Teorías atómicas
Indica, al menos, una de las limitaciones por el que no se mantuvo el modelo atómico de Dalton.
SOLUCIÓN: Existen varias posibilidades:
1) Dalton concebía un átomo indivisible. Hoy en día conocemos las partículas subatómicas y, además, existe el proceso de fisión nuclear mediante el que se divide el núcleo atómico.
2) Para Dalton todos los átomos de un mismo elemento eran iguales. Hoy en día conocemos los isótopos de un elemento que son átomos de un mismo elemento con diferente masa (número másico).
Indica el nombre y símbolo, periodo y grupo del elemento cuyo número atómico es Z = 51
SOLUCIÓN:
Realizando la configuración electrónica completa:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p3
Por tanto se trata de un elemento que se encuentra en el periodo 5 y en el grupo 15 (nitrogenoideos). En este caso es el ANTIMONIO (Sb)
Indica los 4 números cuánticos del electrón más externo del potasio.
SOLUCIÓN: Como la CE última capa es 4s1 -> el electrón más externo se encuentra en el orbital 4s -> su combinación de números cuánticos asociada es:
(n , l , ml , ms ) = (4 , 0 , 0 , +1/2)
Justifica el siguiente enunciado como verdadero o falso: "un fotón cuya longitud de onda es de 500 nm tiene el doble de energía que un fotón cuya longitud de onda sea de 1000 nm"
SOLUCIÓN: FALSO
La energía del fotón es INVERSAMENTE proporcional a su LONGITUD de ONDA -> por tanto, si la longitud de onda se duplica la energía del fotón se hará la mitad.
Define el concepto de órbita estacionaria. ¿Qué modelo acuñó este término?
SOLUCIÓN: El modelo de Bohr establece que los electrones solo pueden girar en ciertas órbitas de radios determinados. Estas órbitas son estacionarias, por lo que mientras se mueve en ellas, el electrón no emite energía en forma de radiación electromagnética.
Ordena los siguientes elementos según su energía de ionización creciente:
a) Sodio
b) El térreo que se encuentra en el tercer periodo.
c) El elemento con Z = 6.
SOLUCIÓN: Ei (Na) < Ei (Si) < Ei (C)
La energía de ionización crece según avanzamos hacia la derecha en el periodo y hacia arriba en el grupo.
Por tanto, distinguiremos los elementos:
a) Sodio (Na) , b) Silicio (Si), c) Z = 6 -> Carbono (C).
Como el Na se encuentra en el mismo periodo que el Si pero más a la izquierda -> Ei (Na) < Ei (Si).
Además como el C se encuentra en el mismo grupo que el Si pero más arriba -> Ei (Si) < Ei (C)
De las configuraciones electrónicas que se muestran a continuación indica la(s) que sea(n) posibles y, en ese caso, indica el tipo de orbital
(2,0,1) ; (3,3,0) ; (1,1,0) ; (4,2,-1); (3,1,-1)
SOLUCIÓN: (4,2,-1) -> Orbital tipo 4d
(3,1,-1) -> Orbital tipo 3p
Justifica la siguiente pregunta como verdadero o falso: "la energía del nivel fundamental del átomo de hidrógeno es 9 veces la energía del nivel n = 3 del átomo de hidrógeno"
SOLUCIÓN: VERDADERO
La energía del átomo de hidrógeno en cualquier nivel n (En) viene relacionada con la energía del nivel fundamental (E1) mediante la expresión:
En = E1/n2 -> E1 = n2 En -> si n = 3 -> E1 = 9 E3
Por tanto es correcto. No obstante se debe tener cuidado ya que, al ser ambas negativas, la energía del nivel fundamental es la mínima.
SOLUCIÓN: Rutherford, en su famoso experimento, lanzó partículas alfa (Las partículas alfa (α) son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio-4. Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva (+2e), mientras que su masa es de 4 u).
Alguna de estas partículas se desviaba y eso solo podría explicarse mediante la repulsión electrostática producida por una zona de carga positiva a la que llamó núcleo.
SOLUCIÓN:
Como el selenio (Se) se encuentra en el PERIODO 4 y el grupo de los ANFÍGENOS tiene como configuración electrónica de última capa 4s2 4p4, por tanto, tiene 4 capas o niveles de energía y 6 electrones en la última capa (electrones de valencia).
Halla el número de electrones en el átomo de fósforo que tiene como valor del número cuántico l = 1.
SOLUCIÓN: 9 electrones
Justificación
CE: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
ORBITALES: l = 1 -> tipo p (2p6 , 3p3 )
Con un fotón de rayos X de frecuencia 1016 Hz se irradia un átomo de aluminio. ¿Se podrá extraer el electrón más externo del citado átomo sabiendo que su potencial de ionización es de 5,99 eV?
DATOS: Constante de Planck h = 6,63·10-34 Js; valor absoluto de la carga del electrón e = 1,6·10-19 C
SOLUCIÓN:
En primer lugar se hallará la energía del fotón:
EFOTÓN=hf = 6,63·10-34 Js . 1016 s-1 = 6,63·10-18 J
Como 1eV = 1,6·10-19 C . 1 V = 1,6·10-19 J ->
EFOTÓN = 6,63·10-18 J . 1 eV/1,6·10-19 J = 41,4 eV.
Como la EFOTÓN > Ei (Al) -> se producirá la ionización -> se extraerá el electrón más externo del átomo de aluminio.
Explica, según el modelo atómico de Bohr, el espectro atómico de emisión.
SOLUCIÓN:
Espectro de emisión: Cuando el átomo es excitado mediante calentamiento o descargas eléctricas con la energía adecuada (característica de cada elemento) puede saltar de un nivel de energía inferior a uno superior. En el momento de cesar la energía externa, el electrón vuelve a su nivel original EMITIENDO un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre los niveles.
Justifica el motivo por el que el radio atómico decrece hacia la derecha según avanzamos en un periodo de la tabla periódica.
SOLUCIÓN:
Todos los elementos que se encuentran en el mismo periodo de la tabla periódica tienen el mismo número de capas o niveles de energía. Pero, según avanzamos en el periodo hacia la derecha crece el número atómico Z por lo que crece el número de cargas positivas (protones) en el núcleo. Por tanto, el electrón más externo sufrirá una mayor fuerza eléctrica atractiva por parte del núcleo que tenderá a contraerlo, es decir, a disminuir su radio atómico.
Halla el número de orbitales y electrones del bromo que tengan como valor del número cuántico ml = -1.
SOLUCIÓN: 4 orbitales y 8 electrones
Justificación
CE: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5
ORBITALES:
(2,1,-1) -> orbital 2p -> 2 electrones
(3,1,-1) -> orbital 3p -> 2 electrones
(4,1,-1) -> orbital 4p -> 2 electrones
(3,2,-1) -> orbital 3d -> 2 electrones
Calcula la energía de un fotón que ha provocado un salto electrónico en el átomo de hidrógeno entre los niveles n = 2 y n = 4.
Datos: Constante de Planck h = 6,63·10-34 Js, velocidad de la luz en el vacío c = 3·108 m/s, constante de Rydberg (H) RH= 1,097·107 m-1
SOLUCIÓN: 4,09 . 10-19 J
Corregido en los apuntes de clase..