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Seminario 3 con la solución y su respectiva explicación, hecho en clase con el profesor....

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Seminario 3

Química I

Práctica ud3 1. Discutir la veracidad de la siguiente afirmación.

- No es posible que exista un átomo con la siguiente configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1. No cumple las reglas de rellenado de orbitales pero si seria posible si se trata de un átomo excitado. 2. Indica: a) Cuál es la configuración electrónica para el estado fundamental del elemento químico boro. Z=5 => 1s2 1s2 2p1 b) ¿Qué números cuánticos asignarías a los electrones de la última capa del citado elemento? n=2, l= 0, s= +1/2 n=2, l= 0, s= -1/2 n=2, l= 1, s= +1/2 c) Calcula la carga nuclear efectiva del electrón más externo Z*=5-2=3 d) Propón una configuración para un estado excitado del citado elemento. Z=5 => 1s2 1s2 3s1 3. ¿Cuál o cuáles de las siguientes configuraciones electrónicas corresponden a un estado fundamental o a un estado excitado para un átomo?: a) 1s2 2s2. No b) 1s2 2s1 2p1. Si c) [Ne] 3s2 3p8 4s1. Prohibido d) [Ar] 4s2 3d3. No ¿Alguna de las configuraciones anteriores contradice el principio de exclusión de Pauli? La c).

4. Dadas las configuraciones electrónicas de los átomos neutros A (1s2 2s2 2p6 3s1) B (1s2 2s2 2p6 6p1) Indica, razonándolo, si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Se necesita energía para pasar de A a B. Verdadero: el A está en estado fundamental y B está en estado excitado. b) A y B representan elementos distintos. Falso: es el mismo elemento pero en B está excitado. c) Se requiere una menor energía para arrancar un electrón de B que de A. Verdadero: ya que es mas fácil arrancar el ultimo electrón de la capa 6p que de la 3s, ya que se encuentra más lejos del nucleo y este ejerce una menor atracción sobre el electrón.

5.Considera las especies químicas en, F-, N3-, Na+ : a) ¿Qué tienen en común? Tienen el mismo número de electrones. Tienen la configuración electronica del neón [Ne]. b) ¿En qué se diferencian? Difieren en Z (número de protones en el núcleo) c) Ordénalas de menor a mayor tamaño. Tenemos que fijarnos en el número de protones y número de electrones, será mayor aquel que tenga menor número de protones y mayor número de electrones. A partir de eso como el que tiene menor número de protones y a igual número de electrones es el N3-, a este le sigue el F- y finalmente encontramos el Na+. 6. Dados los elementos A (Z=13), B (Z=9) y C (Z=19) a) Escribe sus configuraciones electrónicas. A= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 B= 1s2 2s2 2p5

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C= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 b) Ordénalos de menor a mayor electronegatividad. K > Al > F c) Razona cuál tiene mayor volumen. A mismo apantallamiento tiene menor número de protones. K < Al < F 7. Los átomos neutros X, Y, Z, tienen las siguientes configuraciones: X=1s2 2s2 2p1; Y=1s2 2s2 2p5; Z=1s2 2s2 2p6 3s2. a) Indica el grupo y el periodo en el que se encuentran. X: 2,13 Y: 2,17 Z: 3,2

b) Ordénalos, razonadamente, de menor a mayor electronegatividad. Z > X > Y c) ¿Cuál es el de mayor energía de ionización? Mayor energía de ionización a menor radio y mayor carga. 8. Ordena los siguientes elementos en orden creciente de energía de ionización: * Mayor energía de ionización a menor radio y mayor carga. a) Li, C, Be, B Z respectiva: 3, 12, 4, 5 Li>Be>B>C b) Al, Na, Mg, P Z respectiva: 13, 11, 12, 15 Na>Mg>Al>P 9. Contesta: a)¿En qué unidades se expresa la electronegatividad? Se mide en kJ/mol. *Definición electronegatividad: tendencia de un átomo en una molécula a atraer los e– hacía sí. b) La afinidad electrónica del flúor es de -328 kJ/mol. Así, el flúor neutro, ¿requiere un aporte energético exterior para pasar al anión fluoruro? No, como recibe un electrón no se requiere absorción de energía. c) Escribe la ecuación de la afinidad electrónica para el flúor y calcula la energía absorbida o emitida cuando se ioniza un gramo de flúor. F + e-

