2º Bachillerato - Química - Problemas

Problemas de Química 2º Bachillerato
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− Estructura atómica −
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1.– Atendiendo a su estructura electrónica, razone cuáles de estos elementos:
y cinc, presentará:
a) carácter reductor en general;
b) carácter metálico;
c) menor tamaño;
d) mayor afinidad electrónica.
Datos:
Números atómicos:
F (Z = 9) ;
P (Z = 15) ;
fósforo,
Pág. 1
potasio,
flúor
K (Z = 19) ; Zn (Z = 30)
1
2.– Considere las cuatro configuraciones electrónicas siguientes:
(A) 1s2 2s2 2p7;
(B) 1s2 2s3;
(C) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5;
(D) 1s2 2s2 2p6 3s2.
a) Razone cuál(es) no cumple(n) el principio de exclusión de Pauli.
b) Indique el grupo y el periodo de los elementos a los que pertenecen las configuraciones que sí lo
cumplen e indique su carácter metálico o no metálico.
c) Escriba las posibles combinaciones de números cuánticos para un electrón situado en un orbital
3d.
d) Justifique cuál será el ion más estable del elemento D.
1
3.– Considere los elementos Na, P, S, Cl, y explique, justificando la respuesta, si son ciertas o
falsas las siguientes afirmaciones:
a) El de mayor radio atómico es el cloro.
b) El de mayor electronegatividad es el fósforo.
c) El de mayor afinidad electrónica es el sodio.
+
−
d) El ion Na tiene la misma configuración electrónica que el ion Cl .
Datos:
Números atómicos:
Na (Z = 11) ;
P (Z = 15) ;
S (Z = 16) ; Cl (Z = 17)
1
4.– Considere tres elementos químicos (A, B y C) cuyas configuraciones electrónicas en el nivel de
mayor energía son: 3s2p3 para A; 3s2p4 para B y 3s2p5 para C.
a) Indique el grupo del Sistema Periódico al que pertenece cada uno de ellos.
b) Indique razonadamente el orden esperado para sus radios atómicos.
c) Indique razonadamente el orden esperado en sus afinidades electrónicas.
1
5.– Considere un elementoX del grupo de los alcalinotérreos y un elemento Y del grupo de los
halógenos. Conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a) SiX e Y se encuentran en el mismo periodo, ¿cuál tiene mayor radio atómico?
b) SiX e Y se encuentran en el mismo periodo, ¿cuál tiene mayor afinidad electrónica?
c) SiX se encuentra en el periodo siguiente a Y, ¿qué iones de ambos elementos tienen la misma
configuración electrónica?
d) ¿Cuál de los dos iones del apartado anterior tiene mayor radio atómico?
1
6.– Conteste a cada una de las siguientes preguntas, justificando su respuesta.
a) Determine para el átomo de hidrógeno según el modelo de Bohr qué transición electrónica
requiere una mayor absorción de energía, la de n = 2 a n = 3, la de n = 5 a n = 6, o la de
n = 9 a n = 2.
2−
b) Indique el grupo al que pertenece el elementoX si la especieX tiene 8 electrones externos.
c) En el átomo Z = 25, ¿es posible que exista un electrón definido como (3, 1, 0, −1/2)?
d) En el Sistema Periódico los elementos Z = 25 y Z = 30 se encuentran en el mismo periodo.
Explique cuál de ellos tiene un proceso de ionización más endotérmico.
Licencia Creative Commons 3.0. Autor: Antonio José Vasco Merino
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− Estructura atómica −
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7.– Conteste de forma razonada a las cuestiones acerca de los elementos que poseen las siguientes
configuraciones electrónicas:
A = 1s2 2s2p6 3s2p6 4s2; B = 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p5.
a) ¿A qué grupo y a qué periodo pertenecen?
b) ¿Qué elemento se espera que posea una mayor energía de ionización?
c) ¿Qué elemento tiene un radio atómico menor?
1
8.– Conteste, razonadamente, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) El ion K+ presenta un tamaño mayor que el átomo de K.
b) Los átomos neutros 146C y 126C tienen el mismo número de electrones.
c) Un átomo cuya configuración electrónica es 1s2 2s2p6 3s2p6 pertenece al grupo de los
halógenos (grupo 17).
d) Un conjunto posible de números cuánticos para un electrón alojado en un orbital 3d es
(3, 2, 3, −1/2).
1
9.– Cromo y cloro son elementos que se encuentra en la naturaleza como mezcla de isótopos estables:
52
Cr. 53 Cr y 54 Cr para cromo; 35 Cl y 37 Cl para cloro. Responda de forma justificada a las siguientes
cuestiones:
a) ¿Cuál es la diferencia entre los distintos isótopos de cada elemento? ¿Hay alguna diferencia en sus
configuraciones electrónicas?
b) Escriba la configuración electrónica del isótopo más abundante de cada elemento: 52 Cr y 35 Cl.
c) Escriba los números cuánticos posibles para los electrones más externos del cloro.
10.–
1
Cuando una muestra de átomos del elemento con Z = 19 se irradia con luz ultravioleta, se
produce la emisión de electrones, formándose iones con carga +1.
a) Escriba la configuración electrónica del átomo, indicando su grupo y periodo.
b) Razone si el segundo potencial de ionización de estos átomos será mayor o menor que el primero.
c) Calcule la velocidad de los electrones emitidos si se utiliza radiación con λ = 200 nm,
sabiendo que el valor del primer potencial de ionización es 418,8 kJ mol−1.
Datos: Masa en reposo del electrón, me = 9,11·10
23
−1
NA = 6,022·10 átomos mol
kg ; Constante de Planck: h = 6,626·10
–34
Js ;
11.–
Cuatro elementos A, B, C y D tienen números atómicos 2, 11, 17 y 25
respectivamente. Responda a las siguientes cuestiones:
a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) Explique cuál o cuáles, de los elementos indicados, son metales.
c) Defina afinidad electrónica y razone cuál es el elemento, de los indicados, que tiene mayor
afinidad electrónica.
12.–
Dadas estas distribuciones electrónicas de átomos neutros en su estado fundamental:
A. 1s2 2s2p6 3s2p4 ; B. 1s2 2s2p6 3s2p3 ; C. 1s2 2s2p6 3s1 ; D. 1s2 2s2p6 3s2. Razone si son
verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) C corresponde a la distribución electrónica del átomo más pequeño.
b) Ninguno de los átomos pertenece al grupo 6 de la Tabla periódica.
13.–
Dadas estas distribuciones electrónicas para átomos: A. 1s2 2s2p6 3s2p5 ; B. 1s2 2s2p6 3s2p3 ;
C. 1s2 2s2p6 3s1. Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Si representan a átomos neutros entonces todas corresponden a elementos diferentes.
b) Se necesita más energía para extraer un electrón de D que de C.
1
1
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−31
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14.–
Dadas las configuraciones electrónicas para átomos neutros, M: 1s2 2s2p6 3s1 y
N: 1s2 2s2p6 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, (grupo 1, periodo 3).
b) M y N representan elementos diferentes.
c) Para pasar de la configuración M a la N se necesita energía.
d) Para separar un electrón de N se necesita más energía que para separarlo de M.
