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RalGonzlezMedina2011 ProblemasdeAtomstica 1

2.- a) Indique los posibles valores de los tres primeros nmeros cunticos correspondientes a los

3.- a) De los siguientes estados electrnicos, cuales no pueden existir. Razonar la Respuesta.

b) Justificar si estn excitados o no los tomos a los que corresponden las siguientes

configuraciones electrnicas:

4.- Dados los siguientes conjuntos de nmeros cunticos:(2,2,0,1/2); (3,1,-1,1/2); (2,0,0,-1/2);(1,0,1,1/2) explicar si es posible, o no, que existan en un tomo electrones con dichos nmeroscunticos. En el caso de los grupos de nmeros cunticos que sean posibles, En qu orbitales seencontraran los electrones correspondientes?.

c) Si en los orbitales 3d se colocan 6 electrones, no habr ninguno desapareado.

TEMA II ESTRUCTURA INTERNA DE LA MATERIA

1.- El in Calcio tiene 18 electrones y 20 neutrones. Calcular:a) Su nmero de Protones.

b)

Su nmero Msicoc) Su nmero atmico.

orbitales 2p y 4d

b) Escriba las configuraciones electrnicas en su estado fundamental de:Nitrgeno (Z=7): N:

Magnesio (Z=12): Mg:Argn (Z=18): Ar:Hierro (Z=26): Fe:

In Hierro (II): Fe2+:

2p: .2d:5f:1p:

1s22p1: 1s22s22p63s13p1:

1s22s22p2:

(2,2,0,1/2): (3,1,-1,1/2):

(2,0,0,-1/2): (1,0,1,1/2):

5.- Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones.a) En un tomo, el nmero mximo de electrones con el nmero cuntico n=3 es 6.

b) En un orbital 2p solo puede haber 2 electrones.


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Qumicade2Bachillerato


In C-

In C3+

In C5+

In C7+

Gana un electrn. Toma configuracin

de gas noble. Muy estable.

Pierde 3 e- uno del 4sy dos del 4p.Orbitales semilleros, ms estable.

Pierde los cinco electrones del 4p, elorbital 4s est completo. Estable.

Pierde los siete e-de los orbitales 4py 4s. Configuracin de gas noble. Muyestable.

Falso, segn el principio de mxima multiplicidad de Hund, los electrones se colocan ocupandoel mximo de orbitales desapareados, por tanto habrn 4 electrones desapareados.

Principio de Hund

6.- El ltimo electrn que completa la configuracin electrnica, en su estado fundamental, de unelemento del sistema peridico tiene de nmeros cunticos (4,1,0,1/2). Entre qu valores podraestar su nmero atmico?. Razonar la respuesta.Si n=4, y l=1, el electrn est en un orbital 4p, por tanto su configuracin electrnica puede ser:1s2 2s2 2p63s23p64s24p1 tambin ser 1s2 2s2 2p63s23p64s24p6, por tanto el valor del numeroatmico estar comprendido entre los valores 31 (Ga) Z 36 (Kr).

7.- Se tiene un elemento de Z=20. Explique de manera razonada:a) Su configuracin electrnica, su nombre y el tipo de elemento que es.Conf. Electrnica: 1s22s22p63s23p64s2. Calcio (Ca). Es un metal alcalinotrreo.

b) Su situacin en el Sistema Peridico y cite otro elemento de su mismo grupo.Situacin: Grupo IIA, periodo 4. Otro elemento de su grupo el Be (Z=4), Mg(Z=12).

c) Valencias ms probables que puede presentar.Valencia 2, pierde dos electrones para adquirir la configuracin electrnica de gas noble.

d) Nmeros cunticos de su electrn diferenciador.El electrn diferenciador es el ltimo, por tanto est en el orbital 4s. n=4, l=0, ml=0 y ms=

8.- Supuestos los elementos A,B,C de nmeros atmicos respectivos 3, 13 y 35, indicar:a) La configuracin electrnica de cada una.A: 1s22s1 B: 1s22s22p63s23p1 C: 1s22s22p63s23p64s23d104p5

b) Nmero de electrones en su capa de valencia (ltimo nivel).A: 1 e- B: 3 e- C: 7 e-

c) Qu tipo de iones formar con facilidad en cada caso?.A: In A+ B: In B3+ C: Iones C-, C5+, C7+, C3+

d) Configuracin electrnica de los iones resultantes en el apartado anterior.


