Ejercicios UD. 4 Elementos y Compuestos

Física y Química

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1.- ¿En qué consistía la ley de las triadas? ¿Quién la propuso? 2.- ¿Por qué la tabla donde se ordenan los elementos químicos se llama tabla periódica? Solución: Los elementos están ordenados en la tabla periódica de forma que sus propiedades se repiten periódicamente cada cierto número de ellos. Todos los elementos situados en una misma columna presentan propiedades semejantes.

3.- ¿Qué criterio de clasificación utilizó Mendeleiev? Solución: El químico ruso Dimitri I. Mendeleiev ordenó los elementos por orden creciente de su masa atómica y los agrupó teniendo en cuenta sus propiedades.

4.- ¿En qué grandes grupos se clasifican los elementos químicos? Cita dos o tres propiedades significativas de cada grupo Solución: • Metales: conducen bien el calor y la electricidad. Son dúctiles y maleables. Tienden a formar iones positivos. • No metales: son malos conductores del calor y la electricidad. Tienden a formar iones negativos. • Gases nobles: se encuentran en la naturaleza como átomos aislados; químicamente son muy estables. Son gases a temperatura ambiente.

5.- Busca en la tabla periódica los bioelementos y los oligoelementos. Define bioelementos y oligoelementos. Solución: • Bioelementos: – H: grupo 1. Acompañando a los alcalinos sin ser uno de ellos. – C: grupo 14. Carbonoideos. – Na y K: grupo 1. Alcalinos. – Ca y Mg: grupo 2. Alcalinotérreos. – N, P: grupo 15. Nitrogenoideos. – O, S: grupo16. Anfígenos. – Cl: grupo 17. Halógenos. • Oligoelementos: – Fe, Mn, Zn, Cu, Co: metales de transición. – F, I: grupo 17. Halógenos. Los bioelementos son los elementos más abundantes en los seres vivos mientras que los oligoelementos son los elementos menos abundantes en los seres vivos pero que son esenciales para la vida.

6.- Identifica las siguientes sustancias como sustancias simples o compuestos: a) Agua (H2O) f) Hidrógeno (H2) b) Oxígeno (O2) g) Óxido de hierro (II) (FeO) c) Agua oxigenada (H2O2) h) Dióxido de carbono (CO2) d) Carbono (C) i) Monóxido de carbono (CO) e) Hierro (Fe)

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Solución: • Elementos: oxígeno, carbono, hierro e hidrógeno. • Compuestos: agua, agua oxigenada, óxido de hierro (II), dióxido de carbono, monóxido de carbono.

7.- Indica la veracidad o falsedad de cada frase: a) El número atómico de un elemento coincide con la posición que ocupa en la tabla periódica. b) Los cristales metálicos están formados por átomos. c) Los cristales iónicos tienen más cationes que aniones. d) Todos los elementos químicos aparecen en forma de moléculas o de átomos aislados. Solución: a) Verdadera. Los elementos en la tabla periódica se ordenan según el número atómico. b) Falsa. Los cristales metálicos están formados por cationes rodeados de una «nube de electrones». c) Falsa. Por ejemplo en el cloruro de sodio hay igual número de aniones que de cationes. d) Falsa. También pueden formar cristales.

8.- Conecta correctamente los apartados de la derecha con los de la izquierda. Cristal iónico

Buen conductor de la electricidad y del calor.

Cristal covalente Cristal metálico

Las partículas que lo forman son átomos. Resulta de la combinación de un metal y un no metal.

Solución: Cristal iónico: resulta de la combinación de un metal y un no metal. Cristal covalente: las partículas que lo forman son átomos. Cristal metálico: buen conductor de la electricidad y del calor.

9.- Señala razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) La fórmula del cloruro de calcio es CaCl2; por tanto, está formado por moléculas. b) El hierro es un metal; por tanto, su punto de fusión será muy alto. c) El diamante está formado solo por átomos de carbono; por tanto, tendrá propiedades parecidas a las de los gases nobles. d) El oxígeno forma moléculas y es un gas a temperatura ambiente. Solución: a) Falsa. Indica que en el cristal iónico la proporción de iones cloruro es el doble que la de iones calcio. b) Verdadera. Los metales, excepto el mercurio, tienen puntos de fusión elevados. c) Falsa. En el diamante los átomos de carbono están unidos formando un cristal covalente. d) Verdadera. El oxígeno es una sustancia molecular y la unión entre sus moléculas es débil.

10.- Comenta si son verdaderas o falsas estas frases: a) La fórmula de los compuestos iónicos indica el número real de átomos en la molécula. b) Los elementos formados por átomos aislados o por cristales se representan solo por su símbolo.

