EJERCICIOS TABLA PERIÓDICA Y PROPIEDADES PERIÓDICAS
TABLA PERIÓDICA Y PROPIEDADES PERIÓDICAS. EJERCICIOS RESUELTOS. QUÍMICA DE 2º DE BACHILLERATO:
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ESTE MATERIAL SIGUE LOS PROCESOS DETERMINADOS POR:
EJERCICIOS RESUELTOS DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y COLOCACIÓN DE LOS ELEMENTOS DENTRO DE LA TABLA PERIÓDICA (GRUPOS Y PERIODOS):
EJERCICIO Q2BE1532:
¿Cuál será la configuración electrónica de un elemento que se encuentra situado el grupo 10 y en el periodo 5?
RESOLUCIÓN:
1s2 2s2 p6 3s2 p6 d10 4s2 p6 d8 5s2
EJERCICIO Q2BE1533:
Un elemento neutro tiene la siguiente configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5. Decir el nombre del elemento que se trata, así como del grupo y el periodo al que pertenece.
RESOLUCIÓN:
Se trata del Bromo (Br) del grupo 17 (halógenos) y periodo 4.
EJERCICIO Q2BE1534:
a) Indicar nombre, símbolo y la configuración electrónica de los elementos de números atómicos 12, 15, 17 y 37;
b) ¿ Cuántos electrones desapareados tiene cada uno de los elementos anteriores en su estado fundamental?.
RESOLUCIÓN:
Z Nombre Símbolo Configuración electrónica Nº de e– desapareados
12 Magnesio Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 0
15 Fósforo P 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 3
17 Cloro Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 1
37 Rubidio Rb 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 5s1 1
EJERCICIO Q2BE1535:
Indica el nombre, símbolo, nombre del grupo a que pertenece y periodo de los elementos de números atómicos 3, 9, 16, 19, 38 y 51.
RESOLUCIÓN:
Z Nombre Símbolo Grupo Periodo
3 Litio Li Alcalinos (1) 2
9 Flúor F Halógenos (17) 2
16 Azufre S Anfígenos (16) 3
38 Estroncio Sr Estroncio (2) 5
51 Antimonio Sb Nitrogenoideos (15) 5
EJERCICIO Q2BE1536:
Un determinado átomo tiene la siguiente configuración electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 5s1. Explicar razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) El elemento descrito se encuentra en su estado fundamental;
b) El elemento pertenece al grupo de los metales alcalinos;
c) El elemento pertenece al 5º periodo del sistema periódico;
d) Si el electrón pasara desde el orbital 5s al 6s, emitiría energía luminosa que daría lugar a una línea en el espectro de emisión.
RESOLUCIÓN:
a) Puesto que los electrones ocupan los niveles de menor energía posible.
b) Puesto que su configuración electrónica fundamental acaba en “s1” .
c) Puesto que su configuración electrónica fundamental acaba en “5 s1”, lo que significa que la capa más externa es la quinta.
d) Para que el electrón externo pasara al orbital 6s, debería absorber energía produciendo una raya negra en el espectro de absorción. Cuando dicho electrón regresara al nivel fundamental (5s) entonces es cuando emitiría una raya en el espectro de emisión.
EJERCICIO Q2BE1537:
Escribir la configuración electrónica de la última capa de los siguientes elementos:
a) el segundo alcalino-terreo;
b) el tercer elemento del grupo 9;
c) el selenio.
RESOLUCIÓN:
a) (Mg) 2s2; b) (Ir) 5d7 6s2 ; c) (Se) 4s2 p4
EJERCICIOS RESUELTOS DE PROPIEDADES PERIÓDICAS:
EJERCICIO Q2BE1538:
a) Justificar el orden de los siguientes átomos (Ba, Cs, Cl, Ag, I, He) según su radio atómico, su energía de ionización y su afinidad electrónica.
b) Explica qué iones son mayores y cuales menores que sus correspondientes átomos de los que proceden.
RESOLUCIÓN:
Tamaño: He < Cl < I < Ag < Ba < Cs;
Energía de ionización: Cs < Ba < Ag < I < Cl < He;
Afinidad electrónica: (es menor cuanto más negativa, es decir cuanto más energía se desprenda al capturar un e– ) Cl < I < Ag < Cs < Ba < He. Así, el cloro es el elemento de los descritos que más energía desprende al capturar el e– por ser mayor su Z* y menor su tamaño. En el caso del Ba y el He la afinidad electrónica será positiva, y aunque en teoría el He debería ser el elemento al que cuesta más introducir un e– , también es cierto que los metales alcalino-térreos tienen afinidades electrónicas positivas por tener el nivel “s” completo.
