I.E.S. León Felipe Examen de Química de 2º de Bachillerato. Tema 1.

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Manuel Fernando Barbero Ramírez
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1 I.E.S. León Felipe Examen de Química de 2º de Bachillerato. Tema 1. Nombre: Fecha: 1. Son posibles las siguientes combinaciones de números cuánticos para un electrón en un átomo? Justifica tu respuesta. Para las combinaciones correctas de números cuánticos, di en qué tipo de orbital (1s, 2s, 2p ) está el electrón en cuestión. a) (2, 0, 0, +1/2) b) (2, 1, 0, 1) c) (3, 2, -1, -1/2) d) (2, 2, 1, +1/2) 2. a) Haz la configuración electrónica del segundo elemento del grupo de los halógenos. Cuál es este elemento? b) Haz la configuración electrónica del S y, en base a su configuración electrónica, justifica cuál será el ión más común para este elemento. c) Qué elemento en estado neutro tiene configuración electrónica 1s 2 2s 2 2p 3? Cuántos electrones desapareados tiene este elemento? d) Haz la configuración electrónica del Ca (Z=20) y di los números cuánticos de su último electrón. 3. a) Define primera energía de ionización. (0,6 puntos) b) Para los elementos Rb, F, Si y Ga, di el grupo y el periodo de cada uno de ellos y ordénalos de menor a mayor energía de ionización, justificando tu respuesta. (1 punto) 4. a) Justifica qué átomo o ión tendrá mayor radio, el Mg o el Mg 2+. (0,7 puntos) b) Justifica qué átomo o ión tendrá mayor radio, el Br o el Br -. (0,7 puntos) 5. Determina la longitud de onda de De Broglie de un electrón que se desplaza a m/s. (1 punto) 6. Puede una radiación de 200 nm producir la emisión de electrones al incidir sobre un metal X cuya energía umbral es de 5,40 ev? En caso afirmativo, con qué energía cinética saldrían los electrones de la lámina de este metal? CONSTANTES: h=6, J s m e =9, kg c= m s -1 e=1, C

2 Examen de Química de 2º de Bachillerato. Tema 1. Respuestas Nombre: Fecha: 1. Son posibles las siguientes combinaciones de números cuánticos para un electrón en un átomo? Justifica tu respuesta. Para las combinaciones correctas de números cuánticos, di en qué tipo de orbital (1s, 2s, 2p ) está el electrón en cuestión. a) (2, 0, 0, +1/2) b) (2, 1, 0, 1) c) (3, 2, -1, -1/2) d) (2, 2, 1, +1/2) El número cuántico principal n puede tomar los valores enteros 1, 2, 3, 4, 5, 6 El número cuántico secundario l puede tomar los valores enteros desde 0 hasta n-1. El número cuántico magnético m l puede tomar los valores enteros desde l hasta +l. El número cuántico de espín m s puede tomar los valores +1/2 ó -1/2. Los números cuánticos se nos dan de esta manera: (n, l, m l, m s ). En base a esto a) n=2 (el valor l=0 es válido) para l=0 m l =0 (el valor m l =0 es válido) (el valor m s =+1/2 es válido) La combinación (2, 0, 0, +1/2) es válida. Los valores n=2, l=0 corresponden a un orbital 2s. b) n=2 (el valor l=1 es válido) para l=1 (el valor m l =0 es válido) (el valor m s =1 no es válido) La combinación (2, 1, 0, 1) no es válida. c) n=3 (el valor l=2 es válido) Para l=2 (el valor m l =-1 es válido) (el valor m s =-1/2 es válido) La combinación (3, 2, -1, -1/2) es válida. Los valores n=3, l=2 corresponden a un orbital 3d. d) n=2 (el valor l=2 no es válido) La combinación (2, 2, 1, +1/2) no es válida.