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A+: 1s2 B3+: 1s22s22p6 C-: 1s22s22p63s23p64s23d104p6 C3+: 1s22s22p63s23p64s13d104p3 C5+: 1s22s22p63s23p64s23d10

C7+: 1s22s22p63s23p63d10

9.- Los nmeros cunticos de los elementos A,B y C son respectivamente Z, Z+1, Z+2. Se sabe que elelemento B es un gas noble que se encuentra en el tercer periodo.

a) En qu grupo de la tabla peridica se encuentran los elementos A y C?.El elemento A es un alcalino Grupo IA, y el C es un Halgeno Grupo VIIA.

b) Qu configuracin electrnica presentan en su capa de valencia estos elementos?. A: 3s23p5 B: 3s23p6 C: 4s1

c) Comente la siguiente afirmacin: los tomos A y C son istopos.Falsa, dos tomos son istopos si tienen el mismo nmero atmico, pero distinto numeromsico, y estos elementos no tienen el mismo nmero atmico Z.

10.- Las configuraciones electrnicas de los elementos A y B son: A: 1s22s22p2 B: 1s22s22p13s1,indicar razonadamente si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes:a) La configuracin B es imposible.Falso, es posible, es un elemento en estado excitado, un electrn del orbital 2p ha saltado alnivel 3s porque ha recibido un aporte de energa en forma de fotn h . Si fueran elementos en

estado fundamental si sera imposible. Pero no dice nada de que estn en estado fundamental.

b) Las dos configuraciones corresponden al mismo elemento.El enunciado dice que A y B son dos elementos, (no son iones) es verdadero porque si ambostienen igual numero de electrones, tambin lo tendrn de protones y por tanto igual Z, as queson el mismo elemento, se diferencian en que B est en estado excitado, un electrn ha saltadodel nivel 2p al 3s.

c) Para separar un electrn de B se necesita ms energa que para separarlo de A.Falso, todo lo contrario, la energa de ionizacin es menor en el elemento B, porque el electrnest ms alejado del ncleo y necesitamos menos energa para arrancarlo del tomo.

d) La configuracin de B puede corresponder al carbono.Si, la configuracin del elemento B tiene 6 electrones y por tanto podra tener 6 protones, por loque podra corresponder al carbono.

11.- Observe las grficas I y II. Seale la que represente mejor cada una de las variacionesperidicas que a continuacin se mencionan.

a) Radio atmico en un periodo. Decreciente. IIb) Radio atmico en un grupo. Creciente. Ic) Energa de ionizacin en un periodo. Creciente. Id) Energa de ionizacin en un grupo. Decreciente. II

e) Electronegatividad en un periodo. Creciente. If) Electronegatividad en un grupo. Decreciente .II


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g) Carcter metlico en un periodo. Decreciente. IIh) Carcter metlico en un grupo. Creciente. I

12.- Si el electrn de una tomo de hidrgeno en estado excitado salta del nivel n=3 al n=2, emiteuna radiacin electromagntica (fotn) de nm654= . Calcular la diferencia de energa entre el

nivel n=3 y el n=2. Expresa el resultado en eV. (Datos: Carga del electrn 1,60210 -19C; C=3108ms-1, constante de Planck h=6,61034Js

= = = = = =

8 134 19

3 2 9 19

310 1 6,6710 3,0610 1,9

65410 1,60210

c m s eV E E E h h J s J eV

m J

13.- Completar el siguiente cuadro:

Smbolo N Atmico (Z) N Protones N Electrones N Neutrones N Msico (A)ConfiguracinElectrnica

7N 7 7 7 7 14 1s22s22p3

12Mg 12 12 12 14 26 1s22s22p63s217Cl 17 17 17 18 35 1s

22s22p63s23p5

20Ca 20 20 20 20 40 1s22s2p63s2p64s2

Responder a los apartados siguientes, razonando brevemente la respuesta. De los elementos delcuadro anterior: El elemento de menor energa de ionizacin ser el:

Ca, porque es el elemento que est ms abajo y a la izquierda de la tabla peridica. Ordnelos de menor a mayor electronegatividad: Ca, Mg, Cl, N. Porque la electronegatividad

crece de derecha a izquierda y de abajo a arriba en la tabla peridica.

Indicar los que son metlicos y los que no lo son: (Septiembre 1999)Metlicos (Ca, Mg) y no metlicos (Cl, N). Por su posicin el la tabla peridica.

14.- Identificar los nmeros cunticos de un electrn cuya notacin es 4d6. Escribir la configuracinelectrnica del elemento, en indicar a que grupo pertenece.

Sus nmeros cunticos son: n=4, l=2, ml=-2,-1,0,1,2 ms=.Configuracin Electrnica: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d6.Pertenece a la triada, grupo VIIIB.

