Ejercicios y Problemas de Configuración electrónica 3º ESO
La configuración electrónica es un concepto fundamental en la asignatura de Tecnología de 3º ESO, ya que nos permite entender cómo se distribuyen los electrones en los átomos y cómo esto influye en sus propiedades químicas y físicas. A lo largo de este contenido, exploraremos los principios básicos que rigen la configuración de los electrones en los distintos niveles y subniveles, así como la importancia de estos elementos en la estructura de la materia.
Ejercicios y problemas resueltos
Para facilitar el aprendizaje, hemos preparado una serie de ejercicios y problemas resueltos sobre configuración electrónica. A través de estas actividades, los alumnos podrán aplicar los conceptos aprendidos y comprobar su comprensión mediante soluciones detalladas.
Ejercicio 1:Un metal tiene una configuración electrónica que termina en \(4s^2 3d^{10} 4p^5\). Identifica el elemento, determina su número atómico y escribe su configuración electrónica completa. Además, explica cómo se relaciona esta configuración con su posición en la tabla periódica y menciona al menos dos propiedades características de este elemento.
Solución: Respuesta: El elemento es el bromo (Br), su número atómico es 35 y su configuración electrónica completa es \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 3d^{10} 4s^2 4p^5\).
El bromo se encuentra en el grupo 17 (grupo de los halógenos) de la tabla periódica, lo que significa que tiene siete electrones en su capa de valencia. Esta configuración le otorga propiedades características como ser un no metal altamente reactivo y tener la capacidad de formar compuestos con metales y otros no metales. Además, el bromo es conocido por ser un líquido a temperatura ambiente, a diferencia de otros halógenos que son gases o sólidos.
Ejercicio 2:Un elemento tiene la configuración electrónica siguiente: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4$.
1. Indica el nombre y el símbolo del elemento.
2. ¿Cuántos electrones tiene en total?
3. Escribe la configuración electrónica en notación condensada.
4. Determina el número de electrones de valencia y clasifica el elemento como metal, no metal o metaloide.
Solución: Respuesta:
1. El elemento con la configuración electrónica $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4$ es el azufre (S).
2. Tiene un total de 16 electrones.
3. La configuración electrónica en notación condensada es $[Ne] 3s^2 3p^4$.
4. Tiene 6 electrones de valencia (2 en el orbital $3s$ y 4 en el orbital $3p$) y se clasifica como un no metal.
Explicación:
- El azufre se encuentra en el grupo 16 de la tabla periódica, donde se agrupan los no metales.
- La notación condensada utiliza el gas noble más cercano en la tabla periódica, en este caso el neón (Ne), para simplificar la representación de la configuración electrónica.
Ejercicio 3:Un elemento químico tiene la configuración electrónica siguiente: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4\).
1. ¿Cuál es el símbolo químico de este elemento?
2. ¿En qué grupo y período de la tabla periódica se encuentra?
3. ¿Cuántos electrones de valencia tiene?
Explica brevemente la importancia de la configuración electrónica en la determinación de las propiedades químicas de este elemento.
Solución: Respuesta:
1. El símbolo químico de este elemento es \( \text{S} \) (azufre).
2. Se encuentra en el grupo 16 y en el período 3 de la tabla periódica.
3. Tiene 6 electrones de valencia.
La configuración electrónica \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4 \) indica que el elemento tiene un total de 6 electrones en su capa más externa (3s y 3p), lo que es crucial para determinar cómo este elemento interactúa con otros en reacciones químicas. Los electrones de valencia son los responsables de la formación de enlaces y, por lo tanto, influyen en las propiedades químicas del elemento, como su reactividad y su capacidad para formar compuestos.
Ejercicio 4:Un elemento químico tiene la configuración electrónica \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4\).
a) ¿Cuál es el símbolo del elemento?
b) ¿Qué grupo y período ocupa en la tabla periódica?
c) ¿Cuántos electrones de valencia tiene este elemento?
d) Escribe la configuración electrónica del ion que se formaría al perder dos electrones.