15.–
Dadas las configuraciones electrónicas: A: 1s2 3s1; B: 1s2 2s3; C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5;
D: 1s2 2s2 2px2 2py0 2pz0, indique, razonadamente:
a) la que no cumple el principio de exclusión de Pauli;
b) la que no cumple el principio de máxima multiplicidad de Hund;
c) la que, siendo permitida, contiene electrones desapareados;
d) la que pudiera representar a un átomo en estado fundamental.
16.–
Dadas las energías de ionización de los primeros elementos alcalinos, que se recogen a
continuación expresadas en kJ mol−1, conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a) ¿Por qué no existe un valor para la 4.ª Ei del litio?
b) ¿Por qué disminuye la 1.ª Ei al desplazarnos del litio al potasio?
c) ¿Por qué aumenta la energía de ionización al desplazarnos de la 1.ª Ei a la 4.ª Ei?
1
1
1
(kJ mol−1)
1.ª Ei
2.ª Ei
3.ª Ei
4.ª Ei
Li
521
7 294
11 819
−
Na
492
4 564
6 937
9 561
K
415
3 068
4 448
5 895
17.–
Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de capa de valencia: 1.ª) ns1 ; 2.ª) ns2np1,
a) indique, razonadamente, el grupo al que corresponde cada una de ellas;
b) nombre dos elementos de cada uno de los grupos anteriores;
c) razone cuáles serían los estados de oxidación más estables de los elementos de esos grupos.
18.–
Dadas las siguientes distribuciones electrónicas para átomos neutros: A. 1s2 2s2p6 5s2 ;
B. 1s2 2s2p6 3s2 ; C. 1s2 2s2p6 3s1. Razone:
a) cuáles pueden representar al mismo elemento neutro pero con diferente energía;
b) cómo será la segunda energía de ionización de C con respecto a la segunda energía de ionización
de B.
19.–
Dadas las siguientes parejas de electrones: A. (2, 1, 0, 1/2) y (2, 1, 1, 1/2) ; B. (3, 1, 1, −1/2) y
(2, 0, 0, −1/2) ; C. (1, 0, 0, 1/2) y (1, 0, 0, −1/2) ; D. (3, 2, 1, 1/2) y (2, 1, 1, −1/2). Sabiendo que
cada pareja de electrones pertenece al mismo elemento:
a) ¿qué tipo de orbital está ocupando cada electrón?;
b) escriba la configuración electrónica del estado fundamental del átomo al que pertenecen sabiendo
que el electrón más energético de los dos corresponde con el más energético de su capa de valencia.
Si los dos electrones se encontraran en el mismo nivel y subnivel ambos serían los más energéticos
de la capa de valencia del átomo.
c) Razone cuál de todos los átomos tiene una mayor primera energía de ionización.
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− Estructura atómica −
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− Estructura atómica −
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Pág. 4
20.–
Dado un elemento X, de número atómico Z = 37, responda y justifique brevemente las
siguientes cuestiones:
a) ¿Cuántos electrones forman la configuración de este elemento?
b) ¿Cuál será la configuración electrónica?
c) Compare la variación de las propiedades periódicas de este elemento X con otro Y de número
atómico Z = 11.
d) Ordene los siguientes elementos según su electronegatividad decreciente: Mg , C , B , F ,
I , O , N.
e) El nitrógeno y el berilio pertenecen al mismo grupo de la Tabla Periódica, sin embargo uno es
un gas y otro es sólido. ¿Qué propiedad periódica justifica este hecho?
21.–
Dado un elementoX de número atómico Z = 37 responda, justificando, a las siguientes
cuestiones:
a) ¿Cuántos electrones tiene? Escriba su configuración electrónica.
b) ¿Cuántos protones contiene su núcleo?
c) ¿Qué dato haría falta para conocer el número de neutrones que contiene este átomo?
d) ¿Se trata de un metal?
e) Su radio atómico será ¿mayor o menor? que el del elemento con Z = 38.
22.–
Dados 4 elementos A, B, C y D de números atómicos, Z, 19, 35, 29 y 37
respectivamente,
a) escriba su configuración electrónica más estable;
b) ordénelos de menor a mayor valor de su primera energía de ionización de forma razonada;
c) escriba los números cuánticos asociados a todos los electrones que pueden situarse en los orbitales
4p.
23.–
Dados 4 elementos A, B, C y D de números atómicos, Z, 8, 20, 4 y 10 respectivamente,
a) determine de forma razonada en qué periodo se encuentran;
b) calcule la primera energía de ionización medida en kJ mol−1 del elemento B si la longitud de onda
de la radiación incidente necesaria para ionizarlo es de 202 nm.
1
1
1
1
−1
23
−1
Datos: Velocidad final de los electrones, ve = 0 m s ; NA = 6,022·10 átomos mol
−34
8
−1
Planck, h = 6,626·10 J s ; Velocidad de la luz en el vacío, c = 2,998·10 m s
24.–
Dados los elementos A, B y C de números atómicos 8, 20 y 35, respectivamente:
a) Escriba la estructura electrónica de esos elementos.
b) Justifique el grupo y periodo a los que pertenecen en base a la configuración electrónica.
c) Indique, razonadamente, cuál es el ion más estable de cada uno de ellos y escriba su configuración
electrónica.
25.–
Dados los elementos Ca, As, K, Br, responda razonadamente a las siguientes
cuestiones:
a) ¿Cómo quedarían ordenados según su energía de ionización creciente?
b) ¿Qué elemento poseerá un mayor carácter metálico?¿Y una mayor electronegatividad?
26.–
Dados los elementos Li, Be, N, O y F, responda razonadamente a las siguientes
cuestiones:
a) ¿Cuál es el de mayor energía de ionización?
b) ¿Cuál es el de mayor carácter metálico?
c) ¿Cuál es el de menor afinidad electrónica?
−
d) Entre el átomo de F y el ion F , ¿cuál es el de mayor radio?
1
1
1
; Constante de
Datos:
Números atómicos:
Li (Z = 3) ;
Be (Z = 4) ; N (Z = 7) ; O (Z = 8) ; F (Z = 9)
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− Estructura atómica −
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Pág. 5
27.–
Dados los siguientes elementos: N (Z = 7); Mg (Z = 12); Cl (Z = 17); K (Z = 19)
Ar (Z = 18),
a) escriba las configuraciones electrónicas en estado fundamental;
b) señale la posición de cada elemento en la Tabla Periódica;
c) ¿cuántos electrones desapareados posee cada elemento?;
d) indique los números cuánticos de todos los electrones de los orbitales 3p del elemento Ar.
28.–
Dados los siguientes grupos de valores correspondientes a los números cuánticos
ms asociados a diferentes electrones situados en orbitales:
A. (1, −1, 0, −1/2)
B. (2, 2, 0, −1/2)
C. (3, 2, 1, 0)
D. (3, 1, −1, 1/2)
E. (4, 0, 1, 1/2)
F. (4, 3, 1, 1/2),
a) razone cuáles son posibles.
b) Los posibles, ¿en qué tipo de orbitales se encuentran?
29.–
Dados los siguientes grupos de valores correspondientes a los números cuánticos n, ℓ y mℓ
asociados a diferentes orbitales: (3, 0, 0), (2, 1, 1) y (4, 2, −2), responda de forma razonada:
a) Ordene de mayor a menor tamaño estos orbitales.
b) Si cada uno de estos orbitales es el último orbital semiocupado de un átomo neutro, escriba la
configuración electrónica de cada átomo sabiendo que este se encuentra en su configuración
electrónica más estable y que el resto de los orbitales posibles con el mismo n y ℓ que el orbital
semiocupado están vacíos.
