Solucionario Química Chang (Capítulo II - 10 Edición)

 

 

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TAMAULIPAS UNIDAD ACADÉMICA MULTIDISCIPLINARIA REYNOSA AZTLÁN

Problemario de química de Chang – Capitulo 2

Presenta

Eliud Ulises Aguilar Durán.

 

CL R CIONES ¡Buen día, tarde o noche a quien corresponda! Este Problemario lo realicé con el objetivo de aprender. Sin embargo, sé de antemano que todos en algún momento tenemos duda sobre algún problema en específico y no es posible resolverla por lo que acudimos a buscar su respectiva solución en internet y es la razón por la cual subo este pequeño proyecto, espero les sea de ayuda. Dicho esto, hago la aclaración de que algunos problemas los realicé de la forma más rápida (saltándome pasos) y algunos que no tienen comprobación en su respectivo libro podrían estar mal. Si tiene alguna duda sobre cómo resolví algún problema puede contactarme a: eliudaguilar60 [email protected]. @gmail.com.

 

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ÍNDICE PROBLEMA 2.1 (71)  ................................................................................................................................ 5  PROBLEMA 2.2 (71)  ................................................................................................................................ 5  PROBLEMA 2.3 (71)  ................................................................................................................................ 5  PROBLEMA 2.4 (71)  ................................................................................................................................ 6  PROBLEMA 2.5 (71)  ................................................................................................................................ 6  PROBLEMA 2.6 (71)  ................................................................................................................................ 6  PROBLEMA 2.7 (71)  ................................................................................................................................ 7  PROBLEMA 2.8 (71)  ................................................................................................................................ 7  PROBLEMA 2.9 (71)  ................................................................................................................................ 8  PROBLEMA 2.10 (71)  .............................................................................................................................. 8  PROBLEMA 2.11 (71)  .............................................................................................................................. 8  PROBLEMA 2.12 (71)  .............................................................................................................................. 9  PROBLEMA 2.13 (71)  .............................................................................................................................. 9  PROBLEMA 2.14 (71)  .............................................................................................................................. 9  PROBLEMA 2.15 (71)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.16 (71)  ............................................................................................................................

11 

PROBLEMA 2.17 (71)  ............................................................................................................................

12 

PROBLEMA 2.18 (72)  ............................................................................................................................

12 

PROBLEMA 2.19 (72)  ............................................................................................................................

13 

PROBLEMA 2.20 (72)  ............................................................................................................................

13 

PROBLEMA 2.21 (72)  ............................................................................................................................

13 

PROBLEMA 2.22 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.23 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.24 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.25 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.26 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.27 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.28 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.29 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.30 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.31 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.32 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.33 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.34 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.35 (72)  ............................................................................................................................

21 

PROBLEMA 2.36 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.37 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.38 (72)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.39 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.40 (73)  ............................................................................................................................

24 

PROBLEMA 2.41 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.42 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.43 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.44 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.45 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.46 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.47 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.48 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.49 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.50 (73)  ............................................................................................................................

28 

PROBLEMA 2.51 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.52 (73)  ............................................................................................................................

29 

PROBLEMA 2.53 (73)  ............................................................................................................................ PROBLEMA 2.54 (73)  ............................................................................................................................

29  30 

PROBLEMA 2.55 (72)  ............................................................................................................................

30 

PROBLEMA 2.56 (72)  ............................................................................................................................

30 

PROBLEMA 2.57 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.58 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.59 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.60 (73)  ............................................................................................................................

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PROBLEMA 2.1 (71) Defina los siguientes términos: a) partícula α, b) partícula β, c) rayo γ, d) rayos X.  

SOLUCIÓN a)  Son partículas cargadas positivamente. Están completamente ionizadas (Es decir, solo son núcleos sin sus electrones). Son núcleos de helio con 2 protones y 2 neutrones.  b)  Son partículas cargadas negativamente. Es un electrón o positrón de alta energía y velocidad emitido por la desintegración radiactiva de un núcleo atómico. c)  Son rayos de alta energía que no presentan carga ni les afecta un campo externo. Son un tipo de radiación electromagnética. d)  Son un tipo de radiación electromagnética invisible al ojo humano sin carga.

PROBLEMA 2.2 (71) Nombre los tipos de radiación que se conocen, que emiten los elementos radiactivos. SOLUCIÓN Tipos de radiación que emiten los elementos radiactivos: Alfa, beta y gamma. (p. 46).

