Ejercicios: Periodicidad de las propiedades

Todos los elementos de la columna 1 de la tabla, los metales alcalinos, terminan su configuración electrónica en $s^1$.

1. a) ¿Qué tienen en común las configuraciones electrónicas de todos los elementos de un mismo grupo?
2. b) ¿Qué consecuencia tiene ese parecido sobre sus propiedades químicas? Pon un ejemplo concreto del grupo 1.

En el laboratorio, el sodio se conserva sumergido en aceite mineral porque reacciona violentamente con el agua e incluso con la humedad del aire.

1. a) Describe qué se observa al echar un trocito pequeño de sodio en una cuba con agua.
2. b) ¿Qué gas se desprende en la reacción? ¿Qué carácter, ácido o básico, tiene la disolución resultante?

El helio de los globos y el neón de los rótulos luminosos son gases nobles.

1. a) ¿Qué tienen de especial las configuraciones electrónicas de los gases nobles?
2. b) ¿Por qué apenas forman compuestos químicos? ¿Qué ventaja ofrece el helio frente al hidrógeno, inflamable, para llenar globos?

El cloro que desinfecta las piscinas y el yodo de las farmacias son halógenos (grupo 17).

1. a) ¿Cuántos electrones de valencia tienen los halógenos? ¿Qué ion forman al ganar un electrón?
2. b) Explica, con el intercambio de electrones entre ambos átomos, por qué el sodio y el cloro reaccionan formando cloruro de sodio, $\text{NaCl}$.

El tercer período de la tabla, de izquierda a derecha, es: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar.

1. a) Indica cuáles de estos elementos son metales, cuáles no metales y cuál es un metaloide.
2. b) ¿Cómo cambia el carácter metálico al avanzar de izquierda a derecha en un período?

Un cable de cobre conduce la corriente eléctrica; un trozo de azufre, no.

1. a) Menciona tres propiedades típicas de los metales que no comparten los no metales.
2. b) ¿En qué zonas de la tabla periódica (izquierda, centro, derecha) se ubican los metales y los no metales?

A partir del grupo al que pertenece cada elemento, indica qué ion forma y justifícalo con el número de electrones que gana o pierde para completar su último nivel:

1. a) magnesio (grupo 2)
2. b) nitrógeno (grupo 15)
3. c) potasio (grupo 1)

El sodio forma iones $\text{Na}^{+}$ y el oxígeno, iones $\text{O}^{2-}$.

1. a) ¿Cuántos iones $\text{Na}^{+}$ hacen falta para compensar la carga de un ion $\text{O}^{2-}$?
2. b) Escribe la fórmula del óxido de sodio. ¿Cuál será la fórmula del óxido de potasio, que está en el mismo grupo que el sodio?

Al dejar caer sendos trocitos de litio, sodio y potasio en tres recipientes con agua, la reacción es cada vez más violenta. El esquema dibuja la estructura de capas de los tres átomos:

1. a) Ordena Li, Na, K y Rb de menor a mayor reactividad con el agua y ajusta la ecuación de la reacción del sodio: $\text{Na} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NaOH} + \text{H}_2$.
2. b) Explica la tendencia: cuanto más abajo está el metal alcalino en el grupo, ¿más fácil o más difícil es arrancarle su electrón de valencia? Relaciónalo con su reactividad.

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

La reactividad de los halógenos varía al contrario que la de los metales alcalinos: el flúor es el más reactivo y el yodo, el menos.

1. a) Al burbujear cloro en una disolución de bromuro de potasio, la disolución se tiñe de pardo porque aparece bromo: $\text{Cl}_2 + \text{KBr} \rightarrow \text{Br}_2 + \text{KCl}$. Ajusta la ecuación y explica qué significa que el cloro «desplace» al bromo de sus compuestos.
2. b) Predice si el yodo desplazaría al cloro de una disolución de $\text{NaCl}$. Justifica la respuesta con la tendencia del grupo.

Predice la fórmula de estos compuestos iónicos a partir de las cargas habituales de los iones, justificando el intercambio de electrones:

1. a) aluminio ($\text{Al}^{3+}$) con azufre ($\text{S}^{2-}$)
2. b) calcio ($\text{Ca}^{2+}$) con nitrógeno ($\text{N}^{3-}$)

Un elemento es un gas incoloro, inodoro y totalmente inerte; la industria lo usa como atmósfera protectora en la soldadura por arco y para rellenar el espacio entre los vidrios de las ventanas de doble vidrio.

1. a) ¿A qué grupo de la tabla pertenece?
2. b) Su átomo tiene $18$ electrones: ¿de qué elemento se trata? Escribe su configuración electrónica y explica, a partir de ella, por qué es inerte.

Ordena de mayor a menor carácter metálico los elementos Na, Mg, S y Si.

1. a) Justifica el orden a partir de sus posiciones en el tercer período.
2. b) Explica qué propiedad macroscópica, como la conducción de la corriente eléctrica, cambiaría al recorrer la serie en ese orden.

Los óxidos de los elementos del tercer período son: $\text{Na}_2\text{O}$, $\text{MgO}$, $\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{SiO}_2$, $\text{SO}_3$ y $\text{Cl}_2\text{O}_7$. Al reaccionar con agua, los dos primeros dan soluciones básicas y los dos últimos, soluciones ácidas; el $\text{Al}_2\text{O}_3$ y el $\text{SiO}_2$ son prácticamente insolubles, aunque el $\text{SiO}_2$ tiene carácter ácido (reacciona con las bases).

1. a) Relaciona el carácter ácido o básico del óxido con la posición del elemento en el período y con su carácter metálico.
2. b) El óxido de aluminio es anfótero: reacciona como base frente a los ácidos y como ácido frente a las bases. ¿Encaja esa ambigüedad con su posición intermedia en el período? Justifícalo.
3. c) Predice el carácter (ácido, básico o anfótero) del óxido de potasio, $\text{K}_2\text{O}$, y del dióxido de selenio, $\text{SeO}_2$, a partir de la posición del K y del Se en la tabla periódica.