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Química Inorgánica I Grado en Química Curso 2013/14

Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica y Química Inorgánica. Facultad de Ciencias. http://www.uca.es/ciencias

Tema 1. Revisión sobre la estructura y propiedades de los átomos

1. Completar la siguiente tabla:

Elemento Símbolo Protones Neutrones Electrones Núm. másico 36Cl 30 65 20 20

Lantano 80 Osmio 190

120Sn 74 184 30 25

2. Determinar la fracción de la masa total de un átomo de 58Fe que corresponde a (a) neutrones; (b) protones; (c) electrones. ¿Cuál es la masa de neutrones en un automóvil de 1 tonelada de masa? Suponer que toda la masa del automóvil corresponde a 56Fe.

3. ¿Cuál es la frecuencia de una radiación electromagnética de 589 nm?

4. Una emisora de radio FM emite en una frecuencia de 91.5 megahercios (MHz). ¿Cuál es la longitud de onda de estas ondas de radio, expresada en metros?

5. La acción protectora del ozono en la atmósfera se debe a la absorción de la radiación UV por el ozono en el intervalo 230-290 nm de longitud de onda. ¿Cuál es la energía asociada con la radiación, expresada en kilojulios por mol, en este intervalo de longitudes de onda?

6. La clorofila absorbe la luz con energías de 3.056·10-19 J/fotón y 4.414·10-19 J/fotón. ¿Qué color y frecuencia corresponden a estas absorciones?

7. ¿Es probable que exista para el átomo de hidrógeno un nivel de energía, En= -1.00·10-20 J?

8. ¿Es probable que exista para el átomo de hidrógeno un nivel de energía, En= -2.69·10-20 J?

9. ¿Es probable que una de las órbitas del electrón en el átomo de Bohr tenga un radio de 1.00nm?

10. Determine la longitud de onda de la línea de la serie de Balmer del hidrógeno correspondiente a la transición desde n=5 a n=2.

11. Determine la longitud de onda de la línea de la serie de Balmer del hidrógeno correspondiente a la transición desde n=2 a n=4.

12. ¿Cuál es la transición que produce la línea de longitud de onda más larga en la serie de Lyman del espectro del hidrógeno? ¿Cuál es la longitud de onda de esta línea expresada en nanometros y en angstroms?

13. Determine la energía cinética del electrón ionizado de un ion Li2+ en su estado fundamental utilizando un fotón de frecuencia 5·1016 s-1.

14. Determine la longitud de onda de la luz emitida en una transición electrónica desde n=5 a n=3 en un ion Be3+.

15. La energía requerida para romper un enlace C-C es de 384 kJ/mol. ¿Podrá romper la luz visible este enlace? Si no es así, ¿qué tipo de radiación electromagnética sería adecuada?

16. La frecuencia de la transición de n=3 a n=2 para un ion hidrogenoide desconocido es 16 veces mayor que la del átomo de hidrógeno. ¿Cuál es la identidad del ion?

17. ¿Cuál es la longitud de onda asociada a los electrones que se mueven a una velocidad que es la décima parte de la velocidad de la luz?



18. Suponiendo que Superman tuviera una masa de 91 Kg,¿cuál es la longitud de onda asociada con él si se mueve a una

velocidad igual a la quinta parte de la velocidad de la luz?

19. A qué velocidad debe acelerarse un haz de protones para poseer una longitud de onda de De Broglie de 10.0 pm? Masa del protón= 1.673·10-24 g.

20. Puede demostrarse que un electrón sometido a 12 eV tiene una velocidad de 2.05·106 m/s. Suponiendo que la precisión (incertidumbre) de este valor es 1.5 por ciento, ¿con qué precisión podemos medir la posición del electrón de forma simultánea con la velocidad?

21. Superman tiene una masa de 91 Kg y se mueve con una velocidad igual a una quinta parte de la velocidad de la luz. Si esta velocidad se conoce con una precisión de 1.5 por ciento, ¿cuál es la incertidumbre en su posición?

22. ¿Cuál es la incertidumbre en la velocidad de un haz de protones cuya posición se conoce con la incertidumbre de 24 nm?

23. Considérense las siguientes afirmaciones acerca de la radiación electromagnética, e indíquese si son verdaderas o falsas. En caso de ser falsas, corríjanse.

a) La intensidad total de la radiación emitida por un cuerpo negro a una temperatura T es directamente proporcional a la temperatura

b) Al aumentar la temperatura de un cuerpo negro, la longitud de onda a la cual se encuentra la máxima intensidad disminuye

c) Los fotones de radio-frecuencia tienen más energía que los de radiación ultravioleta

d) Los fotones de radiación ultravioleta tienen más energía que los fotones de radiación infrarroja

e) La energía cinética de un electrón emitido por una superficie metálica cuando se irradia el metal con radiación ultravioleta es independiente de la frecuencia de la radiación

f) La energía de un fotón es inversamente proporcional a la longitud de onda de la radiación

24. El siguiente gráfico muestra la función de distribución radial de orbitales 3s y 3p de un átomo de hidrógeno. Identificar cada curva, justificando la respuesta.