15.- Contestar brevemente a las siguientes cuestiones:a) Escribir las configuraciones electrnicas del elemento ms electronegativo de la tabla

peridica, del ms electropositivo y del S2-.El elemento ms electronegativo de la tabla es el Fluor (F) 1s22s22p5, el ms electropositivo(el menos electronegativo), es el Francio (Fr) 1s22s22p6. 6p67s1.S2-: 1s22s22p63s23p6.

b) Indicar cuales sern los nmeros cunticos de electrn ms energtico del tomo de Mn.El manganeso (Mn) es un elemento de transicin, cuya configuracin electrnica es .4s23d5,para el Mn el orbital de mayor energa es el de mayor n+l, el orbital 4s tiene n+l=4 y el 3dtiene n+l=5, por tanto el electrn de mayor energa est en el orbital 3d, cuyos nmeroscunticos son: n=3, l=2, ml=-2,-1,0,1,2 y ms=.

c) Qu valores puede tomar el nmero cuntico mlpara un orbital 3p, 4d y 5f?.3p: ml=-1,0,1 4d: ml=-2,-1,0,1,2 5f: ml=-3,-2,-1,0,1,2,3


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16.- Dados los elementos con nmeros atmicos 11; 17; 26 y 88, indicar:a) Su configuracin electrnica.b) Situarlos en la tabla peridica (Grupo y periodo).Z=11: 1s22s22p63s1Grupo IA, Periodo 3Alcalinos

Z=17: 1s22s22p63s23p5Grupo VIIA, Periodo 3 HalgenosZ=26: 1s22s22p63s23p64s23d6Grupo Triada VIIIB, Periodo 4Z=88: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2Grupo IIA,Periodo 7Alcalinotrreos .

c) A nivel cualitativo, como son sus caractersticas de electronegatividad, carcter metlicoy potencial de ionizacin?.Electronegatividad y Energa de Ionizacin: 88 < 11 < 26 < 17Carcter metlico: 17 < 26 < 11 < 88, El elemento Z=17 es un no metal.

17.- Dadas las siguientes configuraciones electrnicas:

a) 1s12s1 b) 1s22s22d1 c) 1s22s22p2d) 1s22s22p43s1 e) 1s22s42p2 f) 1s22s22p63d1

Indicar: Si hay alguna incorrecta.Configuracin b) no existe orbital 2d, n=2 l=2, imposible, l=n-1 como mximo.Configuracin e) en contra del principio de exclusin de Pauli.

Cuales corresponden a estados fundamentales de los tomos y cuales a estados excitados.

Fundamentales: a) y c) Excitados: d) y f)

18.- Dados los elementos de nmeros atmicos 8 y 28, situelos en la tabla peridica (es decir, indicarsu grupo y periodo). En funcin de su configuracin electrnica citar algunas de sus propiedades.

Z=81s22s22p4Oxgeno (O)AnfgenoGrupo VIA Periodo 2Muy electronegativo, gran afinidad electrnica, no metal, gran energa de ionizacin.

Z=28 1s22s22p63s23p64s23d8 Nquel (Ni) Elemento de transicin GrupoVIIB Periodo 4. Metlico, De electronegatividad, Energa de ionizacin y afinidadelectrnica menores que las del oxgeno.

19.- Completar la siguiente tabla:

Smbolo N de Protones N de Neutrones N de Electrones Nombre Configuracin electrnica

Hg20280 80 122 80 Mercurio 1s

22s2. 6s24f145d10

Li73 3 4 3 Litio 1s

22s1

Cl3517 17 18 17 Cloro 1s

22s2 2p63s23p5

Fe5626 26 30 26 Hierro 1s

22s2 2p63s23p64s23d6

20.- Un electrn en un tomo de hidrgeno salta desde el nivel n=5 al nivel n=2.

a) Determine el valor de la longitud de onda, frecuencia y energa asociada a dicha transicin.


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La energa de los electrones en una rbita viene dada por la expresin = 2

ER

En

donde REes

la constante de Rydberg RE=2,12710-18J 13,6 eV.

Al saltar un electrn de una rbita superior, n=5, a otra inferior, n=2, emite un fotn cuya energa

ser igual a la diferencia de energas de las rbitas (en valor absoluto).

2 2 2 2 2 2

1 1 1 10E Ef i E fotn E

f i i f f i

R RE E E R E R

n n n n n n

= = = < =

As que:

18

2 2 2 2

1 1 1 12,12710 0, 21 4, 467

2 5fotn E E

f i

E R R J Jn n

= = = =

Esta energa lleva asociada una frecuencia, que segn la ley de E h= , ser:

1914

34

4,467106,7510

6,6210

E JHz

h J s

= = =

Y esta frecuencia, conocida la velocidad de la luz se corresponde con la longitud de onda:

8 17

14 1

310 4,4510 445

6,7510

c C m sm nm

s

= = = = =

b) Indique si corresponde dicha lnea a un espectro de emisin o de absorcin. Razone larespuesta.