PROBLEMA 2.3 (71) Compare las propiedades de las siguientes partículas: partículas α, rayos catódicos, protones, neutrones y electrones. SOLUCIÓN Partícula Partículas alfa  Rayos catódicos

Protones  Neutrones Electrones

Propiedad Están cargadas positivamente. Están constituidas por 2 protones y 2 neutrones. Son corrientes de electrones en tubos de vacío, que se equipan por lo menos con dos electrodos. Tienen carga positiva. Se encuentran en el núcleo del átomo.  No tienen carga. Se encuentran en el núcleo del átomo. Tienen carga negativa. Se encuentran fuera del núcleo del átomo.

 

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PROBLEMA 2.4 (71) ¿Cuál es el significado del término “partícula elemental”?  SOLUCIÓN Son partículas que no están constituidas por partículas más pequeñas ni se conoce que tengan estructura interna. Ejemplos de ellas son: quarks y neutrinos.

PROBLEMA 2.5 (71) Describa la contribución de cada uno de los siguientes científicos al conocimiento actual de la estructura atómica: J. J. Thomson, R. A. Millikan, Ernest Rutherford y James Chadwick. SOLUCIÓN a)  J. J. Thomson: Él utilizó un tubo de rayos catódicos para determinar la relación entre la carga eléctrica y la masa de un electrón. -1.76(10 8) C/g (p. 44).  b)  R. A. Millikan: Él determinó la carga de un electrón y por ende también su masa: 9.10(10-28) g. (p. 45). c)  Ernest Rutherford: Él descubrió que los electrones estaban separados de un núcleo compuesto por protones pues gran parte del átomo era espacio vacío. (p. 47). d)  James Chadwick: A partir de sus experimentos y que la relación de masa entre el hidrógeno y helio no encajaba, descubrió una nueva partícula sin carga: El neutrón. (p. 48).

PROBLEMA 2.6 (71) Describa el experimento en el que se basó la idea de que el núcleo ocupa una fracción muy pequeña del volumen total del átomo. SOLUCIÓN Rutherford, Geiger y el estudiante Marsden realizaron un experimento en el que  bombardearon con partículas alfa (positivas) (pos itivas) láminas de oro para demostrar la estructura es tructura de los átomos. La mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse, otras se desviaban ligeramente y unas últimas regresaban exactamente por donde vinieron. Esto no era posible en el modelo de Puddin de pasas de Thomson, pues la carga positiva posi tiva era tan difusa que debían atravesarla. Entonces Rutherford propuso un modelo en el que los átomos estaban conformados por un núcleo central con carga positiva. De esta manera, cuando una partícula alfa chocaba con los núcleos, esta sentía una fuerza de repulsión enorme que regresaba por donde venía, mientras que cuando pasaba cerca de los electrones estas se desviaban.

 

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PROBLEMA 2.7 (71) El diámetro de un átomo de helio es alrededor de 1 × 10 2 pm. Suponga que se pudieran alinear los átomos de helio de forma que tuvieran contacto unos con otros. Aproximadamente, ¿cuántos átomos se necesitarían para cubrir una longitud de 1 cm? SOLUCIÓN Datos: 1 pm = 1 x 10-12 m Diámetro de átomo de Helio: Longitud: 1 cm = 0.01 m

1 ∗ 10 ∗ ∗( ) = 1 ∗ 10− 

Paso 1: Dividir la longitud total entre el diámetro de los átomos de Helio.

0.01  = 1 ∗ 10 á  ℎ  1 ∗ 10− Respuesta de la pregunta: 1 ∗ 10 á  ℎ  PROBLEMA 2.8 (71)

En términos generales, el radio de un átomo es aproximadamente 10 000 veces mayor que su núcleo. Si un átomo pudiera amplificarse de manera que el radio de su núcleo midiera 2.0 cm, casi el tamaño de una canica, ¿cuál sería el radio del átomo en millas? (1 mi = 1 609 m). SOLUCIÓN Datos R. átomo = 10000 R. Núcleo 1 mi = 1 609 m R Núcleo = 2 cm = 0.02 m (Conversión de cm a metros por comodidad)

Paso 1: Sustituir el dato del radio del núcleo en la relación entre radio del átomo y radio del núcleo:       Paso 2: Realizar la conversión a millas.

