lunes, 29 de enero de 2018

Respuesta al ejercicio

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
-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
-Configuración electrónica y primera reflexión sobre el volumen atómico: http://descubrirlaquimica2.blogspot.com.es/p/variacion-del-volumen-atomico.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.


No hay comentarios:

Publicar un comentario