Colegio Ntra. Sra. de la Fuencisla · Segovia

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Examen  de  Química  –  1º  Bachillerato  –  20/03/2012    

Segunda  parte  –  Estructura  de  la  materia    

1. Indica:  a) ¿Qué  se  entiende  por    “estado  fundamental”    y    ”estado  excitado”    de  un  elemento  químico?  0’5  ptos  b) ¿Cuál  es  la  configuración  electrónica  para  el  estado  fundamental  del  elemento  químico  azufre?  0’5  ptos  c) Propón  una  configuración  para  un  estado  excitado  del  citado  elemento.  0’5  ptos  

 

a) Entendemos   que   un   átomo   se   encuentra   en   su   estado   fundamental   cuando   sus   electrones   adoptan   la  configuración   electrónica   de   menor   energía.   El   átomo   estará   en   un   estado   excitado   si   sus   electrones  adoptan  cualquier  otra  configuración  diferente  a  la  fundamental  y  que,  por  lo  tanto,  será  una  configuración  que  requiera  mayor  energía.    

b) 𝑆 = 1𝑠!  2𝑠!  2𝑝!  3𝑠!  3𝑝!    

c) 𝐶 = 1𝑠!  2𝑠!  2𝑝!  3𝑠!  3𝑝!  4𝑠!              

2. Considera  los  siguientes  iones:   𝐹!!!" , 𝑁!!

!!" , 𝑁𝑎!!!

!" .  a) Localízalos  en  el  sistema  periódico  y  di  cuáles  son  sus  configuraciones  electrónicas.  0’5  ptos    b) ¿Qué  tienen  en  común?  0’5  ptos  c) ¿En  qué  se  diferencian?  0’5  ptos  

 

a) 𝐹!!!" = 1𝑠2  2𝑠2  2𝑝6  → 𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜  18        𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜  2  𝑁!!!!" = 1𝑠2  2𝑠2  2𝑝6  → 𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜  18        𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜  2  𝑁𝑎!!!

!" = 1𝑠2  2𝑠2  2𝑝6  → 𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜  18        𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜  2    

b) Los  tres  iones  adoptan  la  configuración  electrónica  de  un  gas  noble,  el  Neón.    

c) Los  iones  de  flúor  y  nitrógeno  son  aniones,  es  decir,  son  átomos  que  han  ganado  electrones  y  tienen  una  carga  total  negativa.  El  ión  de  sodio  es  un  catión,  pierde  un  electrón  y  tiene  una  carga  total  positiva.  Por  otro  lado,  aún  teniendo  la  misma  configuración  electrónica,  el  número  de  protones  y  neutrones  de  sus  núcleos   es   diferente,   lo   que   implica   que   tendrán   diferente   radio   atómico,   energía   de   ionización,  electronegatividad  y  afinidad  electrónica.  

 3. Los  átomos  neutros  X,  Y,  Z,  tienen  las  siguientes  configuraciones:  X=1s2  2s2  2p1;    Y=1s2  2s2  2p5;    Z=1s2  2s2p6  3s2  

a) ¿Sabrías  a  qué  átomos  corresponden?    (apóyate  en  el  sistema  periódico).  0’5  ptos  b) Ordénalos,  razonadamente,  de  menor  a  mayor  electronegatividad.  0’5  ptos            c) ¿Cuál  es  el  de  mayor  energía  de  ionización?.  Justifícalo.  0’5  ptos  

 

a) X  pertenece  al  Grupo  13  (Boroideos)  y  al  Periodo  2,  por  lo  tanto  es  el  Boro.  Y  pertenece  al  Grupo  17  (Halógenos)  y  al  Periodo  2,  por  lo  tanto  es  el  Flúor.  Z  pertenece  al  Grupo  2  (Alcalino  –  Térreos)  y  al  Periodo  3,  por  lo  tanto  es  el  Magnesio.      

b) Magnesio  <  Boro  <  Flúor.  La  electronegatividad  aumenta  según  nos  desplazamos  a   la  derecha  en   la  tabla  periódica.  En  cualquier  caso,  el  magnesio,  al  ser  un  metal,  tiene  una  electronegatividad  muy  pequeña,  ya  que  perdiendo  dos  electrones  adquiere  configuración  de  gas  noble.  Por  otro  lado,  el  flúor  el  es  elemento  más  electronegativo  de  toda  la  tabla  periódica.    

c) El   flúor   tendrá  mayor  energía  de   ionización.  Por  un   lado,   sus  electrones  de  valencia   se  encuentran  en  el  segundo  nivel  energético,  muy  cerca  del  núcleo,  por  lo  que  la  atracción  electrostática  es  grande.  Además,  solo  le  falta  ganar  un  electrón  para  alcanzar  configuración  de  gas  noble,  haciendo  muy  difícil  arrancarle  sus  electrones.  

