QUÍMICA MENCIÓN CUADERNO N°1 CUADERNO DE EJERCICIOS 1 1,0 3 2 Número atómico H He 4,0 Masa atómica 4 5 6 7 8 9 10 Li Be B C N O F Ne 6,9 9,0 10,8 12,0 14,0 16,0 19,0 20,2 Na 11 Mg Al Si 14 15 16 S Cl Ar 23,0 24,3 27,0 28,1 31,0 32,0 35,5 39,9 19 12 13 P 17 18 20 K Ca 39,1 40,0 2016 CAPÍTULOS I Y II: 1. COMPLETE LAS SIMBOLOGÍA MODELOS ATÓMICOS Y EMISIONES RADIACTIVAS SIGUIENTES TABLAS CONSIDERANDO LA SIGUIENTE A q X Z SÍMBOLO NOMBRE DEFINICIÓN X Símbolo del elemento Letra(s) que designa(n) al átomo. Para cada átomo es distinta y viene precedida del número de protones que posee. Z N° atómico Número de protones presentes en el átomo. A N° másico Cantidad total de partículas en el núcleo de un átomo n N° de neutrones q Carga eléctrica Diferencia entre el número de protones y electrones presentes en el átomo o ion. ē Electrones Número de cargas eléctricas negativas en un átomo o ion. Número de partículas sin carga del núcleo. TABLA 1.1: Z n N-3 15 7 38 20 Ca+2 28 14 Si U 235 92 2 A ē TABLA 1.2: ELEMENTO Z A ē Cl 35 17 Al+3 27 10 Mg Li+1 Fe n 12 3 SIMBOLOGIA 12 4 27 53 S-2 32 18 2. COMPLETE LAS SIGUIENTES ASEVERACIONES 2.1 Cuando un radionúclido emite una partícula (alfa) el número atómico del átomo resultante disminuye en ………… unidades 2.2 El número de neutrones para el núclido 117 50 Sn es igual a …………… 2.3 Al cabo de 2 vidas medias, la masa emitida por un radionúclido siempre es un ………… % de la inicial. 2.4 Cuando ocurre un proceso de fisión nuclear, el núcleo que se genera tiene ……………… masa que el núcleo original y …………… número atómico. 2.5 Un isótopo radiactivo (radionúclido) de 5 gramos se reduce a 1,25 gramos al cabo de 10 años, por lo tanto, su vida media es de ………………… 2.6 El tecnecio-99 es un radionúclido utilizado ampliamente en medicina nuclear que presenta un período de semidesintegración de 6 horas. Al cabo de un día, una muestra de un 10 gramos de este material se reduce a ……………… gramos 2.7 Protio, Deuterio y Tritio son isótopos del ………………………… siendo el más radiactivo el ……………… 2.8 Los átomos que presentan igual n° atómico y distinto n° másico se consideran ………………… entre sí. 3 3. DETERMINE LA MASA ATÓMICA PROMEDIO PARA EL MAGNESIO (Mg), CONSIDERANDO LAS ABUNDANCIAS ISOTÓPICAS MENCIONADAS EN LA TABLA Isótopo % de abundancia Masa atómica (u.m.a) 24 Mg 79 23,985 25 Mg 10 24,985 27 Mg 11 25,982 3.1 MASA ATÓMICA PROMEDIO: CONSIDERE EL SIGUIENTE EJEMPLO: % de abundancia Masa atómica (u.m.a) 35 75,53 34,968 37 24,47 36,956 Isótopo Cl Cl 75,53 24, 47 MASA ATÓMICA PROMEDIO: mprom= 34,968 36,956 100 35, 4545 100 4. COMPLETE LAS SIGUIENTES ECUACIONES NUCLEARES 2 4.1 1 H + ___ 24He + 01n 4.2 226 88 4.3 239 93 Ra 222 86 Rn + ___ 99 Np + 01n 38 Sr + ___ + 3 01n 60 4.4 28Ni 60 28Ni + ___ 4 5. A PARTIR DEL ANÁLISIS DE LA SIGUIENTE GRÁFICA DE DECAIMIENTO RADIACTIVO, CONTESTE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS Datos: La muestra inicial de radionúclido en la gráfica fue de 1 gramo. El tiempo se midió en días. 5.1 El tiempo de vida medio para el radionúclido es de: 5.2 ¿Qué fracción del radionúclido queda después de 4 decaimientos radiactivos consecutivos? 5.3 De acuerdo con la gráfica, si la masa inicial de radionúclido es de 40 gramos ¿cuántos días de decaimiento continuo transcurren hasta que la masa final es de 1,25 gramos? 5.4 ¿Cuánto tiempo debe transcurrir para que la muestra final sea un 25% de la inicial? 5.5 De acuerdo con los datos de la gráfica, ¿cuál será la masa remanente de radionúclido al cabo de 4 días? 5.6 En un experimento radiactivo con ese elemento, al cabo de 16 días de emisión continua, la masa remanente fue de 25 miligramos. Considerando este dato y la vida media para el elemento, se deduce que la masa inicial usada fue de: 5 6. EN LAS SIGUIENTES AFIRMACIONES RESPONDA VERDADERA O UNA O F SI ES FALSA. JUSTIFIQUE CON UNA V SI ES 6.1 ___ Si 2 átomos se consideran isobaros entre sí, entonces deben contener el mismo de partículas en el núcleo, sin embargo no pueden presentar el mismo comportamiento químico, pues se trata de átomos diferentes. 6.2 ___ En las especies químicas llamadas cationes, siempre se cumple que el número de protones es menor que el número de electrones. 