..áá  = 10 000 000 .ú . ú  .á=10 000 0.02   .á . á = 200  24   200    1   = 0.1124 Respuesta de la pregunta:

1 609 

 

0.124   7

 

PROBLEMA 2.9 (71) Con el isótopo de helio-4 defina número atómico y número de masa. ¿por qué el conocimiento del número atómico permite deducir el número de electrones presentes en un átomo? SOLUCIÓN He-4  Número de masa = 4 (Porque los isótopos se nombran de acuerdo con su s u número de masa “Helio cuatro”).   Número atómico = 2 (Consultado en una tabla periódica).  Número de protones = 2 (Porque el número atómico está definido como el número de  protones presentes en un elemento, es decir de cir Número atómico = número de protones).  Número de electrones = 2. El conocimiento del número atómico permite conocer el nnúmero úmero de protones y este último el número de electrones de un átomo neutro, pues para conseguir la neutralidad son necesarias 2 cargas negativ as (2 electrones) que “cancelen” las 2 positivas de los protones y por lo tanto el número de electrones es el mismo que el de protones.

PROBLEMA 2.10 (71) ¿Por qué todos los átomos de un elemento tienen el mismo número atómico, a pesar de que pueden tener diferentes números de masa? SOLUCIÓN Porque el número atómico de un átomo está definido por su número de protones. El número de protones de un elemento es único, ún ico, es decir, para que un elemento sea Helio H elio debe tener por definición 2 protones y, por lo tanto, el mismo número atómico. Si este cambia, se cambia el elemento. El número de masa depende de la suma de protones + neutrones, neu trones, este último puede cambiar para los distintos isótopos, pero no puede cambiar el número de protones pues se cambiaría de elemento.

PROBLEMA 2.11 (71) ¿Cómo se llaman los átomos del mismo elemento, pero con diferentes números de masa? SOLUCIÓN Isótopos (p. 49) “ No todos los átomos de un elemento determinado tienen llaa misma masa. La mayoría de los elementos tiene dos o más isótopos, átomos que tienen el mismo número atómico pero diferente número de masa ” 

 

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PROBLEMA 2.12 (71) Explique el significado de cada uno de los términos en el símbolo

  . 

SOLUCIÓN X = Representa el símbolo químico de un elemento. A = Representa el número de masa de un elemento. Z = Representa el número atómico de un elemento. (p. 49)

PROBLEMA 2.13 (71) ¿Cuál es el número de masa de un átomo de hierro que tiene 28 neutrones? SOLUCIÓN Datos  Neutrones = 28  Número de masa = Neutrones + Protones (Ec. del d el capítulo) Paso 1: Determinar el número de protones de un átomo de Hierro:  Número atómico = Número de protones de Hierro = 26 (Consultado ( Consultado en tabla periódica)  Número de masa = Neutrones + Protones Paso 2: Emplear la ecuación de número de masa para resolver el problema:  Número de masa = 28 + 26  Número de masa = 54 Respuesta de la pregunta:

54 

PROBLEMA 2.14 (71) Calcule el número de neutrones de 239Pu. SOLUCIÓN Paso 1: Recordando:

  . A representa el número de masa, por lo tanto: 

 Número de masa = 239

Paso 2: Consultar en la tabla periódica el número atómico del plutonio y por lo tanto conocer el número de protones.  Número atómico = 94. Por lo tanto, el número de protones también es 94. 9 4.

 

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Paso 3:  A partir de la ecuación del capítulo (Número de masa = protones + neutrones). Realizar el despeje de neutrones, sustituir datos y resolver la pregunta:  Número de masa = protones + neutrones  Número de masa –  protones  protones = neutrones 239 –  94  94 = neutrones 145 = neutrones Respuesta de la pregunta:

145 

PROBLEMA 2.15 (71) Para cada una de las siguientes especies, determine el número de protones y el número de neutrones en el núcleo: SOLUCIÓN

3  2

 Número protones = 2  Número de neutrones = 3 –  2  2 = 1

4  2

 Número protones = 2  Número de neutrones = 4 –  2  2 = 2

24  12

 Número protones = 12  Número de neutrones = 24  –  12  12 = 12

25  12

 Número protones = 12  Número de neutrones = 25  –  12  12 = 13

48  22

 Número protones = 22  Número de neutrones = 48  –  22  22 = 26

 