30.–
Dados los siguientes grupos de valores correspondientes a los números cuánticos n y ℓ
asociados a diferentes orbitales: (2, 1), (3, 2),
a) razone a qué periodos y grupos de la tabla periódica pertenecen los átomos que en estado
fundamental tienen estos tipos de orbitales ocupados o semiocupados;
b) escriba los valores de todos los números cuánticos que caracterizan a todos los electrones que
pueden situarse en los orbitales (2, 1).
31.–
1
Dados los siguientes grupos de valores correspondientes a los números cuánticos n, ℓ y mℓ
asociados a diferentes orbitales: (0, 1, 0), (1, 0, 0), (4, 2, 1), (2, 1, −1) y (2, 1, 1/2),
a) razone cuáles no son posibles;
b) escriba la configuración electrónica en el estado fundamental de tantos átomos como tipos de
orbitales posibles hay de forma que la primera configuración contenga todos los tipos de orbitales
posibles, la siguiente presente todos los tipos de orbitales posibles menos uno, la siguiente todos los
tipos de orbitales posibles menos dos y así sucesivamente hasta que la última solo tenga un tipo de
orbital posible de los propuestos.
1
32.–
Dados tres elementos A, B y C de números atómicos, Z, 11, 19 y 20, respectivamente,
indique:
a) qué elemento, previsiblemente, presenta el mayor valor del radio atómico y por qué;
b) qué elemento presenta, previsiblemente, el mayor valor del radio iónico del ion más importante
que forma cada uno de ellos. ¿Por qué?
1
33.–
Dados tres elementos A, B y C de números atómicos, Z, 8, 16 y 17 respectivamente,
indique:
a) qué elemento, previsiblemente, presenta el mayor valor del radio atómico y por qué;
b) el ion más importante que forma cada uno de esos elementos. ¿Cuál de esos iones presenta,
previsiblemente, el mayor valor del radio iónico? ¿Por qué?
1
1
1
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n,
ℓ,
y
mℓ,
− Estructura atómica −
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Dados tres elementos A (Z = 11), B (Z = 17) y C (Z = 34):
a) Escriba su configuración electrónica e indique en qué grupo y periodo de la Tabla Periódica se
encuentran.
b) Indique, justificando su respuesta, cuál es el ion más estable que formará cada uno de ellos, así
como la configuración electrónica de los mismos.
c) Indique, justificando su respuesta, cuál de ellos tiene menor: afinidad electrónica, potencial de
ionización, carácter metálico y electronegatividad.
35.–
Dados tres gases nobles A, B y C de números atómicos, Z, 10, 18 y 36,
a) escriba su configuración electrónica más estable;
b) razone si los gases nobles son sustancias paramagnéticas o diamagnéticas.
1
36.–
El dióxido de carbono, uno de los gases de la atmosfera, absorbe parte de la radiación infrarroja
emitida por la superficie de la Tierra.
a) Explique qué le sucede a la molécula de dióxido de carbono cuando absorbe un fotón de radiación
infrarroja. ¿Por qué las moléculas de dióxido de carbono absorben sólo ciertas frecuencias de
radiación infrarroja?
b) Calcule la frecuencia y la longitud de onda de un fotón de radiación infrarroja que tiene una
energía de 1,33·10−20 J.
−34
Datos: Constante de Planck, h = 6,63·10
Js;
8
Velocidad de la luz en el vacío, c = 3,00·10 m s
−1
37.–
El número atómico de dos elementos A y B es 17 y 21, respectivamente.
a) Escriba la configuración electrónica en estado fundamental y el símbolo de cada uno.
b) Escriba el ion más estable de cada uno.
c) ¿Cuál de esos dos iones posee mayor radio? Justifique la respuesta.
38.–
El número de protones presente en el núcleo de los siguientes elementos es:
C (17); D (18) y E (19). Indique, razonando la respuesta, cuál de ellos es:
a) un metal alcalino;
b) el más electronegativo;
c) el de menor potencial de ionización;
d) un gas noble.
39.–
El primer y segundo potencial de ionización para el átomo de litio son, respectivamente: 520 y
7 300 kJ mol−1. Razone:
a) la gran diferencia que existe entre ambos valores de energía;
b) qué elemento presenta la misma configuración electrónica que la primera especie iónica;
c) cómo varía el potencial de ionización para los elementos del mismo grupo
40.–
En cada uno de los siguientes pares de átomos o iones, indique, razonando su respuesta, cuál de
las dos especies tiene mayor radio:
a) El elemento de Z = 19 o su ion más probable.
b) El elemento de Z = 15 o el de Z = 33.
c) El elemento de Z = 35 o su ion más probable.
d) El elemento de Z = 12 o el de Z = 20.
41.–
En relación con la energía de ionización, EI, conteste las siguientes preguntas:
a) Definición y unidades en las que se expresa.
b) Variación periódica de los valores de EI.
c) Razone cuáles son los elementos del segundo periodo con mayor y menor energía de ionización.
42.–
En relación con la estructura atómica:
a) Escriba el nombre y la configuración electrónica completa y ordenada de los elementos de número
atómico 15, 19, 23 y 34.
b) Enuncie el principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund y deduzca razonadamente cuántos
electrones desapareados tiene cada uno de los elementos, antes citados, en su estado fundamental.
1
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1
1
1
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34.–
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A (9);
B (16);
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43.–
En unos apuntes de distribuciones electrónicas se han encontrado las siguientes secuencias:
A. 1s2 2s2p5 3s1 ; B. 1s2 2s2p6 3s2p6d2 ; C. 1s2 2s1p6 3s2 ; D. 1s2 2s2p5.
a) Sin variar el número de electrones que contienen, razone si es necesario modificarlas, para que
pertenezcan a átomos neutros en estado fundamental y escríbalas de nuevo en caso necesario.
b) Escriba la configuración electrónica del ion más probable correspondiente a los átomos neutros
B, C y D cuya configuración electrónica se ha razonado en el apartado anterior.
c) Razone si el tamaño de cada ion descrito en el apartado anterior será mayor o menor que el átomo
neutro correspondiente.
44.–
Escriba dos combinaciones posibles de números cuánticos para los electrones de valencia de un
metal alcalinotérreo situado en el 4.º Periodo. Indique de qué metal se trata.
45.–
Escriba la configuración electrónica de:
a) un átomo neutro de número atómico 35;
−
b) el ion F ;
c) un átomo neutro con cuatro electrones de valencia, siendo los números cuánticos principal, n, y
secundario, ℓ, de su electrón diferenciador n = 2 y ℓ = 1.
1
1
− Estructura atómica −
1
46.–
a)
b)
c)
d)
1
Explique de manera razonada si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos:
En un orbital p caben como máximo 6 electrones.
Existe un electrón con los siguientes números cuánticos (n, ℓ, m, s): (2, 2, 1, 1/2).
+
El radio de un elemento A siempre es inferior al radio del catión A .
−
El radio del anión A es mayor que el del elemento A.
47.–
Explique la verdad o falsedad de los siguientes enunciados:
a) El número de orbitales en un subnivel m puede ser tres.
b) En el orbital 3p el número cuántico n vale 1.
