Colegio Ntra. Sra. de la Fuencisla · Segovia
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
1) Explica el significado de cada uno de los tres nº cuánticos que caracterizan un orbital y di cuales de los siguientes grupos (n, l, m) no son posibles, indicando las causas de la imposibilidad : a) (3, 2, 2) ; b) (3, 0, -‐1) ; c) (4, 2, 1) ; d) (1, 1, 0) ; e) (2, -‐1, 0). 2) Indica el máximo número de electrones de un átomo que pueden tener los siguientes números cuánticos, asigna los restantes y especifica los orbitales en los que pueden encontrarse los electrones. a) n = 2; s = +½. b) n = 3; l = 2. c) n = 4; l = 3; m = −2. 3) ¿Qué caracteriza, desde el punto de vista de la configuración electrónica, a un metal de transición? a) Indica la configuración electrónica del ion hierro (II) y justifica la existencia de ese estado de oxidación. b) ¿Por qué existen siete clases de orbitales f? 4) Contesta razonadamente a las siguientes cuestiones: a) ¿Qué valores del número cuántico l son posibles para un valor de n=3? b) ¿Cuáles son los valores de n, l y m para un orbital 4 s? c) ¿Cómo se llaman los orbitales para los que l=2? ¿Qué número de ellos son posibles para este valor de nº cuántico l? 5) ¿Cuál de las siguientes series de números cuánticos están permitidas para un electrón en un átomo? n = 3 l = 1 m = -‐1 n = 2 l = 2 m = 0 n = 3 l = 1 m = 2 n = 4 l = 2 m = 1 Para aquellas que consideras permitidas, ¿en qué tipo de orbital estaría situado el electrón? 6) Dos electrones se encuentran situados en el mismo orbital atómico. a) ¿Cuál o cuáles de los números cuánticos de esos dos electrones presentan el mismo valor? b) ¿Cuál o cuáles números cuánticos presentan diferente valor? c) ¿Podría un tercer electrón situarse en ese orbital atómico? 7) Indica: a) ¿Cuál es la configuración electrónica para el estado fundamental del elemento químico boro? b) ¿Qué números cuánticos asignarías a los electrones de la última capa del citado elemento? c) Propón una configuración para un estado excitado del citado elemento. 8) ¿Cuál o cuáles de las siguientes configuraciones electrónicas corresponden a un estado fundamental o a un estado excitado para un átomo: a) 1s2 2s2 b) 1s2 2s1 2p1 c) [Ne] 3s2 3p8 4s1 d) [Ar] 4s2 3d3 ¿Alguna de las configuraciones anteriores contradice el principio de exclusión de Pauli? Camino de la Piedad, 8 - C.P. 40002 - Segovia - Tlfns. 921 43 67 61 - Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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9) Las tres configuraciones electrónicas siguientes están relacionadas con el elemento de número atómico Z=8. (1s2 2s2 2p4 ) (1s2 2s2 2p3 3s1 ) (1s2 2s2 2p3 ). Justifícalo.
10) Dadas las configuraciones electrónicas de los átomos neutros A (1s2 2s2 2p6 3s1) y B (1s2 2s2 2p6 6p1) indica, razonándolo, si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Se necesita energía para pasar de A a B. b) A y B representan elementos distintos. c) Se requiere una menor energía para arrancar un electrón de B que de A.
11) Considera las especies químicas en, F-‐, N3-‐, Na+ : a) ¿Qué tienen en común? b) ¿En qué se diferencian? c) Ordénalas por tamaño.
12) Dados los elementos A (Z=13), B (Z=9) y C (Z=19) a) Escribe sus configuraciones electrónicas. b) Ordénalos de menor a mayor electronegatividad. c) Razona cuál tiene mayor volumen.
13) Define afinidad electrónica. a) ¿Qué criterio se sigue para ordenar los elementos en la tabla periódica? b) ¿Justifica cómo varía la energía de ionización a lo largo de un periodo?
14) Define: a) Energía de ionización. b) Afinidad electrónica. c) Electronegatividad.
