mailto:[email protected] I.E.S. Francisco Grande Covián http://www.educa.aragob.es/iesfgcza/depart/depfiqui.htm 30/04/2009

ÁtomoSistema Periódico Selectividad Zaragoza Química 2ªBachiller

1.- Para cada uno de los siguientes apartados, indique el nombre, símbolo, número atómico y configuración electrónica del elemento de peso atómico más bajo que tenga: a) Un electrón d b) Dos electrones p c) Diez electrones d d) Un orbital s completo a) Un electrón d Nº atómico: 21 Nombre: Escandio Símbolo: Sc 18

[ ]

2

Configuración electrónica: Ar 4 s 3d

1

b) Dos electrones p Nº atómico: 8 Nombre: Carbono Símbolo:C 2

[ ]

2

2

2

10

Configuración electrónica: He 2 s 2 p c) Diez electrones d Nº atómico: 30 Nombre: Cinc Símbolo: Zn 18

[ ]

Configuración electrónica: Ar 4 s 3d d) Un orbital s completo Nº atómico: 2 Nombre: Helio Símbolo: He Configuración electrónica:

1s 2

2. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas: a) 1s2 2s2 2 p5 b) 1s2 2sl c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 d) 1s2 2s2 2p6 e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 f) 1s2 2s2 2p6 3sl Agrúpelas de tal manera que, en cada grupo que proponga, los elementos que representan las configuraciones tengan propiedades químicas similares. Para cada grupo propuesto explique alguna de estas propiedades. PROPIEDADES SIMILARES 1- a) 1s2 2s2 2p5 y c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Ambos elementos se caracterizan por pertenecer al grupo de los halógenos, no metales, por tanto, se pueden juntar con éstos para dar compuestos estables. Comparten las valencias 1,3 y 5, pero la más común en la que los vamos a encontrar es la valencia 1. 2- b) 1s2 2sl y f) 1s2 2s2 2p6 3sl Ambos elementos se caracterizan por pertenecer al grupo de los alcalinos, bases fuertes que pueden formar compuestos con metales y no metales como los anfígenos o los halógenos. Todos comparten la valencia 1 como única. 3- d) 1s2 2s2 2p6 y e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 Ambos elementos se caracterizan por ser gases nobles, es decir, elementos que tienes la última capa de electrones completa y, por tanto, son la base a partir de la cual se estudia el resto de los elementos, los cuales interaccionan con otros a fin de conseguir tal estructura. Son elementos que no suelen interactuar con otros.

3.- Dadas las siguientes configuraciones electrónicas más externas: a) ns1 b) ns2 np1 c) ns2 np3 d) ns2 np6 SolAtomoSistemPeriodicoSelectividadZaragoza.doc

Luis Ortiz de Orruño

pg 1 de 6

mailto:[email protected] I.E.S. Francisco Grande Covián http://www.educa.aragob.es/iesfgcza/depart/depfiqui.htm 30/04/2009

ÁtomoSistema Periódico Selectividad Zaragoza Química 2ªBachiller

Identifique dos elementos de cada uno de los grupos anteriores y razone cuáles serán los estados de oxidación más estables de esos elementos y sus propiedades químicas más significativas. 1

a) ns : pertenecen al grupo de los alcalinos localizados en el grupo número 1 de la tabla periódica. A este pertenecen elementos como el Hidrogeno (H) y el Litio (Li). Sus estados se oxidación más estables serán: H: 1s

1

[ ]

1

Li: He 2s Las propiedades más significativas de este grupo es que todos los elementos tienen una configuración externa de ns b)

1

ns 2 np1 : pertenece al grupo de los térreos o boroideos los cuales están localizados en el grupo 13 de la tabla periódica. A este grupo pertenecen el Boro (B) y el Aluminio (Al) entre otros. Sus estados de oxidación más estables serán:

[ ] 2 1 2 1 Al: [Ne]3s 3 p

B: He 2 s 2 p

Las propiedades químicas más significativas de este grupo es que todos sus elementos tienen una configuración externa de np c)

1

ns 2 np 3 : pertenece al grupo de los nitrogenoideos los cuales se localizan en el grupo 15 de la tabla periódica. A este grupo pertenecen el Nitrógeno (N) y el Fosforo (P) entro otros. Sus estados de oxidación más estables serán.