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79  35

 Número protones = 35  Número de neutrones = 79  –  35  35 = 44

195   Número 78 protones = 78

 Número de neutrones = 195  –  78  78 = 117

PROBLEMA 2.16 (71) Indique el número de protones, neutrones y electrones en cada una de las siguientes especies: SOLUCIÓN

15  7

 Número protones = 7  Número de neutrones = 15  –  7  7 = 8  Número de electrones = 7

33  16

 Número protones = 16  Número de neutrones = 33  –  16  16 = 17  Número de electrones = 16

63  29  Número protones = 29  Número de neutrones = 63  –  29  29 = 34  Número de electrones = 29

84  38

 Número protones = 38  Número de neutrones = 84  –  38  38 = 46  Número de electrones = 38

 

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130  56

 Número protones = 56  Número de neutrones = 130  –  56  56 = 74  Número de electrones = 56

186 74  

 Número protones = 74  Número de neutrones = 186  –  74  74 = 112  Número de electrones = 74

202  80

 Número protones = 80  Número de neutrones = 202  –  80  80 = 122  Número de electrones = 80

PROBLEMA 2.17 (71) Escriba el símbolo adecuado para cada uno de los siguientes isótopos: SOLUCIÓN Paso 1: Para cada uno de los incisos, vamos a investigar el símbolo del elemento químico  buscando el elemento usando el número atómico (Z) en la tabla periódica. periódic a. a)  Z = 11, A = 23

23  11

b)  Z = 28, A = 64

64 28  PROBLEMA 2.18 (72) Escriba el símbolo adecuado para cada uno de los siguientes isótopos: SOLUCIÓN Paso 1: Para cada uno de los incisos, vamos a investigar el símbolo del elemento químico  buscando el elemento usando el número atómico (Z) en la tabla periódica. periódic a. a)  Z = 74, A = 186

186   74 

 

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b)  Z = 80, A = 201

201  80

PROBLEMA 2.19 (72) ¿Qué es la tabla periódica y cuál es su importancia en el estudio de la química? SOLUCIÓN “Una tabla en la que se encuentran en cuentran agrupados los elementos que tienen propiedades químicas y físicas semejantes.” (p. 51). “Es una herramienta útil que correlaciona las propiedades d e los elementos en forma sistemática y ayuda a hacer predicciones respecto del comportamiento químico.” (p. 53).

PROBLEMA 2.20 (72) Mencione dos diferencias entre un metal y un no metal. SOLUCIÓN Un metal es un buen conductor del calor y la electricidad, en tanto que un no metal generalmente es mal conductor del calor y la electricidad. (p. 51).

PROBLEMA 2.21 (72) Escriba los nombres y símbolos de cuatro elementos de cada una de las siguientes categorías:  SOLUCIÓN Paso 1: Consultar dichos elementos en la tabla periódica. a) no metal

    í          b) metal

          

 

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c) metaloide    

          PROBLEMA 2.22 (72) Defina con dos ejemplos los siguientes términos:  SOLUCIÓN a) metales alcalinos Los metales alcalinos son metales brillantes, blandos, altamente reactivos a temperatura y  presión estándar y pierden fácilmente su electrón más externo para formar cationes con carga +1.  b) metales alcalinotérreos Los alcalinotérreos son más duros que los metales alcalinos, tienen brillo y son buenos conductores eléctricos; menos reactivos que los alcalinos, buenos agentes reductores y forman compuestos iónicos. c) halógenos Son no metales, en estado natural son moléculas diatómicas y les falta un electrón para completar su octeto. d) gases nobles. Todos son no metales, en estado natural son monoatómicos, son gases y son los elementos más estables de la tabla periódica (No reaccionan).

PROBLEMA 2.23 (72) Los elementos cuyos nombres tienen la terminación io, generalmente son metales; por ejemplo, el sodio. Identifique un no metal cuyo nombre también termine con io. SOLUCIÓN: Helio 

 

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PROBLEMA 2.24 (72) Describa los cambios en las propiedades (de metales a no metales o bien de no metales a metales) según se analiza:

SOLUCIÓN a) Un grupo periódico hacia abajo El carácter metálico aumenta conforme se desciende por el grupo.  b) A lo largo de la tabla periódica (horizontalmente) Las propiedades físicas y químicas cambian de izquierda izquierd a a derecha de propiedades metálicas a no metálicas. El carácter metálico disminuye de izquierda a derecha (p. 53).