Esta lnea corresponde al espectro de emisin, porque cuando un electrn salta de un nivelsuperior a otro inferior, como es de menor energa, ha de emitir radiacin en forma de fotn.

21.- En el espectro atmico del hidrgeno se observa una lnea de longitud de onda de 4,86 10-7m.Calcule la energa asociada al fotn de dicha radiacin, e indique si corresponde a la zona delespectro visible.

La energa de calcula mediante la ley de Planck, E h= ,por tanto:

8 134 19

7

310

6,6210 4,086104,8610

c m s

E h h J s Jm

= = = =

Por otra parte, como podemos ver en la tabla adjunta, lazona del espectro visible abarca desde los 380 a los780 nanmetros.

As la radiacin dada, 486nm, pertenece al visible, y ms concretamente al color verde.

22.- En la tabla siguiente se dan las energas de ionizacin (kJ/mol) de los primeros elementosalcalinos.

a) Por qu disminuye la 1 E.I. del Li al K?

Porque en el tomo de K el electrn devalencia es el 4S1mientras que el litio es el 2s1 yest mas lejos del ncleo, as que ser ms fcil

uz Visible

(Hz) 1014

Color (nm)

7,7 6,6 Violeta 380 460

6,6 6,1 Azul 460 4906,1 5,2 Verde 490 580

5,2 5,0 Amarillo 580 600

5,0 4,8 Anaranjado 600 620

4,8 3,8 Rojo 620 780


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arrancarle un electrn al potasio que la litio.

b) Por qu no hay valor de la 4 E.I. para el Li?Porque el litio tiene 3 electrones, as que arrancarle un cuarto sera imposible si no lo tiene.

c) Por qu aumenta de la 1 E.I. a la 4 E.I.?Porque como sabemos los electrones se colocan en los orbitales en orden creciente de

energa, cuanta ms energa, mas lejos estn del ncleo, as que arrancar el primero es cosa fcilmientras que arrancar 4 implicara ms energa y por eso crece el potencial de ionizacin.

23.- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando la respuesta.a) Un fotn con frecuencia 2000s-1tiene mayor longitud de onda que otro con frecuencia 1000 s-1.

(Modelo 2012)Falso. Sabemos que frecuencia y la longitud de onda estn relacionadas mediante:

= = =

CC

T

Vemos que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, por tanto el de mayorfrecuencia tendr menor longitud de onda y viceversa, por tanto de los dos fotones, el de mayorlongitud de onda es el de frecuencia 1000 Hz.

b) De acuerdo al modelo de Bohr, la energa de un electrn de un tomo de hidrgeno en el nivel n=1es cuatro veces la energa del nivel n = 2.

Verdadero. Segn el Modelo de Bohr, la energa de un electrn para el tomo de hidrgenoviene dada por la expresin:

= 2

KE

n

Por tanto la energa de un electrn del nivel 1 ser: = = = 1 2nK

E Kn

Mientras que para un electrn del nivel 2 ser: = = = 2 2 4nK K

En

Por tanto =1 24E E

c) Cuando un tomo emite radiacin, sus electrones pasan a un nivel de energa inferior.

Verdadero. Cuando un tomo emite un fotn de energa = E h , donde h es la cte. De Planck,cae a un nivel inferior, mientras que para que un electrn salte a un nivel superior debe de captarenerga.

d) Los nmeros cunticos (3, 1, 1, +1/2) corresponden a un electrn de la configuracinelectrnica fundamental del tomo de carbono.

Los nmeros cunticos n=3, l=1 nos dicen que el electrn est en el nivel 3, en el orbital pz, laconfiguracin electrnica del carbono con Z=6 es 1s22s22p2, quiero esto decir que dicho electrn seencuentra en un nivel superior al que debiera, por tanto la afirmacin es falsa. Estos nmeroscunticos se corresponden con una configuracin electrnica excitada.

24.- Considerando los elementos Na, Mg, Si y Cl: (Septiembre 2010)a) Indique los nmeros cunticos del electrn ms externo del Na.


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El Sodio, Na, es el elemento alcalino que se encuentra en el tercer periodo, por tanto suconfiguracin electrnica es 3s1, es decir: Na: 1s22s22p63s1, por tanto los nmeros cunticos de sultimo electrn son: (3,0,0,+)

b) Ordene los elementos por orden creciente de radio atmico y justifique la respuesta.

