Source: https://es.scribd.com/doc/53027650/ATOMO-RESUELTOS
Timestamp: 2017-12-11 07:55:12+00:00

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Cargado por Wilson Obispo
ESTRUCTURA Y TEORÍAS ATÓMICAS
COMPOSICIÓN DEL ÁTOMO: El átomo está dividido en dos zonas: Núcleo, en el cual se encuentran los protones (con masa y carga positiva unidad) y los neutrones (con masa pero sin carga) Corteza: en la cual se encuentran los electrones (sin masa y con carga negativa unidad) La notación que se establece cuando se quieren indicar las características de átomo es:
Nº MASICO = Nº protones + Nº neutrones = 206 Nº ATOMICO = Nº protones = Nº electrones = 82
Pb 2+ :: Nº DE OXIDACION 3 nº DE ATOMOS
Todos los átomos de un mismo elemento contienen igual número de protones (y de electrones si son neutros) pero pueden tener diferente número de neutrones: son los ISÓTOPOS:(átomos de un mismo elemento que tienen diferente masa atómica). Tienen el mismo número de protones paro diferente número de neutrones UNIDAD DE MASA ATÓMICA (UMA): es la doceava parte de la masa de un átomo de Carbono-12. Su equivalencia con el gramo es: 1 gramo = 6,023.10 23 UMAs MASA ATÓMICA: es la masa de un átomo determinado. PESO ATÓMICO o MASA ATÓMICA MEDIA: es la media ponderada de las masas atómicas de todos los isótopos de un mismo elemento. LA CORTEZA ATÓMICA Órbita: Es un concepto que deriva de la teoría atómica de Bohr. Representa la trayectoria descrita por un electrón en su giro alrededor del núcleo Orbital: Es un concepto que deriva de la teoría mecanocuántica del átomo. Representa la zona del espacio en la que hay probabilidad de encontrar al electrón. Precisamente la zona de máxima probabilidad coincide con la órbita de Bohr Los electrones se encuentran en diferentes niveles energéticos dentro del átomo, los cuales vienen caracterizados por unos parámetros llamados números cuánticos, los cuales son unos parámetros que nos permiten localizar al electrón dentro del átomo. Su significado es ligeramente diferente según la teoría de Bohr o la teoría mecanocuántica. Son cuatro y su significado es el siguiente: Nº cuántico principal: n: Nos da idea del volumen efectivo del orbital. Su valor es siempre un número entero: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.... Nº cuántico secundario o azimutal: l: Determina la forma del orbital Su valor va desde 0 hasta (n - 1) : 0, 1, 2, 3, ... (n - 1) (Según cual sea su valor se nombran también por letras: s = 0, p = 1, d = 2 , f = 3) Nº cuántico magnético orbital: m l : Nos indica la orientación del orbital en el espacio Sus valores son también números enteros DESDE -L HASTA +L: - l, ... -1, 0, +1, ... + l Estos tres primeros números cuánticos definen el orbital atómico. Nº cuántico magnético de spin: m S : Nos indica el sentido de giro del electrón sobre sí mismo Puede tomar solamente 2 valores: - ½ y + ½ CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS. REGLAS QUE LAS RIGEN: Es la distribución de los electrones en los diferentes niveles y subniveles atómicos. Se basa en tres reglas o principios PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI: En un mismo átomo no pueden existir dos electrones con sus cuatro números cuánticos iguales. PRINCIPIO DE AUFBAU O DE LLENADO: Rige el orden de llenado de los diferentes niveles y subniveles.
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA - 2 de 30
Se realiza utilizando el siguiente diagrama, en el cual comienza a llenarse el subnivel 1s, después 2s, 2p 3s, etc, siguiendo el orden de las flechas y colocando en cada subnivel el número máximo de electrones que quepan en él, hasta terminar con todos los electrones que tenga ese átomo. Si no hay suficientes para completar el último subnivel, éste y solo éste quedará incompleto. (Con este diagrama de Moeller no se obtiene la configuración real de algunos elementos concretos que son excepciones a la regla general:Cu, Ag, Au, La, etc) El número máximo de electrones que caben en cada subnivel es el siguiente: s = 2 ; p = 6 ; d = 10 ; f = 14 PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD DE HUND: Los electrones, al ocupar un subnivel, se distribuyen en el mayor número posible de orbitales de forma que sus spines sean paralelos (máxima multiplicidad o desapareamiento máximo), así, en el caso de los orbitales p (son tres: p X , p Y , p Z ) entrarán uno en cada orbital: p X 1, p Y 1 , p Z 1 y después, entrará el segundo electrón en cada orbital p X 2, p Y 2 , p Z 2
ENERGÍA DEL ELECTRÓN EN UNA ÓRBITA. ESPECTROS ATÓMICOS .Un espectro es el resultado de descomponer una radiacción en todas sus componentes de diferentes longitudes de onda. Puede ser: espectro contínuo, cuando contiene toda la gama de longitudes de onda o espectro de lineas, cuando contiene solamente radiacciones de algunas longitudes de onda. Según cómo se obtenga, puede ser: espectro de emisión, cuando se obtiene a partir de la luz emitida por un cuerpo, o bien espectro de absorción, cuando se analiza una luz que atraviesa un cuerpo. Radio de la órbita de Bohr: r
n .h , 4.m. Z.e π
Energía desprendida por un electrón al caer de una órbita a otra interior (Ecuación de Balmer): Suele
2. π . Z .e .m ⎡ 1 1 ⎤ .⎢ = − expresarse como Nº de ondas: ν = c.h n ⎥ λ ⎣n ⎦ 1
2 2 4 3 2 2 FINAL INICIAL
y si se trata del
⎡ 1 1 ⎤ ΔE = Ry. ⎢ − Siendo Ry = Constante de Rydberg = 109700 cm - 1 n n ⎥ ⎦ ⎣
2 2 FINAL INICIAL
Energía de ionización de un átomo: Es la energía necesaria para arrancarle a un átomo gaseoso, neutro y en estado fundamental el electrón más débilmente retenido. Se calcula aplicando la ecuación de Balmer teniendo en cuenta que ese electrón va a una órbita infinita, es decir,
nFINAL = ∞
Radiacciones electromagnéticas: c = 8.< , c: velocidad de la luz = 3.10 8 m/s ; 8: Longitud de onda; <: frecuencia - Energía de una radiacción: Ecuación de Plank: E = h.< ; h = Constante de Plank = 6,62.10 - 34 J.s 2 Ecuación de Einstein: E = m.c Efecto fotoeléctrico: E FOTON INCIDENTE = E IONIZACIÓN + E.cinética ELECTRÓN => h.< = h.<º + ½.m electón .V electrón <: Frecuencia de la radiacción incidente; <º: frecuencia umbral(Frecuencia mínima necesaria para arrancar el electrón al átomo); m electrón: masa del electrón = 9,11.10 - 31 Kg; V electrón: Velocidad del electrón
Hipótesis de De Broglie: Naturaleza ondulatoria de las partículas: Ondas asociadas a las partículas
h λ = m.v
8: longitud de la onda asociada a la partícula; h: constante de Plank; m: masa de la partícula v: velocidad de la partícula
Ley de Moseley: El número atómico de un elemento es directamente proporcional a la raiz cuadrada de la inversa de la longitud de onda de los rayos X emitidos por dicho elemento:
ν = a. Z + b
ESTRUCTURA ATÓMICA - 3 de 30
Propiedades atómicas Grupo B: Composición del átomo Grupo C: Saltos electrónicos en el átomo Grupo D: Defecto de masa Grupo E: Propiedades de las radiacciones Grupo F: Ondas asociadas a partículas Grupo G: Efecto fotoeléctrico Grupo H: Propiedades periódicas de los elementos PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .m NEUTRONES . c 2 = A AGRUPACIÓN DE LOS PROBLEMAS RESUELTOS: (Algunos de ellos se podrían incluir en varios grupos) Grupo A: Configuración electrónica.4 de 30 .m NÚCLIDO : A : nº másico .Z). Números cuánticos.Defecto de masa: Es la diferencia entre la suma de las masas en reposo de los nucleones y la masa del núclido formado: /\ m = Z.m PROTONES + (A . Z : Nº atómico Energía de enlace por nucleón: Es el cociente entre la energía desprendida al formarse el núclido y el nº de nucleones que lo forman: E NUCLEON Δ m.