[ ]2 3 2 3 P: [Ne]3s 3 p

N: He 2 2 p

Las propiedades químicas más significativas de este grupo es que todos sus elementos tienen una configuración externa de np d)

3

ns 2 np 6 : pertenece al grupo de los gases nobles localizados en el grupo 18 de la tabla periódica. A este grupo entre otros pertenecen el Neón (Ne) y el Argón (Ar) Sus estados de oxidación más estables serán:

[ ] 2 6 2 6 Ar: [Ne]3s 3 p

Ne: He 2 s 2 p

Las propiedades químicas más significativas de este grupo es que todos sus elementos tienen una configura6

ción externa de np (a excepción del Helio)

5.- La primera energía de ionización del fósforo es de 1012 kJ.mol–1 y la del azufre de 999,5 kJ.mol–1. Defina energía de ionización e indique razonadamente si los valores anteriores son los que cabe esperar para la configuración electrónica de los dos elementos. La energía de ionización o EI es la mínima energía que hay que suministrar a un átomo neutro y en su estado fundamental, perteneciente a un elemento en estado gaseoso, para arrancarle un electrón. 5.- La primera energía de ionización del fósforo es de 1012 kJ.mol–1 y la del azufre de 999,5 kJ.mol–1. Defina energía de ionización e indique razonadamente si los valores anteriores son los que cabe esperar para la configuración electrónica de los dos elementos. Energía de ionización es la energía necesaria para arrancar un electrón a un átomo. No son los valores que cabe esperar puesto que la energía de ionización aumenta de izquierda a derecha en un periodo y de abajo hacia arriba en un grupo. Por ello según la localización de estos elementos en la rejilla que se encuentran en el mismo periodo cabe esperar que el S tenga una energía mayor puesto que esta a la derecha del P aunque también SolAtomoSistemPeriodicoSelectividadZaragoza.doc

Luis Ortiz de Orruño

pg 2 de 6

mailto:[email protected] I.E.S. Francisco Grande Covián http://www.educa.aragob.es/iesfgcza/depart/depfiqui.htm 30/04/2009

ÁtomoSistema Periódico Selectividad Zaragoza Química 2ªBachiller

debemos notar que la diferencia de energía es muy pequeña (por lo que igual este cambio podría considerarse despreciable) 6.- Dadas las configuraciones electrónicas para átomos neutros: M: 1s2 2s2 2p6 3s1 N: 1s2 2s2 2p6 5s1 explique cada una de las siguientes afirmaciones e indique si alguna de ellas es falsa: a) La configuración M corresponde a un átomo de sodio. Verdadero. La configuración electrónica de M corresponde con el número atómico del Na (11), por lo tanto se trata del sodio. b) M y N representan elementos diferentes. Falso. M y N corresponden al mismo elemento, el sodio, pero M se encuentra en su estado fundamental. c) Para pasar de la configuración M a la N se necesita energía. Verdadero. La configuración electrónica más estable es aquella en la que los electrones se encuentran en los estados de energía más bajos posibles, es decir, en su estado fundamental. Por lo tanto, si M se encuentra en su estado fundamental, N necesita más energía.

6.- Dadas las configuraciones electrónicas para átomos neutros: M : ls2 2s2 2p6 3s1 N : ls2 2s2 2p6 5s1 explique cada una de las siguientes afirmaciones e indique si alguna de ellas es falsa: a) La configuración M corresponde a un átomo de sodio. b) M y N representan elementos diferentes. c) Para pasar de la configuración M a la N se necesita energía a) La configuración M corresponde a un átomo de sodio. Sí corresponde a un átomo de sodio porque coincide la configuración electrónica con la de un átomo de sodio. Corresponde con el elemento 11 y si contamos la cantidad de electrones que tiene esa configuración comprobamos que también son 11. b) M y N representan elementos diferentes. No, representan el mismo elemento porque tiene el mismo número de electrones, la única diferencia que uno se encuentra en su estado fundamental y otro se encuentra excitado y por lo tanto el electrón de la última capa ha saltado hasta una capa de superior energía, pero son el mismo elemento. c) Para pasar de la configuración M a la N se necesita energía Sí, se necesita energía porque cuanto lo normal y siguiendo el orden de llenado de los electrones primero viene la capa 3s que la capa 5s así que para que el electrón salte hasta la capa 5 debemos aplicarle energía. 8 -Dados los elementos de números atómicos 19, 25 y 48: a) Escriba la configuración electrónica en el estado fundamental de estos elementos. b) Indique el grupo y periodo al qué pertenece cada uno y explique si el elemento de número atómico 30 pertenece al mismo periodo o al mismo grupo que los anteriores. c) ¿Qué característica común presentan en su configuración electrónica los elementos de un mismo grupo? Z19 [Ar] 4s1 grupo 1 y periodo 4 K Z25 [Ar] 4s2 3d5 grupo 7 y periodo 4 Mn Z48 [Kr] 5s24d10 grupo 12y periodo 5 Cd El elemento 30 pertenece al mismo grupo que el Cd y al mismo periodo que K y Mn Los elementos del mismo grupo tienen el mismo número de electrones en la misma capa.