48.–
1
Explique por qué es verdadera la siguiente afirmación: “El valor de la primera energía de
ionización es mayor para el calcio que para el potasio; en cambio, con la segunda energía
de ionización sucede lo contrario”.
1
49.– Explique, a partir de la configuración electrónica, las valencias covalentes del átomo de
cloro (Z = 17).
1
50.–
Indique razonadamente la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a) “Un electrón situado en un orbital 2p podría representarse por los siguientes números
cuánticos (2, 1, 0, ½)”.
b) “Un elemento químico que presenta propiedades químicas semejantes al carbono tiene de
2
2
configuración electrónica de su capa de valencia ns np ”.
c) “Si un elemento químico que pertenece al grupo 2 pierde dos electrones adquiere una
configuración electrónica en su capa de valencia correspondiente al grupo 18”.
51.–
Indique razonadamente para el elemento de número atómico 20 y número másico 40:
a) la composición del núcleo y de la corteza;
b) la estructura electrónica;
c) el ion más probable que puede originar, con la configuración electrónica correspondiente.
1
1
52.–
a) La primera energía de ionización del cesio es mayor que la del bario.
b) El potasio tiene un radio atómico menor que el bromo.
1
53.–
1
Indique razonadamente si las siguientes afirmaciones son correctas.
Indique razonadamente si las siguientes afirmaciones son correctas:
a) El radio atómico de los elementos de un grupo diminuye al aumentar Z.
b) El elemento más electronegativo es el flúor.
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54.–
Indique razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) El ion Ca2+ presenta un radio menor que el átomo de calcio.
25
b) Los átomos 23
11 Na y 11 Na tienen el mismo número de protones.
c) Un átomo cuya configuración electrónica es 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p5 pertenece al grupo
17 de la Tabla Periódica.
d) Un posible conjunto para los números cuánticos de un electrón alojado en un nivel 5d es
(5, 3, 0, −1/2).
55.–
Indique razonadamente,
a) para el par de átomos sodio y magnesio, cuál posee mayor potencial de ionización;
b) para el par de átomos iodo y cloro, cuál posee mayor afinidad electrónica.
56.–
Indique razonadamente:
−
2−
+
a) qué tienen en común los siguientes átomos e iones: Cl , Ar, S y K ;
b) cuál es el orden de los valores de potencial de ionización de estas especies.
57.–
Indique razonadamente:
a) la posición en la Tabla Periódica y el estado de oxidación más probable de un elemento cuyos
electrones de mayor energía poseen la configuración 3s2;
b) si es metal o no metal un elemento de configuración electrónica de su capa de valencia 4s2p5;
c) por qué en los halógenos la energía de ionización disminuye a medida que aumenta el número
atómico del elemento.
58.–
Indique razonadamente:
a) la ordenación de los elementos Cl, Si, S y P según su electronegatividad decreciente;
b) las valencias covalentes del Cl (Z = 17) y del S (Z = 16).
59.–
Indique, de forma razonada, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.
a) Los números cuánticos (2, 2, 0, +½) representan un orbital 2s.
+
b) El radio de un elemento A es siempre menor que el radio de su ion A .
c) Isótopos son átomos de un mismo elemento que difieren en el número de electrones.
+
2+
3+
d) Los iones Na [Z(Na) = 11], Mg [Z(Mg) = 12] y Al [Z(Al) = 13] son isoelectrónicos.
1
1
1
1
1
1
Datos:
60.–
isoelectrónicos = mismo número de electrones
Indique, justificando la respuesta, si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas:
2+
a) El radio atómico del magnesio es menor que el del sodio pero el radio del ion Mg es
+
mayor que el del ion Na .
−
+
b) El ion Br y el ion Rb son isoelectrónicos y tienen la misma configuración electrónica.
Escriba las configuraciones electrónicas para justificarlo.
1
61.–
1
Justificando su respuesta, ordene de mayor a menor:
a) el primer potencial de ionización de los siguientes elementos:
2+
+
−
3−
b) el radio iónico de los iones: Be ; Li ; F ; N .
Datos:
62.–
1
1
Números atómicos:
Li (Z = 3) ;
Be ;
Li ;
F;
N;
Be (Z = 4) ; N (Z = 7) ; F (Z = 9)
Justifique la verdad o falsedad de los siguientes enunciados:
a)
b)
c)
d)
−
2−
Los iones F y O son isoelectrónicos.
2−
El ion S tiene menor radio que el átomo de azufre.
13
12
Los átomos de C y C tienen el mismo número de neutrones.
Un electrón de un orbital 3s puede tener como números cuánticos (3,
0, 0, 1/2).
63.– Justifique por qué el tamaño de los átomos de yodo es mayor que los de cloro, el potencial de
ionización del carbono es menor que el del argón, la electronegatividad del litio es mayor que la del
potasio y el carácter oxidante del bromo es mayor que el del sodio.
Datos: Números atómicos: H (Z = 1) ;
K (Z = 19) ; Br (Z = 25) ; I (Z = 53)
Li (Z = 3) ;
C (Z = 6) ;
Na (Z = 11) ;
Cl (Z = 17) ;
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Ar (Z = 18) ;
Problemas de Química 2º Bachillerato
64.–
a)
b)
c)
d)
1
Pág. 9
Justifique qué especie de cada una de las parejas siguientes tiene un radio mayor:
Fe, K.
Si, C.
+
Na, Na .
−
+
Cl , K .
Justifique si los siguientes grupos de tres números cuánticos n, ℓ y mℓ, respectivamente, son o no
permitidos. En caso afirmativo, indique a qué tipo de orbital corresponde según los valores de n y ℓ:
a) 4, 2, −2;
b) 3, 1, 0;
c) 3, 1, 2;
d) 3, 2, −1;
e) 2, 1, 0.
66.–
La configuración electrónica de un átomo de un elemento es: 1s2 2s2p6 3s2p6 5s1. Razone
cuáles de las afirmaciones siguientes son correctas y cuáles falsas para ese elemento:
a) El átomo está en su estado fundamental.
b) Pertenece al grupo de los alcalinos.
c) Pertenece al período 5 del Sistema Periódico.
d) Tiene carácter metálico.
67.–
La configuración electrónica de un elemento A es [Kr]5s2.
a) Justifique si se trata de un metal o un no metal.
b) Escriba el conjunto de números cuánticos que describen a los electrones de su última capa.
c) Indique razonadamente un elemento que tenga menor energía de ionización que A.
68.–
La configuración electrónica de un elemento X es 1s2 2s2p6 3s2p6 4s1. Razone si las siguientes
afirmaciones son verdaderas o falsas; en este último caso transfórmelas en afirmaciones correctas:
a) X pertenece al grupo de los metales alcalinos.
b) Su valencia más probable será −1.
c) Si un electrón pasara del orbital 4s al 5s se emitiría energía luminosa que daría lugar a
una línea en el espectro de emisión.
69.–
La energía de ionización, Ei, es una propiedad periódica relacionada con el volumen atómico y
con la configuración electrónica. Razone qué elemento tendrá mayor valor de energía de ionización
en los dos casos siguientes:
a) Primera energía de ionización del Na y del Mg.
b) Segunda energía de ionización del K y Ca.