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Solución a) Falsa. La fórmula de los compuestos iónicos indica la proporción en la que se encuentran los iones en el cristal. b) Verdadera. Tanto los gases nobles (átomos aislados) como los metales (cristales metálicos) se representan por el símbolo del elemento correspondiente.

11.- Completa el siguiente texto: La tabla de Mendeleiev A lo largo del siglo XIX, con objeto de presentar de modo racional los conocimientos de la Química, se creyó que podría ser muy útil a)_______________ los elementos de algún modo que reflejase las relaciones existentes entre ellos. Tras varios intentos, en 1869, el químico ruso D. b) __________- presentó una tabla en la que aparecían los distribuidos en y columnas, agrupados ordenadamente en diversas familias, siguiendo un orden creciente de c)____________________. En la actualidad se ordenan los elementos por orden creciente de número atómico. Dicha tabla es una expresión de las relaciones que existen entre los d)___________ químicos. Por eso, favorece su estudio y nos permite deducir muchas de sus_e)______________- con sólo saber su situación en ella. Las 7 filas horizontales reciben el nombre de f)______________- y las 18 filas verticales o columnas se llaman g)__________________ . Algunos de estos tienen nombres especiales; así ocurre con el 16, los h)_____________- (O,S,Se,Te); el 17, los i)____________- (F,Cl,Br,I), o el 18, los gases j)_______________ (He,Ne, Ar,...). Solución: a) clasificar b) Mendeleiev c) masa atómica d) elementos e) propiedades f) familias g) grupos h) anfígenos i) halógenos j) nobles

12.- Elige la/s opción u opciones correcta/s: La tabla periódica 12.1. Los elementos en la tabla periódica se ordenan en familias o grupos debido a: a) Su estado de agregación b) Su orden alfabético c) Su color d) Su reactividad y propiedades semejantes. Solución d)

12.2. ¿Qué científicos contribuyeron a la clasificación de los elementos? a) Döbereiner b) Kelvin c) Faraday d) Mendeleiev Solución: a) y d)

12.3. Subraya cuales de estos elementos son metales: Titanio Oxígeno Cobalto Paladio Cinc Nitrógeno Azufre hierro aluminio sodio cloro magnesio argón helio radón plata oro litio rubidio calcio berilio bromo iodo fósforo.

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12.4. Escribe los símbolos de todos los elementos anteriores. 12.5 ¿Cuál es la configuración que confiere más estabilidad energética al átomo? a) Tener 6 electrones en el último nivel b) Tener 8 electrones en el último nivel c) Tener 7 electrones en el último nivel Solución: b)

12.6. ¿Cuáles de estos elementos formarán un enlace iónico con el sodio? Explica porqué Calcio Bromo Cloro Azufre Cobre Selenio 12.7 Explica que enlace químico se formará entre: a) átomos de hierro b) carbono y oxígeno c) cloro y sodio d) átomos de plata e) magnesio y cloro f) azufre y oxígeno Explica también la formación del enlace. Solución: a) enlace metálico b) enlace covalente c) enlace iónico d) enlace metálico e) enlace iónico f) enlace covalente

13.- ¿Cuáles de estos elementos son metales de transición? Míralo en la tabla periódica. Cobre Azufre Níquel Hierro Magnesio Cobalto Solución: buscarlo en la tabla periódica

14.- ¿Cuáles son los tres elementos que pertenecen al grupo 1? Subráyalos. ¿Cómo se llama el grupo 1? Rubidio

Cobalto

Hierro

Sodio

Solución: buscarlo en la tabla periódica

15.- Responde:

Calcio Cesio

Litio Aluminio

Flúor

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Compuesto: a) Es una sustancia formada por la unión de dos o más elementos en una razón fija y tiene una fórmula química. b) Se forma cuando dos elementos forman un enlace iónico, a temperatura y presión habituales. Solución: a)

16.- Completa: El agua es un compuesto formado por hidrógeno y __________ en la razón de 2 a 1 (en número de átomos). Solución: oxígeno

17.- Indica qué afirmaciones son verdaderas: a) Los compuestos tienen propiedades físicas constantes. b) Un compuesto tiene una composición fija. c) Una mezcla tiene una composición variable. d) Las mezclas tienen propiedades físicas constantes Solución: son verdaderas a), b), c); d) es falsa porque las propiedades de las mezclas dependen de la proporción de componentes.

