1314-SOLUCIONS PROBLEMES TAULA PERIÒDICA

Science and Technology Department
QUÍMICA
UNITAT 10.
2 n
B a t x i l l e r a t
TAULA PERIÒDICA I PROPIETATS PERIÒDIQUES
1.
Science and Technology Department
2.
Science and Technology Department
3.
Science and Technology Department
4.
5. a)  = 2,9·1015 Hz
 = 1,03·10-7 m
b) E = 1,92·10-18 J
6. Nombres quàntics de l’electró de valència del Na=
n= 3; l=0; ml=0; ms=+1/2.
Els nombres quàntics són valors numèrics que indiquen les
característiques d’un electró en un àtom. El conjunt dels quatre nombres
quàntics (n, l, ml, ms) caracteritzen un electró.
Config. electr. ió Na+: 1s2 2s2 2p6
Science and Technology Department
És una configuració electrònica especialment estable, de gas noble.
7. a) Z=11 1s2 2s2 2p6 3s1
Z=13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Z=15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Z=17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
b) Ei11<Ei13<Ei15<Ei17
Com que tenen igual nombre quàntic principal (n=3) aquests elements
pertanyen al mateix període. En un període, l’energia d’ionització
augmenta amb Z perquè la càrrega nuclear augmenta en passa d’un
element al següent. D’altra banda, com que no canviem de nivell, la
distància dels electrons externs al nucli varia poc. A més, l’efecte
pantalla dels electrons gairebé no varia, perquè en un període els
electrons s’afegeixen al mateix nivell i el seu efecte pantalla és molt petit.
c) Z=11 (Na) i Z=13 (Al) són metalls.
Z=15 (P) i Z=17 (Cl) són no metalls.
8. a) X=12: 1s2 2s2 2p6 3s2
Q=13: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
b) EiQ>EiX Explicació anàloga al problema anterior.
c) X serà el més metàl·lic. Té més tendència a cedir electrons.
d) X2+, perquè assoleix configuració electrònica especialment estable.
9. a) Z=19: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
b) El grup 1 (alcalins) i el període 4.
c) X1+.
d) EiZ=20 > EiZ=19.
10. a) Z=19: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
Z=35: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p5
Z=15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Z=38: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2
b) Metalls: Z=19 i 38.
No metalls: Z=35,15.
c) L’element més electropositiu és el de Z=19 (K) i el més electronegatiu
és el de Z=35 (Br).
11. a) Z=19: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 (K)
Z=20: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 (Ca)
Z=3 1s2 2s1 (Li)
Z=35: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p5 (Br)
b) Energia d’ionització és l’energia necessària per arrencar un electró
d’un àtom en l’estat fonamental i en fase gasosa. És un valor
experimental.
Ei
X(g)
X+(g) + 1 eEi Z=19 (K) < Ei Z=3 (Li).
Com més a prop es troba del nucli l’electró que s’ha d’arrencar, més
gran és l’atracció que exerceix el nucli sobre l’electró i per tant, més gran
Science and Technology Department
és l’energia d’ionització. Per això en el cas del Li l’energia d’ionització és
més gran.
Com més exterior és l’electró, més disminueix la força del nucli a causa
de l’efecte de pantalla que fan els electrons més interiors i, per tant,
més petita és l’energia d’ionització. Per això, en el cas del Li l’energia
d’ionització és més gran.
Dintre d’un grup, com més amunt de la taula periòdica està situat
l’element, més a prop del nucli es troba l’electró que cal arrencar i menys
apantallament rep dels altres electrons, per tant, té una energia
d’ionització més gran.
c) L’afinitat electrònica és el canvi d’energia que es produeix quan un
àtom neutre en estat gasós capta un electró i es forma un anió, també
en estat gasós.
X(g) + 1 eX-(g)
Els elements Z=20 (Ca) i Z=35 (Br) són del mateix període. Dins un
mateix període com més a la dreta de la taula periòdica està col·locat
l’element (Br), més gran és el seu nombre atòmic, té una major càrrega
nuclear, per tant, la seva afinitat electrònica és més gran que les
afinitats electròniques dels elements situats a la seva esquerra (Ca).