¿Cuáles de entre las siguientes configuraciones electrónicas no son posibles. a que grupo del Sistema Periódico pertenece y de qué elemento se trata.Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de dos elementos: A: 1s 2 2s 2 2p 2 .PROBLEMAS RESUELTOS SOBRE ESTRUCTURA ATÓMICA A . d) 1s de exclusión de Pauli. 181 Ta 73 . siendo sus números atómicos 29.Completar los espacios en blanco en la siguiente tabla y escribir los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador de los siguientes elementos Nº Nº Pro Neutro Electro atóm másico to nes nes . argón. NÚMEROS CUÁNTICOS. 2 2 6 2 10 2s 2p 3s 3p A-08 . A-04 . b) Escriba las configuraciones electrónicas de los iones N 3 . B: 1s 2 2s 2 2p 1 3 s 1 Indique de un modo razonado si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas: a) Es posible la configuración dada para B.¿Por qué el oxígeno (número atómico 8) tiene valencia 2 y el azufre (número atómico 16) tiene además las valencias 4 y 6? A-09 . magnesio y cobalto son 7. 18. Ni (Z=28). Explicar por qué.Si los números atómicos respectivos de nitrógeno. a) 1s 2 2s 2 2p 4 . 23 Na 11 . A-10 . b) Las dos configuraciones corresponden al mismo elemento. Indicar. b) Las dos configuraciones corresponden al mismo elemento. A-07 ..Complete la configuración electrónica de un elemento X cuyo electrón diferenciador es 4f 1 indique su nº atómico (Z). Cl (Z=17). A-03 . Justificar la respuesta.Indicar cuál de los siguientes elementos presenta una mayor diferencia entre la primera y segunda energía de ionización: Na (Z=11). Mg 2 + y Co 3 + e) Indique el número de electrones desapareados que existen en el elemento nitrógeno y en los iones Mg 2+ y Co 3 + del apartado anterior. si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes: a) La configuración de B es imposible. b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 . nes Configuración electrónica 5 108 47 76 190 5 A-02 . magnesio y cobalto son 7. a) Escriba las configuraciones electrónicas de los referidos átomos.5 de 30 .Las configuraciones electrónicas de dos elementos neutros A y B son: A = 1s 2 2s 2 2p 2 y B = 1s 2 2s 2 2p 1 3s 1 .Los elementos de transición Cu. c) Para separar un electrón de B se necesita más energía que para separarlo de A. 12 y 27. de acuerdo con el principio c) 1s 2 3p 1 .Escriba la configuración electrónica de los siguientes elementos y/o iones: 60 Nd 144 As 3 . 249 Cf 98 ¿Cuales son los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador de cada uno de estos cuatro átomos? A-05 .CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA. configuraciones electrónicas de los iones N 3 . Ca (Z=20). c) Para separar un electrón de B se necesita más energía que para separarlo de A. 18. 12 y 27. razonadamente. A-12 .Escribir la configuración electrónica de los siguientes átomos: 96 Mo 42 . 47 y 79 respectivamente.Si los números atómicos respectivos de nitrógeno. Mg 2 + y Co 2 + PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL Escriba las ESTRUCTURA ATÓMICA .(Z = 33) Br 5+ ( Z = 35) . ¿cuál es la razón? A-11 . Ag y Au presentan iones con carga 1+. PROPIEDADES ATÓMICAS A-01 . ¿ Qué números cuánticos son los de su electrón diferenciador ? A-06 ..
S 2 . Na + . . l=3. ¿Cuantos orbitales de cada tipo hay en la capa electrónica n = 4? A-20 .Indicar a qué orbital corresponde la siguiente serie de números cuánticos: n=4.Dados tres elementos del sistema periódico: A.A-13 .. de un modo razonado..Escriba la configuración electrónica y la composición del núcleo de los siguientes elementos: Ga 70 31 Rb 87 37 83 Kr36 Er 168 68 Bi 210 83 87 Sr38 Rn 222 86 Tm 168 69 A-17 . -1. Mg. 1. Mn = 25 A-23 .6 de 30 . y las que tienen electrones desapareados.y Mn. Ar = 18 .a) Escriba las configuraciones electrónicas de las siguientes especies en su estado fundamental: O 2 . PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . 1.8 y 13. CI = 17 . si pueden existir en un átomo electrones cuyos números cuánticos (n.4 . D) (3.En el sistema periódico se encuentran en la misma columna los elementos Cloro.Demuestre si existe o no un elemento que posea los números cuánticos de su electrón diferenciador que se indican. b) Justifique como varía el potencial de ionización para los elementos del grupo de los metales alcalinos. A-21 . c) ¿Qué elemento presenta la misma configuración electrónica que el ion Na+? (Para el Na.Escriba la configuración electrónica y la composición del núcleo de los siguientes elementos: 73 32 Ge 85 37 Rb 162 66 152 63 Eu 243 95 210 85 At 254 99 Es A-14 .Ordenar según energías de ionización creciente las dos series de las siguientes especies. colocados en orden creciente de su número atómico. I. ½ ).. justificando las respuestas.Escriba la configuración electrónica y composición del núcleo de los elementos siguientes: 32 16 S 92 41 Nb 39 19 K 204 81 Tl Dy Am A-15 . Datos: Números atómicos: 0 = 8 . 2. Bromo y yodo. Z = 11).y B 3 A-25 . 0. Justifique la respuesta: a) K + . b) Señale el tipo de enlace y aporte dos propiedades características de los posibles compuestos entre A y B A-24 . de que elemento se trata. 16 y 19: a) Escriba sus configuraciones electrónicas e indique cuál de ellos presentará el valor mayor del primer potencial de ionización. C) (1.a) Justifique. las especies isoelectrónicas. B y Al 3 + b) F . cuyos números atómicos respectivos son 8.N 3 . b) Identifique. si las hay. 1. En caso afirmativo represente su configuración electrónica. Rb. B) (2. 1.½ ) . O. -1. ½ ) . a que grupo y periodo pertenece y diga también si el elemento es paramagnético o diamagnético. m= -1 . 10. Ba 2 +. m y m s) sean: A) (2. C . B y C.Escribir la configuración electrónica y composición del núcleo de los siguientes elementos: 56 26 Fe 119 190 249 50 Sn 76 Os 98 Cf A-16 . ¿Cual es su situación en el sistema periódico? Indique los valores de los cuatro números del electrón A-22 .Escriba la configuración electrónica y la composición del núcleo de los siguientes elementos: Ge 72 32 Po 209 84 A-18 . Na = 11 . Cl . Si el número atómico del cloro es 17: a) Escriba la configuración electrónica de los tres elementos b) Defina el primer potencial de ionización de un elemento químico y asigne a cada uno de los tres elementos el potencial de ionización que pueda corresponderle entre los siguientes. 11. Ar.B) Dada la siguiente configuración electrónica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 ¿A qué elemento corresponde? .1 eV c) Defina qué es la afinidad electrónica A-19 . ½ ) .
Los isótopos del magnesio natural son 12 Mg 24 25 12 Mg y 26 12 Mg .36%. 24.a) n = 2. 0.7 de 30 . b) La energía total desprendida por un mol de átomos de hidrógeno que experimentan la transformación indicada en el apartado anterior.El electrón de un átomo de hidrógeno experimenta una transición desde n=4 hasta n=2. justificando la respuesta.Sabiendo que el cobre natural tiene dos isótopos 63 Cu y 29 65 29 Cu de masas atómicas 62.DEFECTO DE MASA D-01 . y que la masa atómica del mismo es 63. C-02 .034 umas y sus abundancias relativas son.El color amarillo de la luz de sodio posee una longitud de onda de 589 nm.98584 y 25. 3d z 2 . suponiendo que toda la energía desprendida en el anterior salto electrónico se transforme íntegramente en calor siendo la reacción de formación del agua: 2H 2 (9) + 0 2 (g) --> 2 H 2 0 (l) + 571. 4d.Los átomos de sodio excitados pueden emitir radiación a una longitud de onda de 5890 D .La energía del primer nivel electrónico del átomo de hidrógeno tiene un valor de -13.El color amarillo de la luz de sodio posee una longitud de onda de 589 nm.ONDAS ASOCIADAS A PARTÍCULAS PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . Calcular su frecuencia.41%.10%. 204.98504.13% y 11. cuya masa es de 15. m = -2 y s = -1/2 b) n = 4. Calcular: a) La frecuencia de la radiación emitida al caer un electrón desde el segundo nivel al primero.Una radiación tiene una longitud de onda de 6000 Å.Calcular la masa atómica exacta de una muestra de Talio ordinario.715. el número de orbitales que corresponden a cada una de las siguientes designaciones: 5p. respectivamente.PROPIEDADES DE LAS RADIACCIONES E-01 . 10.9298 y 64. B-02 . F . Calcular la diferencia de energía correspondiente al tránsito electrónico que se produce.037. l = 2. B . Calcular la proporción en que se hallan mezclados los isótopos. C . de agua.Calcular el defecto de masa y la energía de enlace por nucleón del nucleído: O-16 (Z=8).Por los espectros de masas puede determinarse que el Talio ( Z = 81) se compone de tres isótopos cuyas masas son: 203.049 y 205. cuyas masas atómicas son respectivamente: 23.9278.60 eV. ¿Cual es la energía en julios y eV de los fotones de esta radiación? ¿Cual sería la energía producida cuando 1 mol de átomos sufre esta transición? E-03 . 29.Indicar. n = 5 y 7s. c) La masa de hidrógeno atómico necesaria para descomponer 90 g.17%.54. Calcular la diferencia de energía correspondiente al tránsito electrónico que se produce. expresada en eV/átomo y en Kj/mol E-02 .98259 y sus abundancias relativas 78.COMPOSICIÓN DEL ÁTOMO B-01 . m = 0 y s = +1/2 A-26 . B-03 . Determine la configuración electrónica de uno de estos átomos e indique el valor de los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador. l = 2.48 Julios D .9949 umas. expresada en eV/átomo E-04 . su número de ondas y la energía de los fotones que la forman. Calcular la masa atómica media del magnesio.SALTOS ELECTRÓNICOS EN EL ÁTOMO C-01 . Calcular el número de ondas y la energía de la radiación emitida.23% y 70. E .
