Capítulo # 1 Ejemplo resuelto 1. 2. 3. 4. 5. Con respecto a la materia y su clasificación, se afirma correctamente que: F V F V F para distinguir un compuesto de una mezcla hay que contar el número de fases presentes las mezclas homogéneas pueden mostrar la misma composición en todas sus partes una sustancia homogénea solo puede separarse por métodos químicos una mezcla heterogénea puede separarse en varias mezclas homogéneas Los elementos se caracterizan por tener átomos idénticos sin enlazar 1. Evidentemente es falsa por cuanto sabemos que existen mezclas que al igual que las sustancias puras, presentan una sola fase. 2. Es verdadera y necesariamente una mezcla homogénea tiene composición uniforme en toda su extensión 3. Una mezcla siempre esta constituida por dos o más sustancias puras y estas se pueden separar por destilación ó algunos otros métodos físicos, por lo tanto es falsa 4. Es correcto si mezclamos trozos de hormigón (concreto), con trozos de madera obtenemos una mezcla heterogénea, la cual a su vez se puede separar manualmente en trozos de madera y trozos de hormigón que también son mezclas heterogéneas, por lo tanto es correcto. 5. Es incorrecto los elementos son colecciones de átomos que tienen el mismo número de protones, pero no necesariamente son idénticos, pero además el hierro Fe y los demás metales, el oxígeno O 2, O3, el hidrógeno H2, y casi todos los elementos tienen sus átomos enlazados, por lo tanto es incorrecto. Ejemplos resueltos Considere la expresión: 53 316.85 g2-seg.cd kPa kg cal de acuerdo con las reglas del SI, es correcto afirmar que 1 F la magnitud no contiene errores. 2 F la ubicación para kilopascal es correcta. 3 F todas las unidades son aceptadas. 4 F se cumplen las reglas para varias unidades. 5 V cd es de la unidad básica de intensidad luminosa. 1. 2. 3. 4. 5. La magnitud tiene un error se usó el punto para separar decimales, regla 1.2. Regla 3.5, no se pueden usar múltiplos en el denominador La caloría cal, es una unidad prohibida No, regla 3.2 y 3.5 para varias unidades no se cumplen. Correcto la candela cd, es la unidad de intensidad luminosa Al convertir la siguiente medición en términos de las unidades básicas del SI y considerando un cambio en la temperatura: 4,54x105 lb.pie2 °F.h.J se afirma correctamente que 1 V En unidades básicas la magnitud es de 9,6. 2 V Para la unidad de área se usa 1 m2 = 10,76 pie2. 3 F Para la temperatura se usa 1 K = 1 F. 4 V Un factor de conversión usado es 1 J s2/(kg m2). 5 V Las unidades que tiene el resultado son s/K. 1. 2. 3. 4. 5. Efectivamente es la magnitud de la cantidad expresada en unidades básicas, desde luego puede variar levemente, debido a la existencia de variaciones en las equivalencias. 1 m es equivalente a 3,28 pie, al elevarlos al cuadrado da 1 m2 = 10,76 pie2 y es correcto. La equivalencia correcta para ∆T es 1 K = 1,8 F, por tanto es falso. Es correcto, este factor permite expresar la unidad joule en unidades básicas Es correcto, al realizar el cálculo y simplificar las unidades queda en s/K Algunos microprocesadores sufren calentamientos de hasta 36 ºF, cuando se someten +condiciones fuertes de trabajo, si la temperatura ambiental es 24 ºC, se afirma correctamente que: 1 F El incremento de temperatura alcanza 297 K. 2 F La temperatura final máxima que alcanzan es de 79,2 ºF. 3 4 5 V V V El incremento de temperatura en estos llega hasta 20 ºC. Estos microprocesadores pueden calentarse hasta 317 K. La temperatura mayor de estos microprocesadores es 44 ºC. Con los valores adjuntos se puede verificar las respuestas correctas Temp Inicial Aumento Temp Final K 297 20 317 °C 24 20 44 °F 75,2 36 111,2 Ejercicios Capítulo # 1 I ESCOGENCIA MULTIPLE Analice y clasifique como falsa o verdadera cada opción que se le presenta escribiendo F o V según corresponda. 1 Con respecto de la materia, se asegura correctamente que: Los elementos pueden descomponerse en sustancias simples. Las mezclas heterogéneas pueden presentar varios estados de agregación. Toda materia pura presenta una sola clase de átomos. Todas las mezclas homogéneas se encuentran líquidas. Tanto pura como en mezcla, existe siempre en una sola fase. 2 Se asevera correctamente que: Si una sustancia es homogénea, la composición química es la misma en cualquier punto de esta. Los elementos se caracterizan porque sus átomos no están enlazados. Toda sustancia, que se constituya de átomos distintos, enlazados entre sí, es un compuesto. Cuando una mezcla puede separarse por filtración, es heterogénea. Todo compuesto esta constituido de átomos distintos, enlazados, en proporciones definidas 3Acerca de la materia y sus propiedades se señala correctamente que, F La separación de una mezcla por destilación implica un proceso químico V La fórmula de un compuesto es una propiedad química V En las mezclas heterogéneas la densidad es variable F Si presenta una sola fase será una mezcla homogénea V si es un compuesto presentará composición definida 4 Dadas las siguientes propiedades del plomo: a) temperatura de fusión = 327,4 °C b) temperatura de ebullición = (1740±10) °C c) resiste al ácido sulfúrico d) densidad = 11,34 g/ml e) en disoluciones ácidas actúa como reductor f) no se altera con aire seco Se dice correctamente que: a y d son propiedades físicas. e y f son propiedades químicas. c y e son propiedades químicas. b es una propiedad química. d a veces es una propiedad química. 5 El El El El El 6 7 Con respecto de la materia se afirma que: agua potable es una sustancia pura. bronce está formado por sólo un tipo de átomos. concreto presenta diferentes fases visibles. aire es un compuesto formado por oxígeno y nitrógeno. cloruro de sodio presenta composición definida. Con respecto a la materia y su clasificación se propone correctamente que: Al separar una mezcla, con métodos físicos siempre se obtienen sustancias puras. Algunos elementos y todos los compuestos tienen sus átomos enlazados. Es posible obtener elementos distintos a partir de mezclas y compuestos. Toda sustancia que presenta una sola fase es una mezcla homogénea. Las sustancias puras al igual que las mezclas, poseen composición uniforme. Unas gotas para quitar el ardor en los ojos indican que contiene en 1 gramo: clorhidrato de tetrahidrozolina (H17C13ClN2) agua (H2O) 0,0005 g 0,9995 g Se afirma correctamente que el componente agua es un elemento porque está en mucha mayor cantidad. una propiedad química es la composición de las gotas. las gotas son una mezcla heterogénea porque contienen dos sustancias. ambos componentes son compuestos porque tienen fórmula química. una propiedad física del H2O es que tiene una masa molar de 18 g/mol. 8 Para la materia, su clasificación y propiedades se apunta correctamente que: Toda materia que tiene solamente una fase es del tipo pura. Todo cambio de aspecto es porque experimenta un cambio químico. si se separa en otras sustancias es una mezcla o un compuesto. Todo lo que tenga propiedades y un nombre es materia. Varios átomos iguales pueden formar un compuesto simple. 9 10 F V F F V De la materia se señala correctamente que, se clasifica como materia si su tamaño es suficiente para poder verle. cuando está constituida solamente por átomos, se clasifica como materia pura. es del tipo mezcla heterogénea cuando a la vista se determinan dos o más fases. de cualquier tipo, es posible determinar sus propiedades físicas y químicas. algunos tipos tienen masa pero carecen de volumen, o sea, no ocupan espacio. Acerca de la materia y la energía se afirma correctamente que: Dos o más elementos distintos, constituyen una mezcla heterogénea. En una mezcla homogénea, las sustancias conservan algunas propiedades. La materia siempre presenta volumen y peso. Algunos sistemas a altas temperaturas, poseen gran cantidad de calor Todo compuesto, se representa con una fórmula . 11 Si Si Si Si Si Dadas las siguientes afirmaciones, sobre la materia, sus propiedades químicas están definidas debe ser una sustancia pura. es pura y sus átomos están enlazados se clasifica como compuesto. su composición es variable de un punto a otro es una mezcla heterogénea. permite obtener sustancias más simples, debe ser una mezcla. solo presenta una fase, debe ser una mezcla homogénea. 12 Para la materia, una propiedad física es la viscosidad de un líquido. química es la temperatura de ebullición. química es la electronegatividad de un elemento. física es el grado de reactividad de un ácido frente al agua. física es la solubilidad de un gas en un líquido. 13 Las siguientes son reglas del Sistema Internacional de Unidades de Medidas, las magnitudes se expresan siempre en notación exponencial. Los símbolos de unidades nunca se pluralizan. se pueden indicar productos con punto (•) o con equis (x). al expresar varias unidades puede escribirse kilogramos-joules. en las unidades el nombre de un submúltiplo se escribe en minúscula. 14 La(s) representación(es) correcta con símbolos de la medición: cuatrocientos ochenta y cinco mil doscientos cuatro pascal- metros cúbicos por kilogramo-segundo cuadrado es: 48 5204 Pa.m3/(kg-s)2 485 204 Pa.m3/kg-s2 485 204 Pa.m3/(kg.s2) 485 204 Pa.m3.kg-1.s-2 15 4,8x105 Pa-m3/(kg.s2) Dada la siguiente conversión: 10 pulg2 lb.h 1m 39,37 pulg 1m 39,37 pulg 1h 60s 1 kg 2,2 lb Se sostiene correctamente que de acuerdo con las reglas del SI, En la conversión de tiempo, la equivalencia usada es incorrecta. La equivalencia 1 m = 39,37 pulg se ha usado correctamente. En la conversión de la masa, la equivalencia usada es correcta, pero el factor es incorrecto. Los paréntesis y asteriscos se emplean incorrectamente. El último factor pudo haberse usado 1 libra = 453,6 gramos y luego 1 kg = 103 g. 16 Dada la expresión: 6,386 x102 Mm x mole pie2 x kg se asegura correctamente que de acuerdo con las reglas del SI: La magnitud es correcta pues siempre se debe usar notación exponencial. Entre M y m falta un espacio que separa los símbolos de las unidades Está mal mezclar los nombres y símbolos de las unidades. Todos los símbolos x que se usaron en las unidades, están mal empleados pie es una unidad prohibida que debe cambiarse. 17 Con base en el SI y sus reglas, en la expresión: [8,329 kj x kg x m 2/(°C x seg)]x10-3 hay errores en: la expresión de la magnitud. si ya apareció el kj, no debe estar el kg. el uso de “x” para separar las unidades. sobra el paréntesis en (°C x seg). al menos dos símbolos de unidades. 18 Las siguientes expresiones cumplen con las reglas del SI: 0,08 gramo.metro cuadrado/Kelvin. 21,44 J/(K.mol) 12,88 segundo-pascal 13,75 m.Pa.mol.K-1 0,25 ampere 19 De las siguientes expresiones, las que cumplen con las reglas del S.I. son: 46,25 atm Pa/s2. 23500 mJ-NA11,2x105 Km2 kg/K 22,30x103 m3 kg KPa10,032 m2 ℓ/(h cal) 20 Con base en las reglas del SI para magnitudes y dimensiones, se apunta que las siguientes expresiones están escritas correctamente: 30 metro-segundos. 1,5 s2/kg.m 26 ampere-gramos por mole. 0,78x10-1 m.s2/kg 4 m.kg/kJ 21 Considere la expresión: 1425 kN-Mm-pulg2/seg2-kg se asegura correctamente que de acuerdo con las reglas del SI para magnitudes y dimensiones: sólo debe haber una unidad con potencia en el denominador. la magnitud debe expresarse como 1,425x103. Se debe colocar el paréntesis después del /. No deben usarse dos múltiplos en el numerador los símbolos están incorrectamente separados. 