Els factors que determinen la variació de l’afinitat electrònica dintre del
sistema periòdic són:
- La proximitat entre l’electró captat i el nucli. Com més a prop
del nucli més atracció exerceix el nucli sobre l’electró i més energia es
desprèn durant el procés. És a dir, l’afinitat electrònica de l’element és
més gran.
- La càrrega nuclear que atreu electró. Com més càrrega nuclear
té l’element, més atracció exerceix sobre l’electró captat i més energia
es desprèn.
- L’apantallament que fan els electrons interiors respecte a
l’electró captat. Com més electrons hi ha entre l’electró captat i el nucli
de l’element, més efecte de pantalla rep aquest electró, disminueix la
força d’atracció per part del nucli i menys energia es desprèn.
d) El radi atòmic es considera la meitat de la distància entre els dos
nuclis de dos àtoms d’un mateix element que formin una molècula
diatòmica, una estructura covalent o una estructura amb enllaç metàl·lic.
Els elements Z=3 (Li) i Z=19 (K) pertanyen al mateix grup.
Radi Li < Radi K.
Dintre d’un mateix grup, el radi atòmic augmenta de dalt a baix; és a dir,
en augmentar el nombre atòmic. A mesura que baixem en el grup,
augmenta el nombre quàntic principal n de l’últim nivell energètic ocupat.
Per aquest motiu, els electrons del nivell de valència ocupen orbitals de
mida més gran i poden situar-se en posicions cada vegada més
allunyades, de mitjana, del nucli, la qual cosa fa que el volum de l’àtom
augmenti.
Science and Technology Department
A: Z=13: : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
B: Z=17: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
C: Z=19: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
D: Z=35: : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p5
b)
B i D són del mateix grup.
A i B pertanyen al període 3.
C i D pertanyen al període 4.
c) Les combinacions entre CB i CD donaran lloc a compostos iònics
perquè es tracta d’unions entre un metall i un no-metall.
12. a)
13. A) L’energia d’aquesta radiació és de 3,9·10-18 J i per tant és superior al
potencial d’ionització del potassi. Aquesta radiació per tant podria ionitzar
el potassi.
b) 42,761 KJ
c) Perquè quan el sodi ha perdut un electró adquireix configuració de
gas noble i per tant assoleix una configuració electrònica especialment
estable. Per això, és tan difícil arrencar-li un segon electró.
14. El potencial d’ionització dels elements de la taula periòdica:
a) disminueix en un grup quan s’incrementa el nombre atòmic.
15. c) Un ió positiu M+ es pot obtenir arrencant un electró a l’àtom neutre M.
16. b) Els metalls alcalins són bons reductors, perquè tenen tendència a
cedir fàcilment el seu electró de valència.
17. a) A: Z=16: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
B: Z=19: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
b) L’energia d’ionització de B (K) serà més petita que l’energia
d’ionització de A (S), ja que es troba situat més avall i més a l’esquerra
de la taula periòdica.
c) Formaran un compost iònic ja que es tracta d’un metall i un no
metall. La fórmula del compost que formaran serà B2A.
d) E=6,95·10-19 J
18. =1,02·10-7 m
19. a) A: Z=37: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s1; Període 5; Grup 1.
B: Z=16: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4; Període 3; Grup 16.
b) A1+: Perd un electró per assolir la configuració electrònica del gas
noble Criptó (Kr).
B2-: Guanya dos electrons per assolir configuració electrònica del gas
noble Argó (Ar).
A2B: Enllaç iònic perquè s’enllacen un metall amb un no-metall.
20. a) Z=56: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d105p6 6s2
b) Grup 2, alcalinoterris.
Període 5.
c) Sòlid iònic: metall i no-metall.
Science and Technology Department
21.
Science and Technology Department
Radi S2- >
Radi S
[0,4 p]