18.- Los químicos describen los compuestos usando los símbolos químicos de los elementos que los constituyen. Cuando en esta descripción únicamente se indica la proporción de átomos de los diferentes elementos que lo constituyen, la fórmula se llama fórmula_______________. Solución: empírica

19.- Relaciona cada nombre de elemento con su símbolo. Hidrógeno Litio Carbono Sodio Fósforo Oxígeno Flúor Cloro Silicio

F Cl Li Si H O C Na P

Solución: buscarlo en la tabla periódica

20.-Señala cuáles de las siguientes sustancias son elementos, sustancias simples, compuestos o mezclas: Aire, dióxido de carbono, oro, hierro, agua de mar, oxígeno, ozono, cloruro de sodio, sangre. Solución: elementos: oro y hierro, sustancias simples: oxígeno y ozono, compuestos: dióxido de carbono y cloruro de sodio, mezclas: agua de mar, sangre y aire.

21.-Completa las frases utilizando la palabra adecuada: metales, átomos, compuestos, no metales, elementos, mezclas.

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a) Los_________________suelen ser duros y brillantes. b) Los__________________ no conducen la electricidad. c) Los___________________están formados de más de un elemento. d) Los_________________ son buenos conductores del calor y de la electricidad. e) Los___________________ son los que aparecen en la tabla periódica. f) Las __________________ están formadas por más de una sustancia. Solución: a) metales b)no metales c) compuetos d) metales e) elementos f) mezclas

22.- Escribe el nombre de los elementos que corresponden a estos símbolos: H: O: C: N: Ca:

Li: Ar: Br: Fe: Sn:

Au: W: Pb: Po: Bi:

Kr: Xe: Cr: Si: Cs:

Fr: Cu: Sn: Mg: Mn:

Solución: buscarlo en la tabla periódica

23.-Calcula la masa molecular de los siguientes compuestos: a) H2O b) H2SO4 c) HCl d) HNO3 e) Na2NO3 f) CaSO4 g) HBr h) NaCl i) H3PO4 j) NaHSO4 Solución: a)18 b)98 c)36,5 d)63 e)108 f) 136 g) 81 h)58,5 i) 98 j)120 todos en g/mol y u.m.a.

24.- Lee el siguiente texto sobre el mol:

Concepto de Mol En el laboratorio o en la industria no se trabaja con símbolos o números, se trabaja con sustancias concretas, que se palpan. Para facilitar las tareas de investigación sobre algún elemento químico los científicos utilizan siempre gran cantidad de átomos. Como la cantidad de átomos que necesitan es realmente impresionante, para simplificar sus cálculos los químicos utilizan una unidad de cantidad de materia llamada mol (del latín moles que significa montón). Esta nueva unidad que estamos definiendo hace que para las diferentes sustancias un mol de una no tenga la misma masa en gramos o kilogramos que para otra sustancia.

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Haciendo un pequeño símil no puede ser igual la masa de 100 "tornillos" que la masa de 100 "destornilladores", aunque en ambos casos haya el mismo número de unidades. ¿Qué es el mol? Un mol es la cantidad de materia que contiene 6,02 x 1023 partículas elementales (ya sea átomos, moléculas, iones, partículas subatómicas, etcétera). Por eso, cuando un químico utiliza el término mol, debe dejar en claro si es: 1 mol de átomos 1 mol de moléculas 1 mol de iones 1 mol de cualquier partícula elemental.

Este número tan impresionante: 602.000. 000.000. 000.000. 000.000 o sea: 602.000 trillones = 6,02 x 1023 tiene nombre propio, se llama Número de Avogadro. 25.- Calcula la cantidad de moles que hay en cada caso: a) 50 g de cloruro de sodio. b) 150 g de HCl c) 25 g de H2SO4 d) 18 g de H2O Solución: a) 0.855 moles b) 4.1 moles c) 0.255 moles d) 1 mol

26.- Calcula en qué masa de HNO3 estarán contenidos 12 moles. Solución: 756 g

27.- Calcula en qué masa de NaNO3 habrá 0.5 moles. Solución: 42.5 g

28.- Calcula el número de moléculas que habrá en 3 moles de HCl. 24

Solución: 1.8066 ·10 moléculas.

29.- Calcula el número de átomos que habrá en 2.5 moles de Fe. 24

Solución: 1.5055 ·10 átomos.

30.-Calcula el número de moléculas de CO2 que habrá en 25 g de esa sustancia. 23

Solución: 3.4216 ·10 moléculas.

31.- Calcula el número de átomos de O, de S y de H que hay en 196 g de H2SO4. 24

24

24

Solución: 4.8176 ·10 átomos de O; 1.2044·10 átomos de S; 2.4088·10 átomos de H.