22 Se asegura correctamente que de acuerdo con las reglas del SI para magnitudes y dimensiones: A partir de la coma, cada 3 dígitos siempre se deja un espacio. Los nombres de unidades se escriben con mayúscula si son nombres propios. Toda magnitud se expresa siempre con notación exponencial (científica). Los símbolos de las unidades se pluralizan cuando la magnitud es mayor de 1. Los múltiplos y submúltiplos se escriben de primeros en el denominador. 23Al considerar la expresión: 1085,5 atm-N2 Cd.cal.°C.A Con F F V V V 24 respecto de las reglas del SI, se afirma correctamente que: Solo se presenta una unidad básica, el A En la expresión hay tres unidades que son prohibidas En el numerador se presentan errores La magnitud está bien expresada La unidad de intensidad luminosa está mal escrita, debe ser cd. Con respecto de las siguientes expresiones el SI y sus reglas se afirma que, 0,0875 x10 Mm.A.kg/(K.s) está en unidades básicas y correctamente expresada. 987,32 metro cúbico-kilogramo-julio contiene tres errores de reglas del SI. 2 cal.C.mol/km se escribe correctamente dos calorías-coulomb-mole por kilómetro. 7,67x10 gal debe corregir la magnitud y la unidad para ser aceptado por el SI. 453 g.L.TN tiene una unidad derivada que es convertible a básica. 25 Se dice correctamente que las siguientes expresiones cumplen con las reglas del SI: 0,85 mm K/s 8,35 ℓ Pa kg-1 4,6 metros-kilogramos por segundo 7,2 kN/mol.s 45,1 cd A h 26 Se señala correctamente que las siguientes expresiones cumplen con las reglas SI: 85 joules-kilogramo por minuto. 4 7/9 picómetro por mole. 254,78 Tm l/(kg K) 152/m. 485,204 J.g2.kA-1.s-3. 27 Considerando un cambio en temperatura (Δt), de la expresión: 0,0789 L3.mmHg/(°F.N) se dice correctamente que: es correspondiente a 1,9x10-5 m6/(K.Hg). el factor para convertir N es N.kg.m/s2. es equivalente en unidades básicas a 1,9x10-5 m4/K para convertir a kelvin se usan tres factores. el factor para convertir Pa es kg/(Pa.m.s2). 28 Al convertir y expresar en términos de las unidades básicas del SI y considerando un cambio en la temperatura la expresión 1,278x10-6 N2.onza.°F.yarda2/(milla.s.A.galón), se señala correctamente que, uno de los factores empleados es (kg.m)2/(N.s2)2. para la temperatura se usa (K-273)x9/5x(°F-32). el resultado tiene las unidades de kg3.K/(m2.s5.A). el resultado de la magnitud, es aproximadamente 2,7x10-9. un factor correcto es 34,78 onza fluida/1 L. 29 Cuando se introduce una barra de hierro al rojo vivo a 2034 K, en un recipiente de agua a 7 °C, la barra de hierro cambia su temperatura en 87 °F. Al hacer los cálculos correspondientes, se señala correctamente que: Para obtener el Δt: a 7 °C convertido a “K” se le resta 87 °F x 1K/1,8 °F. La temperatura final de la barra es 1712,66 en grados Celsius. La temperatura inicial de la barra de hierro en grados Celsius es 1761. El cambio de temperatura calculado en grados Celsius es 30,55. La temperatura final de la barra es 1985,66 calculado en kelvin. II ESCOGENCIA SIMPLE Marque con una equis X la respuesta correcta, solo debe marcar una opción por cada pregunta 1 a( b c d Para una sustancia pura se señala correctamente que, ) Presenta mas de una fase visible ( ) Su composición es variable ( ) Esta compuesta por átomos idénticos ( x)Presenta una composición definida. 2 De acuerdo con la definición de materia y sus propiedades se afirma correctamente que: a. ( ) La materia se puede transformar en energía usando reacciones químicas. b. ( ) Un elemento se puede convertir en otro elemento usando reacciones químicas c. ( x) Un compuesto químico siempre tiene al menos átomos dos elementos enlazados. d. ( ) Una propiedad física de la materia es su masa molar 3 Con respecto de la materia y las mezclas se asevera correctamente que, a. ( ) Una mezcla esta formada por elementos enlazados entre si y en proporciones definidas. b. ( ) Es posible obtener los elementos iniciales de un compuesto usando métodos físicos. c ( x ) Un compuesto químico presentará propiedades físicas, que sirven para identificarlo. d. ( ) Una mezcla homogénea presentará una fórmula química y un valor de masa atómica. 4Considere las siguientes afirmaciones: a. ( )La presencia de átomos distintos en un material, indica que es uncompuesto. b. ( x)Una sustancia uniforme que presenta una sola fase, puede ser una mezcla homogénea c( )Dos sustancias que tengan el mismo estado de agregación, están en la misma fase d. ( )Una pastilla de menta es una sustancia pura, de composición homogénea. 5.Algunas a. ( x ) b. ( ) c ( ) d. ( ) propiedades físicas del permanganato de potasio son: Se disuelve fácilmente en agua. Masa molar 158,07 g/mol. Puede reaccionar con la materia orgánica Con sustancias oxidables produce explosión. 6. Acerca de la materia se afirma que, a. ( x ) Si presenta una sola fase es sustancia pura o mezcla homogenea b. ( ) Los elementos poseen átomos idénticos, que deben estar enlazados c ( ) Las mezclas se pueden separar solo por métodos químicos. d. ( ) Toda materia homogénea posee composición uniforme y definida en toda su extensión 7. Con respecto de las propiedades de la materia se puede afirmar que: a. ( x ) Las químicas involucran la estabilidad y comportamiento frente a otras sustancias. b. ( ) Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de sustancia c ( ) La fragilidad es una propiedad química de algunas sustancias. d. ( ) El peso es una propiedad física de la materia 8. La expresión 5 678,23 kilogramo-metros por amperio-segundo cuadrado se puede expresar correctamente como: a. ( ) 5,678 x 104kg.m/A.s b. ( ) 5,67823 kg-m/(A-s2) c. ( x ) 5,67823x 104kg.m/(A.s2) d. ( ) 5,67823x 104 kg-m x A-s2 9. La expresión 3,4x10-3kPa ℓ/(kg pm h) es incorrecta según el SI., ya que utiliza: a. ( ) Litro como unidad de volumen b. ( ) El múltiplo kg en el denominador c. ( ) La unidad prohibida h d. ( x) Un submúltiplo en el denominador 10. a. b. c. d. 11. a. b. c. d. III Le expresión 4,3 metro-segundos por kelvin-hora se escribe correctamente con símbolos: ( ) 4,3 m-s/K-h ( ) 4,3 m s x K-1 h-1 ( ) 4,3 m s K h ( x ) 4,3 m s/(K h) Un conjunto de unidades básicas correcto es: ( ) m, g, s ( ) kJ, kg, K ( x) kg, cd, s, m ( ) A, h, m, kg DESARROLLO 1. Señale con una X la clasificación correcta para cada una de química y además como: intensiva o extensiva las propiedades indicadas a continuación como: física ó Propiedades Fisica Punto de ebullición Resistencia a la corrosión Descomposición microbiana Volumen Conductividad eléctrica 2. Señale con una: Química Intensiva Extensiva i ) X correctamente según corresponde a una propiedad física o química. Ii ) Y con otra X indicando si es una propiedad intensiva o extensiva Propiedades Física Química Intensiva Extensiva Densidad Evaporación de la gasolina Fermentación Tiempo que tarda química en ocurrir una reacción Olor de un perfume 3. Marque con una X en cuales estados de agregación se presentan las siguientes propiedades Propiedad Sólido Líquido Gas Dureza Viscosidad Densidad 4. Marque con una X el tipo de movimiento que presentan los átomos según el estado de agregación en que se encuentran: Movimiento ESTADO Traslación Vibración Sólido Líquido Gas IV PROBLEMAS 1. Un estudiante que no se presentó a la aplicación de un examen, argumenta que se le debe repetir la prueba porque él estaba enfermo, para demostrarlo llevó un dictamen médico que indica que su temperatura el día del examen fue 98,2 °F. La temperatura normal esta entre 37,0 °C y 37,5 °C. Se le debe repetir el examen porque tuvo fiebre? 2. La temperatura recomendable para hornear un pastel es de 300 °C, exprese esa temperatura en grados kelvin y en grados Fahrenheit. 3. La soldadura es una aleación formada por estaño y plomo que se utiliza en los circuitos electrónicos. Cierta soldadura tiene un punto de fusión de 224°C. A. Cuál es su punto de fusión en °F? B. C. El helio tiene el punto de ebullición a -452°F, el más bajo de todos los elementos. Convierta esta temperatura a °C. El mercurio es el único metal que existe en forma líquida a temperatura ambiente y funde a -38.9°C. Convierta este punto de fusión a K. 4. En algunos lugares de nuestro planeta, la temperatura llega a 230 K . Cuanto es esta temperatura en °F. 5. Calcule la masa en kg de un galón de H2SO4 si se sabe que su densidad es 1,18 g/ml. El texto en la página 912 dice que la densidad del núcleo atómico es 2 x1014 g/cm3 . Si se pudiera obtener un trozo de núcleo atómico de 2,5 cm3 , Cuál sería su masa en toneladas? 7. Dada la siguiente cantidad 6. Equivalencias 2,2lb = 1 kg 1 m = 2,28 pie 1 min = 60 s Exprésela en términos de unidades básicas. 7. Realice correctamente la siguiente conversión de unidades de tal forma que el resultado se exprese en unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades y Medidas. 8. Calcule la masa en gramos de 1,37 x1024 moléculas de CO2 9. Dada la siguiente cantidad Convertirla en Pa. 10. Se tiene un medicamento H-3 (densidad 1,26 g/ml ) en un frasco de 0,5 gal. Se desea vender en frascos de 60 g. Cuantos frascos se pueden llenar? ( 1 gal = 3,78 litros ) 11. Dada la siguiente cantidad Convertirla en Pa. Equivalencias 2,2lb = 1 kg 1 m = 2,28 pie 1 min = 60 s 1 min2 = 3600 s2 1 kg/(ms2) = 1 Pa 12. La densidad del diamante es 3.51 g/cm3. La unidad reconocida en el mercado internacional es “quilates” (1 quilate = 200 mg). ¿Cuál es el volumen de un diamante si su masa es 0.300 quilates. 13. La ingesta diaria de glucosa de una persona promedio es de 0.0833 lb. Cuanto es esta masa en miligramos? 14. Un adulto promedio tiene 5.2 litros de sangre. Cual es el volumen de sangre en m 3? Dado que 1 L = 1000 cm3 5.2 L equivalne a 5.2 x 103 cm3. 15. La densidad de la plata es 10.5g/cm3. Convierta la densidad a unidades de kg/m3. 16. La densidad del etanol, un líquido incoloro reconocido comúnmente como alcohol de grano, es 0.798g/mL. Calcula la masa de 17.4mL del líquido. 17. El oro es un metal precioso químicamente inerte. Se utiliza sobre todo en joyería, piezas dentales y en artículos electrónicos. Un lingote de oro con una masa de 301g tiene un volumen de 15.6cm3 . Calcule la densidad del oro. 18. Un cubo plástico de 1,5 cm de arista tiene una masa de 1,9 g. ¿Cuál es su densidad en g/cm 3? ¿Flotara o se hundirá el materia si se coloca en un beaker de agua? Explique brevemente. 19. Considerando que 1,0 libra es el equivalente de 454 g y 1,00 pulgada es el equivalente de 2,54 cm, convertir la densidad de 4.5 kg/dm3 a libras/ pie cúbico ) (lb/ft3). (valor 4 puntos) 20. Se sumerge 24,3 g de mercurio en 270,0 ml de agua. Una vez que el mercurio está sumergido en el agua el volumen es de 271,8 ml. A. B. C. Calcula la densidad del mercurio Compara tu resultado con el reportado (13.6 g/ml). ¿Flota el mercurio en el agua? 21. Un buque tanque que diesel cargo en Aruba 43 090 000 kg de ese combustible a 28°C, a esa temperatura la densidad del diesel es 745 kg/m3. Previamente se había acordado que para cancelar el producto se utilizará como temperatura de referencia 15°C, a esa temperatura la densidad del diesel es 747 kg/m 3. A. B. ¿Cuál es la diferencia en volumen (exprese el resultado en barriles) entre una temperatura y la otra, exprese el resultado en barriles? Si el costo del diesel es de 38 190 colones por barril, cuánto representa en colones la diferencia. 22. Expresar correctamente según la reglas de redondeo y el número de cifras significativas indicado: La cantidad con n significativas 5,42810 3 0,00821313 2 1500 2 760,0001 5 cifras Se expresa correctamente como: 23. En el laboratorio un estudiante determino que la masa de un objeto es (11.34 ± 0,02) g y su volumen es (2,77 ± 0,04) cm3. Calcule la densidad del objeto con la incertidumbre correcta. 