6.3 ___ Si 2 o más átomos se consideran isótopos entre sí, entonces coinciden en el valor de Z pero no en el valor de A. 6.4 ___ Un átomo se considera radiactivo siempre que la relación protón / neutrón es igual a 1 6.5 ___ Si un elemento A contiene mayor cantidad de protones que otro elemento B, entonces es cierto que el número de electrones de A será mayor que el de B. 6.6 ___ Las partículas alfa se emiten desde el núcleo de un átomo radiactivo, tienen poco poder de penetración y se componen básicamente de neutrones y electrones a gran velocidad. 3 6.7 ___ De acuerdo con la simbología estandarizada para un elemento, el átomo de tritio ( 1H ) contiene 3 neutrones y 1 protón en el núcleo. 6.8 ___ Considerando el modelo atómico de Erwin Schrödinger, un átomo con 12 electrones debe tener, al menos, 3 niveles de energía en estado basal. 6.9 ___ Si un elemento emite desde el núcleo solo partículas alfa, entonces el núcleo que se genera tiene menor masa y distinto número atómico. 6.10___ Los rayos catódicos corresponden a un haz de electrones que se propagan a la velocidad de la luz. 6.11___ Teniendo en cuenta el modelo atómico mecánico-cuántico, el átomo de oxígeno (8O) debe contener 16 partículas en su núcleo y 8 electrones distribuidos en 3 orbitales atómicos. 6.12___ De acuerdo con la siguiente reacción nuclear: El átomo Y se considera isobaro del átomo X. 6 TEST DE EVALUACIÓN 1. En un laboratorio se estudió el comportamiento de 2 partículas frente a 2 campos magnéticos inducidos (los mismos para cada una). Los resultados obtenidos se resumieron en las siguientes tablas: Partícula 1 Se desplaza en línea recta Si Se desvía frente al campo magnético Si, casi 15° Al aumentar al doble la intensidad del campo Se desvía casi 29° Partícula 2 Se desplaza en línea recta Si Se desvía frente al campo magnético Si, casi 10° Al aumentar al doble la intensidad del campo Se desvía casi 13° De estos resultados se puede inferir correctamente que ambas partículas I) II) III) A) B) C) D) E) 2. tienen la misma masa. presentan carga eléctrica. se desplazan con la misma velocidad. Solo I. Solo II. Solo III. Solo I y III. I, II y III. De acuerdo con el siguiente esquema podría inferirse correctamente que partícula atracción Ele ctrodo I) II) III) A) B) C) D) E) la partícula tiene carga eléctrica. electrodo y partícula poseen distinta carga eléctrica. si el electrodo es un cátodo entonces la partícula es un catión. Solo I. Solo II. Solo III. Solo I y III. I, II y III. 7 3. ¿Cuál(es) de las siguientes entidades químicas puede determinarse a partir del número atómico de un elemento? A) B) C) D) E) 4. Masa del elemento Cantidad de neutrones Número de electrones Cantidad de partículas en el núcleo Número de partículas alfa que puede emitir Al unir la columna A (partículas) con la columna B (característica) la secuencia correcta para la columna B de arriba hacia abajo será A A) B) C) D) E) 5. 6. Protón __ Emisión nuclear con carga eléctrica negativa. 2. Electrón __ Partícula nuclear sin carga eléctrica. 3. Neutrón __ Partícula subatómica que le da identidad a un átomo. 4. Partícula beta __ Partícula extranuclear de masa ínfima que presenta carga eléctrica. 1 4 3 4 2 – – – – – 2 iones A) B) C) D) E) B 1. 4 3 2 3 1 – – – – – 2 1 1 2 3 – – – – – 3 2 4 1 4 A+1 y B-1presentan igual cantidad de electrones, por lo tanto es correcto afirmar que B-1 es un anión con mayor Z que A+1. el ion A+1 presenta más protones que el ion B-1. A+1 tiene más niveles de energía con electrones que B-1. el número másico de A+1 es menor que el de B-1. ambos iones presentan el mismo valor para Z. Del análisis de los siguientes 3 elementos, sería incorrecto afirmar que 24 13 A) B) C) D) E) Al 25 14 Si 14Si 26 15 P contiene en total 11 neutrones. los 3 elementos difieren en el número de electrones. 15P posee mayor cantidad de protones que 13Al y 14Si. 13Al es el que contiene menor cantidad de partículas en el núcleo. 13Al, 14Si y 15P presentan distinta cantidad de protones y neutrones. 