. En 1944 aparecieron los 
elementos químicos 95 y 96, en 1949 el 97 y en 1950 el 98. 
 
Los siguientes elementos químicos se descubrieron tras la explosión de la primera 
bomba de hidrógeno. Así en 1952, los científicos del equipo de Seaborg detectaron en 
los restos de la explosión trazas de lo que parecían ser los elementos químicos 99 y 
100. Dichos elementos químicos fueron más tarde obtenidos en el laboratorio, 
anunciados en 1955 y bautizados con los nombres de einstenio y fermio. 
 
En 1955, el equipo de Seaborg produjo el elemento químico 101, llamado mendelevio. 
En 1957 un equipo sueco informó del aislamiento del elemento 102, al que se llamó 
nobelio, pero este descubrimiento fue puesto en entredicho, por lo que fue obtenido 
de nuevo en 1963 por un equipo ruso y en 1967, por el de Seaborg. 
 
En 1961 apareció el elemento químico 103, llamado laurencio, y con él se acabó la 
serie de los actínidos. Pero la búsqueda de nuevos elementos químicos continuó, 
comenzándose una dura disputa por la paternidad de los restantes elementos 
químicos entre los soviéticos del Instituto Nuclear de Dubna y los americanos de 
Berkeley. 
 
En 1964 los rusos de Dubna hallaron isótopos del elemento químico 104 y le llamaron 
kurchatovio en honor del físico nuclear Kurchatov y le asignaron el símbolo Ku, 
aunque los resultados no fueron confirmados. En 1969 el equipo de California obtuvo 
isótoposdel 104 y dieron a dicho elemento químico el nombre de rutherfordio, de 
símbolo Rf, estableciéndose una polémica con el equipo ruso sobre la naturaleza de 
los isótopos descubiertos. Al final, los americanos consiguieron la paternidad y al 
elemento químico 104 se le llama hoy rutherfordio. 
 
En 1967, los rusos de Dubna obtuvieron isótopos del elemento químico 105, que se 
llama hoy dubnio, de símbolo Db, aunque durante un tiempo se le ha llamado hafnio, 
debido a la polémica establecida con el equipo americano por su descubrimiento, con 
resultados esta vez favorables a los rusos. 
 
El elemento químico 106 lo encontraron los rusos de Dubna en junio de 1974, pero en 
septiembre del mismo año, los científicos de California llegaron a la misma conclusión 
por otra vía. Ni los rusos ni los americanos propusieron nombre en su día para este 
elemento para evitar polémicas menos transcendentes, aunque hoy se le llama 
seaborgio, de símbolo Sg. 
 
La síntesis del elemento químico 107 se anunció en 1976 por el equipo de Dubna, 
pero hay que esperar hasta 1981, cuando alemanes del laboratorio GSI de Darmstadt 
confirmaron su existencia y le dieron el nombre de bohrio, de símbolo Bh, en honor de 
Niels Bhor. Los alemanes del mismo laboratorio hallaron, en 1982, el elemento 
químico 109 de nombre meitnerio y símbolo Mt y en 1984, el elemento químico 108, 
llamado hassio y símbolo Hs. 
 
Los alemanes del GSI han hallado en 1994 los elementos químicos 110 y 111, 
llamados respectivamente darmstadtio y símbolo Ds y roentgenio y símbolo Rg. 
 
Para el resto de elementos químicos, la comunidad científica se ha puesto de acuerdo 
en una nueva nomenclatura, que deriva del número atómico, siguiendo una clave 
numérica y la terminación ium. De esta forma se tiene un sistema de nomenclatura 
válido para todos los elementos químicos que se vayan descubriendo con el tiempo. 
66
 15 
Así, los alemanes del GSI han hallado en 1996 el 112, el ununbium y símbolo Uub. 
 
El 114 ha sido descubierto por los rusos de Dubna en 1998, el ununquadium y 
símbolo Uuq, mientras que los americanos de California han hallado en 1999 el 116, 
ununhexium y símbolo Uuh y el 118, ununoctium y símbolo Uuo. 
 
 
2. Por qué los elementos químicos 110 y 111 han sido también llamados, 
respectivamente ununnilium y unununium. 
 
La comunidad científica tarda un tiempo en poner el nombre a un nuevo elemento 
químico, por ello el 110 y 111 han sido conocidos primero con la nueva nomenclatura 
sistemática: ununnilium y unununium, pero desde 2003 la IUPAC al 110 le ha dado el 
nombre de darmstadtio y al 111 roentgenio. 
 
 
3. Indica si han sido encontrados los elementos químicos de números atómicos 
113, 115 y 117. 
 
De los elementos químicos 113, ununtrium (Uut), 115, ununpentium (Uup) y 117 
ununseptium (Uus) aún no ha sido confirmada sus existencias. 
 