3 2. a) Haz la configuración electrónica del segundo elemento del grupo de los halógenos. Cuál es este elemento? b) Haz la configuración electrónica del S y, en base a su configuración electrónica, justifica cuál será el ión más común para este elemento. c) Qué elemento en estado neutro tiene configuración electrónica 1s 2 2s 2 2p 3? Cuántos electrones desapareados tiene este elemento? d) Haz la configuración electrónica del Ca y di los números cuánticos de su último electrón. a) El segundo elemento del grupo de los halógenos es el cloro (Cl) y su número atómico es 17. Por tanto, en estado neutro tiene 17 electrones y su configuración electrónica es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5. b) El número atómico del azufre (S) es 16 y en estado neutro tiene por tanto 16 electrones. Su configuración electrónica es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4. Su ión más común será el S 2- puesto que si el S gana 2 electrones pasa a tener 18 electrones, por lo que la configuración electrónica del S 2- es: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6, que es una configuración electrónica especialmente estable por ser configuración de gas noble (en concreto la del gas noble Ar). c) El átomo que se muestra tiene 7 electrones por lo que en estado neutro tiene 7 protones y su número atómico es 7. El elemento de número atómico 7 es el nitrógeno (N). Si representamos su configuración electrónica para el nivel 2 (2s 2 2p 3 ) con el modelo de cajas: Debido a la regla de máxima multiplicidad de Hund, los 3 electrones del nivel 2p se ponen en tres orbitales diferentes y por tanto tiene 3 electrones desapareados. d) El calcio (Ca) tiene número atómico 20. Por tanto en estado neutro tiene 20 electrones y su configuración electrónica es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2. Su último electrón se encuentra en el orbital 4s cuyos números cuánticos son: n=4 l=0 m l =0.

4 3. a) Define primera energía de ionización. (0,6 puntos) b) Para los elementos Rb, F, Si y Ga, di el grupo y el periodo de cada uno de ellos y ordénalos de menor a mayor energía de ionización, justificando tu respuesta. (1 punto) a) Es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo gaseoso en su estado fundamental, transformándolo en un ión positivo. Hablamos de 1ª EI cuando se arranca un electrón a un átomo neutro M transformándolo en M +, de 2ª EI cuando se arranca un electrón a un catión con carga +1 (M + ) transformándolo en M 2+, etc. Las sucesivas energías de ionización van creciendo para cada metal: 1ª EI<2ª EI<3ª EI b) Rb: grupo 1 (alcalinos), periodo 5 F: grupo 17 (halógenos), periodo 2 Si: grupo 14 (carbonoideos), periodo 3 Ga: grupo 13 (térreos), periodo 4 La energía de ionización: Aumenta en un periodo a la derecha, puesto que a la derecha aumenta el número de protones en el núcleo para un mismo último nivel de electrones, por lo que el núcleo es capaz de atraer con más fuerza a los electrones y cuesta más arrancarlos. Aumenta en un grupo hacia arriba puesto que en un mismo grupo hacia arriba tenemos que los últimos niveles de electrones son más cercanos al núcleo (hacia arriba nos vamos a niveles interiores) y por tanto se ven atraídos hacia él con más fuerza. Sabiendo que la energía de ionización aumenta en un periodo a la derecha y en un grupo hacia arriba, y viendo la posición de estos elementos en la tabla periódica, tenemos que: EI(Rb)<EIGa<EI(Si)<EI(F) 4. a) Justifica qué átomo o ión tendrá mayor radio, el Mg o el Mg 2+. (0,7 puntos) b) Justifica qué átomo o ión tendrá mayor radio, el Br o el Br -. (0,7 puntos) a) El Mg tiene más tamaño que el Mg 2+ puesto que el Mg 2+ ha perdido dos electrones por lo que en el Mg 2+ disminuye el apantallamiento (la repulsión entre electrones). Esto hace aumentar la carga nuclear efectiva y los electrones que quedan están más atraídos por el núcleo y por tanto más cerca de éste. b) El Br - tiene mayor tamaño que el Br puesto que al ganar el Br un electrón aumenta el apantallamiento (la repulsión entre electrones) y al aumentar el apantallamiento disminuye la carga nuclear efectiva, es decir, los electrones se encuentran menos atraídos por el núcleo y por tanto se alejan de éste.

5 5. Determina la longitud de onda de De Broglie de un electrón que se desplaza a m/s. (1 punto) 6. Puede una radiación de 200 nm producir la emisión de electrones al incidir sobre un metal X cuya energía umbral es de 5,40 ev? En caso afirmativo, con qué energía cinética saldrían los electrones de la lámina de este metal? La energía incidente es mayor que la energía umbral, por lo que sí se produce efecto fotoeléctrico.

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