Examen de Principios de Química y Estructura – Septiembre 2022 | Soluciones de las preguntas 10 y 11

(TEMA 7) 10. Ordenar los siguientes iones de mayor a menor tamaño: Sc³⁺, K⁺, Cl^–, Ca²⁺?

(A). Cl^– > K⁺ > Ca²⁺ > Sc³⁺
(B). Cl^– > Sc³⁺ > Ca²⁺ > K⁺
(C). Sc³⁺ > Ca²⁺ > K⁺ > Cl^–
(D). K⁺ > Ca²⁺ > Sc³⁺ > Cl^–

Solución: A. Los cuatro son isoelectrónicos. Cuando se compara un anión con uno o varios cationes isoelectrónicos con él, resulta que los cationes tienen menor radio que el anión porque el exceso de carga positiva en relación al número de electrones produce en los cationes una mayor atracción de los electrones por el núcleo. La misma explicación es válida para los iones positivos isoelectrónicos, y por eso el de mayor carga positiva será el que tenga menor tamaño.

(TEMA 7) 11. La energía que mejor explica la gran estabilidad de los cristales iónicos es…

(A). la afinidad electrónica del anión.
(B). la que se libera debido a la atracción eléctrica de un catión y un anión para formar una molécula iónica aislada.
(C). el potencial de ionización del catión.
(D). la reticular.

Solución: D. Podemos considerar que para que se forme una molécula iónica a partir de los átomos de los elementos neutros debe producirse una transferencia de uno o más electrones entre estos; es decir, uno de ellos se ha de convertir en anión y otro en catión. Si el anión que se ha de formar tiene carga –1 el proceso conlleva la liberación de la energía de afinidad electrónica del elemento que se convierte en anión, la cual suele tener un valor del orden de 100 kJ/mol, que es apenas suficiente para compensar el potencial de ionización necesario para obtener el catión. Por lo tanto, ni la afinidad electrónica ni mucho menos el potencial de ionización, por ser endotérmico, justifican la estabilidad de los cristales iónicos. (Si se ha de formar un anión de carga –2, –3, etc., entonces el proceso es aún más desfavorable porque la segunda, tercera… afinidades electrónicas suelen ser endotérmicas).