 
Test de evaluación 
 
 
1. Indica si es verdadera o falsa cada afirmación siguiente: a) El radio de un ión 
positivo se llama radio atómico. b) Si un átomo pasa a ser un ión negativo su 
radio disminuye de tamaño. c) La atracción entre iones positivos y negativos es 
de tipo electrostático. d) La captación de electrones por un átomo neutro da 
lugar a la formación de un catión. 
 
a) El radio de un ión positivo se llama radio atómico es falsa, pues se llama radio 
catiónico. 
 
b) Si un átomo pasa a ser un ión negativo su radio disminuye de tamaño, es falsa, 
pues su radio aumenta. 
 
c) La atracción entre iones positivos y negativos es de tipo electrostático es verdadera. 
 
d) La captación de electrones por un átomo neutro da lugar a la formación de un 
catión, es falsa, pues se forma un anión. 
 
 
2. Por qué el flúor es el halógeno más activo: a) Posee el radio atómico más 
pequeño. b) Tiene siete electrones de valencia. c) Es gas. d) Pierde electrones. 
 
a) Posee el radio atómico más pequeño es la afirmación correcta. 
 
b) Tiene siete electrones de valencia, pues aunque es cierta, la afirmación no es 
correcta pues no guarda relación con el enunciado. 
 
c) Es gas, pues aunque es correcto, la afirmación no es cierta pues no guarda relación 
con el enunciado. 
 
67
 16 
d) Pierde electrones, es falso, pues gana un electrón para convertirse en el anión F-. 
 
 
3. Los electrones des apareados del cobalto (Z = 27) en su estado fundamental 
es: a) Cero. b) Uno. c) Dos. d) Tres. 
 
La configuración externa del Co es 4s2 3d7, y tiene 3 electrones despareados, luego la 
respuesta correcta es la d). 
 
 
4. Cuál de las siguientes configuraciones es de un elemento de transición: a) 1s 2 
2s2 2p6 3s2 3p3. b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1. c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4. d) 
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6. 
 
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 no lo es. 
 
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1, no lo es. 
 
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4, sí lo es. 
 
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6, no lo es. 
 
 
5. Rellena los huecos en la siguiente frase: Los elementos químicos de una 
misma ______ de la Tabla Periódica presentan propiedades ______ como 
consecuencia de que su estructura electrónica externa es la _____. 
 
La frase correcta es: Los elementos químicos de una misma columna de la Tabla 
Periódica presentan propiedades análogas como consecuencia de que su estructura 
electrónica externa es la misma. 
 
 
6. Marca como verdadera o falsa cada siguiente afirmación: a) En un grupo, la 
energía de ionización aumenta al crecer Z. b) El radio de la especie A - es mayor 
que el de A. c) Si un elemento químico tiene una afinidad electrónica alta su 
energía de ionización es baja. d) En un grupo, el carácter metálico crece de 
arriba a abajo. 
 
a) En un grupo, la energía de ionización aumenta al crecer Z es falsa, lo cierto es lo 
contrario. 
 
b) El radio de la especie A- es mayor que el de A es cierto. 
 
c) Si un elemento químico tiene una afinidad electrónica alta su energía de ionización 
es baja es falsa pues si la afinidad electrónica es alta también lo es su energía de 
ionización. 
 
d) En un grupo, el carácter metálico crece de arriba abajo es cierto. 
 
 
7. Rellena los huecos que faltan: La electronegatividad de un elemento químico 
está relacionada con la facilidad a ______ un ______ de la capa de ______. 
 
La frase correcta es: La electronegatividad de un elemento químico está relacionada 
con la facilidad a perder un electrón de la capa de valencia. 
68
 17 
 
 
8. Qué conjunto de: n, l y m l es correcto para el electrón de valencia del 
elemento químico de Z = 13: a) n = 3, l = 2 y ml = - 1. b) n = 3, l = 0 y ml = 1. c) n = 
3, l = 1 y ml = -1. d) n = 2, l = 1 y ml = 1. 
 
Se trata del Al de configuración electrónica externa. 3s2 3p1, y por ello para el electrón 
del orbital 3p se tiene que: 
 
a) n = 3, l = 2 y ml = - 1 es falsa, pues l = 1. 
 
b) n = 3, l = 0 y ml = 1 es falsa pues l= 1 
 
c) n = 3, l = 1 y ml = -1 es cierta. 
 
d) n = 2, l = 1 y ml = 1 es falsa, pues n = 3. 
 
 
9. Si nos desplazamos de izquierda a derecha en el período segundo de la Tabla 
Periódica: a) Aumenta el carácter metálico. b) Disminuye el radio atómico. c) 
Disminuye la energía de ionización. d) Disminuye la electronegatividad. 
 
a) Aumenta el carácter metálico es falso, lo cierto es lo contrario 
 
b) Disminuye el radio atómico es cierto. 
 
c) Disminuye la energía de ionización es falso, lo cierto es lo contrario. 
 
d) Disminuye la electronegatividad es falso, lo cierto es lo contrario. 
 
 
10. La configuración electrónica externa de la familia de los carbonoides es: a) 
ns1. b) ns 2. c) ns 2 np2. d) ns 2 np4. 
 
La respuesta correcta es la c). 
 
 
 
69
Unidad didáctica 4
Los enlaces químicos
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