Solución: Respuesta:
a) El símbolo del elemento es \( \text{S} \) (azufre).
b) Ocupa el grupo 16 y el período 3 en la tabla periódica.
c) Este elemento tiene 6 electrones de valencia.
d) La configuración electrónica del ion que se formaría al perder dos electrones es \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2 \).
Explicación:
a) La configuración electrónica dada corresponde al azufre, que tiene un total de 16 electrones.
b) El grupo 16 incluye a los calcógenos, y el período 3 corresponde a los elementos de la tercera fila de la tabla periódica.
c) Los electrones de valencia son aquellos en el último nivel de energía, que en este caso son los electrones en el subnivel \(3s\) y \(3p\) (totalizando 6 electrones).
d) Al perder dos electrones, típicamente se perderían los electrones de la capa más externa, que son los del subnivel \(3p\), resultando en la configuración \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2\).
Ejercicio 5:Un elemento químico tiene la configuración electrónica \([Ar] 4s^2 3d^{10} 4p^5\). Indica el nombre del elemento, su número atómico y su posición en la tabla periódica. Además, explica brevemente cómo se determina la configuración electrónica de un elemento a partir de su número atómico.
Solución: Respuesta: El elemento químico es el bromo (Br), su número atómico es 35 y se encuentra en el grupo 17 (halógenos) y período 4 de la tabla periódica.
La configuración electrónica \([Ar] 4s^2 3d^{10} 4p^5\) indica que el elemento tiene 35 electrones. Para determinar la configuración electrónica de un elemento a partir de su número atómico, se sigue el principio de Aufbau, que establece que los electrones ocupan primero los orbitales de menor energía. Se utilizan también las reglas de Hund y el principio de exclusión de Pauli para asegurar que se sigan las normas de llenado de electrones en los orbitales. Al sumar los electrones en cada nivel y subnivel, se llega a la configuración electrónica correspondiente al número atómico del elemento.
Ejercicio 6:Un átomo de un elemento X tiene una configuración electrónica que termina en \(4s^2 3d^{10} 4p^5\). Responde a las siguientes preguntas:
1. ¿Cuál es el número atómico del elemento X? Justifica tu respuesta explicando cómo se relaciona la configuración electrónica con el número atómico.
2. Identifica el grupo y el período en el que se encuentra el elemento X en la tabla periódica.
3. ¿Cuál es la valencia del elemento X y qué implicaciones tiene esta valencia en la formación de compuestos?
Solución: Respuesta:
1. El número atómico del elemento X es 35. La configuración electrónica \(4s^2 3d^{10} 4p^5\) indica que el elemento tiene un total de 35 electrones, ya que el número atómico es igual al número de electrones en un átomo neutro. Sumando los exponentes, tenemos: \(2 + 10 + 5 = 17\) en los niveles \(4s\), \(3d\) y \(4p\) respectivamente. Además, hay que contar los electrones en los niveles más bajos hasta \(3s^2 3p^6\) que son 18. Por lo tanto, \(18 + 17 = 35\).
2. El elemento X se encuentra en el grupo 17 (halógenos) y en el período 4 de la tabla periódica. Esto se debe a que termina su configuración en \(4p^5\), lo que indica que pertenece a los grupos de elementos que ocupan el subnivel \(p\) en el cuarto nivel de energía.
3. La valencia del elemento X es -1, ya que tiene 5 electrones en el subnivel \(4p\) y necesita 1 electrón más para completar su capa de valencia (que puede albergar hasta 8 electrones). Esta valencia implica que el elemento X puede formar compuestos al ganar un electrón, lo que lo hace altamente reactivo y típico de los halógenos, formando compuestos como sales.
Ejercicio 7:Un átomo de un elemento X tiene una configuración electrónica que termina en \( 4p^5 \).
1. ¿Cuál es el número atómico de este elemento?
2. Escribe la configuración electrónica completa de este elemento.
3. ¿Cuál es el grupo y el periodo en el que se encuentra en la tabla periódica?
Recuerda justificar tus respuestas utilizando la teoría de la configuración electrónica.
Solución: Respuesta:
1. El número atómico de este elemento es 35.
2. La configuración electrónica completa de este elemento es \( 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6 \, 4s^2 \, 3d^{10} \, 4p^5 \).