24. Una muestra contiene un número de Avogadro de átomos de 12C. Dos series de las medidas de su masa dan los resultados siguientes (en gramos): A B 12.13 12.48 12.08 12.32 11.74 12.72 11.92 11.47 Capítulo # 2 Ejemplo resuelto Se afirma correctamente que para los átomos, V la zona de carga negativa es muchísimo más grande que la positiva. La periferia tiene mucho mayor tamaño que el núcleo. V los quarks de los protones y neutrones son la mayor parte de la masa. Debido a que constituyen a las partículas que aportan mayor masa V entre un electrón y otro electrón no existe algún tipo de materia. Debido a que ocupan un volumen tan pequeño en la periferia, el espacio que los rodea es vacio. V la densidad másica de la región central es muy alta. Mucha concentración de materia en un volumen pequeño, conduce a densidades muy altas, eso ocurre en el núcleo. V el número de protones tiene que ser igual al de electrones. Se define átomo como partícula neutra, eso se da cuando hay igual número de protones que de electrones, osea iguales cargas positivas y negativas Ejemplo resuelto Dadas las especies: es correcto indicar que: V B y C son el mismo elemento. Debido a que tienen el mismo número atómico V A y D tienen similar masa atómica. Esto debido a que las partículas que definen masa están en cantidades similares. V D y E tienen igual número de electrones. Ambos tienen 31 electrones F C es un átomo de selenio. Los átomos de selenio tienen 34 protones, la especie C tiene solo 31 electrones no es selenio V B y D son cationes de elementos distintos. Tienen carga positiva = cationes y N° atómico distinto= distintos elementos Ejemplo resuelto Con respecto de la estructura del átomo se señala correctamente que: V V F F F El valor del número atómico y el número de electrones es igual en un átomo dado. Efectivamente átomo es cuando hay iguales cargas positivas y negativas Los aniones se forman por ganancia de electrones o pérdida de protones. Es correcto, pero cuando lo hacen modificando su número de protones( que es muy difícil), pertenecen a otro elemento. La masa atómica relativa es el promedio aritmético de las masas atómicas de los isótopos. Es un promedio ponderado que toma en cuenta el porcentaje de abundancia Los átomos con igual número másico y diferente número de neutrones, son isótopos. No porque pueden ser de elementos distintos. La carga de un ión está dada por la diferencia entre el número de protones y de neutrones. Corresponde a la diferencia entre electrones EJERCICIOS SOBRE EL TEMA DEL ATOMO. I ESCOGENCIA MULTIPLE Analice y clasifique como falsa o verdadera cada opción que se le presenta escribiendo F o V según corresponda. 1.Con respecto de la estructura del átomo, se afirma correctamente que: La mayor parte de su volumen es espacio vacío Los quarks son las únicas partículas fundamentales Es eléctricamente neutra debido a la existencia de neutrones La masa atómica corresponde a la suma de protones neutrones y electrones Su núcleo es sumamente denso y con carga positiva 2 Con respecto de la estructura del átomo se señala correctamente que: El núcleo presenta una densidad sumamente alta. Solamente en la periferia hay partículas fundamentales. Contiene partículas con carga eléctrica definida. La periferia del átomo representa más del 99% de su volumen. Protones y neutrones están constituidos por quarks. 3 Considere la especie: 218 Pb 4+ 82 Con respecto a esta, se afirma correctamente que: F F La zona menos densa está compuesta de 4 partículas elementales de carga positiva Presenta más de 200 partículas, en total La región positiva posee toda la materia del átomo En el núcleo hay en total 218 partículas conocidas como quarks La sección de mayor volumen posee 78 partículas elementales 4 Del modelo actual del átomo se afirma correctamente que: es una partícula con todas sus dimensiones definidas. está formado por partículas fundamentales y compuestas. toda la masa del átomo está concentrada en el núcleo. la carga positiva es igual en magnitud a la negativa. el mayor volumen en el átomo es ocupado por el núcleo. 5. Considerando la siguiente especie: 56 26 2+ Fe se afirma correctamente que: La masa atómica de esta especie corresponde a 55,847 u tiene el mismo número de neutrones que el 56Co3+ 27 posee 24 protones y se llama catión si gana 4 electrones tendría la misma cantidad de electrones que si perdiera dos protones, se convierte en un isótopo del 52Cr 6. 7. 30 Zn2+ De la estructura atómica se dice correctamente que: núcleo es más denso por contener la mayor parte de la carga positiva. la masa de los electrones es una fracción importante de la masa atómica. para un mismo elemento, el número de neutrones siempre es el mismo. el protón, a diferencia del electrón, está constituido por otras partículas. la periferia es una zona de bajísima densidad y de carga negativa. Se asevera correctamente que si un átomo gana, neutrones, se convierte en un isótopo del mismo elemento. electrones, se convierte en un ión del mismo elemento. protones, se convierte en un catión del mismo elemento. electrones, su masa atómica aumenta significativamente. neutrones, varía su número másico y su masa. 8. Con respecto del átomo, se declara correctamente que, los electrones se encuentran en la periferia y no poseen masa. la carga del protón es igual a la del electrón, con signo contrario. átomos de distintos elementos pueden tener la misma cantidad de protones. los neutrones deben su nombre a que neutralizan la carga de los protones en el núcleo. en un ion negativo el número de electrones es mayor que el de protones. 9. Se asegura correctamente que para un átomo dado, sus iones, regularmente, se forman por ganancia o pérdida de protones. su número atómico es la suma de todos los protones que tiene en el núcleo. su masa atómica relativa se determina con base en el isótopo de carbono 14. el número promedio de neutrones y protones determina su número másico. un catión y un anión pueden ser isoelectrónicos. 10. Sobre el átomo se dice correctamente: En el núcleo sólo existen partículas con carga positiva. Con experimentos se ha comprobado la existencia de sus partículas. El número de protones identifica a cada tipo de átomo. En un átomo, el número de cargas en el núcleo es igual a las que hay fuera de él. La densidad de la región denominada núcleo es sumamente alta. 11. Sobre la estructura de las distintas especies atómicas se enuncia correctamente que: Los iones se pueden producir por la pérdida o ganancia de protones ó electrones. La masa atómica de un átomo es la suma de los protones y los neutrones. Los átomos con igual número atómico y diferente número de electrones, son isótopos. La carga de una especie está dada por la diferencia del número de protones y de neutrones. La masa atómica es el promedio aritmético de las masas atómicas de los isótopos. 12. Dadas las siguientes especies: 78 2A 40 100 1+ B 79 90 C 78 80 D 42 99 E 78 Se expone correctamente que: A y D son especies isoelectrónicas. B y E tienen igual número de electrones y de neutrones . C y E son isótopos del mismo elemento. B y C tienen el mismo número de protones. A y D son el mismo elemento. 13. Se indica correctamente que: En un átomo el número atómico es el número de protones en el núcleo. En un catión el número de electrones es mayor que el número de protones. El número másico corresponde al número total de electrones y protones de un átomo. En un átomo la suma del número atómico y número másico nos da su masa atómica. Si un átomo perdiera protones pasaría a ser un ión negativo de otro elemento. 14. Para el hidrógeno 1,008 u es su masa atómica promedio porcentual relativa, esto significa correctamente que: un átomo de hidrógeno tiene una masa de 1,008 gramos. un átomo de hidrógeno tiene en promedio una masa de 1,008 u. hay una masa de 0,008 u de las partículas de poca masa. para cualquier muestra de hidrógeno, se considera que un átomo tiene esa masa. en su masa no se toma en cuenta la masa de los neutrones. 15. Dadas las especies: 4 Be 9,01218 109 Mt (268,14) Se puede afirmar correctamente que: 4 es la masa atómica relativa promedio porcentual del Be 268,14 es el promedio ponderado de la masa de todos los isótopos naturales del Mt V El Be posee isotopos naturales y estables El número atómico del Be es 9,01218 El átomo de Mt posee 268 electrones y 268 protones II 1 ESCOGENCIA SIMPLE Para la especie : 81 35 Es correcto a. ( b. ( c. ( d. ( 1+ Br afirmar que ) La especie posee 34 electrónes ) La especie posee 45 neutrones ) La especie tiene una masa de 80 u ) La especie posee 36 protones 2. En la parte del átomo denominada periferia encontramos partículas con las siguientes propiedades: a. ( b. ( c. ( d. ( 3 ) ) ) ) eléctricamente neutras, masa despreciable. eléctricamente positivas, masa despreciable. eléctricamente negativas, masa igual a 1,67 x 10 24 g. eléctricamente negativas, participan en las reacciones químicas. De las siguientes afirmaciones, es correcto que: a. ( b. ( c. ( d. ( ) ) ) ) Todos los átomos de un mismo elemento tienen igual número de partículas Los elementos descritos en la tabla periódica tienen iones e isótopos estables Cuando las especies tiene número de electrones distinto al de protones, son iónes Los átomos son neutros porque tienen igual número de electrones y que de neutrones 4 La periferia de un átomo: a. ( ) Posee electrones y algunos quarks b. ( ) Se considera prácticamente vacía c. ( ) Posee carga negativa en un volumen pequeño d. ( ) En una zona que se considera muy densa 5 Con respecto del núcleo de un átomo se afirma correctamente que: a. ( ) Posee toda la masa del átomo b. ( ) Es neutro debido a la presencia de neutrones c. ( ) Es una zona muy densa de carga positiva d. 6 7. ( Sobre los a- ( b- ( c- ( d- ( ) Posee todas las partículas fundamentales átomos y su estructura se dice que: ) Los neutrones en el núcleo neutralizan las cargas totales del átomo. ) La periferia del átomo, es negativa y de gran volumen ) La totalidad de su masa está en el núcleo ) El espacio entre los electrones contiene solo aire. Dadas las especies: 75 7As 33 A 71 31 71 Ga 32 B 80 Ge C 40 80 Zr D se declara correctamente que: a- ( ) D y E son isótopos b- ( ) B y C tienen la misma masa atómica. c- ( ) B y D tienen igual número de neutrones. d- ( ) A tiene 33 eletrones y 75 neutrones. 8. En un átomo: a. b. c. d. 9. ( ( ( ( ) ) ) ) Dadas las siguientes especies, 235 78 2-113+235 200 U Se (A) (B) 92345 9280 se dice que: a. ( ) b. ( ) c. ( ) d. ( ) 10 Los protones se encuentran en igual número que los neutrones. La masa de los electrones determina la masa del átomo. El núcleo está constituido esencialmente por protones. La mayor parte del volumen atómico es una zona de baja densidad. B (C) U (D) Hg (E) La especie E posee 200 neutrones y la D 92 protones. La especie A posee 92 electrones, 92 protones y 143 neutrones. Las especies A y D son isótopos. La especie B posee 36 electrones y la C 11 protones. Con respecto de la estructura del átomo se afirma que: 41 X E a. b. c. d. 11 ( ( ( ( está constituido por dos zonas de igual masa. es neutro debido a que en el núcleo hay neutrones. los electrones se encuentran en la periferia, zona de muy baja densidad.. los neutrones y los electrones poseen cargas iguales de diferente signo Dada la siguiente información. “El cobalto 57Co se utiliza para medir la incorporación de la vitamina B12 en el organismo y el 60 Co se utiliza en la terapia del cáncer.” En relación a lo anterior se afirma correctamente que 57Co y 60Co son : a. ( b. ( c. ( d. ( 12. ) ) ) ) ) dos elementos químicos diferentes. ) dos isótopos del cobalto. ) dos compuestos químicos. )dos coloides. Para algunas especies atómicas, se afirma correctamente que: a. ( ) Si el número de neutrones es distinto al de protones son iones. b. ( ) Si tienen el mismo número atómico son el mismo elemento. c. ( ) Si tienen distinto número de neutrones tienen diferente número másico. d. ( ) Si poseen distinto número de neutrones son isótopos 13. Una especie química tiene el siguiente número de partículas subátomicas. 