EXAMEN DE FÍSICA Y QUÍMICA TEMAS: Teorías atómicas, S.P. y Enlace.

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1. Responde(1)a) Señala las diferencias fundamentales que existen entre los modelos atómicos de Bohr y

Ruterford.b) ¿Es lo mismo Orbital que Órbita? Explica la diferencia

2. Define con tus palabras de la manera más correcta posible: (1,5)a) Número de coordinación de un compuesto iónico.b) Electronegatividadc) Energía de ionizaciónd) Enlace covalente coordinado

3. Explica el significado de los cuatro números cuánticos (1,5)

4. Completa la tabla siguiente y determina la configuración electrónica de cada una de las especiesque aparecen en ella. (1,5)

Especie Química

Número atómico,

Z

Protones P+

Electrones e-

Neutrones n0

Número Másico,

A Configuración electrónica

Be2+ 4 5

N3- 10 7

Se 34 79

Ag 47 108

5. Teniendo en cuenta :

Elemento A B C D E Periodo 2 2 4 4 5

Grupo 2 17 17 18 1

Discutir la validez de las siguientes afirmaciones:

a) La energía de ionización de E es mayor que la de A.b) D es un gas noble y E es un metal alcalino-térreo.c) La afinidad electrónica de B es mayor que la de A.d) El radio atómico de C es mayor que el de B.

6. Describe las características del enlace iónico, así como cuál es el proceso que siguen los átomospara formar dicho enlace. (1,5)

7. Se tienen las siguientes parejas de elementos,a. Mg, (Z = 12); y Cl, (Z = 17);b. Fe, (Z = 26) y Cu, (Z = 29) ;c. Br, (Z = 35) y Br, (Z = 35).

Justifica cuáles son sus estructuras de Lewis y el tipo de enlace que formarán entre sí. (1,5) µαηολοℵℜ

µαηολοℵℜ

1. Responde(1)a) Señala las diferencias fundamentales que existen entre los modelos atómicos de Bohr y

Ruterford.La diferencias fundamentales son: En el modelo de Bohr las órbitas están cuantizadas y en el de Rutherford no; Para Bohr solo están permitidos al electrón aquellos niveles donde L = mvr = n·h/2π y en el de

Rutherfor no. Con el modelo de Bohr se puedan explicar los las líneas espectrales de los átomos a través de los

saltos posibles entre órbitas permitidas.

b) ¿Es lo mismo Orbital que Órbita? Explica la diferenciaNo, una órbita es una trayectoria a través de la cual se mueve de manera perfectamente definida un electrón, mientras que un orbital es una zona del espacio alrededor del núcleo en la que existe una gran probabilidad de que se encuentre el electrón.

2. Define con tus palabras de la manera más correcta posible: (1,5)c) Número de coordinación de un compuesto iónico.

El Número de cationes con los que tiene contacto un anión o el número de aniones con los que tiene contacto un catión en un Cristal iónico es el número de coordinación del anión o del catión, respectivamente.

d) ElectronegatividadLa electronegatividad de un elemento refleja su tendencia relativa a atraer electrones, cuando está químicamente combinado con otro átomo. La electronegatividad se mide en una escala arbitraria, llamada de Pauling. Su valor máximo es 4,0 y pertenece al flúor; el mínimo es 0,7 (Cs, Fr). Los metales poseen las electronegatividades menores (Cs, Fr son los elementos menos electronegativos de la tabla), y los no metales las mayores (el F es el elemento más electronegativo). La electronegatividad nos permite por tanto establecer el carácter más o menos metálico de un elemento con relación a otro.

e) Energía de ionizaciónLa primera energía de ionización de un átomo es la energía mínima necesaria para arrancar el electrón menos unido a un átomo aislado en forma gaseosa, y obtener un monovalente positivo:

Átomo (g) + El Ion (g)+ + e-

La segunda energía de ionización es la mínima energía precisa para arrancar segundo electrón:

lon (g)+ + El Ion (g)+2 + e-

f) Enlace covalente coordinado Se produce cuando se produce un enlace en le que uno de los átomos pone los dos electrones del enlace, como ocurre por ejemplo con los iones NH4+ y H3O+, en las que el N y el O ponen 2 electrones cuando se enlazan con un núcleo de H+.

3. Explica el significado de los cuatro números cuánticos (1,5)• El número cuántico principal, n, designa el nivel de energía. Puede asumir cualquier valor entero

positivo: 1, 2... El primer nivel es el de menor energía y los siguientes, cada vez más alejados delnúcleo, tienen energías mayores.

• El número cuántico del momento angular orbital, l, determina la forma M orbital y la energíadentro de cada nivel. Toma los valores comprendidos entre 0 y n - 1, ambos inclusive.Si n = 1 l = 0Si n = 2 l = 0 ó 1Si n = 3 l = 0, 1 ó 2

Por razones históricas, los valores 0, 1, 2 y 3 de / se designan mediante las letras s, p, d y f,respectivamente.