3. Este elemento se encuentra en el grupo 17 (o VIIA) y en el periodo 4 de la tabla periódica.
---
Explicación:
1. Número atómico: La configuración electrónica termina en \( 4p^5 \), lo que indica que hay 5 electrones en el subnivel \( p \) del cuarto nivel de energía. Como el subnivel \( p \) puede contener hasta 6 electrones, esto significa que en total el elemento tiene \( 4 \) (del nivel \( 4s \)) + \( 10 \) (del nivel \( 3d \)) + \( 6 \) (del nivel \( 3p \)) + \( 2 \) (del nivel \( 3s \)) + \( 2 \) (del nivel \( 2s \)) + \( 6 \) (del nivel \( 2p \)) + \( 2 \) (del nivel \( 1s \)) + \( 5 \) (del nivel \( 4p \)), lo que suma un total de 35 electrones, que corresponde al número atómico del elemento.
2. Configuración electrónica completa: La configuración sigue el principio de Aufbau, que indica que los electrones se llenan en orden de energía creciente. Así, primero se llenan los niveles más bajos antes de pasar a niveles más altos, y para este elemento, se ha completado hasta el \( 4p^5 \).
3. Grupo y periodo: Al ser un elemento del grupo 17, se trata de un halógeno, y como está en el cuarto nivel de energía, pertenece al periodo 4. Los elementos en el grupo 17 tienen 7 electrones en su capa de valencia, lo que coincide con la configuración \( 4s^2 \, 4p^5 \).
Ejercicio 8:Un átomo de un elemento X tiene la siguiente configuración electrónica: $[Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5$.
1. Identifica el elemento X y su número atómico.
2. Determina el grupo y el período en el que se encuentra el elemento en la tabla periódica.
3. Escribe la configuración electrónica del ion $X^{2-}$ y explica cómo se obtiene.
Recuerda utilizar la notación adecuada y justificar cada uno de tus pasos.
Solución: Respuesta:
1. El elemento \( X \) es el bromo (Br) y su número atómico es 35.
2. El bromo se encuentra en el grupo 17 (grupo de los halógenos) y en el período 4 de la tabla periódica.
3. La configuración electrónica del ion \( X^{2-} \) es \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^7 \). Para obtenerla, se añade 2 electrones a la configuración electrónica del átomo de bromo, que se distribuyen en el subnivel \( 5p \).
Explicación:
1. La configuración electrónica dada \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5 \) indica que el elemento tiene un total de 35 electrones, ya que el número atómico se corresponde con el número de electrones en un átomo neutro.
2. El grupo 17 incluye los halógenos, que son conocidos por tener 7 electrones en su nivel de valencia (5p). El bromo es uno de ellos y está en el cuarto período.
3. Al formar el ion \( X^{2-} \), el bromo gana 2 electrones adicionales, lo que significa que ahora tiene 7 electrones en su capa de valencia (5p). Así, la configuración electrónica se convierte en \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^7 \).
Ejercicio 9:Un átomo de un elemento X tiene la siguiente configuración electrónica: \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5 \).
1. Identifica el elemento X y su número atómico.
2. Determina la posición del elemento X en la tabla periódica, indicando su grupo y periodo.
3. ¿Cuál sería la configuración electrónica del ion X\(^{2-}\)? Explica el proceso que seguiste para llegar a esta configuración.
Solución: Respuesta:
1. El elemento X es el bromo (Br) y su número atómico es 35.
2. El elemento X (bromo) se encuentra en el grupo 17 (grupo de los halógenos) y en el periodo 4 de la tabla periódica.
3. La configuración electrónica del ion X\(^{2-}\) (Br\(^{2-}\)) es \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^7 \).
Explicación:
Para obtener la configuración electrónica del ion Br\(^{2-}\), comenzamos con la configuración del bromo neutro \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5 \). Al convertirse en un ion con carga de -2 (Br\(^{2-}\)), el átomo gana dos electrones adicionales. Estos electrones se añaden al subnivel más energético que en este caso es el 5p, por lo que se completa a \(5p^7\).
Por lo tanto, la configuración electrónica del ion Br\(^{2-}\) es \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^7 \).
