Química 2 - PAU LOGSE

INTERPRETACIÓN CUÁNTICA DEL ÁTOMO CUESTIONES 1. a) Define correctamente la primera energía de ionización de un metal “M”. b) Dibuja cualitativamente los valores aproximados de la primera energía de ionización ( EH1 ) de los elementos representados en las dos gráficas siguientes:

EI1

EI1

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

Li

Na

K

Rb

Cs

c) ¿Qué energía de enlace debe ser mayor: la del H-H en el H2 o la del N-N en la N2? Explicar ¿por qué? (CV-94) Solución:a)es la mínima energía necesaria para que un átomo neutro de un elemento X, en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, ceda un electrón de su nivel más externo y dé lugar a un ion positivo X+ también en su estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental b)De Li a Ne iría aumentando excepto EI(B)Mg2+; las configuraciones electrónicas son iguales pero el número de protones en cada núcleo es distinto. En estas condiciones, cuando mayor es el nº de protones, más atracción hay sobre los electrones y menor será el radio iónico.

15.Dados 3 elementos químicos de números atómicos 19,35 y 36. Indicar: A) La configuración electrónica y el grupo del sistema periódico al que pertenece cada elemento. B) De los tres elementos cuál tiene mayor energía de ionización, cuál mayor afinidad electrónica y cuál mayor radio atómico. Razonar las respuestas. (CV-98) Solución:A)1s22s22p63s23p64s1alcalinos 1s22s22p63s23p64s23d104p5halógenos; 1s22s22p63s23p64s23d104p6gas noble. B) mayor energía de ionización: C, tiene más carga nuclear y más electrones que están en el mismo nivel energético de B, por lo tanto será más difícil arrancarle un electrón. Mayor EA: B, es el elemento más electronegativo, por lo tanto liberará más energía al captar un electrón para formar un ion negativo. Mayor radio atómico: A, pertenecen todos al mismo período pero en A hay menos cargas y por lo tanto la fuerza de atracción entre electrones y protones será menor.

16. Con respecto al número cuántico “n” que aparece en el modelo atómico de Bohr, indicar de manera razonada cuáles son correctos y cuáles incorrectos. A) La energía del electrón en las órbitas está cuantizada y depende de n. B) El radio de las órbitas no depende de n C) Las rayas del espectro de emisión del hidrógeno son debidas a tránsitos del electrón de una órbita a un otra de n mayor. D) Cuando el electrón pasa a tener n = ∞ el átomo se ha ionizado. (CV-98) Solución: A) Verdadera, es uno de los postulados de Bohr; B) Falso, precisamente, el radio de las órbitas viene dado por n; C) Falso, son debidas a tránsitos de una órbita mayor a una menor; D) Verdadera, equivale a decir que el electrón “se ha perdido”.

17.B) Escribir la serie completa de los cuatro números cuánticos para uno de los electrones de valencia del átomo de azufre en el estado fundamental. (Número atómico del azufre 16) (CV-98) Solución: Por ejemplo (3,1,-1,+1/2) 18.Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de dos átomos neutros: X: 1s22s22p63s23p6

Y: 1s22s22p63s23p54s1

Justificar la validez o falsedad de las siguientes afirmaciones: A) La configuración de Y corresponde a un átomo de K B) Para pasar de X a Y se necesita aportar energía C) El radio de X es igual al radio de Y (CV-99) Solución: A) Falsa, el potasio tiene 19e-; B) Verdadera, Y es un estado excitado de X; C) Falsa, Y es mayor ya que tiene un electrón en un nivel superior.

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D.Física/Química

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19.Señala justificadamente cuáles de las siguientes proposiciones son correctos y cuáles no: A) El número atómico de los iones K+ es igual al del gas noble Ar. B) Los iones K+ y los átomos del gas noble Ar son isótopos. C) El radio de los iones K+ es igual al de los átomos de Ar. Datos: Números atómicos: Ar = 18; K = 19 (CV-99) Solución: A) falsa, el número atómico depende del número de protones del núcleo del elemento, no de la configuración electrónica. B) Falsa, los isótopos deben pertenecer al mismo elemento. C) Falsa, el radio del ion K+ es mayor que el del átomo Ar, ya que aunque la configuración electrónica sea la misma, la carga nuclear es distinta. 20. A) La configuración electrónica del cromo, en el estado fundamental, es 1s22s22p63s23p54s13d5. Justificar la “aparente” anomalía existente dicha configuración. B)¿Cuál es el número máximo de electrones que puede haber en un mismo átomo con n =3? ¿Qué principio determina este número? (CV-99) Solución: A) De esta manera se logra una configuración con los orbitales d semillenos. B) Principio de exclusión de Pauli, 2n2= 2.32= 18 electrones. 21. A) Definir los conceptos de afinidad electrónica y energía de ionización e indicar si existe alguna relación entre ellos. B)Indicar el valor que puede tomar el número cuántico “m” para: B.1) un orbital 2s B.2) un orbital 3d B.3) un orbital 4p

(CV-99)

Solución: A) Al aumentar el potencial de ionización, aumenta también la afinidad electrónica, con excepción de los gases nobles. B) B1: m =0; B2: m =-2,-1,0,-1,2; B3= -1,0-1 22. Dados los siguientes conjuntos de números cuánticos para el electrón en el átomo de hidrógeno, indicar las combinaciones que no sean posibles e indicar en cada caso el motivo: A) 2,2,1,+1/2 B) 4,0,2,-1/2 C) 1,0,0,+1/2 D) 3,-1,0,-1/2

(CV-00)

Solución: A) No, l≠2; B) No, m≠2; C)Si; D) No; l≠ -1 23. Para los elementos plata y selenio, cuyos respectivos números atómicos son 47 y 34, indicar: A)Su situación en la sistema periódico (grupo y período) B)Los números cuánticos de los electrones desapareados. C)El estado de oxidación más probable en sus iones monoatómicos.

