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Gua de Ejercicios Teora atmica, enlace qumico y geometra molecular I.- Verdadero (V) o Falso (F). Justifique las falsas. 1.- Podemos decir que el modelo propuesto por los griegos es emprico (_____) 2.- Un tomo que pierde o cede electrones, es denominado catin (_____) 3.- Los electrones en el tomo de Thomson estn en movimiento (_____) 4.- Las partculas fueron usadas por Rutherford en su experimento (_____) 5.- 6C12 y 6C13son istopos (_____) 6.- Si un tomo pierde uno o ms electrones, se convierte en un anin (_____) 7.- La masa de un protn equivale a la masa de 1840 electrones (_____) 8.- Los istonos son tomos que tienen la misma cantidad de electrones (_____) 9.- La materia es elctricamente neutra (_____) 10.- En el tomo de Rutherford, los electrones se mueven en rbitas (_____) 11.- Las emisiones , y fueron descubiertas por H. Becquerel (_____) 12.- Marie Curie y Pierre Curie descubren los electrones (_____) 13.- El tubo de descarga o de rayos catdicos fue desarrollado por W. Crookes (_____) 14.- El nmero de protones y electrones se denomina Nmero Msico ( 15.- Las emisiones son las ms penetrantes (_____) 16.- El mdulo de la carga del electrn es igual a la carga del protn (_____) 17.- Dos tomos son isbaros si tienen la misma cantidad de neutrones (_____) II.- Preguntas de seleccin mltiple 1.- El tomo es una esfera maciza, pequea e indivisible correspondera a la concepcin del tomo dada por: A) Dalton B) Faraday C) Demcrito D) Thomson E) Becquerel )

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2.- El concepto de electrones movindose en rbitas, est relacionado con el modelo de: A) Leucipo B) Aristteles C) Dalton D) Rutherford E) Becquerel 3.- Los rayos catdicos estn formados por partculas cargadas negativamente, corresponde a una afirmacin hecha por: A) W. Crookes B) Leucipo C) A. Volta D) Rutherford E) Dalton 4.- Son tomos que tienen igual nmero atmico, pero distinto nmero msico. Esta definicin corresponde a: A) Isbaros B) Aniones C) Istonos D) Cationes E) Istopos 5.- La definicin ms acertada para istonos es: A) Son tomos que han perdido la misma cantidad de electrones B) Son tomos que han ganado la misma cantidad de neutrones C) Son tomos que tienen la misma cantidad de protones D) Son tomos que tienen la misma cantidad de neutrones E) Son tomos de han ganado la misma cantidad de electrones 6.- Si el modelo actual del tomo fuera como el propuesto por Rutherford, deberamos encontrar en el ncleo: A) Protones y electrones B) Protones y neutrones C) Neutrones y electrones D) Slo protones E) Slo neutrones 7.Dada la siguiente notacin: podemos afirmar que:

I.- El tomo tiene 13 electrones II.- El tomo tiene 14 neutrones III.- El tomo tiene 10 electrones IV.- El tomo tiene 17 neutrones Es (son) correcta(s): A) Slo I y II B) Slo I y III C) Slo II y III D) Slo III y IV

E) Ninguna de las anteriores

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8.- Las siguientes afirmaciones:, El tomo es, en su mayor, parte espacio vaco, Los tomos son partculas indivisibles y El tomo tiene su masa positiva y los electrones estn incrustados en ella son, en forma correspondiente, parte de los modelos: A) de Demcrito, de Dalton y de Rutherford B) de Dalton, de Demcrito y de Rutherford C) de Rutherford, de Dalton y de Demcrito D) de Rutherford, de Demcrito y de Dalton E) de Dalton, de Demcrito y de Rutherford 9.- La determinacin de la relacin carga/masa o q/m, le permiti a Thomson establecer que: A) haban cargas positivas junto con las negativas B) que la masa de las partculas positivas era 1840 veces la masa de las partculas negativas C) que la masa de las partculas negativas era 1840 veces la masa de las partculas positivas D) que la suma de las masas de las partculas positivas y las negativas era 1840 E) Ninguna de las anteriores 10.- Dada las siguientes parejas de tomos: I.- 8O17 y 9F17 II.- Ca++ y Li+ III.- 15P31 y 16S32 Podemos afirmar en forma correspondiente, que son: A) Cationes, Istonos, Istopos B) Isbaros, Cationes, Istonos C) Isbaros, Aniones, Istonos D) Istonos, Aniones, Isbaros E) Aniones, Istonos, Istopos III.- Completa las siguientes afirmaciones 1.- El modelo de Rutherford, se le denomina tambin: __________________________________ 2-. Los compuestos qumicos estn formados por la unin de tomos de distintos elementos en simples proporciones numricas. Esta afirmacin es parte de las conclusiones presentes en el modelo de _________________ 3.- Dos tomos se pueden clasificar como isbaros si su _______________________tiene el mismo valor. 4.- Dentro de los modelos atmicos que usted conoce, el que no tiene un origen emprico, es el ________________________ 5.- Una de las principales conclusiones del modelo de Rutherford, es la que establece que los tomos estn constituidos en su mayor parte por ___________________________________

