I.E.S. Grande Covián Física y Química 4º ESO ACTIVIDADES SOBRE ÁTOMO, SISTEMA PERIÓDICO Y ENLACES QUÍMICOS

Transcripción

1 I.E.S. Grande Covián Física y Química 4º ESO ACTIVIDADES SOBRE ÁTOMO, SISTEMA PERIÓDICO Y ENLACES QUÍMICOS Nombre:. Apellidos: Grupo: Fecha:. 1º) Escribe la diferencia fundamental entre el modelo atómico de Thomsom y el modelo atómico de Rutherford. El átomo de Thomsom es homogéneo, no hay zonas diferenciadas, y el de Rutherford tiene dos partes: núcleo y corteza. 2º) Escribe las diferencias fundamentales entre el modelo atómico de Rutherford y el modelo atómico de Bohr. En el de Rutherford los giraban a cualquier distancia del núcleo, mientras que en el de Bohr, sólo a unas distancias determinadas en las que no perdían energía. El modelo de Rutherford no trataba de explicar los espectros atómicos y el de Bohr, sí. 3º) Semejanza fundamental entre los modelos atómicos de Rutherford y de Bohr. En los dos modelos el átomo tiene dos partes, núcleo y corteza, y los están en movimiento en torno al núcleo. 4º) Qué es un espectro de emisión? Es el conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por los átomos de un elemento químico que han sido excitados previamente, mediante calor o corriente eléctrica. Al hacer pasar estas radiaciones por un prisma, se puede observar una serie de líneas de colores en una pantalla. Esta serie de líneas es diferente para cada elemento químico. 5º) Indica si estas frases se refieren al modelo de Thomson, Rutherford o Bohr (pueden referirse a más de uno): a) Los están girando en torno al núcleo Rutherford y Bohr b) La carga positiva está distribuida homogéneamente por todo el átomo Thomsom c) Los se mueven en órbitas concretas con energías determinadas Bohr d) La masa del átomo está casi toda concentrada en el núcleo Rutherford y Bohr e) Trató de explicar los espectros atómicos Bohr f) La carga negativa está incrustada en la positiva Thomsom g) Parece un sistema solar Rutherford y Bohr h) No incluye a los neutrones Thomsom i) Se le llamó modelo del pastel de pasas Thomsom j) Explicó el experimento de la lámina de oro Rutherford 6º) Indica si estas afirmaciones son verdaderas o falsas. En las que sean falsas, explica por qué o corrígelas. a) Los saltan de una órbita superior a otra inferior absorbiendo la energía de un fotón. FALSA. Lo que hacen es emitir energía, no absorber b) En el experimento de la lámina de oro, como la mayoría de las partículas la atravesaban por igual, se demostraba que el átomo es uniforme. FALSA. Se demostraba que el átomo no era uniforme, que había una zona muy pequeña con mucha masa y una gran zona con mucho espacio vacío. c) Los espectros atómicos indicaban que había una estructura ordenada y concreta dentro del átomo. VERDADERA. d) Los espectros atómicos son continuos. FALSA. Son discontinuos, porque no sale la progresión gradual de todos los colores del arco iris: en los de absorción faltan algunas líneas y en los de emisión, salen solo esas líneas. e) Todos los elementos de un mismo grupo de la Tabla Periódica tienen espectros atómicos iguales. FALSA. Los espectros son distintos para todos los elementos.

2 7º) Indica los de valencia de: a) Rb 1 b) K 1 c) As 5 d) Al 3 e) I 7 8º) Define: a) Átomo El átomo es la parte más pequeña de un elemento que sigue siendo ese elemento. b) Ion El ion es un átomo con distinta cantidad de protones que de, por lo que tiene carga neta. c) Isótopos Los isótopos son átomos con igual número atómico (igual número de protones) y distinto número másico (distinta cantidad de neutrones) 9º) Completa esta tabla: Átomo 79 35Br 41 Ca In 2 59 Co 3 27 Número atómico Número másico protones neutrones carga catión, anión o átomo neutro? Anión Catión Átomo neutro Catión 10º) Completa esta tabla. protones neutrones Z A carga Símbolo X I Representación simbólica del átomo I Ne 10 Ne Cu Se 63 29Cu 2 78 Se º) Completa esta tabla. Átomo A Z carga protones 85 Rb neutrones 12º) Identifica las familias de isótopos y escribe a qué elemento químico pertenecen: 40 a) X b) X c) X d) X e) 40 X f) X a, c, d, f isótopos de calcio (Ca) b, e isótopos de circonio (Zr) catión, anión o átomo neutro? Catión Ag Átomo neutro Ar Átomo neutro B Anión

