Guía de Ejercicios Teoría Atómica y enlace químico

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Guía de Ejercicios Teoría atómica, enlace químico y geometría molecular I.- Verdadero (V) o Falso (F). Justifique las falsas. 1.- Podemos decir que el modelo propuesto por los griegos es empírico (_____) 2.- Un átomo que pierde o cede electrones, es denominado catión (_____) 3.- Los electrones en el átomo de Thomson están en movimiento (_____) 4.- Las partículas  fueron usadas por Rutherford en su experimento (_____) 5.- 6C12 y 6C13son isótopos (_____) 6.- Si un átomo pierde uno o más electrones, se convierte en un anión (_____) 7.- La masa de un protón equivale a la masa de 1840 electrones (_____) 8.- Los isótonos son átomos que tienen la misma cantidad de electrones (_____) 9.- La materia es eléctricamente neutra (_____) 10.- En el átomo de Rutherford, los electrones se mueven en órbitas (_____) 11.- Las emisiones , β y  fueron descubiertas por H. Becquerel (_____) 12.- Marie Curie y Pierre Curie descubren los electrones (_____) 13.- El tubo de descarga o de rayos catódicos fue desarrollado por W. Crookes (_____) 14.- El número de protones y electrones se denomina Número Másico (

)

15.- Las emisiones  son las más penetrantes (_____) 16.- El módulo de la carga del electrón es igual a la carga del protón (_____) 17.- Dos átomos son isóbaros si tienen la misma cantidad de neutrones (_____) II.- Preguntas de selección múltiple 1.- “El átomo es una esfera maciza, pequeña e indivisible” correspondería a la concepción del átomo dada por: A) Dalton B) Faraday C) Demócrito D) Thomson E) Becquerel

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2.- El concepto de electrones moviéndose en órbitas, está relacionado con el modelo de: A) Leucipo B) Aristóteles C) Dalton D) Rutherford E) Becquerel 3.- “Los rayos catódicos están formados por partículas cargadas negativamente”, corresponde a una afirmación hecha por: A) W. Crookes B) Leucipo C) A. Volta D) Rutherford E) Dalton 4.- “Son átomos que tienen igual número atómico, pero distinto número másico”. Esta definición corresponde a: A) Isóbaros B) Aniones C) Isótonos D) Cationes E) Isótopos 5.- La definición más acertada para isótonos es: A) Son átomos que han perdido la misma cantidad de electrones B) Son átomos que han ganado la misma cantidad de neutrones C) Son átomos que tienen la misma cantidad de protones D) Son átomos que tienen la misma cantidad de neutrones E) Son átomos de han ganado la misma cantidad de electrones 6.- Si el modelo actual del átomo fuera como el propuesto por Rutherford, deberíamos encontrar en el núcleo: A) Protones y electrones B) Protones y neutrones C) Neutrones y electrones D) Sólo protones E) Sólo neutrones 7.-

Dada

la

siguiente

notación: podemos afirmar que:

I.- El átomo tiene 13 electrones II.- El átomo tiene 14 neutrones III.- El átomo tiene 10 electrones IV.- El átomo tiene 17 neutrones Es (son) correcta(s): A) Sólo I y II

B) Sólo I y III

C) Sólo II y III

E) Ninguna de las anteriores

D) Sólo III y IV

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8.- Las siguientes afirmaciones:”, “El átomo es, en su mayor, parte espacio vacío”, “Los átomos son partículas indivisibles” y “El átomo tiene su masa positiva y los electrones están incrustados en ella” son, en forma correspondiente, parte de los modelos: A) de Demócrito, de Dalton y de Rutherford B) de Dalton, de Demócrito y de Rutherford C) de Rutherford, de Dalton y de Demócrito D) de Rutherford, de Demócrito y de Dalton E) de Dalton, de Demócrito y de Rutherford 9.- La determinación de la relación carga/masa o q/m, le permitió a Thomson establecer que: A) habían cargas positivas junto con las negativas B) que la masa de las partículas positivas era 1840 veces la masa de las partículas negativas C) que la masa de las partículas negativas era 1840 veces la masa de las partículas positivas D) que la suma de las masas de las partículas positivas y las negativas era 1840 E) Ninguna de las anteriores 10.- Dada las siguientes parejas de átomos: I.- 8O17 y 9F17 II.- Ca++ y Li+ III.- 15P31 y 16S32 Podemos afirmar en forma correspondiente, que son: A) Cationes, Isótonos, Isótopos B) Isóbaros, Cationes, Isótonos C) Isóbaros, Aniones, Isótonos D) Isótonos, Aniones, Isóbaros E) Aniones, Isótonos, Isótopos III.- Completa las siguientes afirmaciones 1.- El modelo de Rutherford, se le denomina también: __________________________________ 2-. “Los compuestos químicos están formados por la unión de átomos de distintos elementos en simples proporciones numéricas”. Esta afirmación es parte de las conclusiones presentes en el modelo de _________________ 3.- Dos átomos se pueden clasificar como isóbaros si su _______________________tiene el mismo valor. 4.- Dentro de los modelos atómicos que usted conoce, el que no tiene un origen empírico, es el ________________________ 5.- Una de las principales conclusiones del modelo de Rutherford, es la que establece que los átomos están constituidos en su mayor parte por ___________________________________

