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Química 05

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QUÍMICA 05 CBC
CÁTEDRA DI RISIO

Unidad 3 - Estructura atómica, estructura electrónica y tabla periódica

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3.7. Si tenemos las especies $\mathrm{Ni^{2+}}$, $\mathrm{Br^-}$, $\mathrm{Cu^+}$, $\mathrm{Sr^{2+}}$ y $\mathrm{Sr}$, ¿cuáles son isolectrónicas? Indicar la/las opciones correctas. a) $\mathrm{Cu^+}$ y $\mathrm{Ni^{2+}}$ b) $\mathrm{Br^-}$ y $\mathrm{Sr^{2+}}$ c) $\mathrm{Sr}$ y $\mathrm{Sr^{2+}}$ d) $\mathrm{Sr}$ y $\mathrm{Br^-}$ e) $\mathrm{Cu^+}$ y $\mathrm{Sr^{2+}}$ Ejercicio de la Olimpíada Argentina de Química (Nivel inicial).

Respuesta

Tengo que confesar que, mientras resuelvo estos ejercicios, me agarra una mini crisis existencial: ¡cómo me hubiese gustado ir a la olimpiada de química! 😅 Alta ñoña, ya sé jaja. Igual, no hubiese podido... en el secundario no tuve química, así que habría sido un desastre total. Pero bueno, basta de nostalgias. A nadie le importa la Julieta del pasado: ¡acá vinimos a entender y aprobar! Así que, ¡Empecemos!


Sabemos que dos especies son isoelectrónicas cuando presentan el mismo número de electrones. Así que para encontrarlas vamos a tener que hallar el número de elctrones de cada una de las especies iónicas que nos dieron. 

Quizás a vos te salga hallar los electrones de los iones de forma mental, como hago en los videos, peeeero para no meter la pata nunca, te recomiendo que hagas las ecuaciones de formación del ion, y que apartir de los electrones del átomo obtengas el de la especie iónica. Todo esto lo explico en el video de formación de iones y en un apunte con varios ejemplos😉

  Para resolver este tipo de ejercicios, primero vamos a plantear la ecuación de formación del ión. Y después anotamos el número de electrones del átomo, sabiéndo que es electricamente neutro y que, por lo tanto, el número de electrones es igual a su número atómico $Z$. De esa forma podemos despejar el número de electrones del ión ($x$). Esto lo vamos a hacer con cada ion:

1. Para $\mathrm{Ni^{2+}}$: Planteamos la ecuación de formación del catión:
$\mathrm{Ni}  \rightarrow \mathrm{Ni^{2+}} + 2e^{-} $
El número atómico del níquel (Ni) es 28, por lo que en su estado neutro tiene 28 electrones. Despejamos el número de electrones del ión:

$\mathrm{Ni}  \rightarrow \mathrm{Ni^{2+}} + 2e^{-} $
$28 e^{-} = x + 2 e^{-}$
$28 e^{-} - 2 e^{-} = x$ $26 e^{-} = x$
El ión $\mathrm{Ni^{2+}}$ tiene 26 electrones. 2. Para $\mathrm{Br^-}$: Planteamos la ecuación de formación del anión:
$\mathrm{Br} + e^{-} \rightarrow \mathrm{Br^{-}}$ El número atómico del bromo (Br) es 35, por lo que en su estado neutro tiene 35 electrones. Despejamos el número de electrones del ión:

$\mathrm{Br} + e^{-} \rightarrow \mathrm{Br^{-}}$
$35 e^{-} + 1 e^{-} = x$
$36 e^{-} = x$ El ión $\mathrm{Br^{-}}$ tiene 36 electrones. 3. Para $\mathrm{Cu^+}$: Planteamos la ecuación de formación del catión:
$\mathrm{Cu} \rightarrow \mathrm{Cu^{+}} + e^{-}$ El número atómico del cobre (Cu) es 29, por lo que en su estado neutro tiene 29 electrones. Despejamos el número de electrones del ión:

$\mathrm{Cu} \rightarrow \mathrm{Cu^{+}} + e^{-}$
$29 e^{-} = x + 1 e^{-}$
$29 e^{-} - 1 e^{-} = x$ $28 e^{-} = x$ El ión $\mathrm{Cu^{+}}$ tiene 28 electrones. 4. Para $\mathrm{Sr^{2+}}$: Planteamos la ecuación de formación del catión:
$\mathrm{Sr} + 2e^{-} \rightarrow \mathrm{Sr^{2+}}$ El número atómico del estroncio (Sr) es 38, por lo que en su estado neutro tiene 38 electrones. Despejamos el número de electrones del ión:

$\mathrm{Sr} + 2e^{-} \rightarrow \mathrm{Sr^{2+}}$ $38 e^{-} = x + 2 e^{-}$ $38 e^{-} - 2 e^{-} = x$ $36 e^{-} = x$ El ión $\mathrm{Sr^{2+}}$ tiene 36 electrones. 5. Para $\mathrm{Sr}$: El estroncio en su estado neutro tiene el mismo número de electrones que su número atómico. Por lo tanto:
El átomo de $\mathrm{Sr}$ tiene 38 electrones.
Es decir que estas especies tienen:
• $\mathrm{Ni^{2+}}$: 26 electrones • $\mathrm{Br^{-}}$: 36 electrones • $\mathrm{Cu^{+}}$: 28 electrones • $\mathrm{Sr^{2+}}$: 36 electrones • $\mathrm{Sr}$: 38 electrones
Y acá podemos ver bien clarito que solamente el $\mathrm{Br^{-}}$ y el $\mathrm{Sr^{2+}}$ tienen el mismo número de electrones (son isoelectrónicos). Éstos son las únicas especies isoelectrónicas.


RESPUESTA: b) $\mathrm{Br^-}$ y $\mathrm{Sr^{2+}}$

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