Serie No 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Eduardo Hernández Huerta eduardohrzh@gmailcom 24 de octubre de 2016 Problema 1 Un electrón de un átomo de hidrógeno se excita desde el estado fundamental al estado n = 4 Indique (con falso o cierto) qué tan ciertos son los siguientes enunciados: a n = 4 es el primer estado excitado b Ionizar un electrón desde n = 4 demanda más energía que desde el estado fundamental c El electrón está más alejado del núcleo en el estado n = 4 que en el estado fundamental d La longitud de onda de la luz emitida cuando el electrón cae del nivel n = 4 al nivel n = 1 es mayor que cuando lo hace desde n = 4 hasta n = 2 e La longitud de onda que obsorbe el átomo al pasar del nivel n = 1 hasta n = 4 es idéntica a la de la luz emitida cuando pasa desde n = 4 hasta n = 1 a b c d Problema 2 Para los siguientes átomos neutros Sin consultar la tabla periódica: (a) escriba la configuración electrónica del estado fundamental del elemento; (b) clasifique al elemento; (c) determine si los átomos de dicho elemento son diamagnéticos o paramagnéticos; (d) la carga (magnitud y signo) del ión que formarían; (e) localize al átomo en la tabla periódica Elemento Configuración Clasificación (c) Carga de ión 31A 29B 36C 55D 1
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 3 Para los elementos representativos, el número de electrónes de valencia de un elemento es igual al número del grupo al que pertenece Demuestre que esto se cumple para los siguientes elementos: Al, Sr, K, Br, P, S, C, Ar Para ello complete la siguiente tabla Elemento Configuración Nivel de Valencia No e de valencia No del Grupo Al Sr Br P S C Ar Problema 4 Agrupe las siguientes configuraciones electrónicas en parejas que representen átomos con propiedades químicas semejantes: (a) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 (b) 1s 2 2s 2 2p 3 (c) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 (d) 1s 2 2s 2 (e) 1s 2 2s 2 2p 6 (f) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 Pareja 1 Pareja 2 Pareja 3 Problema 5 (a) Un ion metálico con una carga neta de +3 tiene cinco electrónes en el subnivel 3d; (b) un ion no metálico que adopta una carga neta de 2 aquiere la configuración de [Ar] Identifique los elementos químicos que dan origen a estos iónes a b Problema 6 Cuantos electrónes no apareados estan previstos en la configuración del estado fundamental de cada uno de los siguientes átomos: (a) Pb; (b) Ir; (c) Y; (d) Cd Elemento Configuración electrónica Electrones no apareados Pb Ir Y Cd Campus Coyoacan Pagina 2
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 7 Para los átomos (a) Be; (b) F; (c) Fe; (d) N; (e) He; (f) S; (g) Co; (h) Ar, escriba la configuración electrónica en el estado fundamental del átomo neutro y del ion que formaria Además indique el orbital del cual salen los electrones o entran los electrones para formar el ion Elemento C electrónica del átomo neutro C electrónica del ion Orbital Be F Fe N He S Co Ar Problema 8 Para un elemento X, el radio atómico se denota como r X Empleando esta notación, indicar el orden decreciente: (a) del radio atómico para los siguientes elementos: Na, Al, P, Cl, Mg; y del (b) Radio iónico de los siguientes iónes: N 3, Na +, F, Mg 2+, O 2 (a) (b) Problema 9 En cada uno de los siguientes pares indique cuál especie será menor: (a) Cl o Cl ; (b) Na o Na + ; (c) O 2 o S 2 ; (d) Mg 2+ o Al 3+ ; (e) As 3 o Se 2 ; (f) Sn 2+ o Sn 4+ a b c d e f Problema 10Para los siguientes pares, indique cual ion es mayor y por qué: (a) Cu + o Cu 2+ ; (b) Se 2 o Te 2 (a) (b) Campus Coyoacan Pagina 3
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 11 Acomode los siguientes elementos en orden de la primera energía de ionización creciente: F, K, P, Ca y Ne Problema 12 Dos átomos tienen la siguiente configuraciones electrónicas 1s 2 2s 2 2p 6 y 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 La primer energía de ionización de uno de ellos es 2 080 kj/mol, y la del otro es 496 kj/mol Asigne cada uno de los valores de energía de ionización a cada una de las configuraciones electrónicas proporcionadas Justifique la elección Problema 13 La primera y segunda energía de ionización del K son 419 kj/mol y 3 052 kj/mol y las del Ca son 590 kj/mol y 1 145 kj/mol, respectivamente Compare los valores y haga un comentario de por qué la primer energía de ionización del K es mayor a la del Ca, y por qué la segunda energía de ionzación es para el Ca mayor que la del K Nota: escriba las ecuaciones que representan los procesos de ionización, así como las configuraciones electrónicas de las especies, ya que esto le permitirá dar respuesta al problema Problema 14 Enúmere los siguientes enlaces en orden creciente de caracter iónico: (a) cesio flúor; (b) cloro cloro; (c) bromo cloro; (d) silicio carbono (1) corresponde al menos iónico, mientras que (4) corresponde al más iónico Campus Coyoacan Pagina 4