15) Los átomos neutros X, Y, Z, tienen las siguientes configuraciones: X=1s2 2s2 2p1; Y=1s2 2s2 2p5; Z=1s2 2s2 2p6 3s2. a) Indica el grupo y el periodo en el que se encuentran. b) Ordénalos, razonadamente, de menor a mayor electronegatividad. c) ¿Cuál es el de mayor energía de ionización?
16) Cuatro elementos que llamaremos A, B, C y D tienen, respectivamente, los números atómicos: 2, 11, 17 y 25. Indica: a) El grupo y el periodo al que pertenecen. b) ¿Cuáles son metales? c) El elemento que tiene mayor afinidad electrónica.
17) Considera los posibles tránsitos para el electrón en el átomo de hidrógeno:1s -‐-‐> 2p, 2s -‐-‐> 3p, 2s -‐-‐> 4p, 2p -‐-‐> 3s a) ¿Para cuál de ellos es necesario aportar energía? b) ¿Para cuáles de ellos es necesario aportar la misma cantidad de energía? c) ¿Para cuál o cuáles de ellos es necesario aportar la mayor cantidad de energía? Camino de la Piedad, 8 - C.P. 40002 - Segovia - Tlfns. 921 43 67 61 - Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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18) Compara los elementos químicos Li, K, C y F en cuanto a: a) ¿Cuál tendrá mayor radio atómico ? b) ¿Cuál tendrá mayor afinidad electrónica? c) Ordénalos según valores crecientes de su energía de ionización 19) Escribe las configuraciones electrónicas de los elementos de nº atómico Z= 11 y Z= 35 e indica razonadamente: a) Si son metálicos. b) Si tienen tendencia a ganar o a perder electrones. c) Cómo pueden ser los valores de la energía de ionización y de la afinidad electrónica (altos o bajos) d) El tipo de enlace que cabe esperar. 20) Dadas las configuraciones electrónicas correspondientes a los átomos neutros que a continuación se escriben: A: 1s2 2s2 2p3, B: 1s2 2s2 2p5, C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1, D: 1s2 2s2 2p6 3s2. Indica razonadamente: a) Grupo y período al que pertenece cada elemento. b) ¿Qué elemento posee la mayor energía de ionización y cuál la menor? c) ¿Qué elemento posee mayor radio atómico y cuál menor? 21) Dadas las siguientes configuraciones que corresponden a átomos neutros : A: 1s2 2s2 2p3, B: 1s2 2s2 2p5, C: 1s2 2s2 2p6, D: 1s2 2s2 2p6 3s1, E: 1s2 2s2 2p6 3s2. a) Ordénalas de forma que aumente gradualmente la primera energía de ionización, indicando la configuración electrónica de cada átomo ionizado. b) Indica el elemento cuya segunda energía de ionización es el más elevado. c) Indica la configuración electrónica del átomo doblemente ionizado. d) Indica razonadamente el átomo con mayor afinidad electrónica. e) Indica el elemento más electronegativo. f) Indica los elementos que presentan carácter metálico y ordénalos de mayor a menor. 22) Contesta razonadamente a las siguientes preguntas: a) ¿Cuál es el elemento que presenta la siguiente configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4? b) ¿Cuál es el elemento alcalino de mayor tamaño? c) ¿Cuál es el elemento cuyo ión 2+ posee la configuración electrónica (Kr) 4d6? 23) Considera los tres elementos cloro, bromo, yodo. a) Escribe la configuración electrónica de los tres elementos. b) Asigna, razonadamente, cada uno de los tres valores siguientes de la energía de ionización a cada uno de los tres elementos : 10´4 ; 11´8 y 13´1 eV. 24) Para los elementos químicos A y B de números atómicos 20 y 35, respectivamente. Indica razonadamente, para cada uno de ellos: a) Configuración electrónica. b) Carácter metálico o no metálico. c) Iones más estables. 25) Indica razonadamente cuál de los siguientes elementos presenta: a) Mayor potencial de ionización: Na ó Mg. b) Una electronegatividad más alta: Si ó Cl. c) Un mayor carácter metálico: K ó Ca. Camino de la Piedad, 8 - C.P. 40002 - Segovia - Tlfns. 