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6.- Marie y Pierre Curie, bautizarán con el término _____________________ a los fenómenos de emisión encontrados en elementos como el Uranio. 7.- Los neutrones, partículas descubiertas alrededor en 1932 por Chadwick, las podemos ubicar en el ______________ del átomo. 8.- Tomando como referencia al modelo de Rutherford, en la envoltura del átomo deben encontrarse los ___________________. 9.- Si un átomo tiene la posibilidad de captar uno o más electrones, se transformará en un __________________. 10.- El modelo atómico representado como un “budín de pasas”, corresponde al de ___________________. 11.- El llamado modelo planetario hace referencia a la idea de átomo desarrollada por ______________________________ 12.- El valor de la carga del electrón corresponde a _____________________________ 13.- La masa de un neutrón es ___________________________kg, mientras que la masa de un electrón es de ___________________________kg. 14.- La notación neutrones.

18

X 42 , da cuenta de un átomo que posee ___________protones y _______

IV.- Completar la siguiente tabla a partir de la información entregada

Átomo

Z

A

Mg

12 25

Fe+3

60

Si

e

p

n

26

14

16

K+

19

Pb+2

31

82 108

Au+3

76

106

O-2

10

10

5

V.- Usando la notación nuclear, escriba a simbología de las siguientes especies

Átomo

Z

A

Cl

17

40

Cr

24

56

Ge

32

73

Kr

36

95

Y

39

102

Ag

47

123

p

+1

1

n

0

1

e

-1

0



2

4

Simbología

VI.- Completa las siguientes afirmaciones 1.- El principio de incertidumbre introduce el concepto de _______________________. 2.- Uno de los primeros en señalar el comportamiento corpuscular de la luz fue ________________. 3.- La velocidad de la luz en el vacío tiene un valor igual a _____________________km/s. 4.- El concepto de cuantización de la energía fue señalado, primeramente, por ________________________. 5.- El punto de partida de las observaciones de Max Planck fue el llamado ___________________________________________. 6.- Uno de los problemas que presentaba el modelo de Rutherford se asociaba con el comportamiento clásico de una________________________________ en movimiento. 7.- La constante de Planck tiene un valor de ________________________________________.

6

8.-

El

físico

que

planteó

la

teoría

de

la

dualidad

onda-partícula

fue

_________________________________ 9.- La idea de que el electrón se mueve al interior del átomo como una onda estacionaria fue mencionada por _____________________________________ 10.- Las soluciones de la ecuación de onda aplicada a los electrones, dentro del átomo, se denominan _____________________________ 11.- El número cuántico principal está asociado con _______________________________ y se representa por la letra _______ 12.- El número cuántico que está asociado a los orbitales que ocupan los electrones, se representa con la letra ________ 13.- Si n toma el valor 4, los valores correspondientes para l serán: ____________________ 14.-

El

período

al

que

pertenece

un

elemento

químico

se

asocia

con

____________________________________________ 15.- Las posibles orientaciones que pueden tomar los distintos orbitales, están asociadas al número cuántico _______ 16.-

La

variación

del

número

cuántico

secundarios

está

dada

por:

_____________________________ 17.- El orden que presentan los electrones dentro del átomo de un elemento se denomina ______________________________________ 18.-

