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8.E: Estructura Electrónica (Ejercicios)

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    8.1: Luz

    Q8.1.1

    Describir las características de una onda de luz.

    Q8.1.1

    La luz tiene una longitud de onda y una frecuencia.

    Q8.1.2

    ¿Qué es una característica de una partícula de luz?

    Q8.1.3

    ¿Cuál es la frecuencia de la luz si su longitud de onda es de 7.33 × 10 −5 m?

    Q8.1.3

    4.09 × 10 12 s −1

    Q8.1.4

    ¿Cuál es la frecuencia de la luz si su longitud de onda es de 1.226 m?

    Q8.1.5

    ¿Cuál es la frecuencia de la luz si su longitud de onda es de 733 nm?

    Q8.1.5

    4.09 × 10 14 s −1

    Q8.1.6

    ¿Cuál es la frecuencia de la luz si su longitud de onda es de 8.528 cm?

    Q8.1.7

    ¿Cuál es la longitud de onda de la luz si su frecuencia es 8.19 × 10 14 s −1?

    Q8.1.7

    3.66 × 10 −7 m

    Q8.1.8

    ¿Cuál es la longitud de onda de la luz si su frecuencia es 3.66 × 10 6 s −1?

    Q8.1.9

    ¿Cuál es la longitud de onda de la luz si su frecuencia es de 1.009 × 10 6 Hz?

    Q8.1.9

    297 m

    Q8.1.10

    ¿Cuál es la longitud de onda de la luz si su frecuencia es de 3.79 × 10 −3 Hz?

    Q8.1.11

    ¿Cuál es la energía de un fotón si su frecuencia es 5.55 × 10 13 s −1?

    Q8.1.11

    3.68 × 10 −20 J

    Q8.1.12

    ¿Cuál es la energía de un fotón si su frecuencia es 2.06 × 10 18 s −1?

    Q8.1.13

    ¿Cuál es la energía de un fotón si su longitud de onda es de 5.88 × 10 −4 m?

    Q8.1.14

    ¿Cuál es la energía de un fotón si su longitud de onda es 1.888 × 10 2 m?

    Q8.1.14

    1.053 × 10 −27 J

    8.2: Números cuánticos para electrones

    Q8.2.1

    Diferenciar entre un espectro continuo y un espectro lineal.

    Q8.2.1

    Un espectro continuo es un rango de frecuencias de luz o longitudes de onda; un espectro lineal muestra solo ciertas frecuencias o longitudes de onda.

    Q8.2.2

    ¿Bajo qué circunstancias se forma un espectro continuo? ¿Bajo qué circunstancias se forma un espectro lineal?

    Q8.2.3

    ¿Cuál es la longitud de onda de la luz del espectro de átomos de hidrógeno cuando n = 3?

    Q8.2.3

    6.56 × 10 −7 m, o 656 nm

    Q8.2.4

    ¿Cuál es la longitud de onda de la luz del espectro de átomos de hidrógeno cuando n = 5?

    Q8.2.5

    ¿Cuáles son las restricciones sobre el número cuántico principal?

    Q8.2.5

    El número cuántico principal está restringido a ser un número entero positivo.

    Q8.2.6

    ¿Cuáles son las restricciones en el número cuántico de momento angular?

    Q8.2.7

    ¿Cuáles son las restricciones sobre el número cuántico magnético?

    Q8.2.7

    El valor absoluto de m l debe ser menor o igual a l: | m l | ≤ l.

    Q8.2.8

    ¿Cuáles son las restricciones en el número de spin quantum?

    Q8.2.9

    ¿Cuáles son los valores posibles para l cuando n = 5?

    Q8.2.9

    l puede ser 0, 1, 2, 3 o 4.

    Q8.2.10

    ¿Cuáles son los valores posibles para l cuando n = 1?

    Q8.2.11

    ¿Cuáles son los valores posibles para m l cuando l = 3?

    Q8.2.11

    m l puede ser −3, −2, −1, 0, 1, 2 o 3.

    Q8.2.12

    ¿Cuáles son los valores posibles para m l cuando l = 6?

    Q8.2.13

    Describir la forma de una órbita s.

    Q8.2.13

    Un s orbital es de forma esférica.

    Q8.2.14

    Describir la forma de un orbital p.