9.- Los números atómicos de varios elementos son los siguientes: A=9, B=16, C=17, D=19, E=20. Explique, razonando la respuesta: a) Cuál de ellos es un metal alcalino El D, ya que es el que pertenece a ese grupo, situado en la 1ª columna de la tabla. b) Cuál es el más electronegativo El A, ya que la electronegatividad aumenta cuanto más arriba y a la derecha está situado el elemento en la tabla. c) Cuál es el de menor potencial de ionización SolAtomoSistemPeriodicoSelectividadZaragoza.doc

Luis Ortiz de Orruño

pg 3 de 6

mailto:[email protected] I.E.S. Francisco Grande Covián http://www.educa.aragob.es/iesfgcza/depart/depfiqui.htm 30/04/2009

ÁtomoSistema Periódico Selectividad Zaragoza Química 2ªBachiller

El D, ya que el potencial de ionización tiene las mismas condiciones que la electronegatividad para aumentar o disminuir dependiendo de la situación del elemento en la tabla. 9.- Los números atómicos de varios elementos son los siguientes: A=9, B=16, C=17, D=19, E=20. Explique, razonando la respuesta: a) Cuál de ellos es un metal alcalino b) Cuál es el más electronegativo c) Cuál es el de menor potencial de ionización a.

Realizando las configuraciones electrónicas podemos saber de que elemento químico se trata y por lo tanto, en que columna se encuentra. A= 9 [He] 2s2 2p5 Flúor (F) → no es metal. B=16 [Ne] 3s2 3p4 Azufre (S)→ no es metal. C=17 [Ne] 3s2 3p5 Cloro (Cl) → no es metal. D=19 [Ar] 4s1 Potasio (K) → si es un metal alcalino. E=20 [He] 4s2 Calcio (Ca)→ es metal pero no alcalino.

b.

El más electronegativo es el A , sabiendo la disposición de cada elemento en la tabla, y que la electronegatividad aumenta cuanto más arriba y a la derecha se encuentre de la tabla.

c.

El D tiene menor potencial de ionización, ya que las condiciones son iguales a la electronegatividad, es decir aumenta hacia arriba y hacia la derecha.

10.- El elemento X pertenece al período 3, grupo 17. El ion monopositivo del elemento Y tiene la configuración electrónica del cuarto gas noble. El elemento Z tiene 13 protones en su núcleo. Con estos datos: a) identificar los elementos. X=Cl, Y=Rb, Z=Al b) escribir su configuración electrónica e indicar al grupo y período al que pertenecen Y y Z. X=[Ne] 3s2 3p5 Y= [Kr]5s1 (período 3) Z= [Ne] 3s2 3p1 (período 3) c) ordenarlos razonadamente por su potencial de ionización creciente Rb, Al, Cl 10.- El elemento X pertenece al periodo 3, grupo 17. El ión monopositivo del elemento Y tiene la configuración electrónica del cuarto gas noble. El elemento Z tiene 13 protones en su núcleo. Con estos datos: a) Identificar los elementos. b) Escribir su configuración electrónica e indicar grupo y periodo al que pertenecen Y y Z. c) Ordenarlos razonadamente por su potencial de ionización creciente. a)

X=Cl; Y=Rb+ ; Z=Al

b) Cl=[Ne] 3s23p5 Rb+ = [Kr] 5s1 Al = [Ne] 3s23p1 b) Rb < Al < Cl

grupo 17 y periodo 3 grupo 1 y periodo 5 grupo 13 y periodo 3

11.- Dadas las configuraciones electrónicas para átomos neutros: M: 1s2 2s2 2p6 3s2 N: 1s2 2s2 2p6 3s1 3p1 Explique cada una de las siguientes afirmaciones e indique si alguna de ellas es falsa: a) La configuración L corresponde a un metal de transición. Falso. Corresponde al número atómico 12 que es el magnesio y éste a su vez entra dentro del grupo de los alcalinotérreos, es decir, no es un metal de transición. b) M y L representan elementos diferentes. Falso. Corresponden al mismo elemento, encontrándose M en su estado fundamental. c) Para pasar de la configuración M a la L se necesita energía. Verdadero. Se necesitará energía porque al estar M en su estado fundamental, los electrones se encuentran en sus estados de energía más bajos. 12.- Sabiendo que los números atómicos del argón y del potasio son 18 y 19 respectivamente, razone sobre la veracidad de las siguientes afirmaciones: a) El número de electrones de los iones K+ es igual al de los átomos neutros del gas argón. SolAtomoSistemPeriodicoSelectividadZaragoza.doc

