QUÍMICA PRE SAN MARCOS SEMANA 3 SOLUCIONARIO PROBLEMAS RESUELTOS PDF
ESTRUCTURA ATÓMICA.
☛ El átomo:
☛ Unidad de masa atómica.
☛ Número atómico. Isótopo.
☛ Número de masa.
☛ Las primeras teorías atómicas:
☛ Los modelos atómicos, ondas y corpúsculos.
☛ Los números cuánticos:
☛ Número cuántico principal,
☛ Número cuántico secundario
☛ Número cuántico magnético.
☛ Reglas de correlación entre éstos.
☛ Número cuántico de spín.
☛ Configuración electrónica de átomos e iones.
Por supuesto que a simple vista no se ven ni tampoco con los microscopios ópticos ordinarios.
Pero sí con los microscopios electrónicos, aunque hay que aclarar que lo que “vemos” son las alteraciones que sufren los átomos en sus niveles energéticos, cuando se les bombardean con un haz de electrones, procedente de un microscopio electrónico de barrido, no al átomo en sí.
En los microscopios electrónicos convencionales, los electrones “rebotan” sobre la superficie de la muestra a estudiar, y son estos electrones reflejados los que nos informan de cómo están dispuestos los átomos y sus características.
Con los valores obtenidos se pueden realizar representaciones de ellos. Y eso es lo que “vemos”. Sabemos que cada elemento químico, cada clase de átomo, experimenta una alteración energética diferenciada, lo que viene a ser como su ‘firma energética’ y que permite identificarle, algo así como su huella dactilar, por decirlo de alguna forma, lo que a su vez es importante desde el punto de vista científico.
Te sorprenderás al enterarte que ya en 1990, científicos de la IBM consiguieron escribir el logotipo de su empresa a escala atómica. Como “tinta” utilizaron 35 átomos de xenón; “el papel” fue una lámina de metal cristalino, y el “lápiz”, un microscopio electrónico de efecto túnel, con el que lograron mover y colocar los átomos.
EL ÁTOMO Y SU ESTRUCTURA
La teoría Atomista de Leucipo y Demócrito del siglo V antes de Cristo quedó relegada hasta inicios de siglo XIX cuando Dalton plantea nuevamente un modelo atómico surgido en el contexto de la química, en el que se reconoce propiedades específicas para los átomos de diferentes elementos luego surge el modelo de Thomson en el cual el átomo presenta carga eléctrica y es a través del experimento de Rutherford y su modelo de átomo nuclear por el que se establece que en el núcleo se ubican los protones y en la envoltura electrónica los electrones. Finalmente, el modelo de Böhr plantea la existencia de órbitas y es corregido por el modelo actual del átomo plantea la existencia de orbitales o reempe (región espacio energética de manifestación probabilística electrónica).
En 1932, Chadwick realizó un descubrimiento fundamental en el campo de la ciencia nuclear: descubrió la partícula en el núcleo del átomo que pasaría a llamarse neutrón.
En 1926, Erwin Schrödinger desarrolló una ecuación que interpreta el carácter de onda del electrón que, juntamente con la relación matemática de De Broglie y el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, contribuyen grandemente al planteamiento del modelo actual del átomo. Actualmente, en base a la ecuación de Schrödinger y a otros estudios adicionales, el electrón de un átomo se puede describir por cuatro números cuánticos.
PREGUNTA 1 :
Las propiedades físicas y químicas de la materia, así como los cambios que esta sufre pueden ser entendidos a partir de la estructura y el comportamiento de los átomos. Con respecto al átomo y las partículas fundamentales que lo constituyen, indique el valor de verdad (V o F) para cada proposición.
I. Las partículas más pesadas son el protón y neutrón.
II. La envoltura electrónica determina el tamaño del átomo.
III. La carga eléctrica del protón y del electrón es la misma.
A) VVF
B) FVF
C) VVV
D) VFV
PREGUNTA 2 :
De la mecánica cuántica se deduce que son necesarios cuatro números para ubicar a los electrones de un átomo en su nube electrónica. Con respecto a los números cuánticos, determine el valor de verdad (V o F) de las siguientes proposiciones.
I. “n” indica el nivel de energía y toma valores enteros positivos.
II. “ℓ” indica el subnivel energético del electrón y la forma del orbital que ocupa.
III. “mℓ” determina el número de orbitales presentes en un subnivel.
IV. “ms” indica el giro del electrón en su propio eje y posee solo dos valores.
A) VVVV
B) VFVF
C) VVFF
D) FVFV
PREGUNTA 3 :
El principio de construcción (Aufbau) nos dice que la configuración electrónica se realiza ordenando los electrones en subniveles de forma creciente a su energía relativa. Al respecto, determine el subnivel que posee mayor energía relativa.
A) 5d
B) 4f
C) 6s
D) 6p
PREGUNTA 4 :
El vanadio (Z = 23) es un elemento metálico que se emplea en la elaboración de acero inoxidable, a partir del cual se elaboran instrumentos quirúrgicos. Al respecto, determine los números cuánticos del penúltimo electrón de dicho elemento.
A) (4, 0, 0, +½)
B) (3, 2, ─1, +½)
C) (3, 2, +1, +½)
D) (3, 2, 0, +½)
PREGUNTA 5 :
A partir de los números cuánticos de un electrón determinado podemos construir la configuración electrónica de un átomo. Si el penúltimo electrón de un átomo neutro posee los números cuánticos (3, 0, 0, ─1/2) y tiene 14 neutrones, determine el número de masa de dicho átomo.
A) 28
B) 27
C) 26
D) 25
PREGUNTA 6 :
El escandio ( ₂₁Sc ) es un metal que se emplea en la fabricación de luces de gran intensidad y forma parte de las aleaciones utilizadas en la industria aeroespacial. Con respecto al átomo neutro de escandio, indique el enunciado correcto.
A) Posee cuatro niveles de energía llenos y tiene un electrón desapareado.
B) Presenta siete subniveles llenos y tiene ocho electrones en el subnivel “s”.
C) Posee diez orbitales llenos y su nivel de valencia es el tercero.
D) Tiene la misma cantidad de electrones que el ₂₃V²⁺.
PREGUNTA 7 :
El itrio (Z = 39) es un metal que se utiliza para la fabricación de aleaciones y como catalizador del etileno en la polimerización. Al respecto, determine los números cuánticos del último electrón del Itrio.
A) (4, 2, – 2, –1/2)
B) (5, 0, 0 –1/2)
C) (5, 0, 0, +1/2)
D) (4, 2, ─ 2, +1/2)
PREGUNTA 8 :
El cloruro de titanio (TiCℓ₄) es un líquido incoloro que se utiliza como materia prima para la producción de titano y de dióxido de titanio. Con respecto a los átomos que forman el cloruro de titanio, seleccione la alternativa correcta.
Datos: Ti (Z = 22), Cℓ (Z = 17)
A) El Ti posee tres subniveles llenos más que el Cℓ.
B) El Ti tiene la misma cantidad de electrones en el tercer nivel que el Cℓ.
C) El catión tetravalente del Ti posee el mismo número de electrones que el anión monovalente del Cℓ.
D) El Cℓ presenta un electrón desapareado y siete orbitales llenos.