PROBLEMA 2.25 (72) Con la ayuda de un manual de propiedades químicas y físicas (pregunte a su profesor por un manual) encuentre:

SOLUCIÓN a) dos metales menos densos que el agua Densidad del agua a 4°C = 1g/cm 3 Densidad del Litio = 0.535 g/cm3  Densidad del Potasio = 0.86 g/cm 3   b) dos metales más densos que el mercurio mercur io Densidad del mercurio = 16.6 g/cm 3  Densidad del tungsteno = 19.3 g/cm 3 Densidad del osmio = 22.59 g/cm 3  c) El elemento sólido3 metálico más denso que se conoce. Osmio = 22.59 g/cm   d) El elemento sólido no metálico, conocido, con mayor densidad. Yodo = 4.93 g/cm3

 

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PROBLEMA 2.26 (72) Agrupe los siguientes elementos por pares, según sus propiedades químicas semejantes: K, F, P, Na, Cl y N.

SOLUCIÓN Paso 1: Elementos de propiedades químicas semejantes pertenecen al mismo grupo, por lo que se agruparán de acuerdo con el grupo al que pertenecen. Metales alcalinos: K y Na. Halógenos: F y Cl. Grupo VA: P y N.

PROBLEMA 2.27 (72) ¿Cuál es la diferencia entre un átomo y una molécula? SOLUCIÓN Un átomo es una sola partícula y una molécula es un aglomerado de dos o más átomos (p. 53).

PROBLEMA 2.28 (72) ¿Qué son alótropos? Dé un ejemplo. ¿cuál es la diferencia entre alótropos e isótopos? SOLUCIÓN ¿Qué son los alótropos? Un alótropo es una de dos o más formas diferentes de un elemento. (p. 55). Dé ejemplo Dosunformas alotrópicas del elemento carbono: diamante y grafito, son completamente diferentes no sólo en sus propiedades químicas, sino también en su costo relativo. (p. 55). ¿Cuál es la diferencia entre alótropos e isótopos?  Los alótropos son el mismo elemento, pero con un arreglo estructural distinto y los isótopos son el mismo elemento, pero con diferente cantidad de neutrones.

 

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PROBLEMA 2.29 (72) Describa los dos tipos de modelos moleculares de empleo común. SOLUCIÓN Modelo de esferas y barras En los modelos de esferas y barras los átomos están representados por esferas de madera o de plástico con orificios perforados en ellas. para representar los enlaces químicos se utilizan  barras o resortes. (p. 55). 55) . Modelo espacial En los modelos espaciales, los átomos están representados por esferas truncadas que se mantienen unidas a presión, de manera que los enlaces no se ven. (p. 55).

PROBLEMA 2.30 (72) Proporcione un ejemplo para: a) un catión monoatómico, b) un anión monoatómico, c) un catión poliatómico, d) un anión poliatómico SOLUCIÓN a) un catión monoatómico Ca+2  b) un anión monoatómico Cl-  c) un catión poliatómico  NH4+  d) un anión poliatómico ClO3-

 

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PROBLEMA 2.31 (72) ¿Cuál de los siguientes diagramas representa moléculas diatómicas, moléculas poliatómicas, moléculas que no son compuestos, moléculas que son compuestos, o una forma elemental de la sustancia?

SOLUCIÓN Moléculas diatómicas Imagen 3 (Contiene dos átomos, el negro y el rojo). Moléculas poliatómicas Imagen 1 (Contiene 3 átomos del elemento rojo). Moléculas que no son compuestos Imagen 1 (Contiene 3 átomos de un mismo elemento, el rojo). Moléculas que son compuestos Imagen 2 y 3 (Contienen átomos de distintos elementos ambas imágenes). Forma elemental de la sustancia Imagen 1, porque está formada por átomos del mismo elemento.

 

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PROBLEMA 2.32 (72) ¿Cuál de los siguientes diagramas representa moléculas diatómicas, moléculas poliatómicas, moléculas que no son compuestos, moléculas que son compuestos, o una forma elemental de la sustancia?

SOLUCIÓN Moléculas diatómicas Imagen 1 (Contiene dos átomos, el naranja y el blanco). Moléculas poliatómicas Imagen 2 y 3 (Contienen ambas 3 o más átomos). Moléculas que no son compuestos Imagen 3 (Porque solo está constituida por 1 solo elemento). Moléculas que son compuestos Imagen 1 y 2 (Contienen átomos de distintos elementos ambas imágenes). Forma elemental de la sustancia Imagen 3 (porque está formada por átomos del mismo elemento).