EJERCICIO Q2BE1539:
Ordena razonadamente los siguientes elementos: Fe, Cs, F, N y Si de menor a mayor:
a) radio atómico;
b) electronegatividad;
c) energía de ionización.
RESOLUCIÓN:
a) F < N < Si < Fe < Cs; los átomos de menor tamaño son los del periodo 2 (F y N) siendo el F menor por tener una mayor carga nuclear efectiva sobre los electrones de valencia, por un menor apantallamiento, al tener más e– en la última capa. El Si es del periodo y es por tanto mayor al tener más capas electrónicas. Lo mismo le sucede al Fe del periodo 4 y en mucha mayor medida al Cs del periodo 6.
b) Cs < Fe < Si < N < F; la electronegatividad crece según se sube en la tabla y según se desplaza hacia la derecha dentro de un mismo periodo. Así mientras el Cs es uno de los elementos menos electronegativos, el F es el elemento más electronegativo.
c) Cs < Fe < Si < N < F; sigue el mismo orden que la electronegatividad, puesto que en los metales es más sencillo extraer un electrón y más cuanto más alejado se encuentre del núcleo, mientras que los no metales tienen altas energía de ionización y mayores cuanto más a la derecha y más hacia arriba se encuentren en la Tabla Periódica.
EJERCICIO Q2BE1540:
Con los datos siguientes de las primeras energías de ionización (en eV/átomo) para una serie de átomos consecutivos en el sistema periódico: 10,5; 11,8; 13,0; 15,8; 4,3; 6,1.
Indicar cuál de ellos será un halógeno, cuál un anfígeno, y cuál un alcalino. (1 eV = 1,6 · 10–19 J).
RESOLUCIÓN EJERCICIO Q2B1540:
Al ser consecutivos los átomos la mayor energía de ionización corresponderá al gas noble (15,8 eV), El halógeno tendrá la inmediatamente anterior (13,0 eV) y el anfígeno el anterior (11,8 eV). El metal alcalino debe ser el que menos energía de ionización tenga, y como es lógico, va después del gas noble; corresponde pues al valor 4,3 eV, mientras que el último valor corresponderá al metal alcalino-térreo.
EJERCICIO Q2BE1541:
a) Definir energía (potencial) de ionización y escribir la ecuación que representa el proceso de ionización;
b) Explicar razonadamente porqué, para un mismo elemento, las sucesivas energías de ionización aumentan.
RESOLUCIÓN EJERCICIO Q2B1541:
a) “Es la energía necesaria para extraer un e– de un átomo neutro en estado gaseoso y formar un catión”. X(g) – 1 e– → X–(g).
b) Al ir extrayendo sucesivos electrones, éstos deberán salir de un ión cada vez más positivo, con lo que serán más atraídos lo electrones de valencia, y en consecuencia, mayor energía se precisará para extraerlos.
EJERCICIO Q2BE1542:
Tenemos dos elementos que presentan las siguientes configuraciones electrónicas: A: 1s2 2s2 p6; B: 1s2 2s2 2p6 3s1
a) Si los valores de las energías de ionización son 2073 y 8695 kJ/mol, justifica cual será el valor asociado a cada elemento;
b) ¿por qué el radio atómico y la energía de ionización presentan tendencias periódicas opuestas?
RESOLUCIÓN:
a) Lógicamente el valor menor de energía de ionización corresponderá al metal alcalino B, siendo el valor elevado al gas noble A.
b) Porque cuanto menor es el átomo más atraídos estarán los electrones por el núcleo, incluso en el caso de similar Z*, ya que, por la ley de Coulomb, a mayor distancia menor atracción.
EJERCICIO Q2BE1543:
Tener en cuenta los elementos Be (Z=4), O (Z=8), Zn (Z=30) y Ar (Z=18).
a) Según el principio de máxima multiplicidad o regla de Hund, ¿cuántos electrones desapareados presenta cada elemento en la configuración electrónica de su estado fundamental?
b) En función de sus potenciales de ionización y afinidades electrónicas, indique los iones más estables que pueden formar y escriba sus configuraciones electrónicas.
Justifique las respuestas.
RESOLUCIÓN:
a) Be (Z=4) 1s2 2s2; No tiene ningún e– desapareado
O (Z=8) 1s2 2s2 p2 p1 p1; Tiene 2 e– desapareados
Zn (Z=30) 1s2 2s2 p6 3s2 p6 d10 4s2; No tiene e– desapareados
Ar (Z=18) 1s2 2s2 p6 3s2 p6; No tiene e– desapareados
b) Be2+ 1s2; E.O.= +2
O2– 1s2 2s2 p6; E.O.= –2
Zn2+ 1s2 2s2 p6 3s2 p6 d10; E.O.= +2
Ar 1s2 2s2 p6 3s2 p6; Gas noble; E.O.= 0