921 43 67 61 - Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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26) La primera y segunda energía de ionización para el átomo de litio son respectivamente 520 y 7300 kJ/mol. Razona: a) La gran diferencia que existe entre ambos valores de energía. b) ¿Qué elemento del sistema periódico presenta la misma configuración electrónica que el ión monoatómico del Li . c) ¿Cómo varía la energía de ionización para los elementos de un mismo grupo? 27) La configuración electrónica más externa para un determinado elemento químico es 3s2 3p5. Indica razonadamente: a) Si se trata de un elemento metálico o no metálico. b) Si su afinidad electrónica será elevada o poco elevada. c) Tipo de enlace que presentará su combinación con un elemento alcalino. 28) Compara los elementos químicos Li, K, C y F en cuanto a: a) ¿Cuál tendrá mayor radio atómico? b) ¿Cuál mayor afinidad electrónica? c) Ordénalos según valores crecientes de sus energías de ionización. 29) Considera la familia de los elementos alcalinos. a) ¿Cuál es la configuración electrónica más externa común para estos elementos? b) Teniendo en cuenta como varían periódicamente sus propiedades, justifique cual de los elementos, cesio o sodio, debe presentar mayor tamaño atómico. c) ¿A cuál de estos elementos será más fácil arrancarle su electrón más externo? Justifica las respuestas. 30) Escribe la configuración electrónica de los iones S2– y Fe2+. a) Indica un catión y un anión que sean isoelectrónicos con S2–. b) Justifica por qué la segunda energía de ionización del magnesio es mayor que la primera. 31) Dos átomos tienen las siguientes configuraciones electrónicas 1s2 2s2 2p6 y 1s2 2s2 2p6 3s1. La primera energía de ionización de uno es 2080 kJ/mol y la del otro 496 kJ/mol. a) Asigna cada uno de estos valores a cada una de las configuraciones electrónicas y justifica la elección. b) La segunda energía de ionización del átomo de helio ¿será mayor, menor o igual que la energía de ionización del átomo de hidrógeno? Razona la respuesta. 32) Escriba las configuraciones electrónicas del átomo e iones siguientes: Al (Z= 13), Na+ (Z= 11), O2– (Z= 8) a) ¿Cuáles son isoelectrónicos? b) ¿Cuál o cuáles tienen electrones desapareados?
33) Los elementos X, Y y Z tienen números atómicos 13, 20 y 35, respectivamente. a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos. b) ¿Serían estables los iones X2+, Y2+ y Z2–? Justifique las respuestas.
34) Dados los siguientes grupos de números cuánticos (n, l, m): (3, 2, 0); (2, 3, 0); (3, 3, 2); (3, 0, 0); (2, -‐1, 1); (4, 2, 0). Indique: a) Cuáles no son permitidos y por qué. b) Los orbitales atómicos que se corresponden con los grupos cuyos números cuánticos sean posibles. Camino de la Piedad, 8 - C.P. 40002 - Segovia - Tlfns. 921 43 67 61 - Fax: 921 44 34 47 www.maristassegovia.org | fuencisla@maristascompostela.org
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35) Razone si las siguientes configuraciones electrónicas son posibles en un estado fundamental o en un estado excitado: a) 1s2 2s2 2p4 3s1 2 2 6 2 1 b) b) 1s 2s 2p 3s 3p c) c) 1s2 2s2 2p6 2d10 3s2
36) Indique cuáles de los siguientes grupos de números cuánticos son posibles para un electrón en un átomo: (4, 2, 0, +1/2); (3, 3, 2, -‐1/2); (2, 0, 1, +1/2); (3, 2, -‐2, -‐1/2); (2, 0, 0, -‐1/2). a) De las combinaciones de números cuánticos anteriores que sean correctas, indique el orbital donde se encuentra el electrón. b) Enumere los orbitales del apartado anterior en orden creciente de energía.