1
1
1
1
70.–
La figura siguiente muestra el radio atómico de los cuarenta y cinco
primeros elementos de la Tabla Periódica.
a) Justifique, a partir de la estructura electrónica de los átomos, la
variación del radio atómico al largo del segundo período de la Tabla
Periódica (números atómicos del 3 al 9).
b) Compare el radio atómico del litio (Z = 3) y el del potasio (Z = 19) y
justifique estos valores a partir de la estructura electrónica de los dos
átomos.
71.–
1
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65.–
1
1
− Estructura atómica −
La primera energía de ionización del fósforo es de 1 012 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.
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Problemas de Química 2º Bachillerato
72.–
− Estructura atómica −
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Pág. 10
La siguiente tabla proporciona los valores de las energías de ionización (eV) de tres elementos.
Energía de ionización (eV)
1.ª
2.ª
3.ª
4.ª
Li
5,4
75,6
122,5
−−−−−
Na
5,1
47,3
71,9
99,1
K
4,3
31,8
46,1
61,1
1
a) ¿Por qué la primera energía de ionización disminuye del litio al potasio?
b) ¿Por qué la segunda energía de ionización de cada elemento es mucho mayor que la primera?
c) ¿Por qué no se da el valor de la cuarta energía de ionización del litio?
73.–
a)
b)
c)
1
d)
e)
1
La Tabla Periódica se estructura en 18 grupos y 7 períodos:
¿Cómo se caracterizan los elementos de un mismo período?
Deduzca la configuración electrónica de un elemento con número atómico Z = 18.
Para el elemento anterior y a partir de su configuración, determine el grupo y el período que
ocupa en la Tabla Periódica.
¿Qué es lo que caracteriza la estructura electrónica de los elementos de este grupo?
El Helio (Z = 2) constituye un ejemplo ilustrativo del apantallamiento entre electrones. ¿A lo
largo de un grupo, cómo varía el efecto de la carga nuclear efectiva sobre el electrón más
externo?
74.–
Las frecuencias de un fotón de luz roja y de un fotón de luz violeta son: 4,3·1014 s−1 y
7,1·1014 s−1, respectivamente.
a) ¿Cuál tendrá mayor longitud de onda? Exprese el resultado en nanómetros.
b) Calcule el número de ondas de cada uno de ellos.
8
Datos: Velocidad de la luz en el vacío, c = 3,00·10 m s
Los átomos A, B, C y D corresponden a elementos del tercer período y tienen 1, 3, 5 y 7
electrones de valencia respectivamente. Conteste razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué elemento tendrá mayor energía de ionización? ¿Cuál tendrá mayor carácter metálico? ¿Y
mayor radio atómico?
b) ¿Qué fórmula tendrán los compuestos formados por A y D? ¿Y los de B y D?
76.–
Los átomos neutros A, B y C tienen las siguientes configuraciones electrónicas:
A: [Ar] 4s1;
B: [Ne] 3s2 3p1;
C: [Ar] 4s2 3d10 4s5.
a) Indique el grupo y el periodo en el que se encuentra cada uno de ellos, así como sus símbolos
químicos.
b) Ordénelos, razonadamente, de mayor a menor energía de ionización.
c) Ordénelos, razonadamente, de menor a mayor electronegatividad.
77.–
Los elementos X, Y y Z tienen números atómicos 13, 20 y 35,
a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) ¿Serían estables los iones X2+, Y2+ y Z2−?
Justifique las respuestas.
1
+
1
; Suponga que el medio de transmisión es el vacío
75.–
1
1
−1
respectivamente.
−
78.–
Los iones X e Y tienen la misma configuración electrónica: 1s2 2s2p6 3s2p6.
justificando brevemente la respuesta:
a) cuál es el número atómico de los elementos X e Y;
b) cuál de los dos iones tendrá mayor volumen;
+
−
c) si los iones X e Y tendrán tendencia a aumentar su carga;
d) cuál de los dos elementos tendrá mayor tendencia a perder un electrón.
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Indique,
Problemas de Química 2º Bachillerato
1
1
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Observe el siguiente gráfico, donde se muestra el radio atómico de los
elementos de la Tabla Periódica. A partir de las configuraciones
electrónicas de los átomos o iones, y utilizando el modelo atómico de
cargas eléctricas, responda a las siguientes cuestiones:
a) Explique la diferencia de radio atómico entre el átomo de berilio y el de Radio atómico de los
estroncio. Justifique cuál de estos dos elementos tiene la primera energía elementos de la Tabla
de ionización mayor.
+ Periódica
b) El cloruro de potasio es un compuesto iónico que contiene los iones K
−
y Cl en la red cristalina. Explique razonadamente si el radio del catión
+
K es mayor o menor que el radio del átomo de K, y si el radio del anión
−
Cl es mayor o menor que el radio de el átomo de Cl.
Datos: Números
Sr (Z = 38)
atómicos:
Be (Z = 4)
;
Cl (Z = 17)
; K (Z = 19)
;
81.– Ordene de menor a mayor y de manera razonada los siguientes elementos: sodio, aluminio, silicio,
fósforo y cloro, según:
a) el primer potencial de ionización;
b) el radio atómico.
82.–
Ordene, razonando su respuesta, los elementos
creciente de:
a) radio atómico;
b) energía (o potencial) de ionización;
c) afinidad electrónica;
d) electronegatividad.
83.–
Para cada uno de los siguientes apartados, indique el nombre, símbolo, número atómico y
configuración electrónica del elemento de masa atómica más bajo que tenga:
a) un electrón d;
b) dos electrones p;
c) diez electrones d;
d) un orbital s completo.
84.–
Para el ion Cl (Z = 17) del isótopo cuyo número másico es 36:
a) indique el número de protones, electrones y neutrones;
b) escriba su configuración electrónica;
c) indique los valores de los números cuánticos de uno de los electrones externos.
85.–
Para el tercer nivel energético de un átomo polielectrónico, indique:
a) el número de orbitales que pueden existir en ese nivel;
b) cuántos orbitales son de tipos p, d y f;
c) el orden de dichos orbitales de menor a mayor energía. ¿Cuál será el más estable? ¿Por qué?
1
1
1
1
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79.–
Observando esta gráfica, en la que se muestra la energía de ionización
de los sesenta primeros elementos de la Tabla Periódica, responda a las
cuestiones siguientes:
a) Defina el concepto de energía de ionización de un elemento. Justifique,
a partir de la estructura electrónica de los átomos, por qué la primera
energía de ionización es tan alta en los elementos situados en los picos de
la figura.
b) Compare la energía de ionización del sodio (Z = 11) con la del
magnesio (Z = 12) y justifique los valores según las estructuras
electrónicas de estos dos elementos.
80.–
1
− Estructura atómica −
A (Z = 9),
B (Z = 11) y C ((Z = 17) en orden
−
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− Estructura atómica −
Problemas de Química 2º Bachillerato
Para los elementos de número atómico: Z = 11, Z = 13 y Z = 22,
a) escriba su configuración electrónica. ¿Cuál será el orbital de mayor energía en cada uno de ellos?;
b) indique, para cada elemento, los números cuánticos (n, ℓ, mℓ, s) de un electrón situado en el
orbital de mayor energía.