La frecuencia umbral de cierto metal es 8.EFECTO FOTOELÉCTRICO G-01 .PROPIEDADES PERIODICAS H-01 .1014 s . cuya longitud de onda es 2536 D.Calcular la longitud de onda asociada a un electrón que se mueve a una velocidad de 5.Calcular la longitud de onda asociada a un protón acelerado con una energía de 1 M.8. Explicar esta observación.8 de 30 . cuando se ilumina con luz.31 Kg .34 J. ¿Qué energía cinética poseen esos electrones? H .10 6 m/s. PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .62. Calcula la velocidad máxima de los electrones emitidos por ese metal.941.v.10 .La primera energía de ionización para As (Z= 33) y Se (Z=34) es respectivamente 0.1 . Constante de Plank: h = 6.947 y 0. ¿Cual es su energía? DATOS: Masa del electrón: 9.e. F-02 .10 .0.s G .F-01 .
que no es el caso.9 de 30 . 2 . es el que lo diferencia del elemento inmediatamente anterior) 1º elemento: 2. C) Dado que en el caso B se encuentra en estado excitado. argón. ya que este número es también el número atómico del elemento de que se trate. 12 y 27. en este caso se encuentra el un subnivel de mayor energía: el 3s. electrones de los que admite. B) Para determinar si se trata del mismo átomo. En el caso A. PROPIEDADES ATÓMICAS A-01 Completar los espacios en blanco en la siguiente tabla y escribir los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador de los siguientes elementos Nº Nº atóm. En ambos casos hay 6 electrones.GRUPO A: CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA. p –> 6 . másico Protones Neutrones Electrones Configuración electrónica 5 47 76 10 108 190 5 47 76 5 61 114 5 47 76 1s2 2s2 2p1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d9 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d6 Números cuánticos del electrón diferenciador:(El electrón diferenciador es el último electrón que “entra” en el átomo. hemos de contabilizar el número de electrones de cada uno. magnesio y cobalto son 7. 18. A-03 Si los números atómicos respectivos de nitrógeno. si no está ionizado. f –> 14 . A) En los casos dados. 2. 1. NÚMEROS CUÁNTICOS. b) Escriba las configuraciones electrónicas de los iones N 3 . tratándose por tanto de un estado excitado de dicho átomo. en cual en el caso A se encuentra en su estado fundamental. la primera de las dos configuraciones A: 1s 2 2s 2 2p 2 y la B: 1s 2 2s 2 2p 1 3 s 1 son ambas posibles ya que en los dos casos cada subnivel contiene el máximo número. En el caso B. se encuentran en el subnivel 2p. RESOLUCIÓN El número máximo de electrones que puede contener cada subnivel es: s –> 2 . a) Escriba las configuraciones electrónicas de los referidos átomos. uno de los dos electrones que en el estado fundamental. por lo que se trata de un átomo del elemento nº 6 ( el CARBONO). que se encuentra más alejado del núcleo. o menos. -1. c) Para separar un electrón de B se necesita más energía que para separarlo de A. Por ello. los seis electrones se encuentran en los subniveles más bajos posibles. +1/2 A-02 Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de dos elementos: A: 1s 2 2s 2 2p 2 B: 1s 2 2s 2 2p 1 3 s 1 Indique de un modo razonado si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas: a) Es posible la configuración dada para B.. PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . uno de los dos electrones del subnivel 2p se encuentra en un subnivel con mayor energía: el 3s. Por tanto. -2. -1/2 2º elemento: 4. +1/2 3º elemento: 5. y en el caso B en estado excitado. para que una configuración electrónica sea correcta. para extraer este electrón del átomo se necesitará menos energía que en el caso A. b) Las dos configuraciones corresponden al mismo elemento. se trata del estado fundamental o normal de ese átomo. ninguno de los subniveles puede superar esa cifra. Mg 2 + y Co 3 + e) Indique el número de electrones desapareados que existen en el elemento nitrógeno y en los iones Mg 2 + y Co 3 + del apartado anterior. 1. el A. d –> 10 .
en los cuales se sitúa un electrón en cada una..RESOLUCIÓN a) Los números atómicos nos indican el número de protones que tiene cada átomo en su núcleo.) 1s 2 2s 2 2p x 1 2p y 1 2p z 1 Tiene tres electrones desapareados El subnivel p tiene tres orbitales. 0 . 249 Cf 98 ¿Cuales son los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador de cada uno de estos cuatro átomos? RESOLUCIÓN 96 Mo 42 : Contiene 42 protones. Los electrones existentes en este subnivel pueden representarse también así: ↑ ↑ ↑ (tiene 10 e .73) = 108 neutrones y 73 electrones Configuración electrónica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 3 PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . N (Z = 7) 1s 2 2s 2 2p 3 Mg (Z = 12) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Ar (Z = 18) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Co (Z = 27) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2 b) Los iones tienen más o menos electrones que el átomo neutro. según nos indique su carga negativa o positiva.½ 23 Na 11 : : Contiene 11 protones. 2 . 1 . respectivamente.) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 El subnivel d tiene cinco orbitales. Pueden representarse los tres orbitales p también así: ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ (Tiene 24 e .) Mg 2 + (tiene 10 e .10 de 30 . 181 Ta 73 . (23 . y si se trata de un átomo neutro. nos quedarán: N3(Tiene 10 e . existirán 4 electrones desapareados Mg 2 + Co 3 + A-04 Escribir la configuración electrónica de los siguientes átomos: 96 Mo 42 .11) = 12 neutrones y 11 electrones Configuración electrónica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Los números cuánticos del último electrón son: 3 . nos indican también el número de electrones que tienen en la corteza. 0 .(Tiene 10 e .½ 181 Ta 73 : Contiene 73 protones. Si la carga es positiva pierde los electrones de valencia: los más externos y los más débilmente retenidos) N 3 .) 1s 2 2s 2 2p x 2 2p y 2 2p z 2 No tiene ningún electrón desapareado. 23 Na 11 . por lo que los seis electrones existentes en este subnivel se distribuirán lo más desapareados posible: dos electrones en un orbital y uno solo en los otros cuatro: ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ Por tanto.. (98 .) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 c) Si escribimos las configuraciones electrónicas teniendo en cuenta el Principio de máxima multiplicidad de Hund.) 1s 2 2s 2 2p 6 1s 2 2s 2 2p 6 Co 3 + (Tiene 24 e . (181 .42) = 56 neutrones y 42 electrones Configuración electrónica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 4 Los números cuánticos del último electrón son: 4 .
si tenemos en cuenta estas configuraciones reales y no las resultantes de la Regla de Moeller.(Z = 33: Se trata del ion procedente de un átomo de Arsénico el cual ha ganado 3 electrones. Si es un átomo neutro (con el mismo nº PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . el electrón diferenciador entra en el subnivel 5d 1 y no en el 4f 1. en Cerio. Su configuración electrónica. + ½ A-05 Complete la configuración electrónica de un elemento X cuyo electrón diferenciador es 4f 1 indique su nº atómico (Z). 0 . RESOLUCIÓN Br 5+( Z = 35): Se trata del ion procedente del bromo. en el caso del Lantano. f => 14. su configuración electrónica en estos dos subniveles es 4f 2 5d 0. p => 6 . b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 . 3 . ¿ Qué números cuánticos son los de su electrón diferenciador ? RESPUESTA: Si el electrón diferenciador es el 4f 1. . Si es un átomo neutro (con el mismo nº de protones en el núcleo que de electrones en la corteza). ese electrón que se ubicó en el Lantano en 5d 1 sufre una transición y se coloca en el subnivel 4f. y es: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 60 3d 10 Nd 144 Es un átomo neutro de Neodimio. de exclusión de Pauli. el cual ha perdido 5 electrones.98) = 151 neutrones y 98 electrones Configuración electrónica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f10 Los números cuánticos del último electrón son: 5 . De acuerdo con ello. que es: s => 2 . por lo que en el Cerio. las configuraciones electrónicas dadas son: a) 1s 2 2s 2 2p 4 : Se trata del elemento en su estado normal. deberíamos decir que no existe ningún elemento cuyo electrón diferenciador sea el 4f 1 A-06 Escriba la configuración electrónica de los siguientes elementos y/o iones: 60 Nd 144 As 3 . el que tuviera este electrón 4f 1 como electrón diferenciador. son 1 4. será el nº 8. pero en el caso del Cerio. por lo que en 2 2 6 2 6 2 10 6 su configuración electrónica tendrá 36 electrones: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p A-07 ¿Cuáles de entre las siguientes configuraciones electrónicas no son posibles. es: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 1 5s 2 5p 6 6s 2 Nº atómico = 57 Los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador. 3. el cual contiene 60 electrones: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 4 As 3 . obtenida por medio de la regla de Moeller.(Z = 33) Br 5+ ( Z = 35) .½ 249 Cf 98 : Contiene 98 protones. d => 10 . (249 . 2 2 6 2 10 d) 1s 2s 2p 3s 3p RESOLUCIÓN El principio de exclusión de Pauli dice que “En un mismo átomo no pueden existir dos electrones que tengan sus cuatro números cuánticos iguales”.Los números cuánticos del último electrón son: 5 . 2 . lo cual nos va a indicar el número máximo de electrones en cada subnivel electrónico. por lo que debería ser el siguiente elemento. -1/2 En realidad. juntamente con el electrón nuevo. a que grupo del Sistema Periódico pertenece y de qué elemento se trata. Explicar por qué. por lo que en su 2 2 6 2 6 2 configuración electrónica solamente tendrá 30 electrones. que es el 4f .-1 . de acuerdo con el principio c) 1s 2 3p 1 . correspondiente al periodo 2 y al grupo 16: el oxígeno b) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 : Se trata del elemento en su estado normal. se trata del primero de los elementos de la serie de los LANTÁNIDOS O TIERRAS RARAS.11 de 30 . -3. a) 1s 2 2s 2 2p 4 . que es el Lantano. Por todo ello.