    Q8.2.15

    ¿Cuál de estos conjuntos de números cuánticos está permitido? Si no lo es, explique por qué.

    1. {5, 2, −1, −1/2}
    2. {3, −1, −1, −1/2}

    Q8.2.15

    1. Debido a que | m l | debe ser menor que l, este conjunto de números cuánticos no está permitido.
    2. permitido

    Q8.2.16

    ¿Cuál de estos conjuntos de números cuánticos está permitido? Si no lo es, explique por qué.

    1. {4, 1, −2, +1/2}
    2. {2, 0, 0, −1/2}

    8.3: Organización de los Electrones en Átomos

    Q8.3.1

    Dar dos posibles conjuntos de cuatro números cuánticos para el electrón en un átomo de H.

    Q8.3.1

    {1, 0, 0, 1/2} y [1, 0, 0, −1/2}

    Q8.3.2

    Dar los posibles conjuntos de cuatro números cuánticos para los electrones en un átomo de Li.

    Q8.3.3

    ¿Cuántas subcáscaras están completamente llenas de electrones para Na? ¿Cuántos subshells están sin llenar?

    Q8.3.3

    Tres subconchas (1 s, 2 s, 2 p) están completamente llenas, y una concha (3 s) está parcialmente llena.

    Q8.3.4

    ¿Cuántas subcáscaras están completamente llenas de electrones para Mg? ¿Cuántos subshells están sin llenar?

    Q8.3.5

    ¿Cuál es el número máximo de electrones en todo el caparazón n = 2?

    Q8.3.5

    8 electrones

    Q8.3.6

    ¿Cuál es el número máximo de electrones en todo el shell n = 4?

    Q8.3.7

    Escribe la configuración completa de los electrones para cada átomo.

    1. Si, 14 electrones
    2. Sc, 21 electrones

    Q8.3.7

    1. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 3 p 2
    2. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 1

    Q8.3.8

    Escribe la configuración completa de los electrones para cada átomo.

    1. Br, 35 electrones
    2. Be, 4 electrones

    Q8.3.9

    Escribe la configuración completa de los electrones para cada átomo.

    1. Cd, 48 electrones
    2. Mg, 12 electrones

    Q8.3.9

    1. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 10 4 p 6 5 s 2 4 d 10
    2. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2

    Q8.3.10

    Escribe la configuración completa de los electrones para cada átomo.

    1. Cs, 55 electrones
    2. Ar, 18 electrones

    Q8.3.11

    Escriba la configuración electrónica abreviada para cada átomo en el Ejercicio 7.

    Q8.3.11

    1. [Ne] 3 s 2 3 p 2
    2. [Ar] 4 s 2 3 d 1

    Q8.3.12

    Escriba la configuración electrónica abreviada para cada átomo en el Ejercicio 8.

    Q8.3.13

    Escriba la configuración electrónica abreviada para cada átomo en el Ejercicio 9.

    Q8.3.13

    1. [Kr] 5 s 2 4 d 10
    2. [Ne] 3 s 2

    Q8.3.14

    Escriba la configuración electrónica abreviada para cada átomo en el Ejercicio 10.

    8.4: Estructura Electrónica y Tabla Periódica

    Q8.4.1

    ¿Dónde en la tabla periódica están las subconchas s ocupadas por electrones?

    Q8.4.1

    las dos primeras columnas

    Q8.4.2

    ¿Dónde en la tabla periódica están d subconchas ocupadas por electrones?

    Q8.4.3

    ¿En qué bloque se encuentra Ra?

    Q8.4.3

    el bloque s

    Q8.4.4

    ¿En qué bloque se encuentra Br?

    Q8.4.5

    ¿Cuáles son las configuraciones de electrones de concha de valencia de los elementos en la segunda columna de la tabla periódica?

    Q8.4.5

    ns 2

    Q8.4.6

    ¿Cuáles son las configuraciones de electrones de concha de valencia de los elementos en la última columna de la tabla periódica?

    Q8.4.7

    ¿Cuáles son las configuraciones de electrones de concha de valencia de los elementos en la primera columna del bloque p?

    Q8.4.7

    ns 2 np 1

    Q8.4.8

    ¿Cuáles son las configuraciones de electrones de concha de valencia de los elementos en la última columna del bloque p?

