Considerando el elemento
alcalinotérreo del tercer período y el segundo elemento del grupo de los
halógenos:
-Escriba sus
configuraciones electrónicas y los cuatro números cuánticos posibles para el
último electrón de cada elemento.
-¿Qué tipo de enlace
corresponde a la unión química de estos elementos entre sí? Escriba la fórmula
del compuesto que forman. Razona la respuesta. (SELECTIVIDAD GALLEGA JUNIO
2011)
En esta entrada, vamos a resolver el ejercicio del que
estuvimos hablando estos días, que cayó en la selectividad gallega. Para ello
es necesario leer las entradas siguientes; Nombres
de las regiones de la tabla periódica y; GRUPO Y PERÍODO. PROFES DE
QUÍMICA PELEANDO CON SUS ALUMNOS PARA QUE RECUERDEN LA DIFERENCIA.
Vamos a ello:
Considerando el elemento alcalinotérreo del tercer
período y el segundo elemento del grupo de los halógenos; lo primero que debemos hacer es identificar
los elementos de los que está hablando.
Lo
primero que debemos recordar es que grupo significa columna y período significa
fila. Después debemos recordar que los elementos alcalinotérreos son los
elementos del grupo 2, es decir: berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y
radio; y que los elementos halógenos son los elementos del grupo 17, es decir:
flúor, cloro, bromo, yodo y ástato.
Por
tanto, concluimos que son el magnesio (elemento alcalinotérreo del tercer
período) y cloro (segundo elemento del grupo de los halógenos).
Visualizando
todo esto gráficamente:
-Escriba sus configuraciones electrónicas y los
cuatro números cuánticos posibles para el último electrón de cada elemento:
Lo primero que debemos
recordar es; como se hacen las configuraciones electrónicas. Para ello había
dos métodos; el primero es el del diagrama de Möeller y el segundo es el método
de hacerla a partir de la tabla periódica. En esta entrada vamos a hacerla con
el diagrama de Möeller; pero si te interesa el método a partir de la tabla periódica,
puedes leer el artículo Sacar la configuración
electrónica rápido.
Para hacer la configuración electrónica a partir del
diagrama de Möeller, es necesario conocer los números atómicos de los elementos
deseados, para ello utilizaremos una tabla periódica y recordaremos:
De los dos números que hay en la tabla periódica debemos
recordar que el número atómico del sodio es el número más pequeño de los dos
que aparecen en la imagen (es decir 11) y que el número másico del sodio es el
número más grande de los dos que aparecen en la imagen (es decir 23).
Si aplicamos esto al magnesio y al cloro, llegaremos a
que el número atómico del magnesio es 12 y que el número atómico del cloro es
17.
El número atómico es el número de protones, que coincide
con el número de electrones cuando el átomo se encuentra en estado neutro. La
configuración electrónica es una manera de ordenar todos los electrones en niveles
y dentro de cada nivel colocarlos en unos orbitales, por lo que una vez que
hagamos la configuración electrónica, la suma de todos los electrones que
coloquemos tiene que dar el número atómico.
12Mg: 1s22s22p63s2
2e+2e+6e+2e=12e → configuración electrónica
correcta
17Cl: 1s22s22p63s23p5
2e+2e+6e+2e+5e=17e → configuración electrónica
correcta
Para contestar a la segunda parte del apartado os
recomiendo leer Los
electrones en los átomos,
especialmente el apartado donde hago referencia a los números cuánticos.
Para el magnesio; el número cuántico principal n=3 (el
último electrón del magnesio está en el nivel 3), el número cuántico secundario
l = 0 (el último electrón se encuentra en un orbital s, para este orbital, el
valor de l=0), el número cuántico magnético m o ml = 0 (este número
toma valores positivos y negativos, de +l a –l pasando por el 0. En este caso,
como l es 0, no tiene valores positivos y negativos por los que pasar. El
número cuántico magnético, s o ms = +/- ½ (siempre toma estos valores).