correspondiente al periodo 2 y al grupo 1: el Litio d) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 10 Se trata de una configuración electrónica imposible ya que en el subnivel 3p solamente puede haber 6 electrones. con lo cual éste se completa. si se obtiene según el diagrama de Moeller debería ser: (n . es decir 6. mientras que en A se encuentra en el 2p A-10 Los elementos de transición Cu. le pueden quitar electrones. por ejemplo.1)d 10 ns 1 . A) La configuración B sí es posible pues corresponde a un estado excitado B) Ambas configuraciones corresponden al mismo átomo: el de Carbono C) Para arrancar un electrón de B se necesita menos energía que para arrancarlo de A ya que en B el último electrón se encuentra en un estado de mayor energía: está en el subnivel 3s. ganará los dos electrones que le faltan para completar su capa externa. No obstante. c) Para separar un electrón de B se necesita más energía que para separarlo de A. +4 y +2. A-09 Las configuraciones electrónicas de dos elementos neutros A y B son: A = 1s 2 2s 2 2p 2 y B = 1s 2 2s 2 2p 1 3s 1 . El caso A corresponde a su estado fundamental y el B corresponde a un estado excitado en el cual uno de los dos electrones del subnivel 2p ha ganado energía y se encuentra en el subnivel 3s. siendo sus números atómicos 29. de ahí su valencia -2. por lo que siempre tiene más tendencia a atraer hacia sí el par de electrones del enlace que forme con otro átomo que cualquier otro elemento (excepto el Fúor). en el caso del Oxígeno en la segunda capa (1s 2 2s 2 2p 4 ) y el azufre en la tercera capa (1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 ) por lo que a ambos les faltan dos electrones para completarla. quiere decir que tienen el mismo número de protones en el núcleo que de electrones en su corteza. razonadamente. por lo que hay elementos. para completar sus electrones de la última capa (valencia -2) y no los pierde frente a los demás elementos. RESOLUCIÓN Al tratarse de sos elementos neutros. por lo que en su capa más externa quedará con un solo electrón: sus configuraciones son: (n .1)d 9 ns 2 . correspondiente al periodo 3 y al grupo 2: el Magnesio c) 1s 2 3p 1 Se trata del elemento nº 3 (tiene 3 electrones) en estado excitado. que al ser más electronegativos que él. PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . pero los tres son excepciones a esta regla ya que uno de los dos electrones del subnivel “s”. respectivamente. y de ahí que todos ellos tengan valencia 1+. pues el electrón 3p 1 si estuviera en estado normal se encontraría en el subnivel más bajo. y no 10.2. se trata de una configuración posible ya que ninguno de los subniveles tiene más electrones de los permitidos . ¿cuál es la razón? RESOLUCIÓN Los tres elementos se encuentran en el grupo 11. se trata pues del elemento con número atómico 6: el Carbono.12 de 30 . que sería 2s 1 . y los electrones que el azufre puede perder son los de su última capa: 2s 2 2p 4 . el Oxígeno. 47 y 79 respectivamente. si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes: a) La configuración de B es imposible. A-08 ¿Por qué el oxígeno (número atómico 8) tiene valencia 2 y el azufre (número atómico 16) tiene además las valencias 4 y 6? RESOLUCIÓN Ambos elementos tienen 6 electrones en su última capa. El Azufre es ya bastante menos electronegativo que el Oxígeno. de ahí su valencia . o bien puede perder 4 o solamente 2. será el nº 12. de ahí sus valencias +6. Ag y Au presentan iones con carga 1+.de protones en el núcleo que de electrones en la corteza). Pero cuando se combina con otros elementos menos electronegativos que él. por lo que su configuración electrónica. Indicar. que son 6. b) Las dos configuraciones corresponden al mismo elemento. El Oxígeno es el segundo elemento más electronegativo. si los pierde todos. más externo pasan al subnivel “d”.
Escriba las configuraciones electrónicas de los iones N 3 .) 1s 2 2s 2 2p 6 1s 2 2s 2 2p 6 Co (Z = 27) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 4s 2 ===> Co 2 + (Tiene 24 e .13 de 30 Eu 152 63 PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL . mientras que si un electrón se encuentra en una capa inferior. es decir.A-11 1. Ca (Z=20). Justificar la respuesta. 12 y 27. los electrones que estén en un mismo nivel energético (misma capa) tendrán unas energías de ionización no demasiado diferentes. Mg 2 + y Co 2 + RESOLUCIÓN: Para escribir las configuraciones electrónicas de los iones. magnesio y cobalto son 7. ordenados por su número atómico. siendo los primeros aquellos electrones que se encuentren en las capas más externas.63) = 89 neutrones ESTRUCTURA ATÓMICA .37) = 48 neutrones Corteza : 37 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 1 Núcleo: 63 protones y (152 . sin embargo los primeros electrones en perderse cuando el cobalto cede electrones son los de su capa más externa.(Tiene 10 e .) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 7 En el caso de este último ion. los dos del subnivel 4s A-13 Escriba la configuración electrónica y la composición del núcleo de los siguientes elementos: Ge 73 32 RESOLUCIÓN Rb 85 37 Eu 152 63 At 210 85 Es 254 99 Ge 73 Corteza : 32 electrones 32 Núcleo: 32 protones y (73 . siendo por tanto en este elemento en el cual habrá una mayor diferencia entre la 1ª y la 2ª energía de ionización.32) = 41 neutrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2 Rb 85 37 Núcleo: 37 protones y (85 . Las sucesivas energías de ionización son las correspondientes a los sucesivos electrones que se van arrancando.) ===> Mg 2 + (tiene 10 e . aunque en el orden de llenado los últimos electrones que entran son los que van llenando el subnivel 3d. Por ello. respectivamente. según nos indique su carga negativa o positiva. Siempre se arranca el electrón que esté más débilmente retenido. solamente en el SODIO el segundo electrón está en una capa diferente al primero que se arranca. Cl (Z=17). en los casos dados.. estará mucho más cerca del núcleo y se necesitará una energía mucho mayor. dependiendo su valor de la atracción que ejerza el núcleo del átomo sobre ellos la cual depende fundamentalmente de la distancia a la que se encuentre. vamos a escribir antes las correspondientes a los átomos neutros. son: Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Cl : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 Ca: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 Ni : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 8 4s 2 Le energía de ionización es la energía que hay que comunicar a un átomo neutro. Ni (Z=28). A-12 Si los números atómicos respectivos de nitrógeno. Indicar cuál de los siguientes elementos presenta una mayor diferencia entre la primera y segunda energía de ionización: Na (Z=11). Las configuraciones electrónicas de estos elementos. Si la carga es positiva pierde los electrones de valencia: los más externos y los más débilmente retenidos) N (Z = 7) 1s 2 2s 2 2p 3 Mg (Z = 12) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 ===> N 3 . ya que los iones tienen más o menos electrones que el átomo neutro. gaseoso y en estado fundamental para arrancarle un electrón. 18. Por tanto.
41) = 51 neutrones Corteza : 41 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 3 204 81Tl Núcleo: 81 protones y (204 .Corteza : 63 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 7 At 210 Corteza : 85 electrones 85 Núcleo: 63 protones y (152 .19) = 20 neutrones Corteza : 19 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 Núcleo: 26 protones y (56 -26) = 30 neutrones Corteza : 26 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 ESTRUCTURA ATÓMICA .14 de 30 56 26 Fe PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL .95) = 148 neutrones Corteza : 95 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 7 A-15 Escribir la configuración electrónica y composición del núcleo de los siguientes elementos: 39 K 19 56 Fe 26 119 Sn 50 190 Os 76 249 Cf 98 RESOLUCIÓN 39 19 K Núcleo: 19 protones y (39 .66) = 96 neutrones Corteza : 66 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 10 Am Núcleo: 95 protones y (243 .16) = 16 neutrones Corteza : 16 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Núcleo: 41 protones y (92 .81) = 123 neutrones Corteza : 81 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 1 162 66 Dy 243 95 Núcleo: 66 protones y (162 .99) = 155 neutrones Es 254 99 Corteza : 99 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 11 A-14 Escriba la configuración electrónica y composición del núcleo de los elementos siguientes: 32 16 S 92 41 Nb 204 81 Tl 162 66 Dy 243 95 Am RESOLUCIÓN 32 16 S 92 41Nb Núcleo: 16 protones y (32 .63) = 89 neutrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 5 Núcleo: 99 protones y (254 .