    Q8.4.9

    A partir de la posición del elemento en la tabla periódica, predecir la configuración electrónica de cada átomo.

    1. Sr
    2. S

    Q8.4.9

    1. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 10 4 p 6 5 s 2
    2. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 3 p 4

    Q8.4.10

    A partir de la posición del elemento en la tabla periódica, predecir la configuración electrónica de cada átomo.

    1. Fe
    2. Ba

    Q8.4.11

    A partir de la posición del elemento en la tabla periódica, predecir la configuración electrónica de cada átomo.

    1. V
    2. Ar

    Q8.4.11

    1. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 3
    2. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 3 p 6

    Q8.4.12

    A partir de la posición del elemento en la tabla periódica, predecir la configuración electrónica de cada átomo.

    1. Cl
    2. K

    Q8.4.13

    A partir de la posición del elemento en la tabla periódica, predecir la configuración electrónica de cada átomo.

    1. Ge
    2. C

    Q8.4.13

    1. 1 s 2 2 s 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 2 3 d 10 4 p 2
    2. 1 s 2 2 s 2 2 p 2

    Q8.4.14

    A partir de la posición del elemento en la tabla periódica, predecir la configuración electrónica de cada átomo.

    1. Mg
    2. I

    8.5: Tendencias Periódicas

    Q8.5.1

    Escribir una ecuación química con un cambio de energía IE.

    Q8.5.1

    Na (g) → Na + (g) + e − Δ H = IE (las respuestas variarán)

    Q8.5.2

    Escribe una ecuación química con un cambio de energía EA.

    Q8.5.3

    Indique las tendencias en los radios atómicos a medida que va atravesando y bajando la tabla periódica.

    Q8.5.3

    A medida que cruzas, los radios atómicos disminuyen; a medida que bajas, los radios atómicos aumentan.

    Q8.5.4

    Exponga las tendencias en IE a medida que recorre y baje la tabla periódica.

    Q8.5.5

    ¿Qué átomo de cada par es mayor?

    1. Na o Cs
    2. N o Bi

    Q8.5.5

    1. Cs
    2. Bi

    Q8.5.6

    ¿Qué átomo de cada par es mayor?

    1. C o Ge
    2. Be o Ba

    Q8.5.7

    ¿Qué átomo de cada par es mayor?

    1. K o Cl
    2. Ba o Bi

    Q8.5.7

    1. K
    2. Ba

    Q8.5.8

    ¿Qué átomo de cada par es mayor?

    1. Si o S
    2. H o Él

    Q8.5.9

    ¿Qué átomo tiene el IE superior?

    1. Na o S
    2. Ge o Br

    Q8.5.9

    1. S
    2. Br

    Q8.5.10

    ¿Qué átomo tiene el IE superior?

    1. C o Ne
    2. Rb o I

    Q8.5.11

    ¿Qué átomo tiene el IE superior?

    1. Li o Cs
    2. Se u O

    Q8.5.11

    1. Li
    2. O

    Q8.5.12

    ¿Qué átomo tiene el IE superior?

    1. Al o Ga
    2. F o I

    Q8.5.13

    Un elemento de la tercera fila tiene los siguientes IE sucesivos: 738; 1,450; 7,734; y 10,550 kJ/mol. Identificar el elemento.

    Q8.5.13

    Mg

    Q8.5.14

    Un elemento de tercera fila tiene los siguientes IE sucesivos: 1,012; 1,903; 2,912; 4,940; 6,270; y 21,300 kJ/mol. Identificar el elemento.

    Q8.5.15

    ¿Para qué IE sucesivos hay un gran salto en IE para Ca?

    Q8.5.15

    El tercer IE muestra un gran salto en Ca.

    Q8.5.16

    ¿Para qué IE sucesivos hay un gran salto en IE para Al?

    Q8.5.17

    ¿Qué átomo tiene la mayor magnitud de EA?

    1. C o F
    2. Al o Cl

    Q8.5.17

    1. F
    2. Cl

    Q8.5.18

    ¿Qué átomo tiene la mayor magnitud de EA?

    1. K o Br
    2. Mg o S

    8.6: Ejercicios adicionales

    Qextra.1

    ¿Cuál es la frecuencia de la luz si su longitud de onda es de 1.00 m?