87.–
Para los elementos químicos cuyos números atómicos son: 11, 14, 35, 38 y 54,
a) escriba su estructura electrónica;
b) conteste a las siguientes cuestiones:
b.1) ¿A qué grupo de la Tabla Periódica pertenece cada elemento?
b.2) ¿Qué estados de oxidación serán los más frecuentes?
b.3) ¿Cuáles son metales y cuáles no metales?
b.4) ¿Cuál es el elemento más electropositivo y cuál es el más electronegativo?
88.–
Para los iones: K ; Cl ; Ca y S ,
a) escriba sus configuraciones electrónicas;
b) indique qué tienen en común estos iones;
c) clasifíquelos por orden creciente de tamaño (de menor a mayor radio iónico ). Explique el orden
elegido.
1
1
+
Datos:
Números atómicos:
−
2+
2−
S (Z = 16) ; Cl (Z = 17) ;
K (Z = 19) ; Ca (Z = 20)
89.–
Para los siguientes elementos químicos: Ca, F, Ba, Ga y Br,
a) ordénelos de forma justificada en orden creciente a su energía de ionización;
2+
−
b) ¿qué especie tendrá mayor radio Ca o Ca ? ¿Br o Br ? Justifíquelo con sus correspondientes
configuraciones electrónicas.
90.–
Para un átomo en su estado fundamental, razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes
afirmaciones:
a) El número máximo de electrones con número cuántico n = 3 es 6.
b) En un orbital 2p sólo puede haber 2 electrones.
c) Si en los orbitales 3d se sitúan 6 electrones, no habrá ninguno desapareado.
91.–
Para un elemento de número atómico Z = 20, a partir de su configuración electrónica,
a) indique el grupo y el periodo al que pertenece y nombre otro elemento del mismo grupo;
b) justifique la valencia más probable de ese elemento;
c) indique el valor de los números cuánticos del electrón más externo.
92.–
Razone si las siguientes afirmaciones sobre el átomo de neón y el ion óxido, son verdaderas o
falsas:
a) Ambos poseen el mismo número de electrones.
b) Contienen el mismo número de protones.
c) El radio del ion óxido es mayor que el del átomo de neón.
93.–
Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) La primera energía de ionización del Al es mayor que la del Cl.
b) El radio atómico del Fe es mayor que el del K.
c) Es más difícil arrancar un electrón del ion sodio (Na+) que del átomo de neón.
1
1
1
1
1
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86.–
1
1
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94.–
Razone si son verdaderas o falsas las afirmaciones para las dos configuraciones que se indican a
continuación correspondientes a átomos neutros: A) 1s2 2s2p6 3s1; B) 1s2 2s2p6 5s1.
a) Ambas configuraciones corresponden a átomos diferentes.
b) Se necesita menos energía para arrancar un electrón de B que de A.
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95.–
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Razone si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes:
a) La masa de un ion monovalente positivo es menor que la del átomo neutro
correspondiente.
b) El número atómico de un ion monovalente positivo es menor que el del átomo neutro
correspondiente.
c) La configuración electrónica de un átomo puede ser 1s2 2s2 2p3 3s1.
1
2
d) La diferencia entre el hidrógeno ( 1 H ) y el deuterio ( 1 H ) es el número de protones.
1
96.–
Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) El número de elementos que se encuentran en el tercer periodo de la Tabla periódica es
de siete.
b) En un grupo el tamaño de los átomos aumenta generalmente cuando aumenta el número
de periodo.
1
97.–
Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) El número de elementos que se encuentran en el tercer periodo de la Tabla periódica es
de ocho.
b) La primera energía de ionización aumenta cuando aumenta el tamaño del núcleo.
c) El principio de exclusión de Pauli dice que en mismo átomo no puede haber dos
electrones con tres números cuánticos iguales.
98.–
Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Los elementos del primer grupo pueden formar compuestos iónicos con los elementos del
grupo diecisiete.
b) La afinidad electrónica puede ser positiva o negativa.
99.–
Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) El neón y el O2− tienen la misma configuración electrónica.
b) El neón tiene una energía de ionización menor que la del oxígeno.
2−
c) El neón y el O tienen el mismo número de protones.
1
1
1
− Estructura atómica −
1
100.–
a)
b)
c)
d)
Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
En los orbitales 2p sólo puede haber 4 electrones.
Si en los orbitales 3d se colocan 6 electrones no habrá ninguno desapareado.
En un mismo orbital dos electrones se diferencian por su número cuántico ms.
2
6
La configuración electrónica externa 3s 3p corresponde a un gas noble.
1
101.– Razone, considerando la carga nuclear efectiva, la diferencia de tamaño entre el átomo de cloro
(99 pm) y el anión cloruro (181 pm). El número atómico del cloro es 17.
1
102.– Responda a las siguientes cuestiones justificando la respuesta.
a) ¿En qué grupo y en qué periodo se encuentra el elemento cuya configuración electrónica termina
en 4f14 5d5 6s2?
b) ¿Es posible el siguiente conjunto de números cuánticos (1, 1, 0, ½)?
c) ¿La configuración electrónica 1s2 2s2p5 3s2 pertenece a un átomo en su estado fundamental?
1
103.–
a)
b)
c)
Responda a las siguientes preguntas, justificando las respuestas.
¿Los orbitales s de todos los niveles o capas tendrán el mismo tamaño y forma?
¿Los orbitales s situados en distintos niveles, tendrán valores diferentes del número cuántico ℓ?
¿El número de orbitales para n = 2 es igual a 2?
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− Estructura atómica −
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1
104.– Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) Escriba la configuración electrónica ordenada del As.
b) Para el átomo de As, ¿cuántos electrones hay con números cuánticos ℓ = 1 y m = +1? ¿Y con
ℓ = 0 y s = +1/2?
−
+
−
+
c) Los iones H y Li son isoelectrónicos pero el ion H es mucho más grande que el ion Li .
Explique la causa de esta diferencia. ¿Cuál sería el tamaño relativo del He frente a las citadas
especies iónicas? ¿Por qué?
1
105.–
a)
b)
c)
d)
1
106.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Escriba la configuración electrónica del rubidio.
b) Indique el conjunto de números cuánticos que caracteriza al electrón externo del átomo de cesio
en su estado fundamental.
3+
c) Justifique cuántos electrones desapareados hay en el ion Fe .
1
107.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Razone si para un electrón son posibles las siguientes combinaciones de números cuánticos:
(0, 0, 0, +½), (1, 1, 0, +½), (2, 1, −1, +½), (3, 2, 1, −½).
b) Indique en qué orbital se encuentra el electrón en cada una de las combinaciones posibles.
c) Razone en cuál de ellas la energía sería mayor.
1
108.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
2+
a) Escriba la configuración electrónica de cada una de las siguientes especies químicas: Ca , Cl,
2−
Se .
b) Explique, justificando la respuesta, si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones:
b.1) La primera energía de ionización del átomo de selenio es mayor que la del
átomo de cloro.
b.2) El radio del átomo de calcio es menor que el del átomo de cloro.
Responda razonadamente las siguientes cuestiones:
Escriba la configuración electrónica ordenada de un átomo de estroncio en su estado fundamental.
Explique qué ion tiene tendencia a formar este elemento.
Compare el tamaño del átomo con el del ion. Explique cuál tiene mayor radio.
Explique si la energía de ionización del estroncio es mayor o menor que la del calcio.