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 15 Cuáles de los siguientes compuestos son iónicos? Cuáles son covalentes? (a) RbCl; (b) PF 5 ; (c) BrF 3 ; (d) KO 2 ; (e) CI 4 Problema 16 Clasifique los siguientes enlaces como iónicos, covalentes polares o covalentes no polares y justifique sus respuestas: Enlace Justificación χ SiSi en el Cl 3 SiSiCl 3 SiCl en el Cl 3 SiSiCl 3 CaF en el CaF 2 NH en el NH 3 Problema 17 Escribe los simbolos de puntos de Lewis de los reactivos y productos en las siguientes reacciones, e indica cuanto de cada uno de los reactivos se deben conbinar para que la transferencia de electrónes sea la óptima (a) Sr + Se SrSe (b) Ca + H 2 CaH 2 (c) Li + N2 Li 3 N (d) Al + S Al 2 S 3 Campus Coyoacan Pagina 5
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 18 Escribe las estructuras de Lewis para las siguientes moléculas e iónes: (a) OF 2 ; (b) N 2 F 2 ; (c) Si 2 H 6 ; (d) OH ; (e) CH 2 ClCOO ; (f) CH 3 NH 3 + ; (g) HCO 2 Problema 19 Las siguientes estructuras de Lewis son incorrectas, explica el error con cada una y escribe la forma correcta de la estructura de Lewis así como su fórmula molecular Problema 20 El esqueleto de la siguiente estructura es correcto, no obstante algúnos de los enlaces no estan bien (a) Identifica los enlaces incorrectos y explica qué esta mal en ellos; (b) Escribe la estructura de Lewis correcta; (c) Indica la hibridación y geometría para los carbonos y oxígenos, y dibuja la estructura en una persectiva 3D Campus Coyoacan Pagina 6
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 21 Determine la carga formal de cada átomo en las siguientes moléculas Identifique la estructura de menor energía, es decir, la más estable en cada par (a) (b) (c) (d) Problema 22 Para cada uno de los siguientes compuestos: (a) Represente la estructura de Lewis; (b) Muestre la clase de orbitales que se solapan para formar cada enlace, e indica el tipo de enlace formado (sigma σ o pi π); (c) Dé, la forma aproximada en una persectiva 3D, de los ángulos de enlace alrededor de cada átomo a excepción del hidrógeno 1 (CH 3 ) 2 NH Campus Coyoacan Pagina 7
2 CH 3 CH 2 OH Química Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química 3 CH 3 CHNCH 3 4 CH 3 CCCHO 5 CH 3 COCH 3 Campus Coyoacan Pagina 8
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 23 Muchos compuestos naturales contienen más de un grupo funcional, Identifique los grupos funcionales en el siguiente compuesto (a) La penicilina G la cual es empleado como antibiótico natural Grupos Funcionales (b) La dopamina es el neurotransmisor cuya deficiencia se manifiesta en la enfermedad del Parkinson Grupos Funcionales Problema 24 Determine el estado de oxidación para uno de los elementos que conforman los siguientes compuestos: (a) CaCrO 4 ; (b) CaI 2 ; (c) H 3 PO 4 ; (d) Fe(NO 3 ) 3 (a) CaCrO 4 : Ca: Cr: O: (b) CaI 2 : Ca: I: (c)h 3 PO 4 : H: P: O: (d)fe(no 3 ) 3 : Fe: N: O: Campus Coyoacan Pagina 9
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 25 Para los siguientes compuestos escribir el nombre y/o fórmula y la función química a la que corresponda Fórmula Nombre Función Química H 2 Te MnO 2 FeCl 3 HClO CdSO 3 HMnO 4 BeF 5 LiHCO 3 ZnS Mn(OH) 2 Sr(HSO 4 ) 2 H 2 CrO 4 HClO 3 H 2 TeO 3 H 2 Cr 2 O 7 BeH 2 K 2 SO 4 Ni 3 (PO 4 ) 2 Pentaóxido de dinitrógeno Oxido de manganeso (IV) Hidrogenocarbonato de sodio Dicromato de amonio Sulfito de plomo(ii) Campus Coyoacan Pagina 10
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 26 Para las siguientes formulas lineoangulares, nombrar el compuesto e indicar la función orgánica a la que pertenece Campus Coyoacan Pagina 11
Serie 3 Variaciones Periódicas y Nomenclatura Química Problema 27 Complete el siguiente diagrama con la fómula molecular y nombre del compuesto que haga falta en el proceso de formación del del AgBrO 3 Campus Coyoacan Pagina 12