8 7. Considere la siguiente figura para un átomo neutro 10n 8+ Al respecto, puede inferirse correctamente que A) el átomo se encuentra en estado excitado. B) presenta 2 electrones en el nivel de mayor energía. C) el número másico para el átomo es 10. D) corresponde al elemento cuyo símbolo es E) si emite una partícula beta, transmuta en el átomo 18 8 O. 19 8 X. 8. A continuación se presentan algunas contribuciones de 3 notables físicos para dilucidar la estructura de un átomo: I) Joseph Thomson, fue el primero en proponer la existencia de protones en el átomo, sin embargo se equivocó al establecer su posición. II) Ernest Rutherford, propuso la existencia de un núcleo atómico positivo con electrones girando a su alrededor. III) Niels Bohr, propuso la existencia de orbitales atómicos concebidos como zonas del espacio donde se encontraban girando los electrones. De acuerdo con sus conocimientos, ¿cuál (es) de las anteriores contribuciones efectivamente fue (fueron) planteada(s) por estos científicos? A) B) C) D) E) Solo I. Solo II. Solo III. Solo I y II. I, II y III. 9 9. Con respecto a la siguiente especie química 1 1 H+1 Se puede afirmar lo siguiente, excepto que A) B) C) D) E) no posee neutrones. contiene electrones. es la simbología para el protón. puede ser atraída por un cátodo. es un catión del átomo de hidrógeno. 10. Respecto del siguiente esquema para un átomo neutro, donde no se especifican las partículas del núcleo, puede afirmare correctamente que el (la) I) II) III) A) B) C) D) E) Solo Solo Solo Solo Solo número atómico es 10. cantidad de electrones es 10. número de partículas nucleares es 20. I II. I y II. I y III. II y III. 11. ¿Qué científico utilizó partículas alfa para bombardear láminas de oro y demostrar la existencia del núcleo atómico? A) B) C) D) E) Niels Bohr John Dalton Joseph Thomson Ernest Rutherford Erwin Schrödinger 10 12. El Yodo-131 es un isótopo radiactivo que posee un período de semidesintegración de 8 días y es utilizado en medicina nuclear, ya que permite medir la actividad de la glándula tiroides. De acuerdo con lo anterior, si a un paciente se le inyectan 0,5 gramos de este radioisótopo en su torrente sanguíneo ¿qué porcentaje de la muestra inicial quedará en el organismo del paciente al cabo de 32 días? A) B) C) D) E) 6,25% 12,50% 25,00% 50,00% 87,50% 13. En la siguiente reacción nuclear, Y corresponde a un átomo con 27 13 I) II) III) Al + 42He Y + 01n 15 protones 15 neutrones 15 electrones De las anteriores proposiciones es (son) correcta(s) A) B) C) D) E) solo solo solo solo I, II I. II. III. I y II. y III. 14. En un reactor nuclear se llevó a cabo la siguiente secuencia de reacciones: 1. X 42He + Y 2. Y -10 + R 3. R -10 + W Analizando las 3 reacciones en cadena, puede deducirse correctamente que A) B) C) D) E) X e Y son isótopos entre sí. W y R son isobaros entre sí. R e Y coinciden en el valor de Z R y W son isoelectrónicos entre sí. W y X contienen la misma cantidad de neutrones. 11 15. En el modelo de estado estacionario propuesto por Niels Bohr, los electrones I) II) III) son ondas electromagnéticas de baja energía. se disponen en niveles de energía cuantizados. absorben energía cuando se alejan del núcleo. De las anteriores afirmaciones es (son) correcta(s) A) B) C) D) E) solo solo solo solo I, II I. II. I y II. II y III. y III. 16. La siguiente gráfica corresponde a la desintegración del Radio-226 respecto del tiempo Analizando los datos de la gráfica, sería correcto inferir que I) II) III) A) B) C) D) E) en 1620 años se desintegra la mitad de la masa inicial de 226Ra. cuando hayan transcurrido 3240 años, no quedará masa medible de 226Ra es imposible medir con precisión la cantidad remanente de 226Ra debido a su elevado tiempo de vida media. Solo I. Solo II. Solo I y III. solo II y III. I, II y III. 12 17. La fisión del Uranio-235 viene dada por 235 92 90 1 U + 01n 38 Sr + 143 54 Xe + 3 0n 1 0 Considerando que A) B) C) D) E) n es la simbología para un neutrón, entonces es correcto afirmar que 38Sr y 54Xe presentan mayor masa que 92U en la fisión de U-235 se emiten partículas alfa. 54Xe y 38Sr presentan igual cantidad de protones y neutrones. en la reacción de fisión no se cumple el principio de conservación de la masa. en la fisión nuclear de U-235 se emiten neutrones y alta cantidad de energía. 18. ¿En cuál(es) de las siguientes reacciones nucleares ocurre transmutación? I) II) III) A) B) C) D) E) 2 1 H + 13 H 2 H 2 1 27 13 Al + 1 0 3 2 4 2 He + 1 0 n He + n n 1 0 28 13 Al + γ Solo en I. Solo en II. Solo en I y II. Solo en I y III. En I, II y III. 19. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta respecto al comportamiento de 3 tipos de emisión radiactiva frente a un campo eléctrico? A) B) C) D) E) Y corresponde a un haz de electrones La emisión Z puede corresponder a una partícula beta X y Z son emisiones que no poseen carga eléctrica X es una emisión con carga eléctrica negativa Y corresponde a un haz de rayos alfa 13 20. En la siguiente gráfica se ilustra la relación entre el número de átomos de una especie radiactiva y su tiempo de desintegración N0 0 N (n de átomos) 100 90 . 80 70 60 N0/2 50 . 40 30 N0/4 20 . N0/8 60 72 10 0 0 12 24 36 48 Tiempo (años) Al analizar la gráfica se deduce correctamente que I) II) III) A) B) C) D) E) el tiempo de vida media para los átomos es de 12 años. a los 48 años se han desintegrado un 75% de los átomos. a los 24 años el número de átomos es un 50% del inicial. Solo I. Solo II. Solo I y II. Solo II y III. I, II y III. 14 CAPÍTULO III Y IV: CONFIG. ELECTRÓNICA Y PROP. PERIÓDICAS 1. PARA LOS SIGUIENTES ELEMENTOS QUÍMICOS DETERMINE: 8X 24Y 34Z 19W 1.1 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA EXTENDIDA Y CONDENSADA ELEMENTO CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA CONFIGURACIÓN CONDENSADA 8X 24Y 34Z 19W 1.2 NÚMEROS CUÁNTICOS DEL ELECTRÓN DIFERENCIAL DE CADA ELEMENTO, ADEMÁS INDIQUE SI EL ÁTOMO ES PARAMAGNÉTICO O DIAMAGNÉTICO. ELEMENTO n l m 8X 24Y 34Z 19W 15 s Propiedad Magnética 2. ANALICE SI LAS SIGUIENTES COMBINACIONES DE NÚMEROS CUÁNTICOS PARA ELECTRONES ESTÁN CORRECTAMENTE ASIGNADAS. JUSTIFIQUE n l m s 1 0 -1 +½ 2 2 -1 -½ 3 0 +1 -½ 4 2 -3 +½ ANÁLISIS 3. PARA LOS ELEMENTOS TRABAJADOS EN EL ÍTEM I: 3.1 INDIQUE EL GRUPO Y PERIODO PARA LOS ELEMENTOS Y CLASIFÍQUELOS SEGÚN SU NATURALEZA, TRANSICIÓN O REPRESENTATIVO (METAL, NO-METAL O GAS NOBLE) ELEMENTO GRUPO PERIODO 8X 24Y 34Z 19W 16 NATURALEZA 3.2 ORDENE EN FORMA CRECIENTE LOS SIGUIENTES ÁTOMOS RESPECTO DE LA MAGNITUD DE ALGUNAS DE SUS PROPIEDADES PERIÓDICAS 8X 24Y 34Z 19W RADIO ATÓMICO POTENCIAL DE IONIZACIÓN ELECTRONEGATIVIDAD 4. ORDENE LOS SIGUIENTES IONES DE ACUERDO CON SU TAMAÑO 11Na + +3 13Al -1 9F +2 12Mg 17 +4 14Si -2 8O 7N -3 +5 15P 5. RESPECTO DE LA SIGUIENTE TABLA PERIÓDICA DE ELEMENTOS, RESPONDA 5.1 ¿Cuál es el elemento con mayor radio atómico en el grupo II-A? 5.2 ¿Cuántos elementos de transición presenta el periodo 5? 5.3 ¿Cuál es el metal más liviano del grupo I-A? 5.4 En el grupo de elementos halógenos, ¿cuál de ellos es el que presenta el mayor valor de electronegatividad? 5.5 ¿Cuántos electrones de valencia presentan respectivamente los elementos Ga, Ge y As? 5.6 Al comparar los gases inertes del periodo 3 y 4, quien es el que presenta: 5.6.1. Mayor potencial de ionización 5.6.2 Menor valor de Z 5.6.3 Menor radio atómico 18 5.7 Escriba la configuración electrónica extendida para el elemento ubicado en el periodo 4 y grupo III-A. Determine a partir de ella, su número atómico. 5.8 Al comparar los elementos N y O, analice la veracidad de las siguientes afirmaciones 5.8.1. N es más electronegativo que O. 5.8.2. O tiene mayor afinidad electrónica que N. 5.8.3. Ambos se estabilizan energéticamente perdiendo electrones 5.8.4. Ambos pertenecen al mismo grupo en el sistema periódico. 5.8.5. Ambos tienen igual cantidad de niveles de energía con electrones. 5.9 ¿Cuál es el elemento del período 4 que presenta 5 electrones en los orbitales d y sólo 2 en el orbital 4s? 5.10 ¿Cuál es el metal del cuarto período con mayor tamaño? 19 6. RESPECTO DE LAS SIGUIENTES AFIRMACIONES EVALÚE ANTEPONIENDO UNA V SI SON VERDADERAS O UNA F SI SON FALSAS. JUSTIFIQUE 6.1 ___ En la tabla periódica los elementos se ordenan respecto de su masa atómica. 6.2 ___ A medida que el número atómico aumenta en un período el tamaño de los átomos disminuye. 6.3 ___ El electrón más externo en un átomo es el de mayor energía 6.4 ___ Los gases inertes pueden contener orbitales d con electrones. 6.5 ___ Un elemento térreo presenta configuración electrónica externa del tipo ns2p2 6.6 ___ El catión de un átomo siempre contiene más electrones que el propio átomo. 6.7 ___ El manganeso (25Mn) es un metal de transición. 6.8 ___ Siempre el último electrón de un átomo es el de mayor energía y el más externo. 6.9 ___ El Neón es un gas inerte de mayor tamaño que el Argón. 6.10___ El comportamiento químico del Fósforo (P) es el mismo que el de su anión estable 6.11___ El Calcio es un metal alcalino térreo con propiedades diamagnéticas. 