problemas tema 1

7/21/2019 Problemas Tema 1

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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍAQUÍMICA Y AMBIENTAL



PROBLEMA 1

Calcule la longitud de onda, en Å, y la frecuencia, ens-1, de la primera raya de la serie de Balmer. ¿Quéenergía poseen los fotones correspondientes a la

radiación anterior?



PROBLEMA 1

⋅⎛ ⎞= × − =⎜ ⎟⎝ ⎠

2 21 1 1 109740 5109740

2 3 36

536 6,56 10 cm109740 5

λ −= = ⋅

⋅ λ = 6561 Å

La serie de Balmer está constituida por saltos desdelos estados tercero y siguientes hasta el segundo.La serie de Balmer está constituida por saltos desdelos estados tercero y siguientes hasta el segundo.

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −===2

2

2

1

11

nnR

λ

ch·h· νE

H

(RH = 2,180·10-18 J)( h = 6,62·10-34 J·s)(c = 3·1010 cm/s)



PROBLEMA 1

813 -1

7

3 104,57 10 s

6,56 10

cν

λ −

⋅= = = ⋅

⋅

34 13 206,63 10 4,57 10 3,03 10 J E h ν = ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅



PROBLEMA 2

La energía asociada a la primera órbita de Bohr

es -13,60 eV. Calcule:a)La energía asociada a la cuarta órbita de Bohr en eV y J

b)La longitud de onda, en nm, de la radiaciónelectromagnética emitida por el electrón delátomo de hidrógeno cuando vuelve desde lacuarta órbita hasta su estado fundamental.



PROBLEMA 2

a)

De acuerdo con el modelo de Bohr, la energía de lasdiferentes órbitas viene dada por :

2

K

E n= −

1 2

1

K E

n= −

213,60

1

K − = −

4 2

4

K E

n= −

4 2

13,60,85 eV

4 E = − = −

1 eV = 1,6.10-19 J

0,85 eV = 0,85.1,6.10-19 J = 1,36.10-19 J

13,60K = eV



PROBLEMA 2

b)18

4 1 0,85 ( 13,6) 12,75 2,04 10 E E E eV J −Δ = − = − − − = = ⋅

; E E hh

ν ν Δ

Δ = =18

15 1

34

2,04 103,08 10

6,62 10

E s

h

ν

−−

−

Δ ⋅= = = ⋅

⋅8

7

15

3 100,974 10 m

3,08 10

cλ

ν

−⋅= = = ⋅

⋅

97,4 nm



PROBLEMA 3

Suponga un átomo de hidrógeno cuyo electrónestuviera definido por los siguientes conjuntos devalores de números cuánticos: A) (1,0,0,1/2); B)(2,1,0,1/2). Al volver al estado fundamental emiteradiación electromagnética. Calcule:

a) Su longitud de onda

b) Su frecuenciac) Su energía



PROBLEMA 3

A) (1,0,0,1/2); Ya está en su estado fundamental

B) (2,1,0,1/2)

a) 2 2 2 2

1 2

1 1 1 1 11096781 2

H Rn nλ

⎛ ⎞ ⎛ ⎞= − = −⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠⎝ ⎠

λ = 1,22.10-5 cm

b) 815

7

3 10

2,46 10 Hz1,22 10

cν

λ −

⋅

= = = ⋅⋅

c) 34 15 18

6,62 10 2,46 10 1,63 10 J E h ν

− −

= ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅

⎟⎟ ⎠ ⎞⎜⎜

⎝ ⎛ −= 2

2

2

1

111nnc·h

R λ

H



Explique cuáles de las siguientes combinacionesde números cuánticos son imposibles para unelectrón:

a) n =2, l =2, ml=0b) n =3, l =0, ml=-2

c) n =6, l =1, ml=+2

d) n =4, l =2, ml=1

PROBLEMA 4

a) Imposible, pues n = 2, y l = 0, 1, nunca puede ser l = 2

b) Imposible, pues para l = 0, mlsólo puede valer 0, nunca

-2c) Imposible, pues para l = 1, ml sólo puede valer -1, 0 ,

+1, nunca +2

d)Posible



PROBLEMA 5

Escriba las configuraciones electrónicas de los siguientesátomos e iones: Fe2+, Ag, Si y S2-

1s2s 2p

3s 3p 3d

4s 4d 4p 4f 5s 5p 5d 5f

6s 6p 6d

7s 7p

Especie Z Nº e-

Fe2+ 26 24

Ag 47 47

Si 14 14S2- 16 18

2 2 2 6 2 6 2 4

1 2 2 3 3 4 3Fe s s p s p s d

+⎡ ⎤ =⎣ ⎦

2 2 2 6 2 6 1 5

1 2 2 3 3 4 3Fe s s p s p s d +

⎡ ⎤ =⎣ ⎦

El principio deHund permite esta

estructura másestable.



PROBLEMA 5

Especie Z Nº e-

Fe2+ 26 24

Ag 47 47

Si 14 14

S2- 16 18

2 2 6 2 6 2 10 6 2 91 2 2 3 3 4 3 4 5 4g s s p s p s d p s d +⎡ ⎤ =⎣ ⎦

2 2 6 2 6 2 10 6 1 101 2 2 3 3 4 3 4 5 4g s s p s p s d p s d +⎡ ⎤ =⎣ ⎦

Esta configuración permite que el átomo de Agadopte una estructura más estable, de capa cerrada

en el nivel 4.