Dos

átomos

se

denominan

isoelectrónicos

si

es

que

poseen

igual

_________________________________________ 19.- El principio que establece que no pueden existir dos electrones con los mismos números cuánticos, fue enunciado por____________________________________________ 20.-

Se

entiende

por

orbitales

“degenerados”

a

aquellos

orbitales

que____________________________________________________________ 21.-

El

período

al

que

pertenece

un

elemento,

corresponde

___________________________________________________ 22.- Se entiende por grupo, ________________________________________________________

al

7

23.-

Habitualmente

se

asocia

la

capa

de

valencia

de

un

átomo

con

_________________________ 24.- La explicación de que los gases nobles sean químicamente inerte se relaciona con _________________________________________________

VII.- Cálculos relacionados con longitud de onda, frecuencia y energía de una onda electromagnética. 19 1.- La carga de un electrón es 1.60217733  10 coulomb. Calcule la carga de un mol de electrones.

2.- Calcule la frecuencia de la luz roja cuya longitud de onda es 700.0 nm, si la velocidad 8 de la luz en el vacío es de 2.9983  10 m/s. 3.- Calcular la energía E de un solo fotón de luz roja, con 700.0 nm de longitud de onda, y la de un molde fotones. 4.- La retina del ojo humano es capaz de detectar luz cuando la energía radiante 17 incidente es de por lo menos 4.0  10 J. ¿Cuántos fotones de una luz de 600 nm de longitud de onda equivalen a esta energía? 5.- Si el dibujo representa dos ondas electromagnéticas A y situadas en la región del infrarrojo, calcula:

a) Su longitud de onda y su frecuencia ( c  2.998  10 m/s) b) El tiempo en que ambas recorrerán la distancia marcada 8

6.- Calcula la frecuencia de cada una de las radiaciones siguientes ( c  2.998  10 m/s) 4 8 a) radiación infrarroja de   10 m; b) radiación ultravioleta de   3  10 m; 6 c) radiación infrarroja de   5  10 m. 8

VIII.-Espectros de absorción y emisión. Relación de Bohr 7.- ¿Cuál es la longitud de onda (en nanómetros) de un fotón emitido durante la transición desde el estado ni=5 al estado nf=2 en el átomo de hidrógeno? 8.- La primera serie de Balmer aparece a una longitud de onda de 656.3 nm. ¿Cuál es la diferencia de energía entre los dos niveles de energía asociados a la emisión que dan origen a esta línea espectral? 9.- Calcule la longitud de onda (en nm) de un fotón emitido por un átomo de hidrógeno cuando su electrón cae del nivel n=5 al de n=3.

8

10.- Calcule la frecuencia (en Hz) y la longitud de onda (en nm) del fotón emitido por un átomo de hidrógeno cuando su electrón cae del nivel n=4 al nivel n=2. 11.- El análisis espectral minucioso muestra que la luz amarilla de las lámparas de sodio (como la de algunos postes del alumbrado público) está formada por dos fotones de dos longitudes de onda, 589.0 nm y 589.6 nm. ¿Cuál es la diferencia de energía (en joules) entre estos dos fotones? 12.- Un electrón de un átomo de hidrógeno experimenta una transición desde un estado energético de número cuántico principal ni, al estado n=2. Si el fotón emitido tiene una longitud de onda de 434 nm, ¿cuál es la magnitud de ni? 13.- Las moléculas de Cl2 se pueden disociar y formar átomos de cloro, si absorben radiación electromagnética. Se necesitan 243.4 kJ de energía para romper los enlaces de un mol de moléculas de Cl2. ¿Cuál es la longitud de onda de la radiación cuya energía es la necesaria para descomponer una molécula de Cl2 en dos átomos de cloro? ¿En qué parte del espectro se encuentra esa longitud de onda? IX.- Dualidad onda-partícula. Teoría de De Broglie 14.- Los neutrones térmicos son partículas que se mueven a velocidades comparables a las de las moléculas del aire a temperatura ambiente. Estos neutrones son los más eficaces para iniciar una reacción nuclear en cadena entre los isótopos del 235U. Calcule 2 la longitud de onda (en nm) asociada a un rayo de neutrones que se mueve a 7.00  10 27 m/s. (La masa de un neutrón es de 1.675  10 kg.) 15.- Los protones pueden acelerarse a velocidades cercanas a las de la luz en los aceleradores de partículas. Estime la longitud de onda (en nm) de un protón que se 8 27 desplaza a 2.90  10 m/s. (La masa de un protón es de 1.673  10 kg.) 16.- ¿Cuál es la longitud de onda (en cm) de De Broglie de un colibrí de 12.4 g que vuela a 193.2 Km/h. 17.- ¿Cuál es la longitud de onda (en nm) de De Broglie asociada con una pelota de pingpong de 2.5 g que viaja a 56.35 Km/h? X.- Configuración electrónica y Números cuánticos. 18.- Escriba la configuración electrónica de los siguientes átomos: a.- 4Be