El radio atmico es una propiedad peridica que crece cuando nos desplazamos hacia abajo enun grupo (puesto que cada vez hay ms niveles) y decrece en un periodo cuando avanzamos hacia laderecha (puesto que la carga nuclear efectiva aumenta y por tanto la fuerza de atraccin entre elncleo y los electrones, por lo que cada vez se acercan ms al ncleo y el radio es menor).Segn esto, como todos los elementos son del periodo 3, el Sodio, Na, es 3s1, el magnesio, Mg, es3s2, el silicio, Si, es 3p2y cloro, Cl, es 3p5, el de menor radio ser el que est mas a la derecha y elde mayor el que est ms a la izquierda:

< <


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26.- a) Enuncie los postulados del modelo de Bhr y explique las diferencias entre este modelo yel de Rutherford.1 Postulado: Los electrones describen rbitas circulares en torno al ncleo del tomo sin

radiar energa.2 Postulado: No todas las rbitas para electrn estn permitidas, tan solo se puede

encontrar en rbitas cuyo radio cumpla que el momento angular, L, del electrn sea un mltiplo

entero de2

h.

3 Postulado: El electrn solo emite o absorbe energa en los saltos de una rbita permitida aotra. En dicho cambio emite o absorbe un fotn cuya energa es la diferencia de energa entre ambosniveles.

b) Por qu los espectros atmicos son discontinuos?Tanto en los espectros de emisin como los de absorcin, como para los electrones slo estn

permitidas ciertas rbitas, slo estarn permitidos ciertos saltos, y por lo tanto, slo se emitirradiacin de ciertas frecuencias muy concretas. Lo mismo ocurre con la absorcin.

c) Qu criterio se sigue para ordenar los elementos en la tabla peridica?.Orden creciente de nmero atmico

d) Justifique cmo vara la energa de ionizacin a lo largo de un periodo y a lo largo de ungrupo.Crece hacia abajo a la largo de un grupo y crece hacia la derecha a lo largo de un periodo

e) Justifique que el in Na+tiene menor radio que el in F-Tanto el in sodio como el in fluoruro tienen por configuracin elctrica 1s2 2s2 p6,

estructura de gas noble, pero el sodio tiene en su ncleo ms protones que el flor, por tanto laatraccin electrosttica en el sodio ser mayor y los electrones estarn mas cerca de l.

27.- Responde brevemente a las siguientes cuestiones:

a) Qu subnivel tendr menor energa, el 5s o el 4d? Por qu?Aplicando la regla de Madelung: Subnivel 5s: n = 5 y l = 0 n +l = 5

Subnivel 4d: n =4 y l = 2 n + l = 6luego tendr menor energa el 5s por ser n + l menor.

b) A qu se debe la gran estabilidad de los gases nobles?

A que tienen ocho electrones en su ltimo nivel (regla del Octeto)

c) Por qu el segundo potencial de ionizacin es mayor que el primero?Porque es ms difcil arrancar el segundo electrn, al ser mayor la fuerza electrosttica del ncleo.

d) Qu inconvenientes presenta el modelo atmico de Rutherford?Segn la teora electromagntica, cuando una partcula cargada elctricamente se mueve, tiene queemitir energa radiante en forma de ondas. Por tanto, el electrn, al irradiar energa, la perdera eira disminuyendo su velocidad, con lo que describira rbitas cada vez ms pequeas hasta quedarpegado al ncleo.No es capaz de explicar la existencia de los Istopos, elementos con mismo nmero de protones yelectrones, pero con distinta masa.


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Por otra parte, la discontinuidad de los espectros haca pensar que la energa se emita slo endeterminadas longitudes de onda, cada una de las cuales produca una lnea en ellos.

e) Qu dice el principio de exclusin de Pauli?Que un orbital no pueden existir dos electrones con los cuatro nmeros cunticos iguales, de aqu

que solo puedan haber dos electrones por orbital, uno con nmero cuntico magntico +1/2 y otrocon -1/2.

28.- El cloruro de sodio y el cloruro de magnesio son dos slidos inicos. Justifique cul de ellosser mas duro y cual tendr mayor punto de fusin.

La fortaleza del enlace inico depende de varios factores, y entre ellos est la diferencia deelectronegatividad de los tomos que lo forman, como ambos son cloruros pero uno es de sodio yotro es de magnesio y el sodio es menos electronegativo por estar ms a la izquierda en la tablaperidica, el ms duro y el de mayor punto de fusin ser el cloruro de sodio.