21 protones 23 neutrones 18 electrones ¿Cuáles valores corresponden a su número atómico y másico, en orden respectivo? a. ( ) 23 y 44 b. ( ) 23 y 39 c. ( ) 21 y 44 d. ( ) 21 y 39 14. Observe la siguiente representación de una especie química. 45 3+ Sc 21 ¿Cuál es el número de neutrones y electrones que tiene la especie representada, en orden respectivo? a. ( ) 24 y 18 b. ( ) 21 y 45 c. ( ) 21 y 24 d. ( ) 18 y 24 15. Observe la siguiente información. Isótopos del carbono % Abundancia natural 98,89 1,11 En relación con los isótopos del carbono, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? a. ( b. ( c. ( d. ( 16. ) Presentan propiedades físicas idénticas porque sus partículas nucleares no varían. ) Sus propiedades químicas varían porque tienen distinto número de electrones. ) La masa atómica es la masa del átomo de carbono que presenta mayor abundancia. ) La masa atómica es un promedio de las masas de los isótopos estables, según su abundancia natural Lea las siguientes afirmaciones identificadas con los números 1, 2, 3 y 4. 1. Parte donde se localiza las partículas con carga negativa del átomo 2. Parte donde se localizan las partículas con carga positiva 3. Región donde se concentra la mayor parte de la masa del átomo. 4. Región del átomo, con mayor densidad ¿Cuáles afirmaciones hacen referencia al núcleo atómico? a( ) 1, 2 y 3 b( ) 2, 3 y 4 c( ) 1 y 3 solamente 17. 75 33 1 d( ) 2 y 4 solamente Observe las representaciones de las siguientes especies químicas. 64 As3+ 29 80 Cu 35 Br - 2 3 El número de electrones para cada una de las especies químicas, en el orden respectivo, se ubica en la opción a( ) 30, 64 y 80. b( ) 36, 29 y 34. c( ) 33, 29 y 35. d( ) 30, 29 y 36. 18. Lea la siguiente información. El magnesio (Mg) presenta tres isótopos naturales. El isótopo de número de masa 23, el de número de masa 24 y el de de número masa 25; siendo más abundante el de masa 24. En relación con el texto anterior, se puede afirmar que los isótopos del magnesio a( b( c( d( 19. ) ) ) ) tienen igual masa atómica. poseen igual número másico. poseen diferente número atómico. tienen diferente número de neutrones. Con base en el siguiente cuadro, en el que se detalla información sobre tres especies químicas, Número identificación de N° N° másic atómico o 1 15 7 2 17 8 3 27 13 ¿cómo se clasifican las especies anteriores, en el orden a( b( c( d( *20. ) ) ) ) protones neutrones Electrones 7 8 13 respectivo? 8 9 14 4 10 10 1 - anión, 2 - anión, 3 - catión. 1 - anión, 2 - catión, 3 - anión. 1 - catión, 2 - anión, 3 - catión. 1 - catión, 2 - catión, 3 - anión. Con la información que muestra a continuación para un elemento X. ISOTOPO MASA X1 X2 X3 57,9353 59,9332 61,9283 % ABUNDANCIA NATURAL 67,88 26,23 3,66 Se puede decir que su masa atómica promedio es a( ) 0,017 u b( ) 57,31 u c( ) 170,3 u d( ) 587,3 u DESARROLLO *1. Complete la siguiente información: Especie Número másico Número atómico 21 Número neutrones 22 56 108 2. 51 Número electrones carga 0 27 3+ 49 Complete correctamente el siguiente cuadro: ESPECIE NÚMERO MASICO PROTONES 35 1Cl 17 56 NEUTRONES ELECTRONES CARGA ELÉCTRICA 18 1- 81 0 123 A 50 0 41 36 3- 15 3N 7 3. Se afirma que un átomo de un elemento, al perder neutrones se transforma en un átomo de otro elemento. ¿Está usted de acuerdo? Si ___ No____ Justifique su respuesta. 4. El isótopo más abundante (32,59 %) en la naturaleza del metal estaño es el que se obtiene es 118,69 Sn 50 ¿Cómo se explica esta diferencia? 5. Se tiene la siguiente información de la Tabla Periódica para una especie química un isótopo neutro del cromo con 28 neutrones. ¿Esto es Falso___ Cierto____ ? Explique con detalle. 6. 120 Sn y en la Tabla Periódicala información 51,996 Q 24 y se afirma que Q representa Complete las siguientes semiecuaciones que explican la formación de iones simples, escribiendo (siempre como ma) el número de electrones (e-) ganados o pedidos. a. d. e. Na Te2N3+ Na1+ Te N3- b.Br e.Al 3+ f .Cl1-Cl7+ Br1Al g. S6+ S4+ Ni3+ c. d. S Ni2+ S2- Capítulo # 3 Ejemplo resuelto Se dice correctamente que algunos hechos que evidencian la cuantización de la energía son: F Las diferentes radiaciones del espectro electromagnético.El espectro electromagnético es una descripción de todas las radiaciones electromagnéticas existentes, sin importar su relación con átomos ó electrones V Los espectros de emisión de los átomos. Efectivamente los espectros de emisión atómica, son el producto de la cuantización de la energía V Los niveles y subniveles de energía en el átomo. Los niveles y subniveles son los valores permitidos de energía para los electrones en un átomo determinado y eso es cuantización F La descripción de órbitas en el movimiento de los electrones. Los electrones no describen órbitas por lo tanto es falso F El efecto efecto fotoeléctrico. El efecto fotoeléctrico es evidencia del comportamiento dual, no de la cuantización Ejemplos resueltos Con respecto al modelo mecánico cuántico se afirma correctamente que: V Establece la ubicación de los orbitales en relación a la posición del núcleo Esto debido a que ψ puede establecerse como una función radial que tiene al núcleo como origen F Caracteriza los electrones mediante un grupo de tres números cuánticos. Realmente tres números cuánticos permiten definir un orbital y se requiere un cuarto número cuántico para describir un electrón V Considera que las radiaciones presentan características de partículas. La naturaleza dual es una característica de las radiaciones en el modelo mecanicocuanticoonda - partícula F Permite ubicar la posición de un electrón en una órbita alrededor del núcleo. El modelo mecanicocuantico, es probabilístico, no define posiciones, formas ó trayectorias establece zonas de probabilidad F Determina las regiones de probabilidad de hallar un electrón con base en su energía cinética y nuclear. Si determina las regiones de probabilidad u orbitales, para ello toma en cuenta las energías potencial y cinética, la nuclear no la toma en cuenta V F De acuerdo con el modelo mecánico cuántico se afirma correctamente que: Las radiaciones y la materia presentan comportamientos ondulatorios y de partícula. Si esto es el comportamiento dual El átomo tiene carácter probabilístico debido al principio de construcción progresiva. No el carácter probabilístico se V V F origina en las limitaciones para la medición, expresadas en el principio de incertidumbre de Heisenberg Considera que las radiaciones son emitidas en paquetes cuya energía depende de su frecuencia. Efectivamente la cuantización Permite describir las regiones de probabilidad de hallar electrones con tres números cuánticos. Efectivamente los orbitales quedan Desc ritos por tres números cuánticos Describe con precisión la trayectoria seguida por los electrones en el átomo. En el modelo de la mecánica cuántica no hay trayectorias, solo regiones de probabilidad Ejemplos resueltos Con respecto de la estructura electrónica y diagrama de orbitales se afirma correctamente que, V en 5d3 los 3 electrones se diferencian por el número cuántico “m”. Según la regla de Hund deben tener distintos valores de m F en la estructura electrónica 1s22s22p63s23p3 hay tres electrones de valencia. Electrones de valencia son los que estan por encima de 2p6 y se pueden contar 5 electrones V en 4s2 los electrones se diferencian solo por el número cuántico “s”. Es correcto ellos solo se diferencian por el valor de s, +1/2 ó -1/2 V 3s3 no existe pues habrían dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales. Es cierto seria incumplir el principio de exclusión de Pauli V la estructura electrónica de los electrones de valencia del V es 4s 23d3. F F V V V Para la siguiente estructura electrónica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p2 se afirma correctamente que: Esta estructura solo la presenta el átomo de germanio 32Ge. Como átomo si, pero puede ser de aniones ó cationes isoelectrónicos Los electrones ( 3,2,1,+1/2) y ( 2,2,1,+1/2), son de esta estructura. Los dos primeros números cuánticos de cada grupo definen el subnivel a que pertenecen (n=3 = 2 es 3d) y ( n=2 y =2 no existe es el 2d) por lo que es falso. El electrón diferenciante de este átomo, tiene igual energía que ( 4,1,1,-1/2) Los dos primeros números cuánticos de cada electrón definen el subnivel a que pertenece (n=4 y =1 son de 4p) y por lo tanto es cierto. Tiene un total de 32 electrones, de los cuales cuatro son externos. Es correcto, tiene 32 electrones y por encima de 4p6, son externos excepto 3d10, por lo tanto son 4. Los 10 electrones de 3d tienen igual energía, aunque tengan espines diferentes. Es correcto todos los electrones en un mismo subnivel tienen la misma energía Para elemento 28Ni. a. Escriba su estructura electrónica completa Ni = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d 8 b. para este átomo, se propone el siguiente diagrama de orbitales para los electrones externos. 4s 3d Explique si está correcto ó no. Es incorrecto pues aunque cumple con el principio de construcción progresiva y el principio de exclusión de Pauli, no cumple con la regla de Hund, que solicita primero semillenar y luego llenar los orbitales en cada subnivel en 3d no se cumplió LAUREADO(S) PREMIO NOBEL DE FÍSICA POR: AÑO 1906 Sir Joseph John Thomson 1908 Ernest Rutherford "como reconocimiento a los grandes méritos de sus investigaciones teóricas y experimentales acerca de la conducción de electricidad por gases” “por sus investigaciones acerca de la desintegración de los elementos y la (Premio Nobel de Química) química de las sustancias radiactivas” 1918 Max Karl Ernst Ludwig Planck 1921 Albert Einstein 1922 NielsHenrik David Bohr 1923 Robert Andrews Millikan “como reconocimiento que prestó al avance de la Física por su descubrimiento de los cuantos de energía” “por sus servicios a la Física Teórica, especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico” “por sus servicios en la investigación de la estructura del átomo y de las radiaciones que emana de ellos” “por su trabajo en la carga elemental de la electricidad y en el efecto 1929 Príncipe Louis-Victor Raymond de Broglie Werner Karl Heisenberg 1932 1933 1935 1945 Erwin Schrödinger y Paul Adrien Maurice Dirac James Chadwick Wolfgang Pauli 1954 Max Born fotoeléctrico” Pierre “por su descubrimiento de la naturaleza ondulatoria del electrón” “por la creación de la mecánica cuántica, cuya aplicación ha, entre otros, llevado al descubrimiento de las formas alotrópicas del hidrógeno” “por el descubrimiento de nuevas formas productivas de la teoría atómica” "por el descubrimiento del neutrón" “por el descubrimiento del Principio de Exclusión, también llamado el Principio de Pauli” “por su investigación fundamental en mecánica cuántica, especialmente por su interpretación estadística de la función de onda” Tomado de: www.nobel.se PREGUNTAS Y PROBLEMAS ESCOGENCIA ÚNICA Marque con una equis X la respuesta correcta, solo debe marcar una opción por cada pregunta 1. De a. ( b.