Para el cloro; el número cuántico principal n=3 (al igual
que el magnesio está en el nivel 3, si nos fijamos en la tabla periódica, se
encuentran ambos en el mismo período), el número cuántico secundario l=1 (en
este caso, el último electrón del cloro se encuentra en un orbital p, a este
orbital, le corresponde el valor de l=1), el número cuántico magnético m o ml
= -1,0,+1 (este número toma valores positivos y negativos, de +l a –l pasando
por el 0. En este caso, como l es 1, será +1 y -1 pasando por el 0). El número
cuántico magnético, s o ms = +/- ½ (siempre toma estos valores).
Nota: Si l=2 ® ml = -2,-1,0,+1,+2
-¿Qué tipo de enlace corresponde a la unión
química de estos elementos entre sí? Escriba la fórmula del compuesto que
forman. Razona la respuesta.
Este
apartado es muy sencillo, se trata de saber que elementos son y de tener una
ligera idea de formulación y de estados de oxidación.
El
compuesto formado es MgCl2, el estado de oxidación del magnesio es
2+, y ahí tenemos un metal unido a un no metal y esto da un enlace iónico. Pero que sea metal unido
a no metal, no es una explicación razonable de porqué este enlace es iónico.
Nota:
-Metal + No metal = Iónico
-No metal + No metal = Covalente
-Metal + Metal = Metálico
Para
poder dar una explicación razonable a esto, os recomiendo leeros Introducción
al enlace químico.
Un
metal de la izquierda de la tabla periódica (magnesio) y un metal de la derecha
de la tabla periódica (cloro) forman un enlace. Cargas de signos opuestos se
atraen; el magnesio tiene tendencia a perder dos electrones para adquirir configuración
electrónica de gas noble y el cloro tiene tendencia a ganar un electrón (por lo
tanto, al magnesio se unirán dos cloros, ya que de los dos electrones que
pierde el magnesio cada cloro “coge” uno). Este enlace se forma como
consecuencia de fuerzas electrostáticas.
Esta
es la resolución del ejercicio, tras una explicación muy detallada, la
resolución que hay en la página de la ciuga es más resumida, pero yo he
decidido escribirla paso por paso, con referencias a dónde podéis encontrar
textos que os ayuden a entender la resolución. De todos modos os invito a leer
la resolución de este ejercicio en el siguiente enlace: http://ciug.gal/docs/probas/2011/PAU
2011 Quimica.pdf
Bibliografía:
-www.ciug.cesga.es
-Nombres
de las regiones de la tabla periódica: http://descubrirlaquimica2.blogspot.com.es/2018/01/nombres-de-las-regiones-de-la-tabla.html
-Grupo
y período. Profes de química peleando con sus alumnos para que recuerden la
diferencia: http://descubrirlaquimica2.blogspot.com.es/2018/01/grupo-y-periodo-profes-de-quimica.html
-Sacar
la configuración electrónica rápido: http://descubrirlaquimica2.blogspot.com.es/2017/08/sacar-la-configuracion-electronica.html
-Modelos
atómicos: http://descubrirlaquimica2.blogspot.com.es/p/modelos-atomicos.html
-Los
electrones en los átomos: http://descubrirlaquimica2.blogspot.com.es/p/los-electrones-en-los-atomos.html
-Configuración
electrónica y primera reflexión sobre el volumen atómico: http://descubrirlaquimica2.blogspot.com.es/p/variacion-del-volumen-atomico.html
-Introducción
al enlace químico: http://descubrirlaquimica2.blogspot.com.es/p/introduccion-al-enlace-quimico.html
Descubrirlaquimica. Estudiante de Química en
la USC
29/01/2018
Esta entrada participa en la LXVI Edición del Carnaval de Química, Disprosio.
Alojada en el blog Ciencia en Común de @jserranodf.
