Guía N° 2 Estructura y Tabla

CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
GUIA DE ESTUDIO Nº 2
ESTRUCTURA ATÓMICA Y TABLA PERIÓDICA
1. PARTÍCULAS SUBATÓMICAS
1.1- Completa el siguiente cuadro, indicando las características o
simbología de las partículas subatómicas fundamentales que constituyen la
materia.
Nombre de la
partícula
Carga relativa
Masa (uma)
Símbolo de la
partícula
-1
1
+1
p
1,0087 uma
1.2- Describe la forma en que se distribuyen estas partículas en el átomo.
1.3- Indica la simbología y significado de:
a) Número atómico
b) Número másico
c) Composición de un núclido
d) Escribe la simbología para un núclido que posee ocho protones y
siete neutrones.
e) Define isótopo y representa mediante la simbología correspondiente
a los isótopos del hidrógeno.
2. RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y TEORÍA CUÁNTICA
2.1- Define los siguientes términos:
a) radiación electromagnética
d) longitud de onda
b) onda
e) frecuencia
c) amplitud de onda
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 1 de 9
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
2.2a) Dibuja tres ciclos de una onda transversal caracterizada por los siguientes
parámetros: Longitud de onda=300 nm; Amplitud= 150 nm.
Nota: cada lado del cuadrado de la cuadrícula representa 50 nm.
b) Calcula para la onda representada, y suponiendo que se trata de una onda
electromagnética:
- su frecuencia (c = 3. 108 ms-1),
- la energía de un fotón (h = 6,63. 10-34 Js)
c) Caracteriza el tipo de radiación electromagnética a la que corresponde la
onda representada, teniendo en cuenta la siguiente clasificación:
2.3- Calcula la energía, en Joules,
a) de un fotón de radiación electromagnética cuya longitud de onda es de 5.75
mm.
R: 3,5. 10-23 J / fotón
b) de un mol de fotones de la radiación descripta en el ítem a)
R: 20,8 J /mol de fotones
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 2 de 9
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
3. ESPECTROS ATÓMICOS Y ÁTOMO DE BOHR
3.1a) Define espectro
b) Diferencia un espectro continuo de uno de líneas y uno de absorción del
de emisión
3.2- Describe brevemente el modelo de Bohr para el átomo de hidrógeno.
3.3- Cuando un electrón cae del nivel n = 7 al n = 2, se origina una raya en
el espectro del átomo del hidrógeno, de longitud de onda igual a 397 nm.
a) ¿En qué región del espectro electromagnético está esa raya?, b) Calcula la
energía de la radiación electromagnética de 397 nm de longitud de onda,
expresada en kJ /mol de fotones
R: 301,6 kJ / mol de fot.
3.4- Se dan cinco niveles de energía del átomo de He en J/átomo por encima
de una energía de referencia arbitraria:
(1) 6,000. 10-19 ; (2) 8,812. 10-19 ; (3) 9,381. 10-19 ; (4) 10,443. 10-19 ;
(5) 10,934. 10-19
a) Construye un diagrama de niveles de energía para el He y halla la energía
del fotón:
- absorbido por la transición electrónica del nivel 1 al nivel 5.
R: 4,934. 10-19 J
- emitido por la transición electrónica del nivel 4 al nivel 1.
R: 4,443. 10-19 J
b) Indica la región del espectro a la que corresponden los fotones absorbidos
o emitidos en las transiciones electrónicas del ítem a).
4 - MECÁNICA CUÁNTICA
4.1- La Mecánica Cuántica se desarrolló a través de los trabajos de De
Broglie, Heisenberg y Schrödinger. ¿Podrías referir brevemente el aporte de
cada uno?
4.2- Describe los cuatro números cuánticos usados para caracterizar un
electrón en un átomo. Especifícalos indicando: notación, significado y valores
posibles que toman.
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 3 de 9
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
4.3- Completa la siguiente tabla con los valores de números cuánticos o
designación de subnivel u orbital, según corresponda:
n
l
subnivel
mll
orbital
1
……
……
0
……
……
-1/2
……
……
……
……
……
……
……
2px
……
……
……
……
……
……
……
……
+1/2
……
2
……
……
ms
4.4a) ¿Qué números cuánticos deben conocerse para identificar un subnivel
determinado? Da un ejemplo.
b) Completa la tabla indicando los valores de números cuánticos o designación
del subnivel, según corresponda:
Subnivel
n
l
4
3
2s
5p
4.5a) ¿Qué números cuánticos deben conocerse para identificar un orbital
determinado? Da un ejemplo
b) Completa la tabla indicando los valores de números cuánticos o designación
del orbital, según corresponda:
Orbital
n
l
mll
6
0
0
2pz
5dxy
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 4 de 9
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
4.6- Las series siguientes corresponden a números cuánticos incorrectos.
Corrígelos, asumiendo que los valores de n son correctos.
n
l
ml
ms
a1
0
0
-¼
b2
2
1
+½
c3
2
3
+½
d2
1
-1
0
4.7- Une con flechas las fórmulas generales de la columna I con las frases
correspondientes de la columna II.