3 13º) Completa esta tabla comparativa sobre los tres enlaces químicos. ENLACE SE FORMA POR SE DA ENTRE FORMA MOLÉCULAS O CRISTALES? COVALENTE compartición de entre átomos con tendencia a ganarlos no metales Los dos IÓNICO la atracción electrostática entre cationes y aniones que se forman tras una transferencia de metales y no metales Cristales METÁLICO una red cationes metálicos rodeados por comunes con movilidad metales Cristales 14º) Qué propiedad de los metales utilizó Rutherford en el experimento por el que ideó su modelo atómico? La maleabilidad, pues usó una lámina de oro. 15º) Completa esta tabla comparativa de propiedades de sustancias según su enlace químico y da ejemplos de sustancias de cada tipo. PROPIEDAD Puntos de fusión y ebullición. Altos o bajos? Estado físico a T ambiente Solubles en agua? Conducen la electricidad? COVALENTE MOLECULAR CRISTALINA En general, bajos Altos Sólidos, líquidos y gases Algunos sí (los s polares) NO Sólidos NO NO, con excepciones (grafito) IÓNICA Altos Sólidos SÍ Sólidos, NO. Fundidos o disueltos, SÍ METÁLICA En general, altos Sólidos, excepto el Hg (líquido) NO, pero algunos reaccionan con el agua SÍ EJEMPLOS Agua, amoniaco Diamante, grafito Sal común Hierro

4 16º) Indica si estas frases se refieren a sustancias iónicas, s o metálicas. a) Tiene una gran dureza Covalente (cristalina) b) Es muy buen conductor en cualquier circunstancia Metálica c) Está formada por moléculas Covalente (molecular) d) Se puede disolver en agua Iónica y los s moleculares polares e) Es un gas a temperatura ambiente Covalente (molecular) f) Conduce la electricidad sólo si está disuelta en agua o fundida Iónica g) Está formada por dos no metales Covalente h) Sus átomos comparten Covalente i) Su estructura interna es cristalina Covalente (cristalina), iónica y metálica j) Tiene iones en su estructura Iónica y metálica k) Tiene iones de distinto signo en su estructura Iónica l) En este tipo de sustancia, a T ambiente, algunas son sólidas, otras son líquidas y otras, gaseosas Covalente (molecular) 17º) Indica si estas sustancias son iónicas, s, metálicas o gases nobles. a) NaCl c) H 2O e) Fe g) Cu iónica metálica metálica b) CH 4 d) Ne gas f) H 2 h) O 2 noble i) He gas noble j) CO 2 18º) Por qué la sal fundida conduce la electricidad? Porque al estar fundida, sus iones, tanto positivos como negativos, quedan libres para moverse. 19º) Un cristal iónico es frágil y el metálico no. Por qué? Porque un pequeño golpe en el iónico, al estar formado por cationes y aniones, puede hacer que se enfrenten cargas de igual signo, que se repelerán rompiendo el cristal. En cambio, el mismo golpe en el metálico no cambia la estructura, sigue siendo una red de cationes con moviéndose entre ellos; lo único que lograría el golpe es deformar el metal. º) Si una sustancia huele, de qué tipo es: iónica, metálica, molecular o cristalina? Por qué? Al oler lo que detectamos son gases. Así que si una sustancia huele es molecular, porque sólo en este tipo hay sustancias en estado gaseoso a temperatura ambiente. 21º) Explica paso a paso cómo se forma el cloruro de magnesio (MgCl 2) y por qué aparece un dos junto al cloro en la fórmula. La configuración electrónica del Mg es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2. Tiene 2 de valencia, así que tiende a soltarlos para estabilizarse, convirtiéndose en el catión Mg 2+. La configuración electrónica del Cl es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5. Tiene 7 de valencia, así que tiende a coger uno para completar su octeto, convirtiéndose en el anión Cl. Luego los cationes y los aniones se atraen electrostáticamente formando un cristal. Para que la sustancia sea neutra, hacen falta dos aniones de cloro por cada catión de magnesio, por lo que la fórmula es MgCl 2.