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6.- Marie y Pierre Curie, bautizarn con el trmino _____________________ a los fenmenos de emisin encontrados en elementos como el Uranio. 7.- Los neutrones, partculas descubiertas alrededor en 1932 por Chadwick, las podemos ubicar en el ______________ del tomo. 8.- Tomando como referencia al modelo de Rutherford, en la envoltura del tomo deben encontrarse los ___________________. 9.- Si un tomo tiene la posibilidad de captar uno o ms electrones, se transformar en un __________________. 10.- El modelo atmico representado como un budn de pasas, corresponde al de ___________________. 11.- El llamado modelo planetario hace referencia a la idea de tomo desarrollada por ______________________________ 12.- El valor de la carga del electrn corresponde a _____________________________ 13.- La masa de un neutrn es ___________________________kg, mientras que la masa de un electrn es de ___________________________kg. 14.- La notacin neutrones.

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X 42 , da cuenta de un tomo que posee ___________protones y _______

IV.- Completar la siguiente tabla a partir de la informacin entregada

tomo Mg Fe+3 Si K+ Pb+2 Au+3 O-2

Z

A

e

p

n

12 25 60 14 19 26 16 31

82 108 76 10 106 10

5

V.- Usando la notacin nuclear, escriba a simbologa de las siguientes especies

tomo Cl Cr Ge Kr Y Ag p n e

Z 17 24 32 36 39 47 +1 0 -1 2

A 40 56 73 95 102 123 1 1 0 4

Simbologa

VI.- Completa las siguientes afirmaciones 1.- El principio de incertidumbre introduce el concepto de _______________________. 2.- Uno de los primeros en sealar el comportamiento corpuscular de la luz fue ________________. 3.- La velocidad de la luz en el vaco tiene un valor igual a _____________________km/s. 4.- El concepto de cuantizacin de la energa fue sealado, primeramente, por ________________________. 5.- El punto de partida de las observaciones de Max Planck fue el llamado ___________________________________________. 6.- Uno de los problemas que presentaba el modelo de Rutherford se asociaba con el comportamiento clsico de una________________________________ en movimiento. 7.- La constante de Planck tiene un valor de ________________________________________.

6

8.-

El

fsico

que

plante

la

teora

de

la

dualidad

onda-partcula

fue

_________________________________ 9.- La idea de que el electrn se mueve al interior del tomo como una onda estacionaria fue mencionada por _____________________________________ 10.- Las soluciones de la ecuacin de onda aplicada a los electrones, dentro del tomo, se denominan _____________________________ 11.- El nmero cuntico principal est asociado con _______________________________ y se representa por la letra _______ 12.- El nmero cuntico que est asociado a los orbitales que ocupan los electrones, se representa con la letra ________ 13.- Si n toma el valor 4, los valores correspondientes para l sern: ____________________ 14.El perodo al que pertenece un elemento qumico se asocia con

____________________________________________ 15.- Las posibles orientaciones que pueden tomar los distintos orbitales, estn asociadas al nmero cuntico _______ 16.La variacin del nmero cuntico secundarios est dada por:

_____________________________ 17.- El orden que presentan los electrones dentro del tomo de un elemento se denomina ______________________________________ 18.Dos tomos se denominan isoelectrnicos si es que poseen igual