Ejercicio 10:Un átomo de un elemento X tiene la siguiente configuración electrónica: \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5 \).
1. ¿Cuál es el número atómico de este elemento?
2. ¿Qué grupo y periodo de la tabla periódica ocupa?
3. Escribe la configuración electrónica de su ion más estable.
4. Indica si este elemento es un metal, un no metal o un metaloide y justifica tu respuesta.
Recuerda incluir en tu respuesta la forma en que se determina el grupo y el periodo según la configuración electrónica.
Solución: Respuesta:
1. Número atómico: 85
2. Grupo y periodo: Grupo 17 (halógenos), periodo 5
3. Configuración electrónica del ion más estable: \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^6 \) (ion \( X^{-1} \))
4. Clasificación: Este elemento es un no metal. Justificación: Los no metales son elementos que tienden a ganar electrones y formar aniones. En este caso, el elemento tiene 5 electrones en su subnivel \( p \) (5p), por lo que le falta 1 electrón para completar su capa de valencia (5p y alcanzar la estabilidad del gas noble más cercano, el Kriptón).
---
Explicación adicional:
1. El número atómico se determina contando el total de electrones en la configuración electrónica: \( 2 \) (en \( 5s \)) + \( 10 \) (en \( 4d \)) + \( 5 \) (en \( 5p \)) + \( 36 \) (en \( [Kr] \)) = \( 85 \).
2. El grupo se determina observando los electrones en la capa de valencia. Para este elemento, los electrones de valencia son \( 5s^2 5p^5 \), que corresponden al grupo 17 (halógenos). El periodo se identifica con el nivel de energía más alto que tiene electrones, que en este caso es el 5.
3. El ion más estable se forma cuando el elemento gana un electrón para completar su configuración \( 5p^6 \), que es la configuración de un gas noble, por lo que se convierte en \( X^{-1} \).
4. Los no metales, como los halógenos, suelen ser electronegativos y tienen propiedades que les permiten formar enlaces covalentes o ionicos al aceptar electrones.
Ejercicio 11:Un átomo de un elemento X tiene la configuración electrónica siguiente: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3\).
1. ¿Cuál es el número atómico del elemento X?
2. ¿A qué grupo y período pertenece en la tabla periódica?
3. Escribe la configuración electrónica simplificada del elemento X utilizando el gas noble más cercano.
Recuerda justificar tus respuestas y utilizar la notación adecuada para la configuración electrónica.
Solución: Respuesta:
1. El número atómico del elemento X es 33.
2. Pertenece al grupo 15 y al período 4 en la tabla periódica.
3. La configuración electrónica simplificada del elemento X es \([Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3\).
Explicación:
1. Para determinar el número atómico, se suma el número de electrones en la configuración electrónica dada. En este caso:
\[
1s^2 + 2s^2 + 2p^6 + 3s^2 + 3p^3 = 2 + 2 + 6 + 2 + 3 = 15 \text{ electrones en los niveles 1, 2 y 3.}
\]
Sumando los electrones en el nivel 4, tenemos:
\[
15 + 3 = 33.
\]
Por lo tanto, el número atómico es 33.
2. El elemento con número atómico 33 es el arsénico (As), que se encuentra en el grupo 15 (o grupo V) y en el período 4 de la tabla periódica.
3. La configuración electrónica simplificada utiliza el gas noble más cercano que es el argón (\(Ar\)), que tiene la configuración \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6\). Entonces, partiendo del argón, añadimos los electrones restantes en los niveles 3d y 4s, así como los electrones en el nivel 4p:
\[
[Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^3.
\]
Ejercicio 12:Un átomo de un elemento tiene la siguiente configuración electrónica: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4\).
1. ¿Cuál es el número atómico de este elemento?
2. ¿A qué grupo y período pertenece en la tabla periódica?
3. ¿Qué elemento es y cuáles son sus propiedades más relevantes?
Justifica tus respuestas.
Solución: Respuesta:
1. El número atómico de este elemento es 16.
2. Pertenece al grupo 16 y al período 3 de la tabla periódica.
3. El elemento es el azufre (S) y sus propiedades más relevantes son: es un no metal, tiene un punto de fusión de 115°C y es esencial para la vida, formando parte de aminoácidos y proteínas.