( c.( d.( x acuerdo con el modelo mecánico cuántico se afirma correctamente que es ) Probabilístico porque el electrón se comporta solo como partícula. ) Nuclear porque tiene una zona de alto volumen vacío. ) Cuantizado porque la energía se emite y absorbe en “cuantos”. ) Dual porque es posible conocer la velocidad y la posición del electrón. 2. Considere la siguiente configuración electrónica 1s2 2s 2 2p6 3s2 3p6 4s 2 3d10, se afirma correctamente que pertenece a. ( ) Solo a Ge 2- b.( ) A Zn y As 3+c. ( ) Solo a Cu 1+ d. ( x ) A As 3+ Cu 1+ Ge 2+ y Zn 3. El electrón de mayor energía representado con los siguientes nú meros cuánticos es: a. ( ) (3,1,0,+1/2) b. ( ) (3,2,-1,+1/2) c. ( ) (4,0,0,-1/2) d. ( ) (4,1,1,+1/2) 4. Una evidencia de la cuantización de la energía es a. ( ) La radiación emitida por los átomos al ser calentados b. ( ) Las zonas de probabilidad de encontrar un electrón c. ( ) La dificultad de conocer la posición y velocidad de una partícula d. ( x ) Lo observado en el efecto fotoeléctrico. 5. Dada la siguiente estructura electrónica 1s 2 2s 2 2p3, correspondiente al 7Nse afirma correctamente que el electrón diferenciante puede tener los números cuánticos : a. ( ) (2,0,0,+1/2) b.( ) (2,1,0,+1/2) c.( )(3,1,0,+1/2) d. ( x ) (2,1,-2,+1/2) 6. Para el calcio a. ( 20 Ca los números del electrón con más energía es: ) (5,1 ,0,+1/2) b. ( ) (3,2,-1,+1/2) c. ( ) (4,0, 0,-1/2) d. ( ) (4,2, 0,+1/2) 7. Para los números cuánticos de los electrones, se dice que: a- ( ) el máximo valor que se le puede asignar a es = n-1 b- ( ) el número cuántico s, esta relacionado con la forma de los orbitales c- ( ) para = 4, el subnivel correspondiente es “f “ d- ( ) m da la distancia exacta del electrón al núcleo 8. Considere la siguiente estructura electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4. Con base en ella se afirma que: a. ( ) esta estructura posee 4 electrones de valencia (externos). II b. ( ) es la configuración electrónica de cualquier especie con 34 electrones c. d. ( ( ) ) pertenece al elemento representativo germanio (Ge). si ganase un electrón sería isoelectrónico con el arsénico PARTE. Falso ó verdadero Analice y clasifique como falsa o verdadera cada opción que se le presenta escribiendo F o V según corresponda. 9. De acuerdo con el modelo Mecánico-Cuántico del átomo se afirma correctamente que: los electrones se comportan como onda y como partícula. es posible localizar el electrón y determinar su velocidad simultáneamente. la energía en el átomo se emite en cantidades definidas llamados cuantos. los electrones se encuentran en órbitas definidas de energía. los espectros atómicos, se explican con los niveles y subniveles de energía. 10 El modelo de átomo de la Mecánica Cuántica se apunta correctamente que, posee regiones cuantizadas de energía en donde la menor energía es la más cercana al núcleo. considera que los electrones interactúan con radiaciones de ciertas longitudes de onda. define un orbital como la región de mayor probabilidad de ubicar a un electrón. propone que en ciertas ocasiones la materia y la energía tienen un carácter dual. sólo los electrones tienen a veces caracter dual de partícula y radiación. 11. Se asegura correctamente que para llegar a obtener el Modelo Mecánico Cuántico, algunos eventos importantes fueron: la existencia de isótopos en el átomo de carbono el desarrollo del concepto de átomo nuclear. la propuesta del carácter dual materia-energía. la ecuación de onda () para el electrón. la propuesta de 2 como probabilidad. 12 Se declara correctamente que: El contorno geométrico de la zona de probabilidad del electrón lo define el número cuántico “”. Los electrones ocupan los orbitales, subniveles y niveles en orden ascendente de energía. El conjunto de valores del número cuántico "m" es igual al número de orbitales de un subnivel. Los electrones en orbitales degenerados tienen menos energía si están siempre apareados. Ubicar tres electrones en el mismo orbital, viola el principio de exclusión de Pauli. 13. Respecto del modelo Mecánico-Cuántico del átomo se dice correctamente que: Un valor mayor de "n" significa que el electrón tiene mayor energía.. El numero cuántico “” nos da la orientación de los orbitales en el espacio. La energía de los orbitales, para un mismo valor de "n" aumenta de s a f. Con la ecuación de Schrödinger se calcula con precisión la posición y velocidad de un electrón. "m" es el número cuántico que se asocia con la forma de los orbitales. 14. Sobre lo números cuánticos se enuncia correctamente que: La energía del electrón se define en términos de los números cuánticos "m" y “”. La distancia promedio del electrón al núcleo, está directamente relacionada con el valor de n. “” está asociado con el forma geométrica de la región de probabilidad del electrón. "n" puede tomar los siguientes valores (0,1,2,...-1) En un mismo átomo, siempre a mayor valor de “” mayor energía. 15. Dado el siguiente diagrama de orbitales: ↿⇂ ↿↿ 3s ↿ __ 3p Se expone correctamente que: Se cumple con el Principio de Construcción. Se cumple con el principio de Exclusión de Pauli. Se cumple con la regla de Hund. . Un electrón de 3s debería estar en 3p. Los electrones de 3p tienen que estar desapareados. 16. En la representación de la configuración electrónica de los electrones externos (de valencia) de dos átomos A y B. Átomo A ↿⇂↿⇂ s Átomo B ↿↿↿↿⇂ s p p Se expresa que ambas son incorrectas porque se incumple, en A con el principio de “Construcción Progresiva” de llenar los subniveles de más baja energía. en B con el principio de exclusión de Pauli al tener espines paralelos en un mismo orbital. en A con el principio de que todos los espines deben ser iguales al semillenar los subniveles. en B el que primero se deben semillenar los orbitales p antes de llenarlos por completo. en ambos el que no se indica a cuál valor de n corresponden los subniveles s y p. 17. Considere el siguiente diagrama de orbitales: (↿⇂) (↿↿) ( ↿) ( ↿) 2s Sobre este diagrama de orbitales se indica correctamente que: Los 4 orbitales tienen la misma energía. 2p Se incumple con la regla de Hund. Se incumple con el principio de exclusión de Pauli. Se cumple con el principio de construcción progresiva. Los tres orbitales p son degenerados (igual energía). 18. De la estructura electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p2, se manifiesta correctamente que: Esta estructura electrónica corresponde únicamente al germanio. Los cuatro números cuánticos para el electrón 11 pueden ser: n=3, =0 , m=0, mS=+1/2. Si ganara cuatro electrones, este elemento sería isoelectrónico con el Kriptón. Existe un error, ya que se llena primero el nivel de 3d y luego el 4s. En esta especie los electrones externos son 4s2 3d10 4p2. 19 La secuencia de números cuánticos (3, 2,+1, +1/2) indican correctamente que este electrón, describe una región de probabilidad tipo f. podría ser uno de los electrones del Au. está en la región de energía más cercana al núcleo. tiene igual energía que el electrón (3, 2, 0, +1/2). podría ser uno de los electrones del Ba. 20. Con respecto de los números cuánticos y la estructura electrónica se menciona correctamente que, un electrón del Te puede tener los siguientes números cuánticos (4, 1,+1, +1/2). el galio (Ga) tiene solamente tres electrones externos (de valencia) . los electrones del cobre (Cu) están distribuidos en quince orbitales, con igual a 0, 1 y 2. unos posibles números cuánticos para el electrón diferenciante del Sb son (5, 1, 0, -1/2). la estructura electrónica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 pertenece al Se1+ o al As. 21 De acuerdo con el Modelo de átomo de la Mecánica Cuántica es correcto enunciar que: la materia se comporta como partícula y a altas energías, como onda. todas las partículas del átomo tienen un carácter dual. el electrón siendo una partícula, se describe con una ecuación de onda. hay poca certeza de la posición de un electrón si se conoce su velocidad. las radiaciones son partículas de luz que tienen algún valor energía. 22 Respecto del Modelo Mecánico Cuántico del Átomo, es correcto expresar que: Cualquier objeto en movimiento tiene una onda asociada. Las radiaciones y las partículas tienen carácter dual. Un electrón en un átomo puede tener cualquier valor de energía. Ψ2 da la probabilidad de encontrar al electrón en una zona. La energía de los niveles está relacionada con la distancia del electrón al núcleo. 23 a a a a a Para obtener el Modelo de átomo actual, fue necesario considerar, las radiaciones como partículas. las partículas con una onda asociada. los electrones descritos como ondas. la energía transferible en paquetes. los electrones moviendose en órbitas 24 De acuerdo con la Mecánica Cuántica, el átomo es, Cuantizado porque intercambia energía en cuantos. probabilístico ya que existe o no la probabilidad de un electrón con cierta energía. dual en algunos casos y en otros no; esto depende del tipo de átomo estudiado. nuclear, si es un isótopo inestable cuyo núcleo se descompone dando radiaciones. de carácter incierto en sus propiedades, o se conoce su tamaño o su velocidad. 25 Con la ecuación de onda () para el electrón de Schrödinger, se obtiene la energía total del electrón. se conoce la posición del electrón. como2, da la probabilidad de ubicar al electrón. se considera el carácter dual del electrón. puede conocerse el tamaño de los electrones. 26 Se afirma correctamente que los siguientes son eventos conducentes al Modelo Mecánico Cuántico del átomo: El enunciado del Principio de Incertidumbre. La explicación del Efecto Fotoeléctrico. El descubrimiento de los neutrones en el núcleo La propuesta y comprobación sobre la energía cuantizada. El postulado de De Broglie sobre la dualidad de las partículas 27 Es correcto expresar del Modelo Mecánico Cuántico del Átomo que: Describe con precisión las trayectorias seguidas por los electrones. Establece que solo ciertos valores de energía son permitidos para el electrón. El conocimiento exacto de la velocidad y de la posición del electrón es imposible. Considera al electrón en forma dual, como onda y como radiación. Permite describir exactamente cómo es la forma de los átomos. 28 De acuerdo con el Modelo Mecánico Cuántico del Átomo, un electrón pasa de un nivel a otro solamente si absorbe o emite energía cuantizada. los electrones, neutrones, protones, etc., se comportan como partículas y también como ondas. los orbitales son lugares en donde están los electrones la mayor parte del tiempo. un fotón presenta mayor energía cuanto menor sea su longitud de onda. se considera a la energía como si también estuviese constituida por partículas. 29 Acerca del Modelo Mecánico Cuántico del átomo se señala correctamente que, cuantizado significa absorber y emitir energía. nuclear significa que tiene radiactividad. probabilístico significa que pueda ser que exista o no. dual significa que tiene dos o más valores. onda asociada significa que algunas ondas son más importantes. 30 De los números cuánticos se indica correctamente que: Para electrones con igual valor de n y y diferente m, su energía es igual. El número cuántico s está contemplado en la ecuación de onda del electrón. El tipo de región que define la probabilidad del electrón está dada por m. Para un electrón, siempre un valor n bajo implica menor energía Los números cuánticos n y definen la energía del electrón. 