PROBLEMA 2.33 (72) Identifique como elementos o compuestos: SOLUCIÓN  NH3 Compuesto, pues tiene más de dos elementos.  N2  Elemento, porque solo contiene un elemento: el nitrógeno.

 

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S8  Elemento, porque solo contiene un elemento: el Azufre.  NO Compuesto, porque está constituido por nitrógeno y oxígeno. CO Compuesto, porque está constituido por carbono y oxígeno. CO2  Compuesto, porque está constituido por carbono y oxígeno. H2  Elemento, porque solo está presente el hidrógeno. SO2  Compuesto, porque está constituido por azufre y oxígeno.

PROBLEMA 2.34 (72) Dé dos ejemplos para cada uno de los siguientes incisos: SOLUCIÓN a) Una molécula diatómica que contenga átomos del mismo elemento. O2   b) Una molécula diatómica que contenga átomos de diferentes elementos CO  c) Una molécula poliatómica que contenga átomos del mismo elemento O3  d) Una molécula poliatómica que contenga átomos de diferentes elementos. H2O

 

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PROBLEMA 2.35 (72) Indique el número de protones y electrones de cada uno de los siguientes iones comunes: SOLUCIÓN Na+ Protones = 11 Electrones = 10 Ca2+  Protones = 20 Electrones = 18 Al3+ Protones = 13 Electrones = 10 2+

Fe Protones = 26 Electrones = 24 I –   Protones = 53 Electrones = 54 F –   Protones = 17 Electrones = 18 S2 –   Protones = 16 Electrones = 18 O2 –   Protones = 8 Electrones = 10 N3 –   Protones Electrones= =7 10  

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PROBLEMA 2.36 (72) Indique el número de protones y electrones de cada uno de los siguientes iones comunes: SOLUCIÓN K+  Protones = 19 Electrones = 18 Mg2+  Protones = 12 Electrones = 10 Fe3+ Protones = 26 Electrones = 24 Br –   Protones = 35 Electrones = 36 Mn2+  Protones = 25 Electrones = 23 C4 –   Protones = 6 Electrones = 8 Cu2+ Protones = 29 Electrones = 27

 

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PROBLEMA 2.37 (72) ¿Qué representa una fórmula química? ¿Cuál es la proporción de los átomos en las siguientes fórmulas moleculares? a) NO, b) NCl3, c) N2O4, d) P4O6  SOLUCIÓN ¿Qué representa una fórmula química? Son para expresar la composición de las moléculas y los compuestos iónicos por medio de los símbolos químicos. (p. 55). ¿Cuál es la proporción de los átomos en las siguientes fórmulas moleculares? a) NO 1:1 b) NCl3  1:3 c) N2O4  2:4 d) P4O6 4:6

PROBLEMA 2.38 (72) Defina fórmula molecular y fórmula empírica. ¿Cuáles son las semejanzas y diferencias entre las fórmulas empírica y molecular de un compuesto? SOLUCIÓN Defina fórmula molecular y fórmula empírica. Fórmula molecular Indica el número exacto de átomos de cada elemento que están presentes en la unidad más  pequeña de una sustancia. Fórmula empírica Indica cuáles elementos están presentes y la proporción mínima, en números enteros, entre sus átomos.

 

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¿Cuáles son las semejanzas y diferencias entre en tre las fórmulas empírica y molecular de un compuesto? Semejanzas Ambas muestran cuáles elementos están presentes en una molécula. Diferencias La molecular muestra la cantidad real de átomos de una molécula y la empírica muestra su  proporción mínima.

PROBLEMA 2.39 (73) Proporcione un ejemplo de un caso en el cual dos moléculas tengan diferente fórmula molecular pero igual fórmula empírica. Fórmula molecular: Dióxido de nitrógeno: NO2

Tetróxido de dinitrógeno: N2O4 Fórmula empírica: Dióxido de nitrógeno: NO2 Tetróxido de dinitrógeno: NO2 

PROBLEMA 2.40 (73) ¿Qué significa P4? ¿cuál es la diferencia con 4P? SOLUCIÓN P4 Es una molécula poliatómica de fósforo, es decir, hay 4 fósforos unidos mediante enlace químico. 4P significa 4 moléculas de 1 átomo de fósforo. En la primera hay 1 sola molécula  poliatómica y en la segunda 4 moléculas monoatómicas.