29.- Tres elementos tienen de nmero atmico 19, 35 y 54, respectivamente. Indica:a) Grupo y perodo al que pertenecen.

Z=19: 1s22s22p63s23p64s1Alcalinos, grupo IA, 4 periodo.Z=35: 1s22s22p63s23p64s23d104p5Halgenos, grupo VIIA, 4 periodo.Z=54: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p6Gases Nobles, grupo VIIIA, 5 periodo.

b) Cul tiene mayor afinidad electrnica?El Z=35 (Halgeno) por estar ms a la derecha en la tabla peridica y si gana un electrn

completa sus 8 electrones en la capa de valencia.

c) Cul tiene menor potencial de ionizacin?El Z=19 (Alcalino) porque perdiendo un electrn adquiere configuracin de gas noble.

30.- Dados los siguientes elementos: F, P, Cl y Na,a) Indique su posicin (periodo y grupo) en el sistema peridico.

F: Halgeno, Grupo VIIA, 2 periodo.P: Nitrogenoide, Grupo VA, 3 periodo.Cl: Halgeno, Grupo VIIA, 3 periodo.Na: Alcalino, Grupo IA, 3 periodo.

b) Determine sus nmeros atmicos y escriba sus configuraciones electrnicas.

F (Z=9) : 1s22s22p5,P (Z=15) : 1s22s22p63s23p3,Cl (Z=17) : 1s22s22p63s23p5,Na (Z=11) : 1s22s22p63s1,

c) Ordene razonadamente los elementos de menor a mayor radio atmico.El radio atmico es una propiedad peridica que crece al desplazarnos en el sistema

peridico hacia la derecha y hacia abajo, por tanto el de menor radio atmico ser el flor porencontrarse ms arriba y a la izquierda, y como los otros tres son del tercer periodo, seguir elcloro, el fsforo y por ltimo el sodio.

F < Cl < P < Na


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d) Ordene razonadamente los elementos en funcin de su primera energa de ionizacinLa energa de ionizacin es la energa que hay que suministrar a un tomo neutro, gaseoso y

en estado fundamental para arrancarle el electrn ms dbil retenido. Sabemos que crece aldesplazarse hacia arriba y hacia la derecha (en un periodo) en la tabla peridica. Por tanto el demenor energa de ionizacin ser el Sodio, le seguir el fsforo, el cloro y por ltimo el flor.

31.- Un electrn excitado de un tomo de hidrgeno vuelve a su estado fundamental y emiteradiacin electromagntica de 180 nm. Calcula:

a) La frecuencia de la radiacin.La frecuencia y la longitud de onda estn relacionadas mediante:

8 115

9

310 1,6710

18010

C C m sf Hz

f m

= = = =

b) La diferencia de energa interna entre los dos niveles electrnicos expresada en julios.La diferencia de energa entre el estado excitado y el estado fundamental la calculamos

mediante la Hiptesis de Planck: E h f = , donde h es la constante de Planck y vale 6,6210-34Js.

34 15 1 18 6,6210 1,6710 1,10510E h f J s s J = = =

32.- Indica si las siguientes configuraciones electrnicas corresponden a un tomo en estadofundamental, en estado excitado, o si no son vlidas:

a) 1s22s22p33s1Estado excitado, un electrn del subnivel 2p ha saltado al 3s

b) 1s22s22p4Estado fundamentalc) 1s22s32p63s2No vlida, en el nivel subnivel 2s solo puede haber 2 electrones (Ppio.Pauli)

d) 1s22s32p63s23p14s12p6No vlida (idem que anterior)

33.- La configuracin electrnica del Cr es (Ar) 4s13d5. Cules son los cuatro nmeros cunticospara cada electrn sin aparear del Cr?

n l m s

4 0 0 +1/2

3 2 2 +1/2

3 2 1 +1/2

3 2 0 +1/2

3 2 1 +1/23 2 2 +1/2

34.- Para el segundo elemento alcalinotrreo y para el tercer elemento del grupo de los halgenos:a) Escriba su configuracin electrnica.Para el segundo elemento alcalinotrreo, el Mg, de Z=12, su configuracin electrnica es 1s2

2s2p63s2, mientras que para el tercer elemento de los halgenos, el Br, de Z=35 es 1s22s2p63s2p64s23d104p5

b) Escriba los cuatro nmeros cunticos de su ltimo electrn.Los nmeros cunticos de su ultimo electrn sern: Mg, Z=12, (3,0,0,) y Br, Z=35, (4,1,-

1,), (4,1,0,) (4,1,1,)

c) Cul de los dos elementos tendr mayor afinidad electrnica, en valor absoluto?Justifique la respuesta.