31 De los cuatro números cuánticos (4,2,0,-1/2) se afirma que pertenecen a un electrón, de un átomo de telurio (Te). con más energía que el (4,1,-1,-1/2) que puede ser el diferenciante del Pd. que define una zona de probabilidad f. que gira a la izquierda al tener s = -1/2. 32 Se afirma de la estructura electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3 que: Contiene 3 electrones externos (de valencia). Se puede afirmar que cumple con el Principio de Exclusión de Pauli. Podría ser la estructura electrónica del arsénico (As) (1,1,0,+1/2) es un electrón de esta estructura Cumple con el principio de Construcción Progresiva. 33 Para la estructura electrónica 1s22s22p6 3s23p64s2 3d3 se señala correctamente que: Los electrones ubicados en el subnivel 3d tienen los espines paralelos. Los números cuánticos del vigésimo (20) electrón sólo pueden ser (4,0,0,+1/2). Hay un pequeño error; debe escribirse 1s22s22p6 3s23p63d34s2. En el subnivel 1s por tener solo un orbital, solo pueden existir 2 electrones Esta podría ser la estructura electrónica del 23V o del 26Fe3+. 34 Para el átomo de germanio 32 Ge, se afirma correctamente que: Los números cuánticos de su electrón número veinticinco sólo pueden ser (3, 2, 2, +1/2). En su estructura electrónica debería llenarse primero el subnivel 3d (de menor energía) que el 4s. Sus electrones más externos o de valencia son los que están en 3d 10 y 4p2. Si el Ge ganara cuatro electrones, se convertiría en el gas noble Kr (kriptón). Los electrones que están en 1s tienen menor energía que los que están en 4p. 35 Para los subniveles 8g y 8h se afirma que: Si un electrón pasa de 8h a 8g, absorbió energía. En el subnivel 8h hay 11 orbitales de igual energía. Actualmente no existen átomos con electrones en 8g El subnivel 8g tiene capacidad para 16 electrones. (8, 5, -4, -1/2) es un electrón del subnivel 8h. 36 37 En los átomos A, B, C y D se encuentran electrones cuyos números cuánticos son: ÁTOMO A B C ELECTRÓN (3,2,-1,+1/2) (2,0,0,-1/2) (4,1,0,+1/2) es correcto indicar que, El electrón de C tiene mayor energía que el electrón de A. Si el electrón de B y el de A son el diferenciante, A tiene mayor número atómico. El electrón de B y el de D se encuentran en un mismo tipo de subnivel. De todos los electrones de C, el electrón indicado podría ser el número 32. Los números cuánticos del electrón de D podrían haber sido también (3,0,+1,+1/2). D (3,0,0,+1/2) Considere los siguientes posibles juegos de números cuánticos para 4 electrones: (4,2,0,-1/2) (5,0,0,+1/2) (5,1,-1,-1/2) (4,2,-2,-1/2) A B C D es correcto expresar que, La energía del electrón A es mayor que la del D. B puede ser el electrón diferenciante del Sr. C puede ser uno de los electrones externos del Xe. Todos podrían ser electrones que pertenezcan al Sb. El electrón B es el que posee la menor energía. 38 Acerca de los números cuánticos y la estructura electrónica se indica correctamente que, un electrón con números cuánticos (2,1,+1, +1/2) tiene más energía que otro que es (2,1,-1, +1/2). en 3s2 el número cuántico m es igual para los dos electrones, pero en 3p 2 tiene que ser diferente. en 4s2 el número cuántico s es diferente para los dos electrones, pero en 4p2 tiene que ser igual. si en un átomo se asignan los números cuánticos (6,3,+2,+1/2) a un electrón, ningún otro puede tenerlos. en un átomo los números cuánticos (4,0,0,+1/2) siempre se asignan primero que los números (3,2,0,+1/2). 39 Sobre los números cuánticos es correcto indicar que, Un electrón es descrito y diferenciado por tres números cuánticos a saber n, y m. Tanto m como s son números cuánticos sin relación con la energía del electrón. Los electrones en el subnivel 2s tienen menos energía que los de 4s. El número cuántico s indica la dirección en la cual gira el electrón. El electrón (3,2,-1,-1/2) tiene menos energía que el electrón (3,2,+1,+1/2). 40 Dados los siguientes conjuntos de números cuánticos: A B C D (4,2;-1;+1/2) (2,3;-2;-1/2) (2,0;0;+1/2) (4,2;-1;-1/2) Se afirma correctamente que: A y D describen a dos electrones en el mismo orbital. El electrón descrito en B no puede existir en ningún átomo . C y E corresponden a electrones con igual energía. F es el electrón de mayor energía. D puede corresponder al electrón diferenciante del Rutenio (Ru) E (2,1;0;+1/2) F (5,0,0,-1/2) Problemas 1. Escriba las estructuras electrónicas completas para: K+ Br 2. Proponga un conjunto de números cuanticos probables, para el electrón diferenciante del sodio (Na) = n= m= 3. Complete los espacios correctamente según lo indicado. a) Escriba la estructura electrónica simplificada para el S= 23 V. -1 b) Escriba la estructura electrónica completa para el Cd c) Escriba el diagrama de orbitales simplificado para el S. d) Proponga un conjunto de números cuánticos probables para los dos electrones diferenciantes del n e) Escriba dos aniones isoelectrónicos del Fe 2. m ms 21 Sc+. Ejemplos resueltos Es correcto indicar que utilizando la Tabla Periódica según Gil Chaverri, podemos saber F El número de neutrones que poseen todos los elementos. Imposible, la tabla periódica presenta elementos y ellos pueden tener más o menos neutrones dependiendo de cada isótopo. Cuales elementos no poseen isótopos estables. Todos los elementos que poseen su masa atómica entre paréntesis no poseen isótopos estables La masa atómica de todos los isótopos existentes. No nos ofrece la masa atómica promedio, porcentual relativa, no la específica Cuales elementos son metales, no metales y metaloides. Claramente indica mediante una línea punteada cuales son metales y cuales son no metales, los metaloides son aquellos que se ubican adyacentes a esta línea Que los elementos Representativos se clasifican en 8 grupos. Efectivamente hay 8 grupos indicados con números romanos V F V V Se afirma correctamente que el ordenamiento de los elementos en la Tabla Periódica, según Gil Chaverri, se hace de acuerdo con: F masa atómica creciente. másico No, el orden en la masa atómica promedio, puede no ser creciente en todos los casos V número atómico creciente Es correcto, el orden es en apego estricto al número atómico V número de electrones creciente. Como especies neutras el número de electrones y el número atómico son iguales F número de neutrones creciente. Incorrecto, no hay ninguna información sobre el número de neutrones en la tabla periódica F número másico creciente. másico No el orden del número másico puede no ser creciente en todos los casos y además la tabla periódica no ofrece el número másico. a. ( ) b. ( ) c. d. ( ) ( X ) Con respecto de la tabla periódica de los elementos, se afirma que los elementos se ordenan de menor a mayor número másico No el orden del número másico puede no ser creciente en todos los casos. solo se incluyen los que tienen isótopos estables No también se incluyen elementos que no tienen isótopos estables. los elementos en un mismo periodo tienen propiedades similares. No, en un mismo grupo si No ofrece información sobre número de isótopos No indica nada sobre los isotopos, no podemos saber si tiene uno, dos o tres isótopos Ejemplos resueltos Considere las siguientes afirmaciones: V En el He1+ la carga nuclear es igual a la carga nuclear efectiva. Debido a que no tiene otros electrones que ejerzan efecto de pantalla F El Mg2+ presenta un mayor efecto de pantalla que Mg. Al quitar electrones a un átomo su efecto de pantalla disminuye y el Mg2+ ha perdido 2 electrones F La carga nuclear efectiva es mayor en el Pb que en Po. La tendencia regular es a la inversa V En los átomos al aumentar el número de electrones, aumenta el apantallamiento. Si es correcto F El Li1+ y el Be2+ tienen la misma carga nuclear efectiva. Son especies isoelectrónicas y la Z efec aumenta con el número atómico Para los números de oxidación de las especies, se indica correctamente que: V El Sn y el Pb tienen 4+ al perder todos sus electrones externos. Si son ns2 np2 y los pierde V El P adquiere estructura externa ns2np6 al ganar 3 electrones. Si porque tiene 3s2 3p3 V En teoría, el Ne adquiere ns1np3 al perder 4 electrones. Si porque tiene ns2 np6 V El Si adquiere estructura externa ns2np6 al ganar o perder 4 electrones. Si porque tiene ns2 n2 V El In adquiere estructura externa ns2 al perder 1 electrón. Si porque tiene ns2 np1 Con respecto de las propiedades periódicas de los elementos se afirma que: F el radio atómico del Se es mayor que el del Ga. El Ga tiene mayor radio que el Se debido a la Z F El Te es más electronegativo que el S. El S es más electronegativo que el Te debido a la Z efec V el Cl posee menor radio atómico que el I. Si debido a la Z efec V el P3- posee mayor radio iónico que el Ca2+. Si debido a la Z efec V el Na posee una primera energía de ionización menor que el N. Si debido a la Z efec efec PREGUNTAS Y PROBLEMAS I ESCOGENCIA MÚLTIPLE 1.Correctamente se afirma que conociendo que existen diferencias y similitudes en las propiedades físicas y químicas de los elementos, Gil Chaverri ubicó sus símbolos en la Tabla Periódica tal que, los de estructura electrónica externa semejante están en un período se sabe cuales presentan carácter metálico y cuales no en el grupo I y en el II haya 8 elementos en cada uno ocurra un orden ascendente en el número másico los sólidos se ordenan en un mismo grupo 2.* Con base en la información de la Tabla Periódica de Gil Chaverri, se apunta correctamente que los símbolos de los elementos se ordenan según su masa atómica. Representativos tienen su electrón diferenciante únicamente en orbitales s. Li, Be y B tienen propiedades semejantes. del grupo VII son no metales. del grupo VIII tienen todos sus subniveles p completos 3.* Se asegura correctamente que la Tabla Periódica de Gil Chaverri nos permite saber: que el nitrógeno y el fósforo tienen propiedades químicas similares. el orden de los símbolos de los elementos con base en la masa atómica promedio creciente. la estructura electrónica para los átomos de cada uno de los elementos. el número másico de los átomos de cada uno de los elementos. el nivel y subnivel del electrón diferenciante del átomo de un elemento. 4.* Se asevera correctamente que los símbolos de los elementos en la Tabla Periódica de Gil Chaverri se ordenan de acuerdo con: el radio atómico creciente. la configuración electrónica. el número atómico creciente. el número másico creciente. el número de protones de cada elemento. 5.* Se declaran como correctas las siguientes afirmaciones al estudiar la Tabla Periódica. Se ordenó siguiendo un orden estricto de masa atómica creciente. Todos los Elementos Representativos son no metales. El Fe, Co y Ni tienen propiedades similares por ser una tríada. Todos los elementos no metálicos son representativos. Los Elementos de Transición tienen su electrón diferenciante con un valor de =2. 6.* Con base en la información de la Tabla Periódica de Gil Chaverri, se dice correctamente que: Los elementos se ordenan basándose en la estructura electrónica. Todos los Elementos Representativos son gaseosos o líquidos. Elementos cuyo electrón diferenciante tienen iguales valores de "n y " ocupan el mismo periodo Aquellos elementos cuyo último término de la estructura electrónica sea np 5 forman un grupo. Es posible diferenciar cuales elementos son metálicos y cuales no. 7.* Se enuncia correctamente que en la Tabla de Gil Chaverri se encuentra que: los elementos están ordenados según su estructura electrónica. los Elementos Representativos se encuentran distribuidos en ocho grupos. los elementos de Tierras Raras tienen su electrón diferenciante en el subnivel f. solo los Elementos de Transición tienen electrones en el subnivel d. cada elemento muestra su número másico y su número atómico 8.