5 22º) Completa esta tabla. elemento Nombre del grupo al que pertenece Nº de capas en la última capa metal, no metal o gas noble? Br Halógeno 4 7 No metal Configuración electrónica 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 Ca Alcalinotérreo 4 2 Metal 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 Ne Gas noble 2 8 Gas noble 1s 2 2s 2 2p 6 P Nitrogenoide 3 5 No metal 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 4p 5 I Halógeno 5 7 No metal 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 5 23º) Indica qué elemento es el que tiene: a) en 7 capas y en la última tiene 2 radio (Ra) b) en 5 capas y en la última tiene 8 xenón (Xe) c) en 2 capas y en la última tiene 1 electrón litio (Li) d) en 4 capas y en la última tiene 5 arsénico (As) e) tiene 5 capas de y es un halógeno yodo (I) f) es un carbonoide y está en el tercer periodo silicio (Si) g) es un térreo y en su configuración electrónica tiene 4 capas galio (Ga) h) es un gas noble con 5 niveles en su configuración xenón (Xe) i) está en el 2º periodo y es un alcalinotérreo berilio (Be) j) está en el 5º periodo y es un anfígeno teluro (Te) 24º) Ordena, justificadamente, estos elementos en orden creciente de radio atómico: Po, Li, O, Te, B, Se El radio atómico se puede definir como la distancia que hay desde el centro del núcleo del átomo hasta el borde exterior de la corteza. Li B O Veamos los que están en un mismo periodo o en un mismo grupo. Li, B y O están en el segundo periodo, en ese orden. Cuanto más a la derecha en el periodo más protones y tienen los átomos, pero las distancias entre esas partículas no varían apenas, pues los que se van añadiendo están en el mismo nivel. Al aumentar las cargas, aumenta la fuerza que hace el núcleo sobre los y los atrae más, contrayéndose el átomo. Así que el menor en tamaño es O, seguido de B y el mayor Li: O B Li. Por otro lado, Se, Te y Po están bajo el oxígeno, es decir, en el grupo de los anfígenos. Estos tres elementos tienen más capas que los del segundo periodo y serán más grandes, creciendo cuanto más abajo estén en el grupo: Se Te Po. Reuniendo todo lo anterior el orden creciente de radio atómico es: O B Li Se Te Po Se Te Po 25º) Ordena, justificadamente, estos elementos en orden creciente de carácter metálico: Na, In, Li, Sb, I, Rb El carácter metálico de un elemento es Li la tendencia de sus átomos a soltar Na y convertirse en cationes. En los seis elementos que nos dan hay metales y no metales. Los metales Rb In Sb I

6 tienen más carácter metálico, pues tienen pocos de valencia y tienden a soltarlos para parecerse a un gas noble. Los no metales tienen muchos de valencia y tienden a coger más para completar así el octeto. Hay tres metales en un mismo grupo. Cuanto más abajo esté el elemento, más metálico será, pues los a soltar están más lejos del núcleo y están menos atraídos, teniendo así más facilidad para escapar: Li Na Rb. Los que están a la derecha en el Sistema Periódico (con más de valencia) se encuentran en un mismo periodo. Consideramos que cuanto más a la derecha, hay mayor carga nuclear a igual distancia de los, con lo que éstos están más atraídos, costará más que puedan escapar y el elemento tendrá menor carácter metálico: I Sb In. Por tanto, colocados los elementos en orden creciente de carácter metálico quedarían: I Sb In Li Na Rb. 26º) Indica que elemento es más reactivo en cada una de las parejas siguientes: a) Li y K b) F y At La reactividad es la capacidad de una sustancia para reaccionar químicamente en presencia de otras sustancias químicas o reactivos. a) los dos son alcalinos, el que esté más abajo en el grupo será más reactivo: el K b) los dos son halógenos, el que esté más arriba en el grupo será más reactivo: el F 27º) Haz la configuración electrónica de: a) Un átomo situado en el tercer periodo y es un anfígeno: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 b) Un átomo con Z = 60: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 4 28º) Escribe la configuración electrónica en función del gas noble anterior de: a) un elemento situado en el 5º periodo y es un carbonoide [Kr] 5s 2 4d 10 5p 2 b) el selenio [Ar] 4s 2 3d 10 4p 4 29º) Haz el diagrama de Lewis de: a) PH 3 b) SiO 2 c) H 2Se d) HClO HPH H O = Si = O H Se H H O Cl 30º) Dados dos elementos desconocidos A y B de números atómicos 8 y 31: a) Escribe la configuración electrónica completa y en función de gas noble de cada uno. Elemento A: completa 1s 2 2s 2 2p 4 en función de gas noble He 2s 2 2p 4 Elemento B: completa 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1 en función de gas noble Ar 4s 2 3d 10 4p 1 b) Deduce la fórmula química de la sustancia que se formará al unirse A con B, y A con A. A con B A tiene 6 en su última capa. Para parecerse a un gas noble cogerá dos convirtiéndose en el anión A 2. Por otro lado, B tiene 3 en su última capa, así que los soltará convirtiéndose en el catión B 3+. Esto ocurrirá con muchos átomos de A y de B, y todos estos aniones y cationes se atraerán formando un cristal iónico. Para que éste sea neutro tiene que haber la misma cantidad de carga positiva que de negativa: se