Luis Ortiz de Orruño

pg 4 de 6

mailto:[email protected] I.E.S. Francisco Grande Covián http://www.educa.aragob.es/iesfgcza/depart/depfiqui.htm 30/04/2009

ÁtomoSistema Periódico Selectividad Zaragoza Química 2ªBachiller

Verdadero, porque al ser un ión positivo quiere decir que ha perdido un electrón con lo que su número atómico disminuirá en 1, es decir será 18. b) El número de protones de los iones 39K+ es igual al de los átomos 40Argón Falso, porque el número de protones no varia aunque sea un ión. c) Los iones K+ y los átomos de gas argón no son isótopos. Verdadero, porque para ser isótopos deberían ser el mismo elemento al que le ha cambiado el número atómico. d) El potasio y el argón tienen propiedades químicas distintas. Verdadero, porque no pertenecen ni al mismo grupo ni al mismo periodo, además uno de ellos es un gas noble. 12 -Sabiendo que los números atómicos del argon y del potasio son 18 y 19 respectivamente, razone sobre la veracidad de las siguientes afirmaciones. a) El número de electrones de los iones K+ es igual al de los átomos neutros del gas argon. b) El número de protones de los iones 39K+ es igual al de los átomos 10 Ar c) Los iones K+ y los átomos del gas argon no son isótopos. d) El potasio y el argon tienen propiedades químicas distintas. a) b) c) d)

Verdadera Falsa. Cada elemento tiene un número atómico diferente a los demás. Verdadero Verdadero el argón es un gas noble que reacciona muy mal y el potasio es muy fácil que pierda su último electrón para formar compuestos.

14.- a) Indique la configuración electrónica de los átomos de los elementos A, B y C cuyos números atómicos son 13, 17 y 20, respectivamente. b) Escriba la configuración electrónica del ión más estable de cada uno de ellos. c) Ordene estos iones por orden creciente de sus radios, explicando su ordenación. a.

Elemento A de número atómico 13, Al: [Ne] 3s2 3p1 Elemento B de número atómico 17, Cl: [Ne] 3s2 3p5 Elemento C de número atómico 20, Ca: [Ar] 4s2

b.

El ion más estable del Al será el Al3+de configuración electrónica: [Ne] El ion más estable del Cl será el Cl- de configuración electrónica: [Ne] 3s2 3p6 = [Ar] El ion más estable del Ca será el Ca2+ de configuración electrónica: [Ar] Todos ellos han adquirido la configuración electrónica del gas noble más cercano en la tabla periódica.

c.

El ion de menos radio será el Al3+ (por su carga 3+) será el Cl- (por su carga -1)

Y adquieren otra configuración electrónica. de radios de menor a mayor será: Al3+, Ca2+ y Cl-

El ion de mayor radio En definitiva, el orden

15.- Un átomo X, en estado excitado, presenta la siguiente configuración electrónica: 1s2 2s2 2p2 3s1 a) Identifique al elemento X indicando también en qué grupo y periodo de la tabla periódica se encuentra. b) Indique los cuatro números cuánticos de cada uno de los electrones desapareados de X en su estado fundamental a) Se trata del Nitrógeno (N) el cual se encuentra en el grupo 15 y en el 2º periodo de la tabla. Aquí el Nitrógeno se no se encuentra en su estado fundamental, está excitado. 2

2

2

b) N: 1s 2 s 2 p 3s

1

2 · 1s : n = 1, l = 0, ml = 0, m s = + 1

2 · 2s : n = 2, l = 0, ml = 0, m s = + 1 2 2 · 2 p : n = 2, l = 1, ml = −1, m s = − 1 2

SolAtomoSistemPeriodicoSelectividadZaragoza.doc

2 Luis Ortiz de Orruño

pg 5 de 6

mailto:[email protected] I.E.S. Francisco Grande Covián http://www.educa.aragob.es/iesfgcza/depart/depfiqui.htm 30/04/2009 1 · 3s : n = 3, l = 0, ml = 0, m s = − 1

ÁtomoSistema Periódico Selectividad Zaragoza Química 2ªBachiller

2

17.- Dados los elementos A (Z = 17), B (Z = 19) y C (Z = 20) a) Escribe sus configuraciones electrónicas. b) Ordena, justificando brevemente la respuesta, esos elementos por orden creciente del tamaño de sus átomos. c) Indica, justificando brevemente la respuesta, cuál será el ión más estable para cada uno de esos elementos. a) A 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 B 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 C 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 b) A