Explicación:
1. El número atómico se determina contando el total de electrones en la configuración electrónica. En este caso, la suma es \(2 + 2 + 6 + 2 + 4 = 16\), por lo que el número atómico es 16.
2. En la tabla periódica, el azufre se encuentra en el grupo 16 (también conocido como el grupo de los calcógenos) y en el período 3. Esto se debe a que el azufre tiene tres capas de electrones y en su capa más externa (nivel 3) tiene 6 electrones.
3. El azufre es un no metal que se encuentra en la naturaleza en diversas formas, incluidas las rocas y los minerales. Es crucial para la vida, ya que es un componente de aminoácidos como la cisteína y la metionina. Además, se utiliza en la fabricación de ácido sulfúrico, uno de los productos químicos más importantes en la industria.
Ejercicio 13:Un átomo de un elemento tiene la configuración electrónica: \( [Ne] 3s^2 3p^1 \).
1. Identifica el elemento y su número atómico.
2. Escribe la configuración electrónica completa del elemento.
3. Determina cuántos electrones de valencia tiene y menciona en qué grupo de la tabla periódica se encuentra.
Explica brevemente cómo la configuración electrónica influye en las propiedades químicas del elemento.
Solución: Respuesta:
1. El elemento es el Galio (Ga) y su número atómico es 31.
2. La configuración electrónica completa del Galio es: \( [Ar] 3d^{10} 4s^2 4p^1 \).
3. El Galio tiene 3 electrones de valencia (2 en el nivel 4s y 1 en el nivel 4p) y se encuentra en el grupo 13 de la tabla periódica.
Explicación:
La configuración electrónica determina cómo se distribuyen los electrones en los diferentes niveles y subniveles de energía de un átomo. Los electrones de valencia, que son los electrones en la capa más externa, son los que participan en las reacciones químicas. En el caso del Galio, su configuración le permite formar enlaces con otros elementos, lo que influye en sus propiedades químicas, como su reactividad y su capacidad para formar compuestos.
Ejercicio 14:Un átomo de un elemento tiene la configuración electrónica siguiente: $[Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5$.
a) Identifica el elemento al que corresponde esta configuración electrónica y determina su número atómico.
b) Escribe la configuración electrónica de su ion más estable.
c) Explica cómo se relaciona la configuración electrónica con las propiedades químicas de este elemento.
Solución: Respuesta:
a) El elemento al que corresponde la configuración electrónica $[Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5$ es el yodo (I) y su número atómico es 53.
b) La configuración electrónica de su ion más estable, que es el ion yoduro ($I^-$), es $[Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^6$.
c) La configuración electrónica se relaciona con las propiedades químicas del yodo, ya que su nivel de energía más externo (5s y 5p) contiene 7 electrones (2 en 5s y 5 en 5p). Esto hace que el yodo sea un halógeno, que tiene una alta electronegatividad y tiende a ganar un electrón para completar su capa de valencia, formando así el ion $I^-$, lo que le confiere propiedades reactivas y la capacidad de formar compuestos con metales y otros no metales.
Ejercicio 15:Un átomo de un elemento tiene la configuración electrónica siguiente: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5\). Responde las siguientes preguntas:
1. ¿Cuál es el número atómico de este elemento?
2. Identifica el nombre del elemento y su posición en la tabla periódica.
3. ¿Cuántos electrones de valencia tiene este elemento y qué tipo de enlace podría formar con otros elementos?
Solución: Respuesta:
1. El número atómico de este elemento es 17.
2. El nombre del elemento es Cloro (Cl) y su posición en la tabla periódica es en el grupo 17 (o VIIA), periodo 3.
3. Este elemento tiene 7 electrones de valencia y puede formar enlaces iónicos o covalentes con otros elementos.
Explicación:
La configuración electrónica \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5\) indica que tiene 17 electrones en total, lo cual corresponde al número atómico del cloro. Los electrones de valencia son los que se encuentran en el nivel más externo (3s y 3p). En este caso, el cloro tiene 5 electrones en el subnivel 3p y 2 en el subnivel 3s, sumando un total de 7 electrones de valencia, lo que le permite participar en enlaces químicos, siendo un elemento altamente electronegativo que puede ganar un electrón para completar su octeto, formando enlaces iónicos con metales o enlaces covalentes con no metales.