_________________________________________

b.- 5B

__________________________________________

c.-

20Ca

__________________________________________

d.-

18Ar

__________________________________________

e.-

14Si

__________________________________________

f.-

15P 3-

__________________________________________

9

g.-

34Se

h.-

+ 19K

i.-

13Al

2-

3+

__________________________________________ __________________________________________ __________________________________________

19.- Escriba las configuraciones de los elementos del ejercicio anterior usando configuración abreviada 20.- ¿Cuál de las siguientes es la configuración electrónica correcta del ion P 3 ? A) [Ne]

B) [Ne]3s2

C) [Ne]3s23p3

D) [Ne]3s23p6

E) [Ne]3p3

21.- ¿Cuál de las siguientes es la configuración electrónica correcta del ión bromuro, Br  ? A) [Ar]4s24p5 B) [Ar]4s23d104p5 C) [Ar]4s23d104p6 D) [Ar]4s23d104p65s1 E) [Ar]4s23d104p4 22.- Clasifique los siguientes átomos en grupos isoelectrónicos a) N3 g) Al3 m) K 

b) Ar 4 h) Si n) Mg 2

c) F   i) Na

d) Ne 2 j) S

e) P 3  k) Cl

2 f) Ca 2 l) O

23.- Dé los valores de los números cuánticos asociados con los siguientes orbitales: a) 2p, b) 3s, c) 5d 24.- Dé los valores de los números cuánticos (n, l y m) y el número de orbitales presentes en cada subnivel, para los siguientes subniveles: a) 4p, b) 3d, c) 3s, d) 5f 25.- Analice las diferencias y semejanzas entre un orbital 1s y un orbital 2s 26.-¿Cuál es la diferencia entre un orbital 2px y un orbital 2py? 27.- Enumere los subniveles y orbitales asociados al número cuántico principal n, si n=5. 28.- Enumere los subniveles y orbitales asociados al número cuántico principal n, si n=6. 29.- Señale cuáles de los siguientes conjuntos de números cuánticos son inaceptables y explique por qué? a) (1, 0, ½, ½), b) (3, 0, 0, +½), c) (2, 2, 1, +½), d) (4, 3, -2, +½), e) (3, 2, 1, 1)

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XI.- Completa las siguientes afirmaciones 1.- Según las reglas de Slater, los electrones que están en el mismo nivel que el último electrón, de un átomo de Z > 2, aportan con un valor igual a __________________ 2.- La energía necesaria para que el átomo adquiera un electrón se denomina ________________________ 3.- Los elementos, que en sus configuraciones, están llenando orbitales d se clasifican como _________________________________ 4.- Los elementos alcalino-térreos tienen configuración general de última capa igual a ________________________________ 5.- El cálculo de la Energía Promedio de Electrón de Valencia permite tener una idea de___________________________________________________________________________ 6.-

El

concepto

de

apantallamiento

o

efecto

de

pantalla,

se

relaciona

con

____________________________________________________________ 7.- ¿Cómo se les llama a los elementos representativos que poseen una configuración general del modo ns2np4? _____________________________________________________ 8.- Los electrones que apantallan en el nivel n-1, lo hacen con un factor de _______cada uno. 9.- El potencial de ionización o energía de ionización corresponde a la energía necesaria para ___________________________________________________________ 10.- El radio atómico corresponde a la _________________________que existe desde el núcleo del átomo hasta _______________________________________________ 11.- Él radio de un catión, respecto de su átomo neutro es __________________que este último. 12.-

Una

electropositividad

creciente,

implica

un

potencial

de

ionización

_________________________ 13.- El volumen atómico de un anión respecto de su átomo neutro es _______________ que este último. 14.- El grupo de átomos denominado halógenos se caracterizan porque en su último nivel o capa de valencia presentan configuración general _____________________________