• El número cuántico magnético, ml, describe la. orientación del orbital en el espacio y explica, entreotras cosas, el desdoblamiento de líneas espectrales al aplicar un campo magnético externo. Tomalos valores comprendidos entre -l y -l, es decir, puede tener los (2.l + 1) valores: -l, -l + 1, ..., 0, + 1,.... l - 1,+l

Si l = 0 (orbital s) ml = 0 Si l = 1 (orbital p) ml = - 1, 0 ó + 1 Si l = 2 (orbital d) ml = -2, -1, 0, +l ó +2

• El número cuántico magnético del espín del electrón, ms, nos da el valor de una propiedadintrínseca del electrón y de otras partículas elementales, el espín.Determina si el electrón se alinea de forma paralela o antiparalela a un campo magnético externo.Puede tener los valores +1/2 y –1/2.

Se dice que los electrones con el mismo número cuántico ms, tienen espines paralelos o que estándesapareados.

4. Completa la tabla siguiente y determina la configuración electrónica de cada una de las especiesque aparecen en ella. (1,5)

Especie Química

Número atómico,

Z

Protones P+

Electrones e-

Neutrones n0

Número Másico,

A Configuración electrónica

Be2+ 4 4 2 5 9 1s2

N3- 7 7 10 7 14 1s2 2s22p3

Se 34 34 34 45 79 1s2 2s22p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4

Ag 47 47 47 61 108 1s2 2s22p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s24d9

5. Teniendo en cuenta :

Elemento A B C D E Periodo 2 2 4 4 5

Grupo 2 17 17 18 1

Discutir la validez de las siguientes afirmaciones:

g) La energía de ionización de E es mayor que la de A.

Falso por encontrarse el elemento E mucho más abajo en un grupo anterior al elemento A y la E de ionización varía de modo que hacia abajo en un grupo disminuye y en a lo largo de un periodo aumenta

h) D es un gas noble y E es un metal alcalino-térreo.D sí es un gas noble ya que pertenece al grupo 18, pero E no es un metal alcalino-terreo sino un metal alcalino, grupo 1.

i) La afinidad electrónica de B es mayor que la de A.Verdadero, ambos están en el mismo periodo, 2, y el B está situado en el grupo 17, halógenos, mientras que A es del grupo 2, alcalino-terreos.

j) El radio atómico de C es mayor que el de B.Verdadero ya que ambos pertenecen al mismo grupo, 17, y C está más abajo en el grupo, pertenece al periodo 4º, mientras que B pertenece al 2º periodo.

6. Describe las características del enlace iónico, así como cuál es el proceso que siguen los átomospara formar dicho enlace. (1,5)

Existen muchas sustancias en las que no hay átomos propiamente dichos ni, por tanto, moléculas. Son sustancias constituidas por iones positivos y negativos. Veamos cómo se forman. Un elemento muy poco electronegativo puede perder 1, 2 ó más el trones:

Na - 1 e- Na+ 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 Al - 3 e- Al3+ 1s2 2s2 2p6 3s23p1 1s2 2s2 2p6

Y, por el contrario, un elemento muy electronegativo puede ganar 1, ó más electrones: S + 2 e- S2- 1s2 2s2 2p6 3s23p4 1s2 2s2 2p6 3s23p6

Observa que, al transformarse en iones, los átomos han conseguí estructura de gas noble.

Los elementos metálicos, con pocos electrones de valencia y baja energía de ionización, tienden a convertirse en cationes.

Los elementos no metálicos, con muchos electrones de valencia afinidad electrónica muy negativa, tienden a recibir electrones convi tiéndose en aniones.

Estos iones se unen de manera estable mediante enlace iónico

y forman los compuestos iónicos.

El enlace iónico es la unión que resulta de la presencia fuerzas electrostáticas entre iones positivos y negativos para dar lugar a Información de una red cristalina Iónica.

7. Se tienen las siguientes parejas de elementos,a. Mg, (Z = 12); y Cl, (Z = 17);b. Fe, (Z = 26) y Cu, (Z = 29) ;c. Br, (Z = 35) y Br, (Z = 35).

FORMACIÓN DE UN COMPUESTO IÓNICO: CLORURO DE SODIO, NaCl. ELEMENTO METÁLICO ELEMENTO NO METÁLICO Na 1s2 2s2 2p6 3s1

Cede un electron - 1 e-

Gana + 1 e- un electrón

Forma unión positivo Atracción electrostática y agrupación de los iones positivos y negativos en un cristal iónico

Forma un ión negativo

Na+ 1s2 2s2 2p6 Cl- : 1s2 2s2 2p63s2 3p6

Justifica cuáles son sus estructuras de Lewis y el tipo de enlace que formarán entre sí. (1,5)

a) Mg: +xlC ::

•• xxlCMglC :::: ENLACE IÓNICO

b) :: eF +xuC••

:: No completan su octeto ya que pertencenen a

los elementos de transición comparten los electrones de valencia ENLACE METÁLICO

c) xrB ::

+ xrB ::

xxrBrB :::

ENLACE COVALENTE