* Con respecto de la organización de los elementos en la Tabla Periódica se expone correctamente que: todos los elementos cuyos símbolos están en el período 1, son metálicos. los elementos cuyos símbolos están en un grupo, tienen estructura electrónica terminal semejante. se organizan todos los elementos con base en la masa atómica creciente. los elementos con símbolo en un período, tienen características químicas y físicas semejantes. los elementos están ordenados en forma creciente número de electrones. 9.* Se indica correctamente sobre las propiedades periódicas que, Cuanto mayor sea el efecto de pantalla en un átomo, mayor es su radio. El átomo más electronegativo tiene la mayor capacidad de atraer los electrones en un enlace. El radio iónico de un catión, aumenta si pierde más electrones. El número de oxidación son los electrones que un átomo cede, gana o comparte. La primera energía de ionización siempre es mayor que la segunda 10.* Para las especies: S, S4+, S2+, S2- y S6+, el orden correcto de menor a mayor radio es: S2+, S4+, S6+, S2-, S S6+, S4+, S2+,S, S2S2-, S4+, S6+, S2+,S S, S2-, S2+, S4+, S6+ S6+, S4+, S2+, S2-, S 11.* Con respecto de las propiedades periódicas se manifiesta correctamente que: La segunda energía de ionización es siempre mayor que la primera. Para un mismo elemento el radio de su anión es menor que el de su catión. La electronegatividad depende sólo del número de protones del elemento. Los números de oxidación se justifican con estructuras electrónicas estables. Los radios atómicos dependen en forma inversa de la carga nuclear efectiva. 12.* Con respecto de las propiedades periódicas se menciona correctamente que: El Cl2+ posee una energía de ionización menor que la del Cl 3+. El S tiene menor electronegatividad que el As. La energía necesaria para quitar un electrón a un átomo es la afinidad electrónica. La carga nuclear efectiva del N es mayor que la del Al. Para el Ca, se pueden justificar los números de oxidación 2+ y 3- 13.* Considerando las propiedades periódicas de los elementos, se señala correctamente que: Los elementos de mayor electronegatividad atraen débilmente a los electrones. La energía de ionización de los alcalinos es mayor que la de los halógenos. Para un átomo, la afinidad electrónica es la energía que se desprende al formarse un catión. El radio atómico es la distancia del núcleo al último electrón. Se puede justificar para el Cl el número de oxidación 4+ 14.* Se sostiene correctamente que: El radio atómico del As es menor que el del N. La electronegatividad del Al es mayor que la del S. La energía de ionización del I es menor que la del Cl. El radio iónico del N3- es mayor que el radio atómico del N. Los gases nobles no presentan Energía de Ionización. 15.* Sobre las propiedades periódicas se afirma correctamente que: El Ca2+ tiene un radio mayor que el Mg2+. La distancia entre el electrón más externo del átomo y el núcleo, se denomina radio atómico El efecto de pantalla está relacionado con la estructura electrónica de la especie. Siempre se cumple que la primera energía de ionización es mayor que la segunda. En los átomos al aumentar el número de electrones, aumenta el apantallamiento. 16.* Se apunta correctamente que: El radio iónico del Sr2+ es menor que el del Rb1+ El carbono es más electronegativo que el nitrógeno El radio atómico del Cl es mayor que el del P La energía de ionización del O es menor que la del F La electronegatividad del Cs es menor que la del Ca 17.* El ordenamiento correcto de los iones Mg2+, Sr2+, Be2+y Ba2+, con respecto del radio iónico creciente es: Sr2+ < Mg2+ < Be2+ < Ba2+ Ba2+ < Sr2+ < Mg2+ < Be2+ Be2+ < Mg2+ < Sr2+ < Ba2+ Mg2+ < Sr2+ < Be2+ < Ba2+ Sr2+ < Mg2+ < Ba2+ < Be2+ 18.* De los elementos es correcto asegurar que: el nitrógeno (N) es más electronegativo que el oxígeno (O). el arsénico (As) y el telurio (Te) son semimetales ó metaloides. el antimonio (Sb) es menos electronegativo que el iodo (I). el fósforo (P) y el azufre (S) pertenecen al mismo grupo. El Li1+ y el Be2+ tienen la misma carga nuclear efectiva. 19.* Con respecto de los elementos, se cumple correctamente que: Los metales son más electronegativos que los no metales. El germanio (Ge) tiene mayor radio atómico que el fósforo (P). El aluminio (Al) tiene menor energía de ionización que el sodio (Na). La carga nuclear efectiva en el iodo (I) es mayor que en el estaño (Sn). El Mg2+ presenta un mayor efecto de pantalla que el Mg. 20.* Con respecto de las propiedades periódicas se señala correctamente lo siguiente: El Pb2+ posee una energía de ionización menor que la del Pb3+. La electronegatividad aumenta conforme aumenta el número atómico. La afinidad electrónica es la capacidad que tiene un átomo de atraer electrones. El Cl1+ tiene un radio mayor que el que tiene el Cl 1-. En el He2+ la carga nuclear es igual a la carga nuclear efectiva. 21* De acuerdo con el ordenamiento de elementos en la Tabla Periódica, según Gil Chaverri, solamente los elementos de Tierras Raras tienen electrones en un subnivel f. Mg, Ca, Cd y Ba son elementos que pertenecen al Grupo II de los Representativos. Los átomos que tienen su electrón diferenciante en un subnivel “p”, pertenecen a los no-metales. Fe, Co y Ni forman una Tríada porque tienen propiedades químicas semejantes. los elementos con masa atómica entre paréntesis es porque hay duda de ese valor. 22* 23* Con base en la organización de los elementos en la Tabla Periódica según Gil Chaverri se propone correctamente que permite saber, cuales son los elementos que presentan propiedades químicas similares. el número y tipo de todas las partículas de los átomos de un elemento. con exactitud, todos los números cuánticos de un determinado electrón. si un elemento presenta carácter metálico o carácter no-metálico. el número másico para todos los átomos de cualquiera de los elementos. De acuerdo con la Tabla Periódica de los Elementos según el arreglo de Gil Chaverri, se expresa correctamente que: Ru, 45Rh y 46Pd poseen propiedades similares. El 29Cu y el 30Zn son Elementos Representativos. 44 El 52Te posee propiedades de metal y no-metal. El 88Ra y el 103Lr no tienen isótopos naturales estables. El 2He es un gas noble, que no posee electrones en “p”. 24* De la Tabla Periódica de Gil Chaverri se puede deducir correctamente la siguiente información: El elemento 114 sería un elemento de representativo. El número de isótopos estables de cada elemento. Sólo los elementos de transición poseen electrones en el subnivel d. Los elementos alcalino- térreos son 10 y todos son metales. El elemento 118 podría ser un metaloide o semimetal. 25* Es correcto indicar que la Tabla Periódica de los Elementos según Gil Chaverri, para un elemento muestra, directamente, el número de protones y neutrones. indirectamente, si un átomo tiene isótopos estables. tendencias en sus propiedades químicas. correlación entre la configuración electrónica y sus propiedades. directamente, el número atómico y la masa atómica promedio relativa. 26* Con respecto de la carga nuclear efectiva; la carga nuclear y el efecto de pantalla se manifiesta correctamente que: Para especies isoelectrónicas, la carga nuclear efectiva la define el número de protones. El efecto de pantalla en átomos con igual n en sus electrones externos, es el mismo El efecto de pantalla es causado solamente por los electrones externos. La carga nuclear efectiva depende únicamente del efecto de pantalla y la carga nuclear. La carga nuclear para átomos con igual valor de n tiene variaciones muy pequeñas. 27* Con respecto de la carga nuclear efectiva; la carga nuclear y el efecto de pantalla se manifiesta correctamente que: el efecto de apantallamiento que existe en A2- es mayor que el que hay en A. el valor de la carga nuclear únicamente depende del número de protones. excepto el H, la carga nuclear efectiva siempre es menor que la carga nuclear. la mayor parte del apantallamiento lo producen los electrones no externos. átomos con igual valor de n en los electrones externos tienen similar apantallamiento. 28* Con respecto de la carga nuclear, el apantallamiento y la carga nuclear efectiva es correcto manifestar que, Elementos cuyo electrón diferenciante tiene el mismo n y , tienen igual efecto de pantalla. La carga nuclear está definida por el número atómico. La carga nuclear efectiva es mayor que la carga nuclear Al aumentar la carga nuclear, aumenta el efecto de pantalla. La carga nuclear efectiva de un ion es mayor que la del átomo que le originó. 29* Con respecto de la carga nuclear efectiva, carga nuclear y efecto de pantalla se afirma correctamente que: Las especies isoelectrónicas poseen la misma carga nuclear. La carga nuclear efectiva aumenta al perder electrones. El efecto de pantalla de iones diferentes de igual carga es el mismo. Si el efecto de pantalla aumenta la carga nuclear efectiva siempre disminuye. Un anión y un catión de un átomo poseen la misma carga nuclear. 30* Considere las siguientes afirmaciones: En el He1+ la carga nuclear es igual a la carga nuclear efectiva. El Mg2+ presenta un mayor efecto de pantalla que Mg. La carga nuclear efectiva es mayor en el Pb que en Po. En los átomos al aumentar el número de electrones, aumenta el apantallamiento. El Li1+ y el Be2+ tienen la misma carga nuclear efectiva. 31* Con respecto de la carga nuclear efectiva, la carga nuclear y el efecto de apantallamiento y las propiedades periódicas se afirma correctamente que: Al aumentar el número de electrones aumenta el radio atómico. Al aumentar la carga nuclear efectiva siempre aumenta la electronegatividad. Todas las propiedades periódicas aumentan al aumentar la carga nuclear efectiva. Los átomos con mayor carga nuclear tendrán siempre mayor radio atómico. El nitrógeno y cualquiera de sus iones tienen igual energía de ionización. 32* 33* Se apunta correctamente que dadas las especies: 2es la especie con el mayor efecto de pantalla. 52Te El de mayor carga nuclear es el 56Ba2+. La especie que tiene el mayor radio es 53I1-. La mayor carga nuclear efectiva la tiene el 55Cs1+. Sólo el 54Xe posee electronegatividad. 55 Cs1+ ; 52 Te2- ; 54 Xe; 56 Ba2+ ; 53 I1-, Con respecto de las propiedades periódicas se sostiene correctamente que: La energía de ionización es la energía mínima necesaria para quitar un neutrón a un átomo o ion. La electronegatividad disminuye si la carga nuclear efectiva disminuye. Para cualquier especie, la segunda energía de ionización es mayor, que la primera. La afinidad electrónica es la capacidad que tiene un átomo de atraer electrones en un enlace covalente. La distancia entre el electrón más externo del átomo y el núcleo es lo que se denomina radio atómico. 34* Considere las siguientes afirmaciones para las Propiedades Periódicas: La segunda energía de ionización siempre es mayor que la tercera. Al aumentar el número atómico, aumentan todas las propiedades periódicas. El número de oxidación se determina solamente con los electrones externos. La electronegatividad aumenta al aumentar la carga nuclear efectiva. El radio de un ion siempre es más pequeño que el de su átomo. 