_________________________________________ 19.- El principio que establece que no pueden existir dos electrones con los mismos nmeros cunticos, fue enunciado por____________________________________________ 20.Se entiende por orbitales degenerados a aquellos orbitales

que____________________________________________________________ 21.El perodo al que pertenece un elemento, corresponde al

___________________________________________________ 22.- Se entiende por grupo, ________________________________________________________

7

23.-

Habitualmente

se

asocia

la

capa

de

valencia

de

un

tomo

con

_________________________ 24.- La explicacin de que los gases nobles sean qumicamente inerte se relaciona con _________________________________________________

VII.- Clculos relacionados con longitud de onda, frecuencia y energa de una onda electromagntica.19 1.- La carga de un electrn es 1.60217733 10 coulomb. Calcule la carga de un mol de electrones.

2.- Calcule la frecuencia de la luz roja cuya longitud de onda es 700.0 nm, si la velocidad 8 de la luz en el vaco es de 2.9983 10 m/s. 3.- Calcular la energa E de un solo fotn de luz roja, con 700.0 nm de longitud de onda, y la de un molde fotones. 4.- La retina del ojo humano es capaz de detectar luz cuando la energa radiante 17 incidente es de por lo menos 4.0 10 J. Cuntos fotones de una luz de 600 nm de longitud de onda equivalen a esta energa? 5.- Si el dibujo representa dos ondas electromagnticas A y situadas en la regin del infrarrojo, calcula:

a) Su longitud de onda y su frecuencia ( c 2.998 10 m/s) b) El tiempo en que ambas recorrern la distancia marcada8

6.- Calcula la frecuencia de cada una de las radiaciones siguientes ( c 2.998 10 m/s) 4 8 a) radiacin infrarroja de 10 m; b) radiacin ultravioleta de 3 10 m; 6 c) radiacin infrarroja de 5 10 m.8

VIII.-Espectros de absorcin y emisin. Relacin de Bohr 7.- Cul es la longitud de onda (en nanmetros) de un fotn emitido durante la transicin desde el estado ni=5 al estado nf=2 en el tomo de hidrgeno? 8.- La primera serie de Balmer aparece a una longitud de onda de 656.3 nm. Cul es la diferencia de energa entre los dos niveles de energa asociados a la emisin que dan origen a esta lnea espectral? 9.- Calcule la longitud de onda (en nm) de un fotn emitido por un tomo de hidrgeno cuando su electrn cae del nivel n=5 al de n=3.

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10.- Calcule la frecuencia (en Hz) y la longitud de onda (en nm) del fotn emitido por un tomo de hidrgeno cuando su electrn cae del nivel n=4 al nivel n=2. 11.- El anlisis espectral minucioso muestra que la luz amarilla de las lmparas de sodio (como la de algunos postes del alumbrado pblico) est formada por dos fotones de dos longitudes de onda, 589.0 nm y 589.6 nm. Cul es la diferencia de energa (en joules) entre estos dos fotones? 12.- Un electrn de un tomo de hidrgeno experimenta una transicin desde un estado energtico de nmero cuntico principal ni, al estado n=2. Si el fotn emitido tiene una longitud de onda de 434 nm, cul es la magnitud de ni? 13.- Las molculas de Cl2 se pueden disociar y formar tomos de cloro, si absorben radiacin electromagntica. Se necesitan 243.4 kJ de energa para romper los enlaces de un mol de molculas de Cl2. Cul es la longitud de onda de la radiacin cuya energa es la necesaria para descomponer una molcula de Cl2 en dos tomos de cloro? En qu parte del espectro se encuentra esa longitud de onda? IX.- Dualidad onda-partcula. Teora de De Broglie 14.- Los neutrones trmicos son partculas que se mueven a velocidades comparables a las de las molculas del aire a temperatura ambiente. Estos neutrones son los ms eficaces para iniciar una reaccin nuclear en cadena entre los istopos del 235U. Calcule 2 la longitud de onda (en nm) asociada a un rayo de neutrones que se mueve a 7.00 10 27 m/s. (La masa de un neutrn es de 1.675 10 kg.) 15.- Los protones pueden acelerarse a velocidades cercanas a las de la luz en los aceleradores de partculas. Estime la longitud de onda (en nm) de un protn que se 8 27 desplaza a 2.90 10 m/s. (La masa de un protn es de 1.673 10 kg.) 16.- Cul es la longitud de onda (en cm) de De Broglie de un colibr de 12.4 g que vuela a 193.2 Km/h. 17.- Cul es la longitud de onda (en nm) de De Broglie asociada con una pelota de pingpong de 2.5 g que viaja a 56.35 Km/h? X.- Configuracin electrnica y Nmeros cunticos. 18.- Escriba la configuracin electrnica de los siguientes tomos: a.- 4Be b.- 5B c.d.e.f.20Ca 18Ar 14Si 15P 3-