PROBLEMA 2.41 (73) ¿Qué es un compuesto iónico? ¿cómo se mantiene la neutralidad eléctrica en un compuesto iónico? SOLUCIÓN Son compuestos constituidos por iones. Un ión positivo (Catión) y un ión negativo (Anión). Para mantener la neutralidad eléctrica de un compuesto iónico el catión y el anión deben tener la misma carga.

 

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PROBLEMA 2.42 (73) Explique por qué las fórmulas químicas de los compuestos iónicos por lo general son iguales que sus fórmulas empíricas. SOLUCIÓN Se debe a que los compuestos iónicos no están formados por unidades moleculares discretas. (p. 57).

PROBLEMA 2.43 (73) Escriba las fórmulas de los siguientes compuestos iónicos:  SOLUCIÓN a) óxido de sodio  Na2O 2+

 b) con tenga el ion Fe ) FeSsulfuro de hierro (que contenga c) sulfato de cobalto (que contenga los iones Co 3+ y SO42 – , Co2(SO4)3  d)Fluoruro de bario. BaF2

PROBLEMA 2.44 (73) Escriba las fórmulas de los siguientes compuestos iónicos:  a) Bromuro de cobre (que contenga el ion Cu +) CuBr  b) Óxido de manganeso (que contenga el ion Mn 3+) Mn2O3 c) Yoduro de mercurio (que contenga el ion Hg 22+) Hg2I2  d) Fosfato de magnesio (que contenga el ion PO4 3 – ). Mg3(PO4)2

 

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PROBLEMA 2.45 (73) ¿Cuál es la fórmula empírica de cada uno de los siguientes compuestos?   SOLUCIÓN a) C2 N2  CN  b) C6H6  CH c) C9H20 C9H20  d) P4O10  P2O5 e) B2H6  BH3

PROBLEMA 2.46 (73) SOLUCIÓN ¿Cuál es la fórmula empírica de cada uno de los siguientes compuestos? a) Al2Br 6 AlBr 3   b) Na2S2O4  NaSO2  c) N2O5  N2O5  d) K 2Cr 2O7. K 2Cr 2O7.

 

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PROBLEMA 2.47 (73) Indique la fórmula molecular de la glicina, un aminoácido presente en las proteínas. El código de los colores es: negro (carbono), azul (nitrógeno), rojo (oxígeno) y gris (hidrógeno).

SOLUCIÓN HN2CH2COOH 

PROBLEMA 2.48 (73) Indique la fórmula molecular del etanol. El código de los colores es: negro (carbono), rojo (oxígeno) y gris (hidrógeno).

SOLUCIÓN CH3CH2OH

 

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PROBLEMA 2.49 (73) ¿Cuáles de los siguientes compuestos son iónicos? ¿cuáles serán moleculares? SOLUCIÓN SiCl4 Compuesto molecular LiF Iónico BaCl2  Iónico B2H6  Molecular KCl Iónico C2H4  Molecular

PROBLEMA 2.50 (73) ¿Cuáles de los siguientes compuestos son iónicos? ¿Cuáles serán moleculares? SOLUCIÓN CH4  Molecular  NaBr Iónico BaF2  Iónico CCl4  Molecular

 

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ICl Molecular CSCl Molecular  NF3  Molecular

PROBLEMA 2.51 (73) ¿Cuál es la diferencia entre compuestos inorgánicos y compuestos orgánicos? SOLUCIÓN Los compuestos orgánicos son aquellos cuyo constituyente principal es el carbono e hidrógeno. Los compuestos inorgánicos están constituidos por el resto de los elementos y  principalmente están formados por metales y no metales.

PROBLEMA 2.52 (73) ¿Cuáles son las cuatro principales categorías de los compuestos inorgánicos? SOLUCIÓN 1)  Compuestos iónicos. 2)  Compuestos moleculares. 3)  Ácidos y bases. 4)  Hidratos.