Datos:
Números atómicos:
Cl (Z = 17) ; Ca (Z = 20) ;
Se (Z = 34)
1
109.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Indique el grupo y periodo de la Tabla Periódica en el que se encuentran los siguientes átomos
neutros:
a.1) 1s2 2s2 2p1;
a.2) 1s2 2s2 2p5;
a.3) 1s2 2s2 2p6 3s2.
b) Defina electronegatividad de un elemento y, razonadamente, ordene los elementos anteriores de
menor a mayor electronegatividad.
c) Defina energía (o potencial) de ionización y razone cuál de los tres elementos anteriores es el de
mayor energia de ionización.
1
110.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Dados los siguientes elementos: B, O, C y F, ordénelos en orden creciente según el primer
potencial de ionización.
2−
−
+
2+
−
b) Agrupe las especies que son isoelectrónicas: O , C, F , Na , Ge , B , Zn.
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111.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Escriba la configuración electrónica de un elemento A de Z = 18 e indique en qué grupo y
periodo de la tabla periódica se encuentra.
b) Indique cuáles son los números cuánticos de cada uno de los electrones que ese elemento posee en
su capa de valencia.
−
+
c) Explique razonadamente si el radio de cada uno de los iones A y A será mayor, menor o igual
que el del átomo neutro.
1
112.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Indique si cada una de las siguientes configuraciones electrónicas es o no posible. En el caso de
ser una configuración electrónica posible, indique en qué periodo y grupo de la Tabla Periódica se
encuentra el elemento al que corresponde dicha configuración.
a.1) 1s2 2s2p6 3s2p6d1 4s2.
a.2) 1s2 2p6 3s2p1.
a.3) 1s2 2s2p6 3s3.
a.4) 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p5.
b) Escriba la configuración electrónica correspondiente a Cr (Z = 24) y Se (Z = 21). Indique los
valores de los números cuánticos de los electrones desapareados de cada uno de ellos.
1
113.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Razone si es posible encontrar la configuración electrónica 1s2 2s2p6 en diferentes átomos.
b) Calcule la longitud de onda medida en nanómetros de la radiación que se precisa para extraer un
electrón del primer elemento del segundo grupo de la tabla periódica sabiendo que su primera
energía de ionización es de 900 kJ mol−1.
−1
23
−1
Datos: Velocidad de los electrones desprendidos, ve = 0 m s ; NA = 6,022·10 átomos mol
−34
8
−1
de Planck, h = 6,626·10 J s ; Velocidad de la luz en el vacío, c = 2,998·10 m s
; Constante
1
114.–
a)
b)
c)
Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
2−
3+
Escriba la configuración electrónica de los iones S y Fe .
Indique un catión y un anión que sean isoelectrónícos con S.
Justifique por qué la segunda energía de ionización del magnesio es mayor que la primera.
1
115.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Escriba las configuraciones electrónicas de las especies siguientes:
2+
−
Mg (Z = 12), Cl (Z = 17), K (Z = 19) y Ar (Z = 18).
b) Indique los que son isoelectrónicos.
c) Indique los que presentan electrones desapareados y el número de los mismos.
1
116.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Escriba las configuraciones electrónicas del átomo e iones siguientes:
+
2−
Na (Z = 11), O (Z = 8).
b) ¿Cuáles son isoelectrónicos?
c) ¿Cuál o cuáles tienen electrones desapareados?
1
117.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Justifique cómo es el tamaño de un átomo con respecto a su anión y con respecto a su catión.
−
b) Explique qué son especies isoelectrónicas y clasifique las siguientes según esta categoría: Cl ;
3−
3+
+
2+
N ; Al ; K ; Mg .
1
118.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué caracteriza, desde el punto de vista de la configuración electrónica, a un metal de transición?
b) Indique la configuración electrónica del ion hierro(II) y justifique la existencia de ese estado de
oxidación.
c) ¿Por qué existen siete clases de orbitales f?
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3−
N (Z = 7),
Al (Z = 13),
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1
1
119.–
a)
b)
c)
− Estructura atómica −
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Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
−
+
Justifique, de las siguientes especies: F , Ar y Na , cuáles son isoelectrónicas.
Enuncie el principio de Pauli y ponga un ejemplo.
Enuncie la regla de Hund y ponga un ejemplo para su aplicación.
120.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Escriba la configuración electrónica de cada una de las siguientes especies en estado
3−
3+
fundamental: Cl, P , Al .
b) Ordene los elementos químicos P, Na, Si, Mg, S, Ar, Al, Cl, según su primera
energía de ionización, razonando la respuesta.
Datos: Números atómicos: Na (Z = 11)
S (Z = 16) ; Cl (Z = 17) ; Ar (Z = 18)
;
Mg (Z = 12)
;
Al (Z = 13)
;
Si (Z = 14)
; P (Z = 15)
;
1
121.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Indique para los siguientes pares de iones cuál es el de mayor radio:
b) Defina electronegatividad y energía de ionización.
1
122.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Escriba la configuración electrónica, completa y ordenada, de los siguientes átomos o iones: Al,
+
2−
Na y O .
b) Deduzca cuáles de las especies anteriores son isoelectrónicas.
c) Indique cuál de ellos tiene electrones desapareados y qué valores pueden tener los números
cuánticos del electrón más externo.
1
123.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
+
2−
2+
a) Ordene de menor a mayor tamaño las siguientes especies químicas: Na , Ne , O , Mg y
−
F.
b) Defina primera energía de ionización y asigne los siguientes valores expresados en kJ mol−1:
496 ; 738 ; 1 314 y 1 681 a los elementos F , Mg , Na y O.
1
124.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Escriba la configuración electrónica del átomo de fósforo (Z = 15), del calcio (Z = 20) y del
arsénico (Z = 33). Ordénelos de mayor a menor radio atómico;
3−
2+
3−
b) Escriba la configuración electrónica de los iones P ; Ca y As . Nómbrelos y ordénelos
de mayor a menor radio iónico.
1
125.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Defina el concepto de energía de ionización de un elemento.
b) Justifique por qué la primera energía de ionización disminuye al descender en un grupo de la
Tabla Periódica.
c) Dados los elementos F, Ne y Na, ordénelos de mayor a menor energía de ionización.
1
126.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) ¿Los orbitales 2px, 2py y 2pz tienen la misma energía?
b) ¿Por qué el número de orbitales d es 5?
1
127.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Indique la ubicación en la Tabla Periódica (grupo y período) de los elementos cuyos números
atómicos son 4, 10, 17, 23, 55 y 82.
b) Justifique además cuál de ellos será el elemento más oxidante y cuál el más reductor. Identifique
los elementos de esa serie que presentarán carácter metálico.
+
2+
2−
−
K y Ca ; S y Cl .
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Problemas de Química 2º Bachillerato
− Estructura atómica −
11/10/2016
Pág. 17
1
128.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Comente las diferencias de configuración electrónica entre los elementos de los grupos 2, 8 y
16 de la Tabla Periódica.
b) Justifique cómo varía la electronegatividad dentro de cada grupo y compare el tamaño de los
elementos Be, Fe y O, que son los de menor número atómico de cada uno de los tres grupos
citados.
1
129.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Configuraciones electrónicas: principio de Pauli y regla de Hund.
b) Aplíquelos en la descripción de las configuraciones electrónicas en estado fundamental del
nitrógeno (Z = 7) y del cobre (Z = 29).