2l + 1
Número de subniveles por nivel
2n2
Número de orbitales por nivel
n
Número de electrones por nivel
n2
Número de orbitales por subnivel
5 - CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
5.1- Indica el orden de Aufbau de los orbitales atómicos hasta el subnivel 7p.
5.2- ¿Qué significa la notación : n lx ?
5.3- Enuncia el Principio de exclusión de Pauli y la Regla de Hund
5.4- El azufre tiene número atómico 16. Para dicho átomo:
a) Escribe la configuración completa por niveles y subniveles.
b) Representa los electrones mediante flechas utilizando el diagrama de las
casillas cuánticas (diagrama de orbitales)
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 5 de 9
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
c) Escribe la configuración electrónica abreviada.
d) De acuerdo a la configuración realizada, indica si el átomo de azufre es
paramagnético o diamagnético, justificando tu respuesta.
e) Escribe la configuración electrónica del anión monoatómico que forma.
5.5- Indica si alguna/s de las siguientes configuraciones electrónicas no cumple
con el principio de exclusión de Pauli y justifica tu respuesta.
a) 1s3 ; b) 1s2 2s2 2px2 2py3 ; c) 1s2 2s2 2px2 ; d) 1s2 2s2 3s2
5.6- Indica si alguna de las siguientes configuraciones electrónicas no cumple con
la regla de Hund y justifica tu respuesta.
a) 1s2 ; b) 1s2 2s2 2px2 ; c) 1s2 2s2 2px1 2py1 ; d) 1s2 2s1 2px1 2py1
5.7- Clasifica las siguientes configuraciones electrónicas
fundamental, un estado excitado o un estado no permitido.
a) 1s2 2s2 2p5 3s1 ;
d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
b) [Kr] 4d10 5s3
como un estado
; c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d12 4s2 ;
5.8- Indica la notación electrónica, en niveles y subniveles para:
b) Ni2+
c) 13 Al
d) Al3+
e) 17 Cl
f) Cl a) 28 Ni
6- TABLA PERIÓDICA
6.1- En el siguiente esquema de la Tabla Periódica se han indicado por medio de
los símbolos arbitrarios a ; b ; c ; d ; e ; f ; g ; h elementos de la misma :
a
h
d
c
e
g
b
f
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 6 de 9
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
Completa las líneas de puntos con los símbolos arbitrarios a, b, etc., teniendo en
cuenta su ubicación en la Tabla Periódica y los criterios de clasificación.
Indica a qué categoría pertenecen los elementos:
por sus propiedades:
- metales : …… ; ……
; …… ; ……
; ……
- no metales: …… ; …… ; ……
por el nombre común del grupo de elementos:
- Metales alcalinos: ……
- Metales alcalinotérreos: ……
- Lantanoides: ……
- Actinoides: ……
- Gases nobles: ……
por su configuración electrónica
- Representativos: …… ; ……
; …… ; ……
- De transición: …… ; ……
- De transición interna: …… ; ……
por el bloque al que pertenece:
- Bloque s: …… ; ……
; ……
- Bloque p: …… ; ……
- Bloque d: ……
- Bloque f: …… ; ……
6.2- Completa el siguiente cuadro, indicando el período, grupo y clasificación de
los elementos cuya configuración electrónica externa se indica:
Configuración
electrónica
externa
Período
Grupo
Clasificación
según su
configuración
electrónica
4s24p3
5s24d2
6s1
7s26d15f7
3s23p6
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 7 de 9
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
6.3- Con auxilio de la Tabla periódica, busca los elementos que se describen y
escribe su símbolo en el esquema de Tabla Periódica que te presentamos a
continuación:
Elemento del tercer período y grupo 2.
Elemento de transición del período 4, cuya configuración electrónica
externa es 4s23d6
Gas noble del quinto período.
Halógeno del cuarto período.
Metal alcalino del período tres.
6.4- Escribe la configuración electrónica de los iones siguientes y determina cuáles
tienen configuración de gas noble:
a) Mn2+
d) Al3+
b) S2-
e) Ag+
c) Mg2+
f) I-
7- PROPIEDADES PERIÓDICAS
7.1- Define las propiedades periódicas e indica como varían en la Tabla Periódica,
justificando tu respuesta en cada caso.
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 8 de 9
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
Espacio Curricular: QUIMICA GENERAL
2016
7.2- En el siguiente perfil de la tabla periódica las letras a,b, etc., representan
símbolos arbitrarios de elementos. En función de la ubicación de estos elementos
en la Tabla Periódica:
b
a
c
e
d
f
Compara las propiedades periódicas de los siguientes pares de elementos
completando el espacio con el símbolo > (mayor) o < (menor).
- a tiene ………… radio atómico que e
- a tiene ……….. electronegatividad que e
- e tiene ………… radio atómico que c
- d tiene ………… energía de ionización que e
Completa la frase indicando el elemento con el símbolo ficticio a, b, c, etc.
- El elemento más electronegativo es...............
- El elemento de mayor radio atómico es .............
- El metal alcalino es.............
- El elemento que tiene el menor radio es.............
- El elemento que posee la afinidad electrónica más negativa es.............
- El elemento de menor energía de ionización es .............
- El lantanoide es....................
- El elemento de transición es.................
Guía N° 2: Estructura atómica y Tabla Periódica
Pág 9 de 9