6.12___ El Potasio es el metal con mayor radio del período 4. 6.13___ Calcio y Potasio son átomos que presentan 4 niveles de energía con electrones. 6.14___ El Oxígeno presenta mayor afinidad electrónica que cloro y flúor. 6.15___ Los gases inertes presentan los valores más altos de energía de ionización en el sistema periódico. 6.16___ El átomo de Escandio (21Sc) se estabiliza electrónicamente adoptando carga eléctrica -3. 6.17___ El elemento Bromo (Z=35) posee 7 electrones en el nivel de valencia. 6.18___ Boro (B) y Aluminio (Al) son elementos que presentan igual valencia cuando enlazan 6.19___ Carbono e Hidrógeno presentan el mismo valor de electronegatividad 6.20___ En el grupo I-A el elemento con mayor valor de energía de ionización es el Potasio. 20 TEST DE EVALUACIÓN 1. A partir del siguiente modelo para un átomo neutro, NO es posible determinar el (la) A) B) C) D) E) 2. De acuerdo con el modelo atómico mecánico-cuántico, ¿cuántos orbitales con electrones contiene el átomo cuyo valor de Z es 14? (Asuma estado basal para el átomo) A) B) C) D) E) 3. número másico. valor del número atómico. configuración electrónica. número de capas electrónicas. ubicación en la tabla periódica. 12 10 7 9 8 Considere los siguientes datos para un átomo neutro X: Número de electrones = 11 Número de oxidación = +1 De acuerdo con lo anterior, puede afirmarse correctamente que A) B) C) D) E) la cantidad de neutrones para X es 11. el átomo posee 11 niveles de energía. el ion estable de X posee 10 electrones. cuando X se estabiliza gana 1 electrón. la configuración electrónica para X es 3s2 3p1. 21 4. Para la siguiente configuración electrónica condensada de un átomo, en estado fundamental, un alumno concluyó lo siguiente [Ne] 3s2 3p3 1. 2. 3. 4. 5. el átomo es diamagnético en estado basal el átomo contiene 3 electrones de valencia. la configuración electrónica corresponde al elemento Neón. en el nivel de mayor energía hay en total 5 electrones. de acuerdo con la configuración electrónica solo hay 1 electrón desapareado. Al respecto, ¿qué conclusión es correcta? A) B) C) D) E) 5. 5 4 3 2 1 El primer electrón que se ubica en el orbital py de cualquier átomo que lo contenga, tiene número cuántico m de valor A) B) C) D) E) 6. Conclusión Conclusión Conclusión Conclusión Conclusión 0 -1 +1 -2 +2 Considere el siguiente modelo para una especie química (no necesariamente neutra) Núcle o De acuerdo con el análisis, podría inferirse correctamente que I) II) III) A) B) C) D) E) si es un átomo neutro debe ubicarse en el grupo III-A. si es un átomo neutro debe tener un valor de Z igual a 13. si se trata de un ion entonces es estable electrónicamente. Solo II. Solo III. Solo I y II. Solo II y III. I, II y III. 22 7. La única especie química que NO presenta la siguiente configuración electrónica es 1s A) B) C) D) E) 8. 2s 2p O-2 F-1 Al+3 Si-4 Mg+2 En clases de química, el profesor le pidió a un alumno que escogiera de la Tabla Periódica un elemento con las siguientes características: Debe contener orbitales d con electrones Debe tener propiedades metálicas Debe tener propiedades paramagnéticas Considerando las características solicitadas, ¿cuál podría ser el valor de Z del elemento que tendría que elegir el alumno? A) B) C) D) E) 9. Z Z Z Z Z = = = = = 30 20 36 33 26 ¿Cuál de las siguientes especies químicas presenta la mayor cantidad de electrones? A) B) C) D) E) -3 7N +2 12Mg -2 16S +3 13Al +2 4Be 23 10. Analizando el siguiente esquema correctamente que el átomo 1s I) II) III) A) B) C) D) E) Solo Solo Solo Solo Solo de configuración 2s electrónica, se podría afirmar 2p posee 3 electrones con espín +½. tiene en total 2 electrones de valencia. se encuentra en estado excitado. I. III. I y II. I y III. II y III. 11. Considere las siguientes configuraciones electrónicas para 3 átomos distintos: X: 1s2, 2s2 2p5 Y: 1s2, 2s2 2p6 Z: 1s2, 2s2 2p6, 3s1 Analizando las configuraciones y teniendo en cuenta la posición de los átomos en la Tabla Periódica, sería correcto afirmar que A) B) C) D) E) X es un átomo más grande que Z. X y Z son átomos de naturaleza metálica. la electronegatividad de Y es mayor que la de X. Y presenta mayor afinidad electrónica que X y Z. cuando Z se estabiliza electrónicamente adopta carga +1. 