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15.- A medida que el elemento se ubica más cerca de un gas noble, deberíamos esperar que su electronegatividad ______________________________ 16.- Se define como grupo de un elemento a____________________________________________ _________________________________ 17.- Aquellos elementos que en su configuración electrónica se encuentran llenando preferentemente orbitales f, se denominan ___________________________________________ 18.- Decimos que un átomo que presenta características diamagnéticas _________________ _____________________________________o será levemente repelido por un campo magnético. 19.- Un elemento que es paramagnético, presenta en su configuración de la capa de valencia ______________________________________________ 20.- Al movernos de izquierda a derecha por un período, la electropositividad de los elementos __________________________ 21.- El período al que pertenece un elemento representa ________________________________ 22.- En un período, de derecha a izquierda, el volumen atómico de los elementos que pertenecen a él, debería _______________________________________ 23.- La tendencia de los elementos químicos a perder o ganar electrones se explica porque de esa manera pueden _______________________________________________________ y por lo tanto adquirir ____________________________

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XII.- Configuración electrónica, Grupo y Período. Complete la siguiente tabla indicando: Configuración electrónica, Grupo y Período al que pertenece el elemento. Element o Mn 25

Configuración Electrónica

Grupo

Período

15P 28Ni 36Kr

31Ga 40Zr 16S

XIII.- Efecto de apantallamiento, paramagnetismo y diamagnetismo Complete la siguiente tabla e indique con una “x”, si el elemento es paramagnético o diamagnético.

Elemento Z

11Na

12Mg

13Al

14Si

15P

σ Zefectivo Paramagnético Diamagnético

XIV.- Energía promedio de electrón de valencia (EPEV) 1.- ¿Por qué es más probable que el Be forme Be2+ y no el O forme O2+? 2.- Ordene los siguientes elementos por EPEV creciente. a) P, Mg, Cl; b) S, O, Se, F; c) K, P, O

16S

17Cl

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XV.- Propiedades periódicas 1.- Para cada par, encierra con un círculo el átomo de tamaño menor. a) Sr y Sr2+

b) Se y Se2-

c) Br - y I-

d) Ca2+ y Mg2+

2.-. ¿Por qué la energía de ionización del Ca es mayor que la del K, pero menos que la de Mg?

3.- ¿Por qué la electroafinidad del Cl es menor que la del F, pero mayor que la del S?

4.- De los siguientes elementos

12Mg, 20Ca, 35Br

a) ¿Cuál tiene el radio atómico más pequeño? ____________ b) ¿Cuál tiene el potencial de ionización más bajo? c) ¿Cuál presenta la menor electroafinidad?

____________

____________

d) ¿Cuál presenta la menor electronegatividad?

____________

5.- Ordena los siguientes elementos según electropositividad creciente: Cs, Tc, Zn, As, P, O, F ___________________________________________________ 6.- Compara el Sb, Se y el Cl,

y ordénalos en orden crecientes de sus volúmenes

atómicos: ___________________________________________________ 7.- Si ordenaras el Ag, el Zn y el F, en sentido creciente de su electronegatividad, éste sería:____________________________________________________ 8.- Si los siguientes elementos: Ba, Ni, Sr, C, Al a) El más electronegativo es:

______

b) El que presenta el menor potencial de ionización es: c) El menor radio atómico lo presenta el:

_______

d) El de menor electropositividad es el: _______

______

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e) El de mayor volumen atómico es el: _______ XVI.- Preguntas de selección múltiple 1.- ¿Cuál de los siguientes pares de especies químicas son isoelectrónicas? A) Ne y Ar B) F- y ClC) Ne y FD) Na+ y K+ E) Na+ y Na 2.- ¿Cuál de las siguientes relaciones entre radios es la correcta? A) r(Cl) > r(Cl-) B) r(Na+) < r(Na) C) r(I) < r(Cl) D) r(Cl) > r(Na) E) r(K) Se>Sc

B) Ba>Cs>Se

C) Sc>Ba>Se E) Se>Ba>Sc

D) Sc>Se>Ba

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7.- Señale cuál de las siguientes ordenaciones representa correctamente un aumento de la electronegatividad de estos elementos. A) Na