(CV-00)

Solución: A) Ag: período 5e; familia IB ó 11; Se: período 4t; familia VÍA ó 16. B) Ag (5,0,0,+1/2); Se (4,1,0,+1/2). C)Ag+; Se2-. 24. Los elementos A, B, C y D tienen los números atómicos: 11, 15, 16 y 25. Responder razonadamente a las siguientes cuestiones: a)Indicar el ion más estable que puede formar con cada uno de los elementos anteriores.

(CV-01

b)Escribir que estequiometría presentarán los compuestos más estables que forman A con C, B con D y B con C. Solución: a)A+, B3-, C2-, D2+; b) A2C, D3B2, B2C3.

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D.Física/Química

Química 2 - PAU LOGSE 25. –La configuración electrónica de un elemento A es; 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s2 5p5 explicar razonadamente, cuales de las afirmaciones siguientes son correctas: a)El Sb (Z=51 tiene una energía de ionización menor que el átomo A. b)El Sn (Z=50) tiene un radio atómico mayor que el átomo A. c)De la combinación del elemento A con el elemento de Z=35 se obtienen compuestos fundamentalmente iónicos. d)El elemento A es mas electronegativo que el elemento Z=15.

CV-05

Sol: a) Falso b)Verdadero c)Verdadero d)Falso e)Falso 26. Los elementos A,B,C y D tienen números atómicos 12, 14, 17 y 37 respectivamente. a)Escribir la configuración electrónica de A2+, B, C- y D. b)Indicar justificando la respuesta, si las siguientes proposiciones referidas a los elementos anteriores A, B, C y D son verdaderas o falsas: b1El elemento que tiene el radio atómico más pequeño es el B. b2El elemento D es el que tiene mayor energía de ionización I1. b3El elemento C es el que tiene mayor afinidad electrónica. b4Cuando se combinan C y D se forma un compuesto molecular. Sol: a) A2+1s22s22p6,

B 1s22s22p63s23p2,

C-1s22s22p63s23p6,

CV-05 D 1s22s22p63s23p64s23d104p65s1

b) Falso. Falso. Verdadero. Falso 27. –Responder , justificando la respuesta, a las siguientes cuestiones: a)Si la configuración electrónica de la capa de valencia de un elemento es 4s23d104p3 indicar a que periodo y a que familia pertenece este elemento. ¿Qué estado de oxidación puede tener?. b)¿Cuál o cuales de las siguientes combinaciones son conjuntos validos de números cuánticos para un electrón de un átomo de carbono en su estado fundamental? Razonar la respuesta e indicar por qué no son validas el resto de combinaciones. CV-06 B1

n 1

l 0

ml 1

ms 1/2

B2

2

0

0

-1/2

B3

2

2

-1

-1/2

B4

3

1

-1

1/2

Solución: 4t período y familia VIIIA o 18 (gas noble). Es estable y no forma iones; B) B1: no válida m≠1, B2: no válida, no hay nivel de energía 3 para el carbono estado fundamental; B3: no válida, l≠2; B4: no válida, m≠1. 28. - Sean dos elementos A y B cuyos números atómicos son: Z(A) = 28; Z(B) = 35. Conteste las siguientes cuestiones: a) b) c) d)

Escriba la configuración electrónica del estado fundamental de ambos elementos. ¿Qué elemento espera que tenga un valor de su primera energía de ionización más elevado? ¿Qué elemento tiene los átomos más pequeños?. Razone la respuesta. En caso de que los elementos A y B se pudieran combinar par formar un compuesto estable y neutro, ¿cuál es la fórmula que cree más probable para este compuesto?. CV-07 Sol: a) Z(A) = 28 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 (Ni) Z(B) = 35 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 (Br) b)B>A c)BF>O>Mg>Na b)el Ne (gas noble) no formará iones F-, O=, Mg2+, Na+ c)O=>F->Na+>Mg2+ 30. a)Escriba la configuración electrónica de cada una de las siguienes especies en estado fundamental: Cl, P3-, Al3+. b)Ordene los elementos químicos P, Na, Si, Mg, D, Ar, Cl, según su primera energía de ionización, razonando la respuesta. Datos: Números atómicos: P(15), Na(11), Si(14), Mg(12), S(16), Ar(18), Al(13), Cl(17) CV-08 Sol: a) Z(Cl) =17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5, Z(P3-) = 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 , Z(Al3+) = 13 1s2 2s2 2p6 b)Na