_________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________ __________________________________________

9

g.h.i.-

34Se

2-

__________________________________________ __________________________________________ __________________________________________

+ 19K 3+

13Al

19.- Escriba las configuraciones de los elementos del ejercicio anterior usando configuracin abreviada 20.- Cul de las siguientes es la configuracin electrnica correcta del ion P 3 ? A) [Ne] B) [Ne]3s2 C) [Ne]3s23p3 D) [Ne]3s23p6 E) [Ne]3p3

21.- Cul de las siguientes es la configuracin electrnica correcta del in bromuro, Br ? A) [Ar]4s24p5 B) [Ar]4s23d104p5 C) [Ar]4s23d104p6 D) [Ar]4s23d104p65s1 E) [Ar]4s23d104p4 22.- Clasifique los siguientes tomos en grupos isoelectrnicos a) N3 g) Al3 m) K b) Ar 4 h) Si n) Mg 2 c) F i) Na d) Ne 2 j) S e) P 3 k) Cl2 f) Ca 2 l) O

23.- D los valores de los nmeros cunticos asociados con los siguientes orbitales: a) 2p, b) 3s, c) 5d 24.- D los valores de los nmeros cunticos (n, l y m) y el nmero de orbitales presentes en cada subnivel, para los siguientes subniveles: a) 4p, b) 3d, c) 3s, d) 5f 25.- Analice las diferencias y semejanzas entre un orbital 1s y un orbital 2s 26.-Cul es la diferencia entre un orbital 2px y un orbital 2py? 27.- Enumere los subniveles y orbitales asociados al nmero cuntico principal n, si n=5. 28.- Enumere los subniveles y orbitales asociados al nmero cuntico principal n, si n=6. 29.- Seale cules de los siguientes conjuntos de nmeros cunticos son inaceptables y explique por qu? a) (1, 0, , ), b) (3, 0, 0, +), c) (2, 2, 1, +), d) (4, 3, -2, +), e) (3, 2, 1, 1)

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XI.- Completa las siguientes afirmaciones 1.- Segn las reglas de Slater, los electrones que estn en el mismo nivel que el ltimo electrn, de un tomo de Z > 2, aportan con un valor igual a __________________ 2.- La energa necesaria para que el tomo adquiera un electrn se denomina ________________________ 3.- Los elementos, que en sus configuraciones, estn llenando orbitales d se clasifican como _________________________________ 4.- Los elementos alcalino-trreos tienen configuracin general de ltima capa igual a ________________________________ 5.- El clculo de la Energa Promedio de Electrn de Valencia permite tener una idea de___________________________________________________________________________ 6.El concepto de apantallamiento o efecto de pantalla, se relaciona con

____________________________________________________________ 7.- Cmo se les llama a los elementos representativos que poseen una configuracin general del modo ns2np4? _____________________________________________________ 8.- Los electrones que apantallan en el nivel n-1, lo hacen con un factor de _______cada uno. 9.- El potencial de ionizacin o energa de ionizacin corresponde a la energa necesaria para ___________________________________________________________ 10.- El radio atmico corresponde a la _________________________que existe desde el ncleo del tomo hasta _______________________________________________ 11.- l radio de un catin, respecto de su tomo neutro es __________________que este ltimo. 12.Una electropositividad creciente, implica un potencial de ionizacin

_________________________ 13.- El volumen atmico de un anin respecto de su tomo neutro es _______________ que este ltimo. 14.- El grupo de tomos denominado halgenos se caracterizan porque en su ltimo nivel o capa de valencia presentan configuracin general _____________________________