35* Se afirma correctamente que: Un anión tiene un tiene un efecto de pantalla mayor que el de su átomo. El radio iónico aumenta conforme aumenta la carga nuclear efectiva. La electronegatividad aumenta conforme disminuye el efecto de pantalla. La energía de ionización del anión 1- de A, es menor que la del catión 1+ de A. En un catión la carga nuclear es igual a su carga nuclear efectiva. 36* Con respecto de las propiedades periódicas de los elementos se manifiesta correctamente que: La Afinidad Electrónica y la energía de Ionización son de igual magnitud pero de signo contrario. Sólo los elementos de baja electronegatividad presentan Energía de Ionización. La energía que gana o pierde una especie al ganar un electrón, es la Afinidad Electrónica. La electronegatividad es la capacidad de un átomo de quitarle un electrón a otro átomo. La energía de ionización es la energía necesaria para que una especie gane o pierda un electrón 37* Con respecto de las propiedades periódicas se sostiene correctamente que: La afinidad electrónica es la capacidad de atraer electrones en las moléculas. La distancia entre electrón más externo y el núcleo de un átomo, se denomina radio atómico La energía de ionización es la capacidad de los átomos de ionizarse. Para un átomo, la afinidad electrónica es la energía involucrada al formarse un anión. Siempre se cumple que la tercera energía de ionización es menor que la cuarta. 38* Con respecto de las propiedades periódicas se afirma correctamente que: A mayor número de protones, siempre es mayor la carga nuclear efectiva. La electronegatividad depende directamente de la carga nuclear efectiva. El radio de una especie aumenta siempre que gana electrones. En especies isoelectrónicas, la carga nuclear permanece constante. La energía de ionización de un átomo siempre es menor que la de sus iones. 39* Con respecto de las propiedades periódicas se sostiene correctamente que: De Ca, Sr y Se, el más electronegativo es el Se. De Ge, As y Pb, el de mayor energía de ionización es el Pb. De Cr2+, Cr6+ y Cr3+, el de mayor radio iónico es el Cr6+. De Cl1-, Cl1+, Cl3+ y Cl7+, el de menor radio es el Cl1-. De Rb, Sr y Te, el más electronegativo es el Te. 40* Dados los siguientes conjuntos de elementos A y B: A B K As Br Rb Sb I Con respecto de: la carga nuclear efectiva; la carga nuclear y el efecto de pantalla. Se afirma que: En B, el orden de carga nuclear efectiva es I > Sb > Rb. De todos, el Rb es el que presenta máximo apantallamiento. En A, la mínima carga nuclear efectiva la exhibe el Br. En B se puede suponer que el apantallamiento es relativamente constante. De todos, el Rb es el que exhibe la máxima carga nuclear. 41* Con respecto de las propiedades periódicas de los elementos se afirma que: el radio atómico del Se es mayor que el del K. El Te es más electronegativo que el S. el Cl posee menor efecto de pantalla que el I. el P3- posee mayor radio iónico que el Ca2+. el Na posee una primera energía de ionización menor que el N. Con respecto de las propiedades periódicas se afirma que los siguientes órdenes son correctas: 42* Radio atómico: B < Al < Ga < In Primera Energía de Ionización: Sn < Ge < Si < C Radio iónico: Mn7+ < Mn2+ < Mn6+ < Mn3+ Electronegatividad: Te < Se < S < O 1era Energía de Ionización (EI) del Al o < 2da EI del Al 1+ < 3era EI del Al 2+ 43* Dadas las especies: Br Cl I I1-, se sostiene correctamente que: El Br y el I tienen igual atracción por los electrones en un enlace. El orden de electronegatividad es Cl > Br > I. El orden de los radios para las espoecies es I1-> I > Br > Cl. La energía del ionización del Br es mayor que la del I. La energía para I + 1 eI1- es la afinidad electrónica. 44* Dadas las especies: O, Na y S, se sostiene correctamente que: el orden de radio atómico es: O mayor que S y el menor es Na. el orden de electronegatividad es: O mayor que S y el menor es Na. entre S y Na el que tiene menor radio atómico es el Na. entre S y O el de mayor energía de ionización es el O. entre S2- y O2- el de mayor radio iónico es el S2-. 45* Con respecto de las propiedades periódicas se afirma correctamente que: La energía de ionización del 20Ca1+ es mayor que la del 20Ca°. El radio iónico del 38Sr2+ es mayor que el del 34Se2-. Un átomo del 88Ra es mucho más grande que uno del 4Be. La electronegatividad del 81T es mayor que la del 83Bi. La energía de ionización es mayor en el 33As que en el 17C. 46* Se asegura correctamente que el orden creciente de radio atómico es N < P < Si. el radio iónico del O2- es mayor que el de F1- . el radio iónico del Ba2+ es menor que el de Sr2+. la primera energía de ionización del Berilio es mayor que la del Boro. debido a la mayor carga nuclear efectiva el Br es más electronegativo que el Ge. 47* Con respecto de la carga nuclear efectiva, la carga nuclear y el efecto de pantalla se afirma correctamente que, La carga nuclear aumenta al aumentar el número atómico. Un ión posee un efecto de pantalla menor que el de su átomo. La carga nuclear y la carga nuclear efectiva pueden tener el mismo valor. Al aumentar la carga nuclear aumenta el efecto de pantalla. Un átomo al perder electrones aumenta su carga nuclear efectiva. 48* Con respecto de la carga nuclear efectiva, la carga nuclear y el efecto de pantalla se afirma correctamente que, La carga nuclear efectiva del 50Sn es mayor que la del 38Sr. El 27Co2+ posee mayor carga nuclear que el 27Co. el efecto de pantalla para el 16S2- y el 18Ar es el mismo. La carga nuclear efectiva del 34Se2- es mayor que la del 34Se6+. El 49In posee un efecto de pantalla mayor al del 52Te. 49* Acerca de los números de oxidación de los elementos químicos se señala correctamente que, es cero para los que tienen estructura electrónica externa ns 2np6 o es ns2. 1+ es imposible explicarla para los elementos con símbolo en el grupo V. 1+ para el aluminio (Al) se explicaría por una estructura electrónica externa ns2. 6+ para el neón (Ne) no existe porque no tendría una estructura electrónica externa estable. 4- para el potasio (K) no existe porque no produce una estructura estable. 50* Un elemento tiene sus electrones externos en 3s 2 3p4; por lo tanto, este elemento puede tener como número de oxidación, 4+ al perder cuatro electrones y quedar con el subnivel 3s lleno. 6+ al ganar seis electrones y completar el nivel tres. 2- al ganar dos electrones y completar el 3p. 2+ al perder dos electrones y completar el nivel tres. 6+ al perder seis electrones y quedarse con el nivel dos lleno (n = 2). 51* Para los números de oxidación de las especies, se indica correctamente que: El Sn y el Pb tienen 4+ al perder todos sus electrones externos. El P adquiere estructura externa ns2np6 al ganar 3 electrones. En teoría, el Ne adquiere ns1np3 al perder 4 electrones. El Si adquiere estructura externa ns2np6 al ganar o perder 4 electrones. El In adquiere estructura externa ns2 al perder 1 electrón 52* Se afirma correctamente que los elementos del Grupo VII podrían presentar los siguientes números de oxidación, al adquirir estructuras electrónicas externas estables, 1-; por al ganar 1 electrón y quedar ns2 np6. 3-; por al ganar 3 electrones y quedar ns2. 3+; al perder 3 electrones y quedar ns2 np3. 5+; al perder 5 electrones y quedar ns2. 7+; al perder 7 electrones y quedar ns2 np6. 53* Acerca de los números de oxidación se señala correctamente que: la estructura externa estable ns2 np6 es la mejor de todas. su definición es solamente para cuando se ganan o pierden electrones. átomos con electrones externos ns2np6 no tienen números de oxidación. para los elementos con símbolo en el Grupo I y II los números son positivos. el elemento más electronegativo de todos sólo presenta un número negativo. 54* Se indica correctamente que los números de oxidación del 16 S podrían ser, 2+, si pierde un electrón de 3s y un electrón de 3p. 2-, si gana dos electrones y se convierte en Gas Noble. 4+, si pierde cuatro electrones de 3p y se convierte en Helio. 4-, si gana 4 electrones y queda con electrones externos en 4s 2. 6+, si pierde todos sus electrones externos y queda sin electrones. 55* Con respecto de números de oxidación se asegura correctamente Se establecen exclusivamente cuando se alcanza estructura de gas noble. Se define como el número de electrones que los átomos transfieren. Sólo los gases nobles no poseen, números de oxidación. Algunos números de oxidación se justifican, aunque el átomo no los presente. Siempre son números enteros, positivos o negativos. 56* Dado los siguientes elementos: Para el 15P y para el P, 15 Se y 34 51 Sb, se asevera correctamente que: 51Sb se justifican entre otros, los números de oxidación 3+ y 5+. El número de oxidación 1-, no se justifica para ninguna de las tres especies. Para el Se se justifican los números de oxidación 4+ y 6+ entre otros. 34 Es posible justificar los números de oxidación 3- y 4+ en las tres especies. El II 1 a. b. c. d. Se podría presentar los números de oxidación 2+, 2-. 34 ESCOGENCIA SIMPLE Con ( ( ( ( Marque la opción correcta respecto de la tabla periódica de los elementos, se afirma que ) los elementos se ordenan de menor a mayor número másico ) solo se incluyen los que tienen isótopos estables ) los elementos en un mismo periodo tienen propiedades similares ) No ofrece información sobre número de isótopos 2 Con respecto de la tabla periódica de los elementos de Gil Chaverri, se afirma que a. ( ) Es imposible obtener información cualitativa sobre la energía de ionización de los elementos b. ( ) Para un átomo, se puede establecer la cantidad de neutrones de esta tabla c. ( ) El sodio y el cesio ocupan el mismo grupo porque tienen iguales estructuras electrónicas d. ( ) El He aparece en dos lugares debido a que posee dos isótopos muy distintos 3 Al analizar la información brindada por la tabla periódica para el elemento Po se indica que 209 es: a. ( ) El número atómico b. ( ) El número de masa c. ( ) El número de electrones d. ( ) La masa del isótopo más abundante o más conocido 4 Los siguientes elementos presentan propiedades físico química similares: a. ( ) I, F, Cl, S b. ( ) B, C, N, O c.( ) Fe, Co, Ni 5 La carga nuclear efectiva del a. ( ) Mayor que la del 17Cl c. ( ) Igual a la del 14Si 15 d.( ) Cr, Mo, W, Sg P es : 6 El efecto de pantalla del 16S2- es a. ( ) Mayor que el del 18Ar c. ( ) Menor que la del 16S b. ( d. ( ) b. ( d. ( ) ) ) Menor que la del 51Sb mayor que la del 11Na Igual al del 20Ca2+ Definido por 14 electrones 7 En el siguiente grupo de átomos Be, Sb, N, F, el que presenta la mayor carga nuclear efectiva es el a. ( ) F b. ( ) Be c. ( ) Sb d. ( ) N 8 El ión que presenta el mayor radio iónico del siguiente grupo es: Rb1+, Na+1, Cl1+, Cs1+ +1 1+ a.( ) Na b.( ) Cl c. ( ) Cs1+ d.( ) Rb1+ 9 En relación con la afinidad electrónica se afirma que: a. ( ) Es la energía que gana o pierde una especie al ganar un electrón. b. ( ) Es la capacidad de un átomo de arrebatarle un electrón a otro átomo. c. ( ) Es la dificultad que tiene un catión de ganar un electrón d. ( ) La capacidad de un átomo de evitar la formación de cargas negativas 10 Con respecto de las propiedades periódicas se afirma que los siguientes órdenes de clasificación son correctos: a. ( ) Radio atómico: B < In b. ( ) Primera Energía de Ionización: Sn > Ge c. ( ) Radio iónico: Mn7+ > Mn6+ d. ( ) Electronegatividad: Te > Se 11 La primera energía de ionización del a. ( ) Mayor que la del 17Cl c. ( ) Menor que la del 12Mg 12 El radio del 33As es: a. ( ) Menor que el del 33As5+ c. ( ) Mayor que el del 19K 15 P es: b. ( d. ( ) Menor que la del 15P3+ ) Mayor que la del 15P5+ b. ( ) Igual al del 35Br2+ d. ( ) Menor al del 33As3-
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