12. Si 2 elementos tienen la misma cantidad de electrones en el nivel de valencia, entonces necesariamente deben I) II) III) presentar el mismo número atómico. ubicarse en el mismo periodo. pertenecer al mismo grupo. De las anteriores es (son) correcta(s) A) B) C) D) E) solo solo solo solo I, II I. II. III. I y III. y III. 24 13. Respecto del átomo de Estroncio (Z=38) se puede afirmar correctamente que A) B) C) D) E) pertenece al cuarto período de la tabla. presenta 1 solo electrón en el nivel de mayor energía. es más electronegativo que el átomo de cloro (Z=17). tiene en todos sus orbitales electrones apareados. se le considera un metal de transición porque posee electrones en orbitales d. 14. ¿Cuál de las siguientes parejas de elementos químicos en estado basal, presenta la menor cantidad de electrones en el nivel de mayor energía? A) B) C) D) E) 9F y y y 3Li y 7N y 12Mg 5B 17Cl 13Al 11Na 15P 20Ca 15. Un elemento que se ubica en el periodo 4 y en el grupo VII-B del sistema periódico tiene número atómico igual a A) B) C) D) E) 30 25 24 21 19 2 16. La siguiente configuración electrónica 1s , 2s (12Mg), de modo que podría afirmarse que I) II) III) 2 2p6, 3s1 3p1 le corresponde al magnesio se trata del ion Mg+1 es magnesio en estado excitado. se trata de la configuración electrónica errónea del ion Mg+2. Al respecto, es (son) correcta(s) A) B) C) D) E) solo solo solo solo I, II II. III. I y II. II y III. y III. 17. De acuerdo con la posición de los átomos en el sistema periódico, ¿cuál de las siguientes interacciones entre átomos presentará la mayor diferencia de electronegatividades? A) B) C) D) E) Azufre – Flúor Carbono – Hidrógeno Cloro – Oxígeno Flúor – Potasio Sodio – Oxígeno 25 18. Si un ion con carga eléctrica +3 posee la siguiente configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Entonces puede afirmar que el número atómico del átomo que originó el ion debe ser A) B) C) D) E) Z Z Z Z Z = = = = = 21 20 18 13 10 19. ¿Cuál opción representa correctamente la variación del potencial de ionización en el sistema periódico a medida que disminuye el número atómico? A) B) C) D) E) GRUPO Aumenta Aumenta Disminuye Disminuye No varia PERIODO Aumenta Disminuye No varía Aumenta Aumenta 20. Los elementos ubicados en el mismo periodo de la tabla periódica presentan sus electrones de valencia en el mismo nivel de energía. Para determinar a qué grupo pertenecen 3 elementos (X, Y y Z) del mismo periodo se propone lo siguiente 1. Determinar el primer potencial de ionización para cada elemento. 2. Determinar el radio atómico para cada elemento. 3. Determinar la afinidad electrónica de cada elemento. A partir de estos 3 experimentos se podría esperar que I) II) III) el experimento 1 puede llevar a establecer el grupo de cada elemento. con los experimentos solo se podría determinar la posición relativa de los elementos y no los grupos en que efectivamente están. si las mediciones son confiables y se conocen datos de literatura respecto de las propiedades de esos elementos basta con comparar los valores obtenidos para averiguar en qué grupo se ubican. De las proposiciones anteriores es (son) correctas A) B) C) D) E) Solo II. Solo III. Solo I y II. Solo I y III. I, II y III. 26 CAPÍTULO V: ENLACES ATÓMICOS Y ESTEREOQUÍMICA 1. DETERMINE EL NÚMERO O ESTADO DE OXIDACIÓN PARA CADA ÁTOMO EN LAS SIGUIENTES ESPECIES QUÍMICAS 1. KMnO4 2. CrO3 3. CaH2 4. MgO4 5. HNO2 6. HCN 7. SO4-2 8. F2 9. PF3 10. BeCl2 11. K2S2O3 12. NaHSO3 2. PARA ESTABLECER EL TIPO DE ENLACE Y EL ESTADO FÍSICO QUE POSEEN TRES COMPUESTOS SE DETERMINARON 4 PROPIEDADES FÍSICAS Compuesto Punto de fusión (ºC) Punto de ebullición (ºC) Conductividad en estado fundido Solubilidad en agua 1 808 1465 Sí Sí 2 -114,3 78 No Sí 3 80,2 218 No No Indique: 2.1 El tipo de enlace que presenta cada uno de estos compuestos es Compuesto 1............................ Compuesto 2............................ Compuesto 3............................ 2.2 El estado físico de cada uno de estos compuestos a la temperatura indicada 25 °C 100 °C 850 °C Compuesto 1 Compuesto 2 Compuesto 3 2.3 Los datos consignados en la tabla corresponden al naftaleno (un compuesto orgánico), etanol (un alcohol polar) y cloruro de sodio. Asigne correctamente los compuestos Compuesto 1............................ Compuesto 2............................ Compuesto 3............................ 27 3. EN RELACIÓN AL SIGUIENTE FRAGMENTO DE LA TABLA PERIÓDICA, RESPONDA I II VI VII C D B A G E 3.1 Si se enlazan entre sí los átomos B y D se forma el compuesto .................... 3.2 El enlace entre los átomos A y B es .................... 3.3 E se estabiliza adoptando carga eléctrica .................... 3.4 En la molécula D2C hay enlaces de tipo .................... 3.5 Si A es del cuarto período entonces tendrá número atómico .................... 3.6 C2, D2 y E2 presentan enlaces de tipo .................... 3.7 La geometría molecular del compuesto GE2 es .................... 3.8 En el compuesto GC el número de oxidación para C es .................... 4. DIBUJE LAS ESTRUCTURAS DE LEWIS PARA LAS SIGUIENTES. 1. HCHO 2. BF3 3. HCN 4. H3O+ 5. SiS2 6. SO2 7. C2H6 8. O3 9. H2CO3 28 5. COMPLETE LA SIGUIENTE TABLA Molécula NCl3 CO2 CHCl3 SO3 MgH2 Estructura de Lewis Valencia del átomo central Hibridación del átomo central Geometría molecular Cantidad de Enlaces sigma Cantidad de Enlaces pi 6. EN LAS SIGUIENTES PRESENTE MOLÉCULAS IDENTIFIQUE EL TIPO DE ENLACE + H O O Cl H O H H N Na O N H O -2 O C O H O O H H C C H C H H H 29 C N N H H H 7. RESPONDE SI SON VERDADERAS (V) O FALSAS (F) LAS SIGUIENTES ASEVERACIONES. JUSTIFIQUE AQUELLAS FALSAS. 7.1 ___ El enlace entre 2 metales tiene más energía que el enlace entre un metal y un no-metal. 7.2 ___ Las moléculas del tipo X2 (F2, O2 y H2) presentan la misma longitud de enlace. 7.3 ___ El ácido nitroso cuando se disuelve en agua libera iones H+. 7.4 ___ Los elementos carbonoides tienen configuración electrónica del tipo ns2p3. 7.5 ___ Las moléculas con geometría angular y piramidal son solubles en agua. 7.6 ___ El enlace entre los átomos 19Y y 35X es de tipo covalente polar. 7.7 ___ En los superóxidos el átomo de oxígeno presenta un EDO igual a -1/2. 7.8 ___ NaCl es un compuesto iónico muy poco soluble en agua y con baja conductividad eléctrica. 7.9 ___ En las moléculas con geometría trigonal plana, el átomo central presenta hibridación sp3. 7.10___ Dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y tetracloruro de silicio (SiCl 4) son moléculas sin momento dipolar. 7.11___ En la especie química H3O+ hay enlace dativo. 7.12___ Los compuestos iónicos KCl, NaCl y LiCl poseen geometría lineal. 7.13___ Los elementos del grupo V-A (M) forman óxidos del tipo M2O3. 7.14___ La valencia del cloro en el compuesto CH2Cl2 es 7. 7.15___ El carbono es un elemento que puede formar compuestos con geometrías tetraédrica, lineal y trigonal plana. 7.16___ El número de oxidación del oxígeno en el compuesto MgO4 es -2. 7.17___ Ozono (O3), ácido nítrico (HNO3) y SO2 (anhídrido sulfuroso) poseen estructuras resonantes. 7.18___ Los compuestos: peróxido de hidrógeno, óxido de sodio y anhídrido carbónico tienen respectivamente fórmulas H2O2, NaO2 y CO3-2 7.19___ En los compuestos NH3, CH4, H2S y H2O2 el número de oxidación para el hidrógeno es +1. 7.20___ El trifluoruro de fósforo es un compuesto polar que presenta 10 pares de electrones sin enlazar. 30 TEST EVALUACIÓN 1. Si 2 átomos X e Y forman el compuesto de fórmula XY3, entonces puede inferirse correctamente que I) II) III) A) B) C) D) E) 2. Solo I. Solo II. Solo III. Solo I y III. I, II y III. De acuerdo con la estructura de Lewis para las moléculas en las alternativas, ¿cuál de ellas presenta enlace del tipo pi (π)? A) B) C) D) E) 3. X puede pertenecer al grupo V-A o III-A. Y puede ser un halógeno con valencia 1. X e Y pueden ser 2 no metales representativos. CH2Cl2 CHF3 CO2 CCl4 CH3OH La siguiente tabla contiene valores de electronegatividad (EN) para algunos elementos del sistema periódico. Del análisis se puede afirmar que el enlace con menor polaridad que se forme será cuando interaccione Elemento E.N A) B) C) D) E) Cl 3,0 H 2,1 Nitrógeno con Hidrógeno Carbono con Hidrógeno Carbono con Oxígeno Nitrógeno con cloro Cloro con Oxígeno 31 N 3,0 C 2,5 O 3,5 4. En un laboratorio se tienen 2 compuestos líquidos (a 20°C), de masas molares muy parecidas y ambos con átomos de hidrógeno y oxígeno en su composición. Se desea determinar cuál de ellos presenta mayor cantidad de enlaces puente de hidrógeno (en