Ejercicio 16:Un átomo de un elemento tiene la configuración electrónica siguiente: \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5\).
1. ¿Cuál es el elemento al que corresponde esta configuración electrónica?
2. Escribe el símbolo del elemento y su número atómico.
3. Identifica el grupo y el período en el que se encuentra este elemento en la tabla periódica.
Solución: Respuesta:
1. El elemento al que corresponde esta configuración electrónica es el bromo (Br).
2. El símbolo del elemento es Br y su número atómico es 35.
3. El bromo se encuentra en el grupo 17 (halógenos) y en el período 4 de la tabla periódica.
Explicación: La configuración electrónica \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5\) indica que el átomo tiene un total de 35 electrones, lo que corresponde al número atómico del bromo. Además, se puede observar que tiene 7 electrones en su capa de valencia (3s² 3p⁵), lo que lo clasifica como un halógeno en el grupo 17.
Ejercicio 17:Un átomo de un elemento tiene la configuración electrónica siguiente: \(1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^4\).
a) ¿Cuál es el número atómico de este elemento?
b) Identifica el elemento y su posición en la tabla periódica.
c) Determina cuántos electrones se encuentran en la capa de valencia.
Utiliza la configuración electrónica para justificar tus respuestas.
Solución: Respuesta:
a) 16
b) Azufre (S), grupo 16, periodo 3
c) 6 electrones
Explicación:
a) El número atómico de un elemento se determina sumando el número de electrones en la configuración electrónica. En este caso, \(1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^4\) tiene un total de \(2 + 2 + 6 + 2 + 4 = 16\) electrones, por lo que el número atómico es 16.
b) El elemento con número atómico 16 es el azufre (S). Se encuentra en el grupo 16 de la tabla periódica y en el periodo 3.
c) La capa de valencia es la capa más externa que tiene electrones. En este caso, la configuración \(3s^2 \, 3p^4\) indica que hay un total de \(2 + 4 = 6\) electrones en la capa de valencia.
Ejercicio 18:Un átomo de un elemento tiene la configuración electrónica siguiente: \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5 \).
1. ¿Cuál es el nombre y el símbolo del elemento?
2. Justifica la posición de este elemento en la tabla periódica, indicando su grupo y periodo.
3. Escribe las formas alternativas de representar la configuración electrónica del mismo elemento utilizando el principio de Aufbau y el principio de exclusión de Pauli.
4. Si este elemento ganara un electrón, ¿cuál sería su configuración electrónica resultante y a qué ion se transformaría?
Solución: Respuesta:
1. El nombre del elemento es Astato y su símbolo es At.
2. Este elemento se encuentra en el Grupo 17 (halógenos) y en el Periodo 6 de la tabla periódica. Esto se justifica porque su configuración electrónica muestra que tiene siete electrones en su capa de valencia (5s² 5p⁵), lo que es característico de los halógenos, que son elementos altamente reactivos.
3. Las formas alternativas de representar la configuración electrónica utilizando el principio de Aufbau y el principio de exclusión de Pauli son:
- Utilizando el principio de Aufbau, la configuración se puede representar como:
- \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^2 4d^{10} 5p^5 \)
- Utilizando diagramas de orbitales:
-
\[
\begin{array}{c}
5p: \uparrow\downarrow \ \uparrow \ \uparrow \ \uparrow \ \uparrow \\
4d: \uparrow\downarrow \ \uparrow\downarrow \ \uparrow\downarrow \ \uparrow\downarrow \ \uparrow\downarrow \\
5s: \uparrow\downarrow \\
\end{array}
\]
4. Si el astato ganara un electrón, su configuración electrónica resultante sería \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^6 \). Este elemento se transformaría en el ion At⁻ (ion astato). Esto es porque al ganar un electrón, el astato alcanzaría la configuración electrónica de un gas noble (en este caso, el criptón), lo que lo haría más estable.