PROBLEMA 5

Especie Z Nº e-

Fe2+ 26 24

Ag 47 47

Si 14 14

S2- 16 18

[ ] 2 2 6 2 21 2 2 3 3Si s s p s p=

[ ] 2 2 6 2 1 11 2 2 3 3 3 x y

Si s s p s p p=

El principio de Hund explica que los dos electronesque vana estar en orbitales p se coloquen en

orbitales separados a fin de tener el mismo spin(máxima estabilidad).



PROBLEMA 5

Especie Z Nº e-

Fe2+ 26 24

Ag 47 47

Si 14 14

S2- 16 18

2 2 2 6 2 61 2 2 3 3S s s p s p−⎡ ⎤ =⎣ ⎦

Esta configuración es la del gas noble argón.



PROBLEMA 6

Escriba el símbolo, número atómico y configuraciónelectrónica del elemento de número atómico másbajo que tenga:

a) Un electrón db) Un orbital s completoc) Tres electrones 3p

d) Diez electrones d



PROBLEMA 6

Escriba el símbolo, número atómico y configuraciónelectrónica del elemento de número atómico más bajo quetenga:

a) Un electrón d

b) Un orbital s completoc) Tres electrones 3p

d) Diez electrones d

Configuración electrónica Z Elemento

a)

b)

c)

d)

2 2 6 2 6 2 11 2 2 3 3 4 3s s p s p s d

21s

2 2 6 2 31 2 2 3 3s s p s p

2 2 6 2 6 2 101 2 2 3 3 4 (3 )s s p s p s d

21

2

15

30

Sc

He

P

Zn



PROBLEMA 7

Los números atómicos de los elementos A, B, C, D yE son, respectivamente, 2, 11, 9, 12 y 13. Indiquecuál de ellos:

a) Corresponde a un gas nobleb) Es el más electronegativoc) Es un metal alcalinod) Forma un ion divalente del tipo X2+

e) Forma un óxido cuya relación atómicaelemento/oxígeno es 2/3



PROBLEMA 8

Dadas las siguientes configuracioneselectrónicas que corresponden a átomosneutros:

[A] = 1s2

2s2

p3

; [B] = 1s2

2s2

p5

; [C] = 1s2

2s2

p6

;[D] = 1s22s2p63s1; [E] = 1s22s2p63s2

a)Ordénelos según el valor creciente de laprimera energía de ionizaciónb)Indique cuál de ellos posee el mayor valorde la segunda energía de ionizaciónc)Indique el elemento de mayor afinidad

electrónicad)Indique cuáles son metales y cuál poseemayor carácter metálico



PROBLEMA 8

Para ayudarnos, identificamos los elementos:A = 1s22s2p3 es NB = 1s22s2p5 es FC = 1s22s2p6 es Ne

D = 1s22s2p63s1 es NaE = 1s22s2p63s2 es Mg

a) Ordénelos según el valor creciente de la primera

energía de ionización:D < E < A < B < C

b) Indique cuál de ellos posee el mayor valor de lasegunda energía de ionización

D, porque al perder un electrón queda con estructura

de gas noble



PROBLEMA 8

Para ayudarnos, identificamos los elementos:A = 1s22s2p3 es NB = 1s22s2p5 es FC = 1s22s2p6 es Ne

D = 1s22s2p63s1 es NaE = 1s22s2p63s2 es Mg

c) Indique el elemento de mayor afinidad electrónica

B

d) Indique cuáles son metales y cuál posee mayorcarácter metálico

D, y E; D, es el de mayor carácter metálico



PROBLEMA 9

Dado el siguiente grupo de átomos: B, S, K, I, Cd.a) Ordénelos por radio atómicob) Indique cuál es el más y el menos electronegativo

c) Determine cuál tiene mayor y menor energía deionizaciónd) Señale el que tiene mayor carácter metálico y el

que tiene mayor carácter no metálicoe) Razone cuál es el estado de oxidación más

probable de cada uno de ellos cuando secombinan con el hidrógeno.



PROBLEMA 9

Dado el siguiente grupo de átomos: B, S, K, I, Cd.a) Ordénelos por radio atómico

En un mismo grupo el radio atómico aumenta a medida

que se incrementa ZEn un mismo período el radio atómico disminuye amedida que se incrementa Z

Escribimos la configuración electrónica de la capa devalencia de estos elementos:

[ ]2 1

2 2 B s p= [ ]2 4

3 3S s p= [ ]1

4K s= [ ]2 10 5

5 4 5 I s d p=[ ] 2 105 4Cd s d =

B < S < I < Cd < K

RO



PROBLEMA 9

b) Indique cuál es el más y el menos electronegativoEl más electronegativo es el I, pues le falta un soloelectrón para tener configuración de gas noble. El

menos electronegativo es el K, dado que es el únicoelemento que, si pierde un electrón, adquiereconfiguración de gas noble.

c) Determine cuál tiene mayor y menor energía deionización

La menor corresponde al K, elemento que seconvierte en gas noble al arrancarle un electrón. Lamayor al I, le falta un electrón para alcanzar laconfiguración de gas noble y es el que tiene menortendencia a perder electrones.

PROBLEMA 9



PROBLEMA 9

d) Señale el que tiene mayor carácter metálico y el quetiene mayor carácter no metálico

Mayor carácter metálico lo tiene el elemento con mástendencia a formar iones positivos, el K. El mayorcarácter no metálico el elemento con mayortendencia a formar iones negativos, el I.

e) Razone cuál es el estado de oxidación más probablede cada uno de ellos cuando se combinan con el H.

El H de configuración 1s1

tiene n.d.o. +1, cuando secombina con elementos más electronegativos, y -1cuando se combina con elementos menoselectronegativos. Por tanto, B = +3; S = -2; K = +1;I=-1; Cd = +2

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