Page 364 - Quimica - Undécima Edición

334 CAPÍTULO 8 Relaciones periódicas entre los elementos

b) Debido a que el subnivel 3p no está completamente lleno, es un elemento representativo.
Con base en la información proporcionada, es difícil precisar si se trata de un metal, un
no metal o un metaloide.
c) De acuerdo con la regla de Hund, los tres electrones de los orbitales 3p tienen espines
paralelos (3 electrones desapareados). Como consecuencia, los átomos de este elemento
son paramagnéticos.

Verifi cación Note que para b) un metal de transición posee un subnivel d que no está lleno
por completo y que un gas noble tiene un nivel externo totalmente lleno. Para c), recuerde
que si los átomos de un elemento contienen un número non de electrones, el elemento debe
Problema similar: 8.20. ser paramagnético.
Ejercicio de práctica Un átomo neutro de cierto elemento tiene 20 electrones. a) Escriba
la confi guración electrónica del elemento en estado fundamental, b) clasifi que al elemento y
c) determine si el elemento es diamagnético o paramagnético.

Representación de los elementos libres en las ecuaciones químicas
Una vez que se han clasifi cado los elementos de acuerdo con su confi guración electrónica
en estado fundamental , podemos estudiar la forma en que los químicos representan los
metales, metaloides y no metales que aparecen como elementos libres en las ecuaciones
químicas. Debido a que los metales no existen en unidades moleculares discretas , siempre
se utilizan sus fórmulas empíricas en las ecuaciones químicas. Las fórmulas empíricas son
los símbolos que representan los elementos. Por ejemplo, la fórmula empírica del hierro
es Fe, la misma que el símbolo del elemento.
Para los no metales no hay una regla única. Por ejemplo, el carbono existe como una
red tridimensional de átomos, por lo que utilizamos su fórmula empírica (C) para repre-
sentar el carbono elemental en las ecuaciones químicas. El hidrógeno, el nitrógeno, el
oxígeno y los halógenos existen como moléculas diatómicas , por lo que utilizamos su
fórmula molecular (H 2 , N 2 , O 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 ) en las ecuaciones. La forma estable del
fósforo es la molecular (P 4 ), por lo que utilizamos P 4 . Con frecuencia, los químicos utili-
zan la fórmula empírica del azufre (S) en las ecuaciones químicas, en vez de S 8 , que es
la forma estable. Así, en vez de escribir la ecuación para la combustión del azufre como
Observe que estas dos ecuaciones
para la combustión del azufre tienen
una estequiometría idéntica. Su simili- S 8 (s) 1 8O 2 (g) ¡ 8SO 2 (g)
tud no debe causar sorpresa, debido a
que ambas ecuaciones describen el por lo general escribimos
mismo sistema químico. En ambos ca-
sos, un número de átomos de azufre
reacciona con el doble de átomos de ( S s) 1 O 2 (g) ¡ SO 2 (g)
oxígeno.
Todos los gases nobles son especies monoatómicas, por lo que utilizamos sus símbolos:
He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn. Los metaloides, lo mismo que los metales, tienen redes com-
plejas tridimensionales y se representan, también, con sus fórmulas empíricas, es decir,
con sus símbolos: B, Si, Ge, y así sucesivamente.

Confi guración electrónica de cationes y aniones
Dado que muchos compuestos iónicos están formados por aniones y cationes monoatómi-
cos , resulta útil saber cómo se escriben las confi guraciones electrónicas de estas especies
iónicas. Al igual que para las especies neutras, utilizamos el principio de exclusión de
Pauli y la regla de Hund para escribir la confi guración electrónica de cationes y aniones
en estado fundamental . Para su análisis, agruparemos los iones en dos categorías.

Iones derivados de los elementos representativos
Los iones formados a partir de los átomos de casi todos los elementos representativos
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tienen la confi guración electrónica externa de un gas noble, ns np . En la formación de
un catión a partir de un átomo neutro de un elemento representativo, se pierden uno o más