PROBLEMA (73) Dé un ejemplo de2.53 un compuesto binario y un ejemplo de un compuesto ternario. SOLUCIÓN Compuesto binario: CO2  Compuesto ternario: H2SO4 

 

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PROBLEMA 2.54 (73) ¿Cuál es el sistema de Stock? ¿Qué ventajas tiene sobre el sistema antiguo para nombrar los cationes? SOLUCIÓN “Algunos elementos metálicos pueden adoptar tres o más diferentes cargas positivas en los

compuestos. En consecuencia, cada vez es más común designar los diferentes cationes mediante el empleo de números romanos. Este método recibe el nombre de sistema de Stock.”  Tiene la ventaja de que se puede conocer la carga de el catión, cosa que con el antiguo sistema no era posible.

PROBLEMA 2.55 (72) Explique por qué la fórmula HCl puede representar dos diferentes sistemas químicos. SOLUCIÓN “En estado gaseoso o en estado líquido puro, HCl es un compuesto molecular que recibe el nombre de cloruro de hidrógeno. cuando se encuentra disuelto en agua, sus moléculas se separan en los iones H+ y Cl – ; en esta forma, la sustancia se llama ácido clorhídrico. clorh ídrico.” (p. 65). 

PROBLEMA 2.56 (72) Defina los siguientes términos: ácidos, bases, oxiácidos, Oxianiones e hidratos. SOLUCIÓN  Ácido Un ácido es una sustancia que libera iones de hidrógeno (un protón) al disolverse en agua.  Base Una base es una sustancia que libera iones de hidróxido al disolverse en agua. Oxiácidos Un oxiácido es aquél ácido cuyo catión contiene oxígeno. Oxianión  Son aniones que contienen oxígeno  Hidrato Son compuestos que tienen en su estructura agua.

 

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PROBLEMA 2.57 (73) Nombre los siguientes compuestos:  SOLUCIÓN a) Na2CrO4  Cromato de sodio  b) K 2HPO4  Hidrogeno fosfato de potasio / fosfato dipotásico c) HBr (gaseoso) Bromuro de hidrógeno d) HBr (acuoso) Ácido bromhídrico e) Li2CO3  Carbonato de litio f) K 2Cr 2O7 Dicromato de potasio g) NH4 NO2   Nitrato de amonio h) PF3 Trifluoruro de fósforo i) PF5 Pentafluoruro de fósforo  j) P4O6  Hexóxido de tetrafósforo k) CdI2, Yoduro de cadmio l) SrSO4de estroncio Sulfato  

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m) Al(OH)3  Hidróxido de aluminio

⋅

n) Na2CO3   10H2O Carbonato de sodio pentahidratado

PROBLEMA 2.58 (73)

Nombre los siguientes compuestos: a) KClO Hipoclorito de potasio.  b) Ag2CO3  Carbonato de plata c) FeCl2  Cloruro de hierro (II) d) KMnO4  Permanganato de potasio e) CsClO3 Clorato de cesio f) HIO Ácido hipoyodoso g) FeO Óxido de hierro (II) h) Fe2O3  Óxido de hierro (III) i) TiCl4  Cloruro de titanio (IV)  j) NaH Hidruro de sodio

 

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k) Li3 N  Nitruro de Litio l) Na2O Óxido de sodio m) Na2O2  Peróxido de sodio.

⋅

n) FeCl3   6H2O Cloruro de hierro (III) hexahidratado

PROBLEMA 2.59 (73) Escriba las fórmulas de los siguientes compuestos: SOLUCIÓN a) Nitrito de rubidio RbNO 2   b) sulfuro de potasio K 2S c) hidrógeno sulfuro de sodio  NaHS d) fosfato de magnesio Mg3(PO4)2 e) hidrógeno fosfato de calcio CaHPO4  f) dihidrógeno fosfato de potasio KH2PO4 g) heptafluoruro de yodo IF7

 

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h) sulfato de amonio (NH4)2SO4  i) perclorato de plata AgClO4  j) tricloruro de boro. BCl3

PROBLEMA 2.60 (73) Escriba las fórmulas de los siguientes compuestos: a) cianuro de cobre(I) CuCN  b) clorito de estroncio Sr(ClO2)2  c) ácido perbrómico HBrO4 d) ácido yodhídrico HI e) fosfato de disodio y amonio (NH4)Na2(PO4) f) carbonato de plomo (II) PbCO3  g) fluoruro de estaño (II) SnF2  h) decasulfuro de tetrafósforo P4S10 

i) óxido de mercurio (II) HgO

 

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 j) yoduro de mercurio (I) Hg2I2  k) hexafluoruro de selenio SeF6 

 

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