86) = 136 neutrones Corteza : 86 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p6 A-17 Escriba la configuración electrónica y la composición del núcleo de los siguientes elementos: Ge 72 32 RESOLUCIÓN: 83 Kr36 87 Sr38 Tm 168 69 Po 209 84 Ge 72 32 Núcleo: 32 protones y (72 .50) = 69 neutrones Corteza : 50 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 2 Núcleo: 76 protones y (190 .83) = 127 neutrones Corteza : 83 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 3 Núcleo: 86 protones y (222 .76) = 114 neutrones Corteza : 76 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 6 Núcleo: 98 protones y (249 .32) = 40 neutrones ESTRUCTURA ATÓMICA .68) = 100 neutrones Corteza : 68 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 12 Núcleo: 83 protones y (210 .31) = 39 neutrones Corteza : 31 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1 Rb 87 37 Núcleo: 37 protones y (87 -37) = 50 neutrones Corteza : 37 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 1 Er 168 68 Bi 210 83 Rn 222 86 Núcleo: 68 protones y (168 .119 50 Sn 190 76 Os 249 98 Cf Núcleo: 50 protones y (119 .98) = 151 neutrones Corteza : 98 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 7s 2 5f 10 A-16 Escriba la configuración electrónica y la composición del núcleo de los siguientes elementos: Ga 70 31 RESOLUCIÓN: Rb 87 37 Er 168 68 Bi 210 83 Rn 222 86 70 Ga 31 Núcleo: 31 protones y (70 .15 de 30 PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL .
Cl = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 Br = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 I = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 5 B) El primer potencial de ionización o energía de ionización se define como “ La energía que hay que comunicarle a un átomo neutro. por tanto los tres valores dados.8 y 13. de la misma forma que la energía de ionización PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . En el Sistema periódico sus valores aumentan al desplazarnos hacia la derecha. gaseoso y en estado fundamental gana un electrón para convertirse en un anión. 11. y hacia arriba.1 eV C) La afinidad electrónica o electroafinidad es la energía que se libera cuando un átomo neutro.1 eV c) Defina qué es la afinidad electrónica RESOLUCIÓN A) Esos tres elementos se encuentran respectivamente en los periodos 3º. colocados en orden creciente de su número atómico. en los periodos. respectivamente a los elementos: YODO : 10.8 y CLORO = 13. en los grupos.84) = 125 neutrones Corteza : 84 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p4 A-18 En el sistema periódico se encuentran en la misma columna los elementos Cloro. gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el electrón más débilmente retenido”. pero no a los de transición interna. BROMO = 11. 10.4 . en los grupos.38) = 49 neutrones Corteza : 38 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 Núcleo: 69 protones y (168 .Corteza : 32 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 2 83 Kr36 87 Sr38 Núcleo: 36 protones y (83 -36) = 47 neutrones Corteza : 36 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 Núcleo: 38 protones y (87 . Si el número atómico del cloro es 17: a) Escriba la configuración electrónica de los tres elementos b) Defina el primer potencial de ionización de un elemento químico y asigne a cada uno de los tres elementos el potencial de ionización que pueda corresponderle entre los siguientes.4 . Bromo y yodo. en los periodos. y hacia arriba. Br = 35 y I = 53. de manera que los números atómicos diferirán en esa cantidad y son. Las configuraciones electrónicas respectivas son. Los periodos 4º y 5º contienen ya a los elementos de transición.16 de 30 . 4º y 5º.69) = 99 neutrones Tm 168 69 Corteza : 69 electrones Configuración electrónica : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 13 Po 209 84 Núcleo: 84 protones y (209 . corresponderán. por lo que cada uno está compuesto por 18 elementos. Cl = 17 . En el Sistema periódico sus valores aumentan al desplazarnos hacia la derecha.
. -1. los valores que puede tomar el número cuántico secundario “ l “ son: l = 0 es un orbital tipo “s” (uno solo) l = 1 es un orbital tipo “p” (tres orbitales) l = 2 es un orbital tipo “d” (cinco orbitales) l = 3 es un orbital tipo “f” (siete orbitales) En total: 1 + 3 + 5 + 7 = 16 orbitales A-20 a) Justifique. -1. +1. Z = 11). 1. 0.1) (Se representan por letras: s = 0. ½ ) . 1. 1. . -1. B) (2.. Para un valor del número cuántico principal n = 4. 1. 1.A-19 Indicar a qué orbital corresponde la siguiente serie de números cuánticos: n=4. 0. la carga nuclear también aumenta. 7. Nº cuántico secundario: l: Determina la forma del orbital Valores posibles: 0. también aumenta el radio PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . si pueden existir en un átomo electrones cuyos números cuánticos (n. 1. 1. D) (3. la cuale s tanto mayor cuanto mayor sea su número atómico.½ ) . B) (2. si pueden existir en un átomo electrones cuyos números cuánticos (n. I. c) ¿Qué elemento presenta la misma configuración electrónica que el ion Na+? (Para el Na. f = 3) Nº cuántico magnético orbital: m l : Nos indica la orientación del orbital en el espacio Valores posibles: . 2. . Nº cuántico magnético de spin: m S : Nos indica el sentido de giro del electrón sobre sí mismo Valores posibles: . ½ ) . 4. 2. 3.l. 2. 0. pero dado que a medida que descendemos en el grupo el átomo tiene más capas electrónicas. ½ ) Sí es posible C) (1. l=3.½ ) . . p = 1 . ¿Cuantos orbitales de cada tipo hay en la capa electrónica n = 4? RESOLUCIÓN El tipo de orbital nos lo indica el segundo número cuántico. 0. tenemos: A) (2.. corresponde a un orbital tipo “f”. -1. D) (3. -1. y para los cuatro electrones cuyos valores nos dan. C) (1. 2. 3. ½ ) No es posible ya que el 2º número cuántico debe ser siempre positivo B) (2. ½ ) .. -1. 1. 1. neutro y en estado fundamental para arrancarle el electrón más débilmente retenido. m= -1 . . 1. m y m s) sean: A) (2. m y m s) sean: A) (2. 1. p = 1. Q... + l Estos tres primeros números cuánticos definen el orbital atómico. 6. (n . 1. -1. de un modo razonado. 5. dado que al descender en el grupo aumenta el número atómico. de un modo razonado. ½ ) . d = 2 . 1. b) Justifique como varía el potencial de ionización para los elementos del grupo de los metales alcalinos. Q’ es la carga del electrón y d es la distancia a la que se encuentra el electrón del núcleo (radio).½ ) No es posible ya que el valor del 2º número cuántico es siempre menor que el del primero D) (3.17 de 30 . Por tanto.½ y + ½ De acuerdo con estos posibles valores. Q' donde d2 Q es la carga del núcleo... ½ ). 2.. Valores posibles: 1. C) (1. por lo que como en este caso tiene el valor “3". I. RESOLUCIÓN a) Justifique. El potencial o energía de ionización es la energía que hay que comunicarle a un átomo gaseoso. con la siguiente equivalencia: s = 0 . ½ ) No es posible ya que el valor del 3º número cuántico es siempre igual o menor que el del segundo b) Justifique como varía el potencial de ionización para los elementos del grupo de los metales alcalinos. .. d = 2 y f = 3. La Fuerza con la cual el núcleo del átomo atrae a los electrones viene dada por la Ley de Coulomb: F = K. ½ ) El significado y valores que pueden tomar los números cuánticos en un átomo son: Nº cuántico principal: n: Nos da idea del volumen efectivo del orbital.