7 cumplirá habiendo 3 átomos de A (carga de 6 en total) por cada 2 átomos de B (carga de +6 los dos juntos). Con esta proporción la fórmula del compuesto iónico es: B 2A 3. A con A Los átomos de A tiene 6 de valencia. Para parecerse a un gas noble tenderían a coger dos. Si todos los átomos quieren coger, la única solución es que compartan. Se formará un enlace doble entre dos átomos, prestando cada átomo dos. Se formará una sustancia molecular de fórmula: A 2. c) Escribe, razonadamente, tres propiedades de cada una de las sustancias anteriores. Compuesto de A con B Al ser un compuesto iónico: Será soluble en agua, pues el agua es un disolvente polar, cuyas partes positivas irán arrancando los aniones del cristal y las negativas (la zona del oxígeno) se irán llevando los cationes. No conducirá la electricidad si está sólido, pues no tiene cargas libres para moverse; pero sí la conducirá en estado líquido o disuelto. Será frágil, pues un desplazamiento de una capa de iones por un golpe enfrentará iones de igual signo, que se repelerán rompiendo el cristal. Sustancia de A con A Al ser una sustancia molecular: Sus puntos de fusión y de ebullición serán bajos, pues las moléculas son casi independientes: las fuerzas electrostáticas entre ellas son mucho más débiles que las que unen los átomos dentro de las moléculas. Su densidad será baja, pues al ser las moléculas prácticamente independientes, ocupan mucho volumen. (Esta sustancia es el oxígeno, O 2, que a temperatura ambiente es gaseoso.) No conducirá la electricidad, pues en sus moléculas los no tienen libertad para moverse. 31º) Indica si las moléculas de estas sustancias tienen dipolos permanentes o no: a) H 2 No c) H 2O Sí e) NH 3 Sí b) HCl Sí d) CO 2 No f) CH 4 No g) Cl 2 No h) H 2S Sí 32º) Indica qué tipo de fuerzas intermoleculares habrá entre las moléculas de estas sustancias: a) O 2 fuerzas de Van der Waals d) H 2 fuerzas de Van der Waals b) H 2O puente de hidrógeno e) NH 3 puente de hidrógeno c) HBr fuerzas de Van der Waals f) Br 2 fuerzas de Van der Waals 33º) Ordena, justificadamente, estas sustancias en orden creciente de las fuerzas que hay entre sus moléculas: H 2O, Cl 2, HCl. Las moléculas de H 2O están unidas por enlace de hidrógeno. Las de Cl 2 están unidas por fuerzas de Van der Waals entre dipolos inducidos, puesto que las moléculas son apolares. Las de HCl están unidas también por fuerzas de Van der Waals, pero entre dipolos permanentes, ya que las moléculas son polares. El enlace de hidrógeno es el más intenso, le sigue el de Van der Waals entre dipolos permanentes y el más débil es el de Van der Waals entre dipolos inducidos. Dicho de otra manera, cuanto mayor sea el dipolo de las moléculas, mayor será la fuerza entre ellas. Por tanto, en orden creciente de fuerzas intermoleculares: Cl 2 HCl H 2O 34º) Por qué la temperatura de ebullición del HF es mayor que la del HCl? Porque las moléculas de HF están unidas por fuerzas tipo puente de hidrógeno y las de HCl, por fuerzas de Van der Waals. Las primeras son mucho más intensas, por lo que, para vencerlas y lograr que las moléculas escapen al estado gaseoso, se requiere más energía, haciendo que la temperatura de ebullición del HF sea mayor.