1
130.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
+
a) Escriba las configuraciones electrónicas de los átomos 19K y 17Cl y de sus iones K y
−
Cl .
+
−
b) Justifique la razón por la que el radio del ion K (0,133 nm) es inferior al del ion Cl (0,181 nm).
c) ¿Qué se entiende por primera energía de ionización de un átomo? Señale la causa principal por
la que la primera energía de ionización del átomo de potasio es también menor que la del átomo
de cloro.
1
131.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Ordene los siguientes átomos: C (Z = 6), Si (Z = 14), Ca (Z = 20) y Sr (Z = 38), en
orden creciente de su:
a.1) primera energía de ionización;
a.2) primera afinidad electrónica;
a.3) radio atómico.
2−
b) En el siguiente grupo de átomos e iones: F (Z = 9), N (Z = 7), S (Z = 16),
2+
Mg (Z = 12), indique aquél que tenga el mayor número de electrones desapareados en su
estado fundamental.
1
132.– Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
a) Razone si las siguientes configuraciones electrónicas de los átomos neutros M y N se
corresponden con un estado fundamental o un estado excitado:
M = 1s2 2s2 2p4 3s1
N = 1s2 2s2 2p4 3s2 3p6 4s2.
b) ¿A qué grupo y periodo de la Tabla Periódica pertenecen cada uno de los elementos anteriores?
c) Razone cuál de ellos posee mayor radio atómico.
d) ¿Cuáles son los valores de los números cuánticos n y ℓ que le corresponden a un orbital 3s?
1
133.–
a)
b)
c)
1
134.– Sabiendo que el boro es el primer elemento del grupo trece de la Tabla Periódica, conteste
razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) La energía de ionización es la energía que desprende un átomo, en estado gaseoso,
cuando se convierte en ion positivo.
b) La energía de ionización del boro es superior a la del litio (Z = 3).
c) La configuración electrónica del boro le permite establecer tres enlaces covalentes.
d) El átomo de boro en el BH3 tiene un par de electrones de valencia.
Responda, razonadamente, las siguientes cuestiones:
¿Los orbitales s de todos los niveles o capas tendrán el mismo tamaño y forma?
¿Los orbitales s, situados en distintos niveles, tendrán valores diferentes del número cuántico ℓ?
¿El número de orbitales para n = 2 es igual a 2?
Licencia Creative Commons 3.0. Autor: Antonio José Vasco Merino
Problemas de Química 2º Bachillerato
− Estructura atómica −
11/10/2016
Pág. 18
1
135.– 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 40Ar.
+
c) Los iones K y los átomos de gas argon no son isótopos.
d) El potasio y el argon tienen propiedades químicas distintas.
1
136.– Se lleva a cabo un proceso mediante el cual la configuración electrónica de un átomo neutro pasa
de 1s2 2s2p6 3s2 a 1s2 2s2p6 3s1p1. Indique, justificando brevemente la respuesta, si son ciertas o
falsas las siguientes afirmaciones:
a) El proceso necesita energía para llevarse a cabo.
b) El proceso es imposible ya que cada elemento tiene una única configuración
electrónica.
c) El proceso corresponde a una hibridación sp.
d) El proceso supone la ionización del átomo.
1
137.– Se tienen los siguientes elementos A, B y C de números atómicos, Z,
respectivamente.
a) Escriba su configuración electrónica más estable.
b) Razone cuántos electrones se encuentran desapareados en dicha configuración.
c) Ordene los elementos razonadamente de menor a mayor tamaño.
1
138.– Sean las combinaciones de números cuánticos (2, 1, 0, −1/2) y (2, 0, 0, 1/2). Razone cuál de
ellas podría corresponder a un electrón de valencia del berilio (Z = 4).
1
139.– Sean los elementos A, B, C y D cuyos números atómicos son 9, 17, 35 y 11,
respectivamente.
a) Escribe sus configuraciones electrónicas.
Indique razonadamente:
b) el orden de electronegatividad de los elementos;
c) el tipo de enlace del compuesto formado por los elementos C y D;
d) si el átomo neutro del elemento D tendrá mayor o menor radio atómico que su ion más probable.
1
140.– Teniendo en cuenta el fragmento de la Tabla Periódica de la figura,
responda de forma razonada las siguientes preguntas:
a) ¿Qué elemento tendrá propiedades químicas similares a A?
b) ¿Cuál es el elemento de mayor tamaño?
c) ¿Qué elemento tiene más electrones en su última capa?
d) Comparando los tamaños de los elementos X y W, ¿cuál es mayor?
+
e) ¿Qué tamaño tendrá el ion X respecto de su átomo neutro?
1
141.– Un átomo del elemento A presenta la siguiente configuración electrónica:
1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p4. Justifique razonadamente la veracidad o falsedad de las siguientes
afirmaciones:
a) Dicho átomo se halla en estado fundamental de energía.
b) El elemento A pertenece al grupo de los halógenos.
c) (4, 1, 2, −1/2) es un conjunto de números cuánticos posible para el electrón diferenciador
de dicho átomo.
d) La energía de ionización de A es mayor que la del elemento B, que se encuentra
justamente a la derecha de A en la Tabla Periódica.
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30,
19 y 9
− Estructura atómica −
Problemas de Química 2º Bachillerato
1
Pág. 19
142.– Un elemento tiene como número atómico Z = 26.
a) Escriba su configuración electrónica.
b) Indique el grupo y el periodo al que pertenece.
c) Se sabe que una muestra de 7,00 g de este elemento puro contiene 7,55·1022 átomos de dicho
elemento. Calcule su masa atómica.
d) Justifique el enlace que presenta este elemento como sustancia pura.
Datos:
1
11/10/2016
143.–
a)
b)
c)
23
NA = 6,022·10
−1
átomos mol
Un elemento tiene la siguiente configuración electrónica: 1s2 2s2p6 3s1.
¿Cuál es su situación en la Tabla Periódica?
¿Qué características tienen los elementos de este grupo?
Explique su valencia y escriba la configuración electrónica del ion más estable que forma.
144.– Una industria química ha utilizado la espectroscopia de infrarrojo,
IR, para identificar un compuesto puro. Experimentalmente se ha
obtenido el espectro anexo.
a) ¿Qué le sucede a una molécula cuando absorbe radiación infrarroja?
Justifique si el compuesto puro es el propan−2−ol o el ácido
propanoico.
b) La zona de 700 a 1 200 cm−1 de un espectro IR se denomina huella dactilar y es característica de
cada compuesto. En el espectro obtenido se observa un pico intenso a 900 cm−1 en esta zona.
Calcule la longitud de onda, la frecuencia y la energía de este pico.
−34
8
Datos: Constante de Planck, h = 6,63·10 J s ; Velocidad de la luz en el vacío, c = 3,00·10 m s
Absorción de diferentes tipos de enlace en la región del infrarrojo
1
Enlace
Tipo de compuesto
alcanos (C—C—H)
Intervalo de número de onda
(cm−1)
2 850−2 970 ;
1 340−1 470
C−H
alquenos (C=C—H)
3 010−3 095 ;
675−995
alcoholes
3 200−3 600
ácidos carboxílicos
2 500−2 700
C−O
alcoholes, éteres, ácidos carboxílicos, esteres
1 050−1 300
C=O
aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos,
esteres
1 690−1 760
O−H
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−1