    Sextra.1

    3.00 × 10 8 s −1

    Qextra.2

    ¿Cuál es la longitud de onda de la luz si su frecuencia es 1.00 s −1?

    Qextra.3

    ¿Cuál es la energía de un fotón si su longitud de onda es de 1.00 metro?

    Sextra.3

    1.99 × 10 −22 J

    Qextra.4

    ¿Cuál es la energía de un fotón si su frecuencia es 1.00 s −1?

    Qextra.5

    Si la luz visible está definida por los límites de longitud de onda de 400 nm y 700 nm, ¿cuál es el rango de energía para los fotones de luz visible?

    Sextra.5

    4.97 × 10 −19 J a 2.84 × 10 −19 J

    Qextra.6

    Los hornos microondas domésticos utilizan microondas que tienen una longitud de onda de 122 mm. ¿Cuál es la energía de un fotón de este microondas?

    Qextra.7

    Utilice la ecuación para las longitudes de onda de las líneas de luz en el espectro del átomo H para calcular la longitud de onda de la luz emitida cuando n es 7 y 8.

    Sextra.7

    3.97 × 10 −7 m y 3.89 × 10 −7 m, respectivamente

    Qextra.8

    Utilice la ecuación para las longitudes de onda de las líneas de luz en el espectro del átomo H para calcular las longitudes de onda de la luz emitida cuando n es 5 y 6.

    Qextra.9

    Hacer una tabla de todos los valores posibles de los cuatro números cuánticos cuando el número cuántico principal n = 5.

    Sextra.9

    n l m l m s
    5 0 0 1/2 o −1/2
    5 1 −1, 0, 1 1/2 o −1/2
    5 2 −2, −1, 0, 1, 2 1/2 o −1/2
    5 3 −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3 1/2 o −1/2
    5 4 −4, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4 1/2 o −1/2

    Qextra.10

    Hacer una tabla de todos los valores posibles de m l y m s cuando l = 4. ¿Cuál es el valor más bajo del número cuántico principal para que esto ocurra?

    1. Predecir las configuraciones de electrones de Sc a Zn.
    2. A partir de una fuente de configuraciones electrónicas reales, determine cuántas excepciones hay de sus predicciones en la parte a.

    Sextra.10

    1. Se predice que las configuraciones de electrones terminarán en 3 d 1, 3 d 2, 3 d 3, 3 d 4, 3 d 5, 3 d 6, 3 d 7, 3 d 8, 3 d 9, y 3 d 10.
    2. Cr y Cu son excepciones.

    Qextra.11

    1. Predecir las configuraciones de electrones de Ga a Kr.
    2. A partir de una fuente de configuraciones electrónicas reales, determine cuántas excepciones hay de sus predicciones en la parte a.

    Qextra.12

    Recientemente, los químicos rusos reportaron evidencia experimental del elemento 117. Utilice la tabla periódica para predecir su configuración de electrones de concha de valencia.

    Sextra.12

    La configuración electrónica del caparazón de valencia del elemento 117 debe ser 7 s 2 7 p 5.

    Qextra.13

    Bi (número atómico 83) se utiliza en algunos analgésicos para molestias estomacales. Usando su lugar en la tabla periódica, predecir su configuración de electrones de concha de valencia.

    Qextra.14

    ¿Qué átomo tiene una mayor energía de ionización (IE), O o P?

    Sextra.14

    O

    Qextra.15

    ¿Qué átomo tiene un IE, F o As más alto?

    Qextra.16

    ¿Qué átomo tiene un radio menor, As o Cl?

    Sextra.16

    Cl

    Qextra.17

    ¿Qué átomo tiene un radio menor, K o F?

    Qextra.18

    ¿Cuántos IE tiene un átomo H? Escribir las reacciones químicas para las ionizaciones sucesivas.

    Sextra.18

    H tiene solo un IE: H → H + + e −

    Qextra.19

    ¿Cuántos IE tiene un átomo Be? Escribir las reacciones químicas para las ionizaciones sucesivas.

    Qextra.20

    En base a lo que sabe de las cargas eléctricas, ¿espera que Na + sea mayor o menor que Na?

    Sextra.20

    más pequeños

    Qextra.21

    En base a lo que sabe de las cargas eléctricas, ¿espera que Cl − sea mayor o menor que Cl?

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