25. ¿Puede tener un orbital los números cuánticos n=2, l=2 y ml=2?.

26. ¿Puede tener un orbital los números cuánticos n=3, l=0 y ml=0?.

27. Para un orbital con n=3 y ml=-1, ¿Cuál o cuáles son los posibles valores de l ?

28. Escriba la notación del orbital correspondiente a los números cuánticos n=4, l=2 y ml=0.

29. Escriba la notación del orbital correspondiente a los números cuánticos n=3, l=1 y ml=1.

30. Escriba todas las combinaciones de números cuánticos que definan los orbitales del átomo de hidrógeno con la misma energía que el orbital 3s.

31. Identifique el elemento con la siguiente configuración electrónica : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5.

32. Escriba la configuración electrónica del arsénico.



33. Identifique el elemento con la siguiente configuración electrónica : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2.

34. Escriba la configuración electrónica del yodo. ¿Cuántos electrones desapareados hay?.

35. Escriba la configuración electrónica del mercurio.

36. Haga un diagrama de orbitales para la configuración electrónica del estaño, del hierro y del bismuto.

37. Indique el número de electrones de valencia en un átomo de bromo; electrones 5p en un átomo de teluro; electrones desapareados en un átomo de indio; electrones 3d y 4d en un átomo de plata.

38. Para un átomo de estaño, indique el número de capas electrónicas que están llenas o parcialmente llenas; electrones 3p; electrones 5d; electrones desapareados.

39. Indique el número de electrones 3d en un átomo de ytrio; electrones 4p en un átomo de germanio y electrones desapareados en un átomo de oro.

40. Utilice la posición de los elementos en la tabla periódica para establecer cuál de los átomos es mayor: Sc, Ba ó Se.

41. Utilice la posición de los elementos en la tabla periódica para establecer cuál de los átomos es mayor: As, I y S.

42. ¿Cuál de los siguientes átomos cree que tendrá un tamaño más parecido al átomo de Na: Br, Ca, K ó Al? Justifique su respuesta por su posición en la Tabla Periódica.

43. Utilizando sólo la posición en la Tabla Periódica, ordene las siguientes especies en orden de tamaños crecientes: Ar, K+, Cl-, S2- y Ca2+.

44. Ordene en orden creciente de sus primeras energías de ionización, I1: As, Sn, Br, Sr.

45. Ordene en orden creciente de sus primeras energías de ionización, I1: Cl, K, Mg, S.

46. ¿Cuáles de las siguientes especies espera que sean diamagnéticas y cuáles paramagnéticas: Na, Mg, Cl-, Ag?

47. ¿Cuáles de las siguientes especies espera que sean diamagnéticas y cuáles paramagnéticas: Zn, Cl, K+, O2- y Al?

48. ¿Qué ión tiene un número mayor de electrones desapareados, el Cr2+ o el Cr3+?

49. ¿Qué átomo tiene mayor Afinidad Electrónica : Si ó P?

50. Explique estos valores I1(Zn)= 216 Kcal, I1(Ga)= 138 Kcal.

51. Compare los siguientes radios: r(Sr2+)= 113 pm, r(Ba2+)=135 pm, r(Ra2+)= 140 pm. Explique el aumento y por qué éste es menor entre los dos últimos.

52. Explique estos valores: I1(P)= 254 Kcal y I1(S)= 239 Kcal.

53. En la siguiente figura se representa la reacción entre un átomo de sodio y un átomo de cloro. Identificar cada elemento (A y B) y cada uno de los iones formados (C y D), justificando la respuesta.

54. Para los siguientes grupos de elementos, seleccione el elemento que tenga la propiedad requerida:

a. El átomo mayor: Mg, Mn, Mo, Ba, Bi, Br.

b. La primera energía de ionización más pequeña: B, Sr, Al, Br, Mg, Pb.

c. La afinidad electrónica más negativa: As, B, Cl, K, Mg, S.

d. El mayor número de electrones desapareados: F, N, S2-, Mg2+, Sc3+, Ti3+.



55. ¿Cuál de los siguientes átomos tendrá menor segunda energía de ionización: Na ó Mg?

56. ¿Es probable que el Ar forme el anión Ar-?

57. ¿Qué átomo espera tenga mayor Afinidad Electrónica: F ó Cl? (Considere AE=-Entalpía captura electrónica)

58. ¿Cuál de los siguientes átomos es más metálico y cuál es más no metálico: Bi, S, Ba, As y Ca?

59. Escriba la configuración electrónica del Os y del Os4+?

60. Explicar por qué los efectos relativistas pueden causar que el oro tenga: a) un menor estado de oxidación que la plata o el cobre (-1 en el CsAu), y b) un mayor estado de oxidación que en la plata o el cobre (+3 en HAuCl4)

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