Assessment: Comparar las configuraciones electrónicas de elemento

Comparar las configuraciones electrónicas de elementos dentro de un mismo grupo y explicar sus similitudes y diferencias.

Conceptos clave a recordar:

• Grupo: Columna vertical en la tabla periódica. Los elementos en un mismo grupo tienen propiedades químicas similares debido a que poseen la misma cantidad de electrones en su capa de valencia.
• Capa de valencia: Capa electrónica más externa de un átomo, donde se encuentran los electrones que participan en los enlaces químicos.
• Configuración electrónica: Distribución de los electrones en los diferentes niveles y subniveles de energía de un átomo.

Ejercicios:

Ejercicio 1: Metales Alcalinos (Grupo 1)

Elementos: Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K)

• Li (Z = 3): 1s² 2s¹
• Na (Z = 11): 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ o [Ne] 3s¹
• K (Z = 19): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ o [Ar] 4s¹

Preguntas guía:

1. ¿Cuál es la configuración electrónica de la capa de valencia para cada elemento?
2. ¿Qué tienen en común las configuraciones electrónicas de estos elementos?
3. ¿En qué se diferencian sus configuraciones electrónicas?
4. ¿Cómo se relaciona esto con su posición en la tabla periódica?

Ejercicio 2: Halógenos (Grupo 17)

Elementos: Flúor (F), Cloro (Cl), Bromo (Br)

• F (Z = 9): 1s² 2s² 2p⁵
• Cl (Z = 17): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ o [Ne] 3s² 3p⁵
• Br (Z = 35): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵ o [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

Preguntas guía:

1. ¿Cuántos electrones de valencia tiene cada halógeno?
2. ¿Cuál es la similitud en la configuración electrónica de su capa de valencia?
3. ¿Qué diferencia principal observas en sus configuraciones electrónicas?
4. ¿Cómo influye esto en su reactividad química similar?

Ejercicio 3: Gases Nobles (Grupo 18)

Elementos: Helio (He), Neón (Ne), Argón (Ar)

• He (Z = 2): 1s²
• Ne (Z = 10): 1s² 2s² 2p⁶
• Ar (Z = 18): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶

Preguntas guía:

1. ¿Qué característica comparten las configuraciones electrónicas de los gases nobles?
2. ¿Cómo se relaciona esto con su baja reactividad química?
3. ¿Cuál es la principal diferencia entre sus configuraciones electrónicas?

Ejercicio 4: Metales Alcalinotérreos (Grupo 2)

Elementos: Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca)

• Be (Z = 4): 1s² 2s²
• Mg (Z = 12): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² o [Ne] 3s²
• Ca (Z = 20): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² o [Ar] 4s²

Preguntas guía:

1. ¿Cuántos electrones de valencia tienen los metales alcalinotérreos?
2. ¿Qué similitud presentan sus configuraciones electrónicas en la capa de valencia?
3. ¿Cómo varía el número de capas electrónicas al descender en el grupo?

Ejercicio 5: Grupo del Carbono (Grupo 14)

Elementos: Carbono (C), Silicio (Si), Germanio (Ge)

• C (Z = 6): 1s² 2s² 2p²
• Si (Z = 14): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p² o [Ne] 3s² 3p²
• Ge (Z = 32): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p² o [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p²

Preguntas guía:

1. ¿Cuántos electrones de valencia tiene cada elemento del grupo 14?
2. ¿Qué configuración electrónica comparten en su capa de valencia?
3. ¿Qué diferencia principal se observa en sus configuraciones electrónicas? ¿Cómo se relaciona esto con el aumento del número atómico?

Respuestas generales y conclusiones:

• Los elementos dentro de un mismo grupo tienen la misma configuración electrónica en su capa de valencia, lo que explica sus propiedades químicas similares.
• Al descender en un grupo, aumenta el número de capas electrónicas y, por lo tanto, el tamaño del átomo.
• Las diferencias en las configuraciones electrónicas se deben a la adición de nuevas capas y subniveles a medida que aumenta el número atómico.

Estos ejercicios te ayudarán a comprender mejor la relación entre la configuración electrónica y la posición de los elementos en la tabla periódica, así como las similitudes y diferencias entre los elementos de un mismo grupo. Recuerda consultar una tabla periódica y el diagrama de Moeller para ayudarte a resolver los ejercicios.