37) La configuración electrónica del ion X3+ es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 a) ¿Cuál es el número atómico y el símbolo de X? b) ¿A qué grupo y periodo pertenece ese elemento? c) Razone si posee electrones desapareados el elemento X.
38) Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de la capa de valencia: 1) ns1 2) ns2 np4 3) ns2 np6 a) Indique el grupo al que corresponde cada una de ellas. b) Nombre dos elementos de cada uno de los grupos anteriores. c) Razone cuáles serán los estados de oxidación más estables de los elementos de esos grupos.
39) Responde a estas cuestiones: a) ¿Cuántos orbitales d hay en una capa? ¿Por qué? b) ¿En qué se diferencian los orbitales 2px, 2py y 2pz?
40) Para un átomo de número atómico Z = 50 y número másico A = 126: a) Indique el número de protones, neutrones y electrones que posee. b) Escriba su configuración electrónica. c) Indique el grupo y el periodo al que pertenece el elemento correspondiente.
41) Responde a estas cuestiones: a) ¿Significa lo mismo órbita que orbital? Explica la respuesta. b) ¿Los términos electronegatividad y afinidad electrónica significan lo mismo? c) Indica, de forma razonada, si las siguientes configuraciones electrónicas corresponden a estados fundamentales, excitados o son imposibles: 1) 1s3 2) 2s1 3) 1s2 4) 1s1 2s1
42) Considere la serie de elementos: Li, Na, K, Rb y Cs. a) Defina Energía de ionización. b) Indique cómo varía la Energía de Ionización en la serie de los elementos citados. c) Explique cuál es el factor determinante de esta variación.
43) Dadas las siguientes especies: Ar, Ca2+ y Cl– (Datos: Números atómicos: Ar = 18; Ca = 20; Cl = 17) a) Escriba sus configuraciones electrónicas. b) Ordénelas, razonando la respuesta, en orden creciente de sus radios.
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44) Dadas las configuraciones electrónicas: A: 1s2 3s1; B: 1s2 2s3; C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5; D: 1s2 2s2 2px2 2py0 2pz0 Indique razonadamente: a) La que no cumple el principio de exclusión de Pauli. b) La que no cumple el principio de máxima multiplicidad de Hund. c) La que, siendo permitida, contiene electrones desapareados.
45) Para una onda de radio que tiene una longitud de onda = 65 m. calcula: a) La frecuencia de la radiación b) La energía que transporta Datos: h= 6’626·∙10-‐34 J·∙s; c=3·∙108 m/s2
46) Dadas las siguientes configuraciones electrónicas: A: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 B: 1s2 2s2 C: 1s2 2s2 2p6 Indica, razonadamente: a) El grupo y período en los que se hallan A, B y C. b) El número de protones, neutrones y electrones de cada átomo si sus números másicos son 32, 9 y 20, respectivamente.
47) Escribe la estructura electrónica de los átomos de los elementos cuyos números atómicos son 11, 13 y 16. a) Indica, justificando la respuesta, el elemento de mayor carácter metálico. b) ¿En qué grupo y período del sistema periódico está situado cada elemento?
48) Indica la configuración electrónica de los átomos de los elementos A, B y C cuyos números atómicos son respectivamente: 13, 17 y 20. Escribe la configuración electrónica del ion más estable de cada uno de ellos.
49) Dados los elementos A, B, y C, de números atómicos 9, 19 y 35, respectivamente: a) Escribe la estructura electrónica de esos elementos b) Determina el grupo y período a los que pertenecen. c) Indica cual es el más electronegativo.
50) Dadas las siguientes configuraciones electrónicas correspondientes a átomos neutros: A: 1s2 2s2 2p5 B: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 4s2 D: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Indica razonadamente: a) Grupo y período a que pertenece cada elemento. b) Qué elemento tiene mayor radio atómico.
51) La configuración electrónica del ion X3+ es: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 a) ¿Cuál es el número atómico y el símbolo de X? b) ¿A qué grupo y periodo pertenece ese elemento?
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