con más electrones si su valencia es negativa o con menos si es positiva.atómico.: 1s 2 2s 2 2p 6 Na + : 1s 2 2s 2 2p 6 B) Las especies isoelectrónicas son aquellas que tienen el mismo número de electrones. menor será la fuerza con la que atrae el núcleo al electrón y por tanto más fácil será arrancarselo. tenemos ===> el O 2 . por lo que se tratará del de número atómico 10: Es el NEON A-21 B) Dada la siguiente configuración electrónica: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 ¿A qué elemento corresponde? ¿Cual es su situación en el sistema periódico? Indique los valores de los cuatro números del electrón diferenciador RESOLUCIÓN Se trata del elemento nº 30 (Tiene 30 electrones) Se encuentra en el 4º periodo ( El valor más alto del número cuántico principal es 4) y. Ar. y puesto que solamente tiene 5 electrones. el cual al ser el último será + 1/2.18 de 30 . y las que tienen electrones desapareados. por tanto la serie de los cuatro números cuánticos de este electrón diferenciador del Zn e ( 3. CI = 17 . Na = 11 . + 1/2 ) A-22 a) Escriba las configuraciones electrónicas de las siguientes especies en su estado fundamental: O 2 . 2. las cuales tienen un total de 10 electrones. disminuye la energía de ionización del átomo. Así. que a medida que descendemos en el grupo.tiene 2 electrones más: O (Z = 8) 1s 2 2s 2 2p 4 2 2 6 1 Na (Z = 11) 1s 2s 2p 3s ===> el Na + tiene 1 electrón menos: Ar (Z = 18) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Mn (Z = 25) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 O 2 . Electrones desapareados solamente los tiene el Mn. justificando las respuestas. mientras que el tercero. Datos: Números atómicos: 0 = 8 . y la influencia de éste sobre el valor de la fuerza de atracción es mayor que la de la carga nuclear (está elevada a 2). las especies isoelectrónicas. teniendo en cuenta que el último electrón que entra en el d 10. Na + .y Na + . si las hay. Ar = 18 . por lo que su configuración electrónica será: 1 s 2 2 s 2 2 p 6 y esta configuración es también la de aquel elemento cuyo átomo neutro tiene 10 electrones. En el caso del Mn. es. en este caso + 2 (es el último) y el cuarto corresponde al spin del electrón. Z = 11). de acuerdo con el principio de máxima multiplicidad PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . Cl .. dado que en el subnivel “d” caben 10 electrones distribuidos en 5 orbitales. ya que todas las demás tienen completos los subniveles s y p. por lo que cuanto mayor sea el tamaño del átomo. el segundo número cuántico es el correspondiente a la d: 2. b) Identifique.y Mn. El electrón diferenciador es aquel electrón que “diferencia” a un elemento del inmediatamente anterior. El ion Na + tiene 10 electrones. C) ¿Qué elemento presenta la misma configuración electrónica que el ion Na+? (Para el Na. el último electrón que “ha entrado” en su configuración electrónica (No se trata pues del electrón 10 por lo que el primer número más externo) En este caso se trata del 3d cuántico es 3. es pues. +2. que toma sus valores desde -2 a +2. se encontrará en la décima columna de las que corresponden al número cuántico secundario “d”. es el Zn. Por tanto. Mn = 25 RESOLUCIÓN a) Las configuraciones electrónicas de los iones derivan de las de los correspondientes átomos. se encuentra en la última columna de los elementos de transición. En definitiva. en este caso O 2 . es decir.
el mayor valor lo tendrá el OXÍGENO (Z = 8) por ser el que se encuentra más arriba y más a la derecha de la tabla periódica entre estos tres. por lo que entre ellos se formará un enlace de tipo covalente (parcialmente covalente al tratarse de dos elementos no metálicos diferentes).Se trata del OXÍGENO Nº 16: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4------------.Sus temperaturas de fusión y ebullición son bajas. En la tabla periódica aumenta de abajo a arriba (es mayor cuanto más pequeño es el átomo) y de izquierda a derecha (es mayor cuanto mayor sea el número de protones del núcleo: número atómico)..19 de 30 . En el caso de los tres elementos dados.. Justifique la respuesta: a) K + . B y Al 3 + b) F . neutro y en estado fundamental el electrón más débilmente retenido. por lo que las propiedades características de los compuestos que se formen serán las de los compuestos covalentes. a saber: .No conducen la corriente eléctrica ni fundidos ni en disolución.de Hund.Se trata del AZUFRE Nº 19: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 ------. mientras que en los pariodos disminuye al desplazarnos hacia la derecha debido al aumento del número atómico.Son insolubles en agua. existirán 5 electrones desapareados A-23 Dados tres elementos del sistema periódico: A. . O. b) Señale el tipo de enlace y aporte dos propiedades características de los posibles compuestos entre A y B RESOLUCIÓN A) Las configuraciones electrónicas de esos tres elementos son: Nº 8: 1s 2 2s 2 2p 4 -----------------------. cuyos números atómicos respectivos son 8. en este orden debido al tamaño ( el Al 3 + tiene solamente 2 capas electrónicas. B y C.Se trata del POTASIO El Potencial o energía de ionización se define como la energía necesaria para arrancarle a un átomo gaseoso. aunque reaccionarán con ella para formar los correspondientes ácidos . a) Las configuraciones electrónicas de las diferentes especies son 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 K+ : Rb: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 1 Mg. 16 y 19: a) Escriba sus configuraciones electrónicas e indique cuál de ellos presentará el valor mayor del primer potencial de ionización.N 3 . serán gases a la presión y temperatura ordinarias . éstos se distribuirán lo más desapareados posible: un solo electrón en cada uno de los orbitales: ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ Por tanto. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 2+ Ba 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 B 1s 2 2s 2 2p 1 3+ 2 2 1s 2s 2p 6 Al Los tres iones: Al 3 + K + y Ba 2 + tienen la configuración de los gases nobles. Ba 2 +. C . por lo que serán los que tengan mayor su energía de ionización. A-24 Ordenar según energías de ionización creciente las dos series de las siguientes especies. el K + 3 y el Ba 2 + 5). S 2 . . B) Los elementos A (Oxígeno) y B (Azufre) son dos no metales pertenecientes al periodo 16. Rb.Están formados por verdaderas moléculas.y B 3 - RESOLUCIÓN La energía de ionización aumenta en la tabla periódica al desplazarse de abajo hacia arriba en los grupos debido a que disminuye el tamaño de los átomos. las cuales serán muy estables. Mg. El resto de los átomos esta energía de ionización disminuirá por PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .
tiene solamente 2 capas electrónicas al igual que el N 3 . a que grupo y periodo pertenece y diga también si el elemento es paramagnético o diamagnético. . .(+1. mientras que el S 2 ... l = 2. y dado que los valores de “m” y “s”.½). m = 0 y s = +1/2 RESOLUCIÓN a) n = 2.. d y z PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA ... por lo que serán los que tengan mayor su energía de ionización. ordenados. así pues.. p y . +2 (estos 5 orbitales se les suele designar como: d z 2 . tiene TRES electrones desapareados por lo que será paramagnético. + ½). ( -1. d xy .1) . + ½). Por tanto para esta serie el orden en sus energías de ionización 3+ > K + > Ba 2 + > B > Mg > Rb será el siguiente: Al a) Las configuraciones electrónicas de las diferentes especies son 1s 2 2s 2 2p 6 FO 1s 2 2s 2 2p 4 22 2 S 1s 2s 2p 6 3s 2 3p 6 C 1s 2 2s 2 2p 2 32 2 N 1s 2s 2p 6 3B 1s 2 2s 2 2p 4 Los tres iones: F .Nº cuántico principal n: 1. .2.. l = 2. es decir. . n=5 Caso a) 5p: l=p=1 m = -1. por lo que el valor de su energía de ionización dependerá de su número atómico. por lo que si n = 2. 4. Para el resto. 4d. .½). p z ) Caso b) 3d z 2 n = 3 l=d=2 m = -2.-2. O > C > B 3 .. Por tanto para esta serie el orden en sus energías de ionización será el siguiente: F. + ½).(n ..> N3. a) n = 2. m = -2 y s = -1/2 NO EXISTE ningún electrón que tenga esos números cuánticos ya que los valores del nº cuántico secundario “l” van desde 0 hasta (n . 2. . pero nunca 2 b) n = 4.20 de 30 .(+1. + ½). l = 2. 2. (. Mg y Rb.½). N 3 . 2 2 6 2 6 2 10 6 2 3 Su configuración electrónica total es: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d . RESOLUCIÓN 3d z 2 . m = 0 y s = +1/2 Corresponde al electrón 4d ( n = 4. -1. ( -1. +1===> Le corresponden 3 orbitales (Se les suele designar como p x . 0. 3. l = 2. de que elemento se trata. vemos que todos ellos tienen el mismo número de capas electrónicas y ninguno de ellos tiene completa la última. l = 2 =>d ). 0.tiene 3 capas). (0. .1). +1. son: (. y estos valores son: .. + ½).> S2. d x 2 . 0. el número de orbitales que corresponden a cada una de las siguientes designaciones: 5p. +2.Nº cuántico secundario l: 0. los posibles valores de “l” serán 0 y 1.2.½). 1.y S 2 . pero su nº atómico es mayor. +1 . ½). n = 5 y 7s.> O > C > B3A-25 Demuestre si existe o no un elemento que posea los números cuánticos de su electrón diferenciador que se indican. Se encuentra en el 5º periodo (el nº cuántico principal más alto es el 5) y en la 3ª columna de las “d” ( grupo 5 ó 5b): Se trata del NIOBIO 3 A-26 Indicar. m = -2 y s = -1/2 b) n = 4. en este orden debido al tamaño ( el F . Los valores de los tres primeros números cuánticos son los que nos van a permitir calcular el número de orbitales que corresponden a cada caso.y2 . d xz .+l y son éstos los que nos van a indicar el número de orbitales. (0. (+ 2. justificando la respuesta.Nº cuántico magnético orbital m: -l.tienen la configuración de los gases nobles. En caso afirmativo represente su configuración electrónica. se trata del 3º electrón. . (+ 2.el mismo motivo desde el B. -1.. .