Esta información es fundamental para entender la configuración electrónica y la posición de los elementos en la tabla periódica, ayudando a los estudiantes de 3º ESO en la asignatura de Tecnología.
Ejercicio 19:Un átomo de un elemento tiene la configuración electrónica \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3\).
a) ¿Cuál es el nombre del elemento?
b) ¿Cuántos electrones tiene en total?
c) ¿Cuál es su grupo y período en la tabla periódica?
d) Escribe la configuración electrónica del ion \( \text{X}^{3-} \) que se formaría si este elemento ganara tres electrones.
Solución: Respuesta:
a) El nombre del elemento es Arsénico (As).
b) Tiene un total de 33 electrones.
c) Su grupo es 15 (o grupo V) y su período es 3.
d) La configuración electrónica del ion \( \text{X}^{3-} \) es \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 \).
Explicación:
a) La configuración electrónica \( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3 \) corresponde al arsénico, que tiene un número atómico de 33.
b) El número total de electrones es igual al número atómico, que es 33.
c) El arsénico se encuentra en el grupo 15 y en el período 3 de la tabla periódica.
d) Al ganar tres electrones, el ion \( \text{X}^{3-} \) alcanza una configuración electrónica estable, equivalente a la del gas noble más cercano, el argón (\( 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 \)).
Ejercicio 20:Un átomo de un elemento químico tiene la siguiente configuración electrónica: $\text{[Ne]} \, 3s^2 \, 3p^5$.
1. Identifica el elemento químico y su número atómico.
2. Escribe la configuración electrónica completa del mismo elemento, incluyendo los electrones de valencia.
3. Indica si el elemento es un metal, un no metal o un metaloide y justifica tu respuesta.
Solución: Respuesta:
1. El elemento químico es el bromo (Br) y su número atómico es 35.
2. La configuración electrónica completa del bromo es: $\text{[Ne]} \, 3s^2 \, 3p^5$.
3. El elemento es un no metal, ya que se encuentra en el grupo 17 de la tabla periódica (halógenos), donde los elementos tienden a ser no metales y son altamente reactivos.
Explicación: La configuración electrónica indica que el bromo tiene 5 electrones en su capa de valencia (2 en el orbital 3s y 5 en el orbital 3p), lo que lo hace propenso a ganar electrones y formar compuestos, característica típica de los no metales. Además, los no metales suelen tener propiedades como ser aislantes eléctricos y tener puntos de fusión y ebullición relativamente bajos en comparación con los metales.
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Resumen del Temario de Configuración Electrónica – 3º ESO
En esta sección, haremos un breve repaso de los conceptos clave que has estudiado sobre la configuración electrónica para ayudarte a resolver los ejercicios. A continuación, se presenta el temario que hemos cubierto:
1. Concepto de configuración electrónica
2. Principios de la configuración electrónica
3. Niveles y subniveles de energía
4. Principio de Aufbau
5. Principio de exclusión de Pauli
6. Regla de Hund
7. Notación y representación de la configuración electrónica
8. Ejemplos de configuración electrónica de elementos
La configuración electrónica se refiere a la distribución de los electrones en los diferentes niveles y subniveles de energía de un átomo. Este concepto es fundamental para entender la reactividad y las propiedades químicas de los elementos.
Los principios de la configuración electrónica son esenciales para determinar cómo se distribuyen los electrones:
Principio de Aufbau: Los electrones ocupan los niveles de energía más bajos primero.
Principio de exclusión de Pauli: Un orbital puede contener como máximo dos electrones, siempre que tengan espín opuesto.
Regla de Hund: Los electrones se distribuyen en orbitales degenerados de manera que maximicen el número de electrones desapareados.
La notación de la configuración electrónica implica escribir la distribución de los electrones en forma de números y letras, representando cada nivel y subnivel. Por ejemplo, la configuración electrónica del oxígeno (O) es 1s² 2s² 2p⁴.
Recuerda que comprender estos conceptos te ayudará no solo a realizar los ejercicios, sino también a tener una mejor comprensión de la química en general. Si tienes dudas, no dudes en consultar el temario o preguntar a tu profesor.