F- AE= -328kJ/mol

10. Cuatro elementos que llamaremos A, B, C y D tienen, respectivamente, los números atómicos: 2, 11, 17 y 25. Indica: a) El grupo y el periodo al que pertenecen. A: 1,18 B: 3,1 C: 3,17 D: 4,7 b) Cuáles son metales. B es metal y D semimetal. c) El elemento que tiene mayor afinidad electronica.

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*Definición de AE: Es la energía intercambiada cuando un átomo gaseoso captura un e– y forma un anión. C>D>B>A 11. Compara los elementos químicos Li, K, C y F en cuanto a : a) ¿Cuál tendrá mayor radio atómico? Tendrá mayor radio tómico aquel de mayor tamaño puesto que la distancia entre sus núcleos será mayor. Suponiendo que se trata de átomos neutros a mayor número atómico Z mayor número de capas y mayor tamaño, por tanto el elemento de mayor radio atómico será el K. b) ¿Cuál tendrá mayor afinidad electrónica ? El elemento con mayor afinidad electrónica será el F. c) Ordénalos según valores crecientes de su energía de ionización. *Definición EI: Es la mínima energía necesaria para extraer un e– de un átomo neutro, gaseoso y en su estado fundamental y formar un catión. A mayor número de capas de electrones menos atraídos por el núcleo se encontraran los electrones por tanto más fácil será extraer un electrón. Li>C>F>K 12. Dadas las configuraciones electrónicas correspondientes a los átomos neutros que a continuación se escriben : A : 1s2 2s2 2p3 B: 1s2 2s2 2p5 , C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 , D: 1s2 2s2 2p6 3s2 , indica razonadamente : a) grupo y período al que pertenece cada elemento. A: 2,5 B: 2,7 C: 4,1 D: 3,2 b) qué elemento posee la mayor energía de ionización y cual la menor. A mayor número de capas de electrones menos atraídos por el núcleo se encontraran los electrones por tanto más fácil será extraer un electrón. Mayor EI => C, menor EI => A c) qué elemento posee mayor radio atómico y cual menor. Tendrá mayor radio atómico aquel elemento que tenga mayor número de capas de electrones puesto que al unir dos átomos del mismo elemento la distancia entre núcleos será mayor. En el mismo período tendrá mayor tamaño aquel elemento que posea mayor número de electrones. Mayor RA => C, menor RA => A 13. Resuelve: a) Escribe la configuración electrónica de los iones S2– y Fe2+. S2-: [Ne]3s3 3p6 Fe2+: [Ar] 3d5 4s1 b) Indica un catión y un anión que sean isoelectrónicos con S2-. Nº e- que tiene S2-: 18, catión K+ y anión Cl-. c) Justifica por qué la segunda energía de ionización del magnesio es mayor que la primera. Para justificar el hecho de que la segunda energía de ionización sea mayor que la primera podemos tener en cuenta que al arrancar un electrón a un átomo neutro la carga nuclear sigue siendo la misma y la atracción será mayor para el segundo electrón que queremos arrancar, además el apantallamiento de los electrones será menor por lo que la atracción será mayor y costará más. 14. Ordena de menor a mayor radio iónico las especies isoelectrónicas siguientes: fluoruro(F-), sodio (Na+), magnesio (Mn2+) y aluminio (Al3+). Justifica la respuesta. Correspondientes números atómicos (Z= nº protones): 9,11, 12, 13. A mayor número de electrones y menor número de protones en el núcleo mayor radio iónico tendrá el ión, puesto que los electrones se verán menos atraídos por el núcleo. F-: 9 protones y 10 electrones Na+: 11 protones y 10 electrones

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Mn 2+: 12 protones y 10 electrones Al 3+: 13 protones y 10 electrones Al 3+...