+1. +1. d x 2 . 0. +1 . +2 ==> Le corresponden 5 orbitales (se les suele designar como: d z 2 . -3. -2. +3 -4. -1. -1. 0. 0. +2. d xy . 1 -2. d xz . 0.21 de 30 . +2 -3. +3. -2. +1. le corresponde.y2 .por lo que vemos que se trata de uno de estos orbitales . -1. -1. +2. d y z ) Caso d) n = 5: n=5 l 0 1 2 3 4 m 0 (s) -1. 0. por tanto 1 orbital Caso c) 4d: n=4 l=d=2 m = -2. +4 Nº de orbitales 1 orbital 3 orbitales 5 orbitales 7 orbitales 9 orbitales Nº total de orbitales posibles: 25 Caso e) 7s: n=7 l=s=0 m = 0 ===> Le corresponden 1 orbital (se le suele designar como s) PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .
23 átomos del isótopo de masa 204.10. vamos a tomar una muestra de 100 átomos en la cual habrá: 78.98259 = 24. y 100 X = 69. y la media ponderada de sus masas atómicas es 63.9278 . Calcular la proporción en que se hallan mezclados los isótopos.17 átomos de Mg-26.X + 6492.98504. Para calcularlo.034.69. 29. si partimos de 100 átomos. vamos a tomar una muestra de 100 átomos en la cual habrá: “X” átomos de Cu-63 y (100 .13% y 11.9278. es la media ponderada de las masas de todos los isótopos de un elemento.70.Calcular la masa atómica exacta de una muestra de Talio ordinario.0.41%. Así.034 umas y sus abundancias relativas son.10%.29. de la muestra. el cual tiene 81 electrones.23 + 205.22 de 30 .98584 y 25.54. cuyas masas atómicas son respectivamente: 23. 0.98504 + 10. 24. RESOLUCIÓN El peso atómico o masa atómica media es la media ponderada de las masas atómicas de todos los isótopos de un elemento. 10.78 . respectivamente.X).049.9298. RESOLUCIÓN El peso atómico o masa atómica media.X) átomos de Cu-65.Grupo B: COMPOSICIÓN DEL ÁTOMO B-01 Por los espectros de masas puede determinarse que el Talio ( Z = 81) se compone de tres isótopos cuyas masas son: 203.X .23.62. y calculamos la media ponderada.037. 10.41 = 204.445.46 % de Cu-63 y de ahí calculamos la composición. es: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 1 El electrón diferenciador es el que se encuentra en el subnivel 6p 1 y sus cuatro números cuánticos son: 6 1 -1 -½ B-02 Los isótopos del magnesio natural son 12 Mg 24 25 12 Mg y 26 12 Mg . Para calcularlo.54 % de Cu-65 PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .16564 100 B-03 Sabiendo que el cobre natural tiene dos isótopos 29 Cu y 63 65 29 Cu de masas atómicas 62.36%.13.10 átomos de Mg-24. Calcular la masa atómica media del magnesio. y que la masa atómica del mismo es 63.54.034.64. en los cuales habrá 29. 0. por lo que en este caso.17. la media de todas ellas será: Pa = 203.54 = X.037.23% y 70.17%.36 átomos del isótopo de masa 203.46 = 30.037.049 y 70.9298 + (100 .41 átomos del isótopo de masa 205.049 y 205.98584 + 11.64. de donde 6354 = 62. 204.98259 y sus abundancias relativas 78.9278.13 átomos de Mg-25 y 11.24. RESOLUCIÓN El peso atómico o masa atómica media es la media ponderada de las masas atómicas de todos los isótopos de un elemento. tendremos que: Pm = 78. Determine la configuración electrónica de uno de estos átomos e indique el valor de los cuatro números cuánticos del electrón diferenciador.36 + 204. tendremos que: 63. Así.25. que es su Peso molecular 100 La configuración electrónica del Talio (Z=81). que es: 100 .9298 y 64.
dado que ν = c.< = 6.2 ⎟ = 82258.2 ⎟ 2 ⎝ nfinal ninicial ⎠ donde RH es la constante de Rydberg = 109.6 cm -1 .106 = 4.2 cm -1 = 2.ν = ν c ⇒ ν = c. Calcular: a) La frecuencia de la radiación emitida al caer un electrón desde el segundo nivel al primero. 82258. ⎜ ⎛ 1 1 ⎞ . .677. que la relaciona con su frecuencia: E = h.6.2.1. suponiendo que toda la energía desprendida en el anterior salto electrónico se transforme íntegramente en calor siendo la reacción de formación del agua: 2H 2 (9) + 0 2 (g) --> 2 H 2 0 (l) + 571. RESOLUCIÓN En este caso hemos de tener en cuenta la fórmula de Balmer que nos permite calcular la frecuencia de la radiación emitida por un electrón al caer desde una órbita a otra más interior.23 de 30 . por lo que será: PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .10 15 s -1 b) La energía correspondiente a una radiación se determina por la fórmula de Planck.023.468.10 -34 .48 Julios RESOLUCIÓN a) Para calcular la frecuencia o energía desprendida al caer un electrón de una órbita a otra más interior. y así: ν= ⎛ 1 ⎛ 1 1 ⎞ 1⎞ = RH ⎜ 2 .Grupo C: SALTOS ELECTRÓNICOS EN EL ÁTOMO C-01 El electrón de un átomo de hidrógeno experimenta una transición desde n=4 hasta n=2. b) La energía total desprendida por un mol de átomos de hidrógeno que experimentan la transformación indicada en el apartado anterior. en este caso el nivel 2 y el 1.<. E = 6. c) La masa de hidrógeno atómico necesaria para descomponer 90 g.2 ⎟ = 2. Calcular el número de ondas y la energía de la radiación emitida.6252. en la que la constante de Rydberg para el átomo de Hidrógeno R H es 1.023.10 8 .10 -18J/átomo ==> ==> E mol = 1.10. de manera que para cada mol de átomos.10 15=1. “número de ondas” : ν .2 ⎟ ⇒ ν = 1. de agua.715. pero hemos de tener en cuenta que la frecuencia calculada en el apartado anterior corresponde al salto de UN ELECTRÓN.10 10 cm/s .2 cm -1 Que es el valor del número de 2 ⎝1 2 ⎠ ondas. vemos que para cada dos moles de agua (2.106 m -1 ⎜2 4 ⎟ λ ⎝ nfinal ninicial ⎠ ⎝ ⎠ 1 y la energia. por lo que la energía así calculada será la correspondiente a un átomo. pero se nos pide para 90 g.10-34 .10 23.062.18 = 36 g) es necesaria una energía de 571715.56 eV C-02 La energía del primer nivel electrónico del átomo de hidrógeno tiene un valor de -13.48 Julios.635.ν .848.10 -18. Así.062. ⎜ ⎛ 1 1⎞ .468. se utiliza la fórmula de Balmer: ν = RH .ν y que E = h. por lo que la frecuencia de esa radiación será: < = 3. Por tanto.6. tendremos: ν = 109677.10 7 ⎜ 2 .1.10 23 = 9.62. respectivamente. tendremos: E = h.2.1. hemos de multiplicarla por el número de Avogadro: 6.10 5 Julios/mol) c) En la reacción que se nos indica.10 7 m . que es: ν = 1 λ .10-19 J = 2.ν y n inicial y n final son los niveles electrónicos.60 eV.635.3.
10 J 90 g H2O .848.571.x ⎭ y esta cantidad procede de los saltos electrónicos vistos en los apartados anteriores....10 6 J ⎪ ⎭ PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA ..45 g de hidrógeno atómico ⎬ x g H 2 .48 J ⎫ 6 ⎬ x = 1.715.24 de 30 ...10 5 J ⎫ ⎪ X = 1.. en los que hemos calculado que por cada mol de átomos de Hidrógeno (1 gramos) que sufren este salto electrónico se desprenden 9..429.36 g H2 O .1..9.10 5 Julios 1 g H 2 .848....429.
29.28 .1379 UMAS = 2.10 .11 /16 = 1.12 Julios/nucleón PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . y 16 .29.Grupo D: DEFECTO DE MASA D-01 Calcular el defecto de masa y la energía de enlace por nucleón del nucleído: O-16 (Z=8).(3.1. 10 .9949 umas. pues su número atómico es Z=8 .10 8 ) 2 = 2. Dado que se tienen 16 nucleones.28 .06.10 .9949 = 0. la energía que le corresponde a cada uno es: E nucleón = 2.0076 + 8.0090 .06.25 de 30 .1.8 = 8 neutrones. de forma que el defecto de masa es: )m = 8. el O-16 tiene 8 protones.10 . RESOLUCIÓN El defecto de masa es la diferencia entre la masa de los nucleones (protones y neutrones) en reposo y la del núcleo formado. que es la energía desprendida.15.28 Kg E = 2. cuya masa es de 15. En este caso.11 Julios.10 .