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Sabemos que la afinidad electrnica es la energa desprendida o absorbida por un tomocuando este capta un electrn. En general, los elementos de carcter no metlico tienen mayorafinidad que los elementos metlicos. Por tanto el de mayor afinidad electrnica es el Bromo porencontrarse ms a la derecha en el sistema peridico.

d) Cul de los dos elementos es ms oxidante? Justifique la respuesta

La afinidad electrnica est directamente relacionada con el carcter oxidante de unelemento. (capacidad de captar electrones). Cuanta mayor energa desprenda un elemento al ganarun electrn, mayor ser su carcter oxidante. As, los halgenos tienen un elevado carcteroxidante, al contrario que los alcalinotrreos que carecen de carcter oxidante. Segn esto elelemento ms oxidante ser el Bromo.

35.- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando en cada casosu respuesta:

a) La configuracin electrnica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 corresponde al estadofundamental de un tomo.Verdadero, teniendo en cuenta el orden creciente de energa de los orbitales, el orden de

llenado comenzara por los orbitales de menor energa continuando as por los de mayor. (Principio deAufbau).

b) La configuracin electrnica 1s22s22p73s1es imposible.Verdadero, el nmero mximo de electrones en los orbitales p es de 6, si hay 7 contradice el

principio de exclusin de Pauli, habiendo electrones con los 4 nmeros cunticos iguales.c) Las configuraciones electrnicas 1s22s22p63s13p1y 1s22s22p52d13s2corresponden ados estados posibles del mismo tomo.Falso, porque la segunda configuracin electrnica es imposible, puesto que no pueden haber

orbitales d en el nivel 2, porque el nmero cuntico principal siempre es mayor que el secundario, yen este caso tendramos que son iguales; n=2 y l=2.

d) La configuracin electrnica 1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

4s

2

3d

1

corresponde a un elementoalcalinotrreo.Falso porque los alcalinotrreos tienen configuracin electrnica ns2, este correspondera a

un elemento de transicin.

36.- Para los elementos A, B, C y D, de nmeros atmicos 3, 10, 20 y 35, respectivamente:a) Escriba la configuracin electrnica de cada uno de ellos.

A: 1s22s1B: 1s22s2p6C: 1s22s2p63s2p64s2D: 1s22s2p63s2p64s23d104p5

b) Indique su situacin en la tabla peridica (periodo y grupo).A: 2 periodo, grupo de los alcalinos.B: 2 periodo, grupo de los gases nobles.C: 4 periodo, grupo de los alcalinotrreos.D: 4 periodo, grupo de los halgenos.

c) Justifique si los siguientes nmeros cunticos pueden corresponder a los electronesms externos de alguno de ellos, indicando a cul: (2,1,0,+1/2); (3,0,1,+1/2); (3,2,1,+1/2);(4,1,1,+1/2).

(2,1,0,+) Corresponde a electrones en orbitales 2p, se correspondera con el elemento B.(3,0,1,+) Corresponde a electrones en orbitales 3s, no se corresponde con ninguno.(3,2,1,+) Corresponde a electrones en orbitales 3d, tampoco.

(4,1,1,+) Corresponde a electrones en orbitales 4p, se correspondera con el elemento D.


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d) Justifique cul de estos elementos tiene la menor reactividad qumica.El elemento B es un gas noble. Los gases nobles se caracterizan por tener su capa de valencia

completa (regla del octeto), por tanto ser el de menor reactividad qumica.

37.- Para cada uno de los elementos con la siguiente configuracin electrnica en los niveles de

energa ms externos: A=2s22p4; B=2s2; C= 3s23p2; D= 3s23p5a) Identifique el smbolo del elemento, el grupo y el periodo en la Tabla Peridica.

A: Oxgeno, nivel 2, grupo de los anfgenos.B: Berilio, nivel 2, grupo de los alcalinotrreos.C: Silicio, nivel 3, grupo de los carbonoideos.D: Cloro, nivel 3, grupo de los halgenos.

b) Indique los estados de oxidacin posibles para cada uno de esos elementos.Los estados de oxidacin se corresponden con los electrones que ganaran o perderan para

adquirir la mayor estabilidad posible:El oxgeno, captara dos electrones y se convertira en O-2: 1s2 2s2 p6, el Berilio, perdera doselectrones y se convertira en Mg+2de configuracin electrnica 1s2, el silicio ganara 4 electrones

convirtindose en Si-4o perdera dos electrones convirtindose en Si+2, por ltimo el cloro podraganar un electrn Cl-, perder 7 electrones, Cl+7, perder 5 electrones, Cl+5, o perder 3, Cl+3(en estaltima un electrn del 3s pasara al 3p y as todos estaran semillenos)

c) Justifique cul tendr mayor radio atmico, A o B.Los elementos A y B estn en el mismo periodo. Sabemos que en la tabla peridica el radio

atmico crece hacia la izquierda y hacia abajo, por tanto el elemento A es el de mayor radio atmico.Tiene mayor radio atmico porque la carga nuclear es menor y los electrones estn atraidos deforma menos intensa que en el elemento B que tiene menor radio.