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 4. Cuatro  elementos  que   llamaremos  A,  B,  C  y  D   tienen,   respectivamente,   los  números  atómicos:  2,  11,  17  y  25.  

Indica:  a) Cuáles  son  metales.  0’5ptos  b) A  partir  de  su  configuración  electrónica,  ¿qué  valencias  pueden  tener?.  0’5  ptos  

 a) 𝐴 = 1𝑠!                                                                                                          →      𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜  18:𝐺𝑎𝑠  𝑛𝑜𝑏𝑙𝑒  

𝐵 = 1𝑠!  2𝑠!  2𝑝!  3𝑠!                                                          →    𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜  1:𝐴𝑙𝑐𝑎𝑙𝑖𝑛𝑜.𝐸𝑠  𝑢𝑛  𝑀𝐸𝑇𝐴𝐿  𝐶 = 1𝑠!  2𝑠!  2𝑝!  3𝑠!  3𝑝!                                          →    𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜  17:𝐻𝑎𝑙ó𝑔𝑒𝑛𝑜.𝐸𝑠  𝑢𝑛  𝑛𝑜  𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙.  𝐷 = 1𝑠!  2𝑠!  2𝑝!  3𝑠!  3𝑝!  4𝑠!  3𝑑!        →    𝐺𝑟𝑢𝑝𝑜  7:𝑀𝐸𝑇𝐴𝐿  𝐷𝐸  𝑇𝑅𝐴𝑁𝑆𝐼𝐶𝐼Ó𝑁    

b) 𝐴:  Al  ser  un  gas  noble  no  va  a  tener  valencias,  ya  que  no  va  a  reaccionar  con  ningún  otro  elemento.  𝐵:  Dado  que  en  su  capa  de  valencia  solo  tiene  un  electrón  y  que  perdiéndolo  adquiere  configuración  de  gas  noble  su  valencia  será  1.  𝐶:  Como  tiene  7  electrones  en  la  capa  de  valencia  y  ganando  uno  adquiere  configuración  de  gas  noble  su  valencia  será  1.  Otras  valencias  posibles  son:  

-­‐ 3:  pierde  tres  electrones  y  se  queda  con  cuatro  el  la  capa  de  valencia,  uno  en  el  orbital  3s  y  otros  tres,  uno  en  cada  orbital  3p,  estando  todos  los  electrones  desapareados.  

-­‐ 5:  pierde  cinco  electrones  y  queda  con  dos  electrones  de  valencia  completando  el  orbital  3s.  -­‐ 7:  pierde  siete  electrones  y  adquiere  configuración  de  gas  noble.  

𝐷:  En  su  cuarta  capa,  la  más  externa,  tiene  dos  electrones  s,  pero  tiene  una  subcapa  3d  incompleta,  por  lo  que   será   un   elemento   de   transición   y   éstos   pueden   también   perder   electrones   de   la   subcapa  3d  dando  varios  tipos  de  iones.  Podrá  tener  valencia  2,  3,  4,  (5,  6)  y  7.  

   5. Tenemos  las  siguientes  especies  químicas:   𝑀𝑔!"

!" , 𝐹!!!" , 𝑁𝑎!!!

!" , 𝐹𝑒!!!"!"  

a) ¿Cuántos  electrones,  protones  y  neutrones  tienen?  0’5ptos  b) ¿Cuál  es  el  más  estable?  Justifícalo.  0’5ptos  c) Define    “Afinidad  electrónica”    y  di  cuál  es  el  de  mayor  afinidad  electrónica.  Justifícalo.  0’5ptos  

 a) 𝑀𝑔!"

!" :  12  protones,  12  neutrones  y  12  electrones.  𝐹!!

!" :  9  protones,  10  neutrones  y  10  electrones.  𝑁𝑎!!!

!" :  11  protones,  12  neutrones  y  10  electrones.  𝐹𝑒!!!"

!" :  26  protones,  30  neutrones  y  23  electrones.    

b) Los  más  estables  serán   𝑁𝑎!!!!"  y   𝐹!!

!"  ya  que  ambos  adquieren  configuración  de  gas  noble.  El  sodio,  al  atraer  con  mayor  fuerza  a  los  electrones  será  algo  más  estable.    

c) La  afinidad  electrónica  es   la  energía   liberada  cuando  un  átomo  en  estado  gaseoso  captura  un  electrón  formándose  un  anión.    Aumenta  cuando  el  tamaño  del  átomo  disminuye  (de  izquierda  a  derecha)  o  cuando  decrece  el  número  atómico   (de  abajo  hacia  arriba).  Por   lo   tanto,  el   ión  con  mayor  afinidad  electrónica  será  el   𝐹𝑒!!!"

!" ,   ya  que  tanto   𝐹!!

!"  como     𝑁𝑎!!!!"  tienen  configuración  de  gas  noble  y  su  afinidad  electrónica  es  cero.