97 KJ/mol E-02 Los átomos de sodio excitados pueden emitir radiación a una longitud de onda de 5890 D .6252. nos quedará: 3.10 23 = 3.10 . Calcular la diferencia de energía correspondiente al tránsito electrónico que se produce.10 .37.< donde h es la constante de Planck= 6.34 . 6.10 m puesto que la equivalencia entre el eV y Julio es 1 eV = 1.19 . 3.10-34 j.10 .s.093. expresada en eV/átomo RESOLUCIÓN Para determinar la energía de cualquier radiación electromagnética viene dada por la ecuación de Planck: E = h.023.6.6252.10 5 Julios E-03 El color amarillo de la luz de sodio posee una longitud de onda de 589 nm.<.89. expresada en eV/átomo y en Kj/mol RESOLUCIÓN Para determinar la energía de cualquier radiación electromagnética viene dada por la ecuación de Planck: E = h.37.19 C La energía desprendida cuando esa transición la sufre un mol de átomos será: E mol = 3.37. tendremos que hacer: E mol = E átomo. ¿Cual es la energía en julios y eV de los fotones de esta radiación? ¿Cual sería la energía producida cuando 1 mol de átomos sufre esta transición? RESOLUCIÓN La relación entre la energía y la longitud de onda (5890 D= 5.10 .Grupo E: PROPIEDADES DE LAS RADIACCIONES E-01 El color amarillo de la luz de sodio posee una longitud de onda de 589 nm. tenemos: c 3.9 = 5.10 .19 Julios la cual.19 . 6. la cual está relacionada con la longitud de onda (8) por la velocidad de la misma: c = 8.34 J. para esta radiación de la cual conocemos su longitud de onda: 8= 589 nm = 589. y < es la frecuencia de dicha radiacción.1 eV 1.11 eV -7 5.093.89.10-19 J = 2.60219.ν = h.1 J/mol = 202.10 .10 8 14 -1 ν = = .108 m s = 3.60219. Por tanto.10 Voltio) y sabemos que 1 eV = 1.37.< =6.5. Calcular la diferencia de energía correspondiente al tránsito electrónico que se produce. dado que hemos de expresarla en eV (electronesJ.10 .s.s. longitud de onda (8) y velocidad de la luz (c) ν= c λ . la cual está PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .10 -19 = 2. E = h. la energía correspondiente a esta radiación será: E = h. por lo que para calcular la energía emitida por un mol de electrones que efectúen dicho tránsito.37.03. y < es la frecuencia de dicha radiacción.< donde h es la constante de Plnack= 6.10 -19 Estos datos se refieren al tránsito de un electrón dentro de un átomo.6252.10 14 = 3.10 23 = 202975.10 23 = 2.6.10 s λ 589.26 de 30 .023.10 .19 Y por tanto.10 .<) y de la relación entre la energía (E). c λ = 6.62.023.9 m .10 .7 J) viene dada por medio de la Ecuación de Planck (E = h.34 J.
31.9 m . para esta radiación de la cual conocemos su longitud de onda: 8= 589 nm = 589.0.6252.0.37.7. RESOLUCIÓN Para determinar la energía de cualquier radiación electromagnética viene dada por la ecuación de Planck: E = h.60219.10 -7 = 1.37.< = 6.5.7 m . la energía correspondiente a esta radiación será: -7 λ 6.0.1 eV 1.10 -19 = 2.<. su número de ondas y la energía de los fotones que la forman.10 .60219.10 .5.<.6252.27 de 30 . Calcular su frecuencia.10 8 = = 5. Por tanto.1014 s-1 Y por tanto.10 Voltio) y sabemos que 1 eV = 1.10 . por lo que es: ν = 1 λ = 1 6.10 -19 E-04 Una radiación tiene una longitud de onda de 6000 Å.10 s λ 589.relacionada con la longitud de onda (8) por la velocidad de la misma: c = 8.9 = 5.10 .0. la cual está relacionada con la longitud de onda (8) por la velocidad de la misma: c = 8.34 . y < es la frecuencia de dicha radiacción.< =6.34 J.10 14 = 3.19 Y por tanto.< donde h es la constante de Planck= 6. ν = c 3. dado que hemos de expresarla en eV (electronesJ.10 El número de ondas es igual a la inversa de la longitud de onda (se define como el número de ondas que contiene la unidad de longitud) . Por tanto.0. nos quedará: 3.10 .10 14 = 3.10 .093.10 .10 .093.10 6 m-1 La energía correspondiente al fotón de esa radiación se determina mediante la fórmula de Plank: E = h. la energía correspondiente a esta radiación será: E = h.19 Julios la cual.10 8 c 14 -1 ν = = . tenemos: 3. para esta radiación de la cual conocemos su longitud de onda: tenemos: 8= 6000 Å = 6.19 Julios PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .s.34 .6252.
9. v 9.v2 ⇒ 1.672.Grupo F: ONDAS ASOCIADAS A PARTÍCULAS F-01 Calcular la longitud de onda asociada a un protón acelerado con una energía de 1 M.10 5 ) E = 1 2 2 .19 J).107 m s 2 2 Y con este valor de la velocidad.1.28 de 30 .19 Julios PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .10 .10-27 .13 J.14 m .v.384.10 .10. ¿Cual es su energía? DATOS: Masa del electrón: 9.10 −31.10 -34 .s RESOLUCIÓN La onda asociada a una partícula viene dada por la expresión: h 6.10 .1.602.10 .602. (5.10-13 = .125.10 Si se trata de una partícula material moviéndose.e. por lo que ésta será: 1 mv 2 = 2 .31 Kg .34 h .27 7 m. podemos determinar su velocidad.862.10 . llevará energía cinética.10 m. La energía que lleva ese protón es: 10 6 eV = 10 6 .10 λ= = m -31 6 . λ= = 2.602.1. RESOLUCIÓN La energía que lleva una partícula en movimiento es energía cinética.v2 ⇒ v = 1.10 .10 .47.v 1. Constante de Plank: h = 6.384.62.672.10 .10 .19 = 1.10 6 m/s.602.625. según la cual todas las partículas se mueven asociadas a una onda.62.672.5. teniendo en cuenta la hipótesis de De Broglie sobre la dualidad onda-corpúsculo. por lo que teniendo en cuenta que la masa del protón en reposo es 1.34 J.27 Kg y la equivalencia entre el eV y el Julio (1 eV = 1.E = 1. Así: Ec = 1 1 m.0. cuya longitud de onda viene dada por la expresión: λ= 6.10 .10 F-02 Calcular la longitud de onda asociada a un electrón que se mueve a una velocidad de 5. 8 = 1.
10 -31 Kg.83.10-19 = 2.v2 ⇒ 2. y la masa del mismo es 9.10 8 m s Eluz = 6.10-31.83.8. cuya longitud de onda es 2536 D.v2 ⇒ v = 6. el electrón saldría con una energía (cinética) igual a la diferencia entre la energía de la radiación con la cual se ilumina al átomo y la necesaria para arrancarlo (umbral) Así.s.11. Calcula la velocidad máxima de los electrones emitidos por ese metal.8. la velocidad que lleva será: Ec = 1 1 m.1014 s-1 = 5.00. = 7.10-34 J.83.1 .63.62.10-19 J Y dado que esta energía que lleva el electrón es energía cinética.ν = 6.10-19 J ⎪ -10 2536.10-19 = 9.Grupo G: EFECTO FOTOELÉCTRICO G-01 La frecuencia umbral de cierto metal es 8.11.83.10 m ⎭ Eelectron = Eluz . si iluminamos un átomo exactamente con una radiación de esa frecuencia. la energía correspondiente a la frecuencia umbral y la de la radiación con la cual se ilumina son: Eumbral = h.8. ¿Qué energía cinética poseen esos electrones? RESOLUCIÓN La frecuencia umbral es la frecuencia que ha de tener una radiación para arrancar un electrón a un átomo. cuando se ilumina con luz.5.29 de 30 . Por ello.10-34 J.10-19 J ⎫ ⎪ ⎬de donde sale la energia del electron 3.62.00.s. pero si la radiación tiene una frecuencia mayor.10 5 m s 2 2 PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA . el electrón saldría sin energía cinética alguna.10-19 .1014 s .Eumbral = 7.
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL ESTRUCTURA ATÓMICA .941. por lo que se necesitará menos energía para arrancarlo. RESOLUCIÓN Las configuraciones electrónicas de ambos son: As: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 ==> 4p x 1 4p y 1 4p z 1 Se: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 ==> 4p x 2 4p y 1 4p z 1 El electrón que se pierde en el caso del As es uno de los tres del subnivel 4p.30 de 30 . el cual contiene dos electrones. los cuales están desapareados y situados cada uno en uno de los orbitales 4p. por lo que sufrirá una cierta repulsión por parte del otro electrón que comparte con él su orbital. En el caso del Selenio. el electrón que se pierde es uno de los dos que se encuentran en el orbital 4p x .Grupo H: PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS La primera energía de ionización para As (Z= 33) y Se (Z=34) es respectivamente 0. Explicar esta observación.947 y 0.
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