d) Justifique cul tendr mayor electronegatividad, C o D.El D, porque est ms a la derecha que el C y ambos se encuentran en el mismo periodo.

38.- Considerando el elemento alcalinotrreo del tercer periodo y el segundo elemento del grupo delos halgenos:

a) Escriba sus configuraciones electrnicas.b) Escriba los cuatro nmeros cunticos posibles para el ltimo electrn de cada elemento.c) Qu tipo de enlace corresponde a la unin qumica de estos dos elementos entre s?Razone su respuesta. Enlace entre metal y no metal, enlace inico.d) Indique los nombres y smbolos de ambos elementos y escriba la frmula del compuestoque forman. Seran el magnesio, Mg, y el cloro, Cl. La frmula sera MgCl2

39.- Para el segundo elemento alcalinotrreo y para el tercer elemento del grupo de los halgenos

a) Escriba su configuracin electrnica.b) Escriba los cuatro nmeros cunticos de su ltimo electrn.c) Cul de los dos elementos tendr mayor afinidad electrnica, en valor absoluto?Justifique la respuesta. El Bromo porque para l es mas facil captar electrones.d) Cul de los dos elementos es ms oxidante? Justifique la respuesta. El Bromo.

40.- Dados los elementos Na, C, Si y Ne:a) Escriba sus configuraciones electrnicas.b) Cuntos electrones desapareados presenta cada uno en su estado fundamental?El Na, 1 electrn, el C, presentara 2, el Silicio tambin dos y el nen ninguno. (Hund)c) Ordnelos de menor a mayor primer potencial de ionizacin. Justifique la respuesta.

Ne, C, Si, Nad) Ordnelos de menor a mayor tamao atmico. Justifique la respuesta. C, Ne, Na, Si


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41.- Dados los siguientes elementos: F, P, Cl y Na,a) Indique su posicin (periodo y grupo) en el sistema peridico.b) Determine sus nmeros atmicos y escriba sus configuraciones electrnicas. 7, 15, 17, 11.c) Ordene razonadamente los elementos de menor a mayor radio atmico. F, Cl, P, Nad) Ordene razonadamente los elementos en funcin de su primera energa de ionizacin

F > Cl > P > Na

42.- La primera y segunda energa de ionizacin para el tomo A, cuya configuracin electrnica es1s22s1, son 520 y 7300 kJmol1, respectivamente:

a) Indique qu elemento es A, as como el grupo y periodo a los que pertenece.El elemento es el alcalino del segundo periodo, por tanto el Litio.

b) Defina el trmino energa de ionizacin. Justifique la gran diferencia existente entre losvalores de la primera y la segunda energa de ionizacin del tomo A.La energa de ionizacin E.I. de un elemento es la energa mnima requerida para arrancar un

electrn desde el estado fundamental de un tomo gaseoso. Esta energa, conocida como primeraenerga de ionizacin (E.I1), se mide en eV para un solo tomo, y en kJ/mol para un mol de tomos.

La gran diferencia entre ambas, es que cuando el sodio pierde el primer electrn, ya tiene su capa devalencia completa, muy estable, y por ello para arrancarle otro hay que suministrar mucha msenerga.

c) Ordene las especies A, A+y A2+de menor a mayor tamao. Justifique la respuesta.Como todas las especies tienen el mismo nmero de protones puesto que son el mismo

elemento, la de menor tamao ser A+2, le seguir el A+y por ltimo ser la especie A.d) Qu elemento presenta la misma configuracin electrnica que la especie inica A+?

El gas noble Helio de configuracin electrnica 1s2.

43.- Para el conjunto de nmeros cunticos que aparecen en los siguientes apartados, explique si

pueden corresponder a un orbital atmico y, en los casos afirmativos, indique de qu orbital se trata.a) n = 5, l = 2, ml= 2 Si al 5pb) n = 1, l = 0, ml= 1/2 No porque mltiene valores naturalesc) n = 2, l = 1, ml= 1 No porque mltiene valores naturalesd) n = 3, l = 1, ml= 0 Si al 3p.

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