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15.- A medida que el elemento se ubica ms cerca de un gas noble, deberamos esperar que su electronegatividad ______________________________ 16.- Se define como grupo de un elemento a____________________________________________ _________________________________ 17.- Aquellos elementos que en su configuracin electrnica se encuentran llenando preferentemente orbitales f, se denominan ___________________________________________ 18.- Decimos que un tomo que presenta caractersticas diamagnticas _________________ _____________________________________o ser levemente repelido por un campo magntico. 19.- Un elemento que es paramagntico, presenta en su configuracin de la capa de valencia ______________________________________________ 20.- Al movernos de izquierda a derecha por un perodo, la electropositividad de los elementos __________________________ 21.- El perodo al que pertenece un elemento representa ________________________________ 22.- En un perodo, de derecha a izquierda, el volumen atmico de los elementos que pertenecen a l, debera _______________________________________ 23.- La tendencia de los elementos qumicos a perder o ganar electrones se explica porque de esa manera pueden _______________________________________________________ y por lo tanto adquirir ____________________________

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XII.- Configuracin electrnica, Grupo y Perodo. Complete la siguiente tabla indicando: Configuracin electrnica, Grupo y Perodo al que pertenece el elemento. Element o Mn 2515P 28Ni 36Kr

Configuracin Electrnica

Grupo

Perodo

31Ga 40Zr 16S

XIII.- Efecto de apantallamiento, paramagnetismo y diamagnetismo Complete la siguiente tabla e indique con una x, si el elemento es paramagntico o diamagntico.

Elemento Z ZefectivoParamagntico Diamagntico

11Na

12Mg

13Al

14Si

15P

16S

17Cl

XIV.- Energa promedio de electrn de valencia (EPEV) 1.- Por qu es ms probable que el Be forme Be2+ y no el O forme O2+? 2.- Ordene los siguientes elementos por EPEV creciente. a) P, Mg, Cl; b) S, O, Se, F; c) K, P, O

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XV.- Propiedades peridicas 1.- Para cada par, encierra con un crculo el tomo de tamao menor. a) Sr y Sr2+ b) Se y Se2c) Br - y Id) Ca2+ y Mg2+

2.-. Por qu la energa de ionizacin del Ca es mayor que la del K, pero menos que la de Mg?

3.- Por qu la electroafinidad del Cl es menor que la del F, pero mayor que la del S?

4.- De los siguientes elementos

12Mg, 20Ca, 35Br

a) Cul tiene el radio atmico ms pequeo? ____________ b) Cul tiene el potencial de ionizacin ms bajo? c) Cul presenta la menor electroafinidad? d) Cul presenta la menor electronegatividad? ____________ ____________ ____________

5.- Ordena los siguientes elementos segn electropositividad creciente: Cs, Tc, Zn, As, P, O, F ___________________________________________________ 6.- Compara el Sb, Se y el Cl, y ordnalos en orden crecientes de sus volmenes

atmicos: ___________________________________________________ 7.- Si ordenaras el Ag, el Zn y el F, en sentido creciente de su electronegatividad, ste sera:____________________________________________________ 8.- Si los siguientes elementos: Ba, Ni, Sr, C, Al a) El ms electronegativo es: ______ ______ _______

b) El que presenta el menor potencial de ionizacin es: c) El menor radio atmico lo presenta el: d) El de menor electropositividad es el: _______

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e) El de mayor volumen atmico es el: _______ XVI.- Preguntas de seleccin mltiple 1.- Cul de los siguientes pares de especies qumicas son isoelectrnicas? A) Ne y Ar B) F- y ClC) Ne y FD) Na+ y K+ E) Na+ y Na 2.- Cul de las siguientes relaciones entre radios es la correcta? A) r(Cl) > r(Cl-) B) r(Na+) < r(Na) C) r(I) < r(Cl) D) r(Cl) > r(Na) E) r(K) Se>Sc B) Ba>Cs>Se C) Sc>Ba>Se E) Se>Ba>Sc D) Sc>Se>Ba

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7.- Seale cul de las siguientes ordenaciones representa correctamente un aumento de la electronegatividad de estos elementos. A) Na