ese estado físico). Para lograr lo anterior, se podría determinar el(la) I) II) III) punto de ebullición de cada compuesto. conductividad eléctrica de cada compuesto. geometría molecular de cada compuesto en estado gaseoso. De las anteriores es (son) correcta(s) A) B) C) D) E) 5. O2 BH3 C2F4 Cl2O NCl3 De acuerdo con la estructura de Lewis y la naturaleza de los átomos, ¿cuál de los siguientes compuestos presenta, al menos, 1 enlace de tipo iónico? A) B) C) D) E) 7. I. II. III. I y II. I y III. ¿Cuál(es) de las siguientes moléculas NO cumple con la regla del octeto? A) B) C) D) E) 6. Solo Solo Solo Solo Solo HNO3 SO3 KNO3 CS2 H3PO4 Si una molécula presenta geometría trigonal plana entonces se espera que el ángulo de enlace entre sus átomos sea igual a A) B) C) D) E) 120º 180º 109º 117º 102º 32 8. Boro (Z=5) y Cloro (Z=17) se unen entre sí formando el compuesto de fórmula BCl3. Analizando la estructura de esta molécula sería correcto afirmar que I) II) III) A) B) C) D) E) 9. hay en total 3 enlaces de tipo covalente. en la molécula el boro presenta hibridación del tipo sp2. el ángulo de enlace Cl – B – Cl es de 120º. Solo II. Solo III. Solo I y III. Solo II y III. I, II y III. La unión química entre dos átomos distintos del grupo VI-A, se denomina enlace A) B) C) D) E) covalente. iónico. dativo. metálico. apolar. 10. Teniendo en consideración la teoría de la hibridación de orbitales atómicos, la correcta geometría molecular para el pentacloruro de fósforo (PCl5) debe ser Nota: el fósforo presenta 10 electrones en su entorno (octeto expandido) A) B) C) D) E) trigonal plana. piramidal. tetraédrica. bipirámide trigonal. octaédrica. 11. Un átomo (X) presenta un alto valor para el primer potencial de ionización, mientras que otro átomo (Y) posee una baja afinidad electrónica, por lo tanto, ¿qué tipo de enlace podrían formar? A) B) C) D) E) Apolar Covalente Iónico Metálico Dativo 33 12. En la siguiente tabla se muestran los puntos de ebullición y de fusión de diferentes componentes presentes en el crudo de petróleo componente Punto de Ebullición (ºC) Punto de Fusión (ºC) 1 98 35 2 -10 -94 3 78 -15 A temperatura ambiente (21ºC) y presión atmosférica (1 atm), ¿cuál opción relaciona correctamente cada componente con su estado físico? A) B) C) D) E) 1 Líquido Sólido Sólido Líquido Gaseoso 2 Gaseoso Gaseoso Gaseoso Sólido Gaseoso 3 Líquido Líquido Sólido Líquido Líquido 13. Respecto a los enlaces de la siguiente figura, es correcto afirmar que H3C I) II) III) A) B) C) D) E) 1 2 C 3 C CH el enlace 2 es el de mayor energía. el enlace 1 tiene mayor longitud que 2 y 3. en el enlace 3 se comparten 6 electrones. Solo I. Solo II. Solo III. Solo I y II. I, II y III. 34 CH2 14. ¿Cuál de las siguientes moléculas tiene geometría tetraédrica? Cl Cl Cl Cl S Cl B Cl A) B) Cl Cl C) Cl Cl Cl Cl D) Cl Be E) Cl Cl C Cl Cl 15. Considere las siguientes moléculas polares: SF6 H2S SO3 Al respecto, ¿qué alternativa indica al átomo con carga eléctrica (parcial) positiva en cada molécula? A) B) C) D) E) SF6 S S F S S H2S H S H H S SO3 O S S S O 16. ¿Cuál(es) de las siguientes moléculas se encuentra(n) correctamente representada(s), considerando sus estructuras de Lewis? O CO H O C I A) B) C) D) E) II Solo I. Solo II. Solo III. Solo I y II. I, II y III. 35 H HC N III 17. El primer elemento de la familia de los halógenos I) II) III) cuando se estabiliza adopta carga eléctrica +1 puede formar moléculas diatómicas homonucleares. cuando interacciona con el oxígeno adopta carga eléctrica +2. De las anteriores afirmaciones es (son) correcta(s) A) B) C) D) E) solo solo solo solo solo I. II. III. I y III. II y III. 18. ¿Cuál de las siguientes estructuras de Lewis representa mejor a la molécula HClO? O O O Cl H Cl H Cl H A) B) Cl O C) H O Cl H E) D) 19. En las moléculas que se indican a continuación NaOH CH4 NH4+ Se distinguen respectivamente los siguientes tipos de enlace A) B) C) D) E) iónico iónico iónico covalente dativo covalente covalente coordinado metálico iónico metálico. dativo. covalente. covalente. covalente. 36 20. El Ozono (O3) contaminante secundario en la atmósfera es un gas a temperatura ambiente. En relación a su geometría molecular, ésta es A) B) C) D) E) angular. lineal. piramidal. trigonal plana. tetraédrica. DMDS-CUADERNO N°1-QM 37
