EJERCICIOS RESUELTOS NÚMEROS CUÁNTICOS BACHILLERATO
EJERCICIOS RESUELTOS DE NÚMEROS CUÁNTICOS PARA QUÍMICA DE BACHILLERATO:
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ESTE MATERIAL SIGUE LOS PROCESOS DETERMINADOS POR:
EJERCICIO Q2BE1889:
Indicar la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a.- Para un valor del número cuántico principal n, son posibles en total n2 orbitales.
b.- El elemento cuyo electrón diferenciador tiene los números cuánticos n=2, l=0, m=0, s=-1/2 es el Litio.
c.- Para cada valor del número cuántico principal n, el número máximo de electrones que pueden alojar los orbitales que tienen ese número cuántico n es de (2n)2.
d.- Para cada valor del número cuántico l, son posibles l2 orbitales.
e.- Para los orbitales 3d, los posibles valores del número cuántico magnético m son +1,-1,0,+2,-2.
f.- Para los orbitales 4d, los valores posibles del número cuántico azimutal l son 0, 1, 2, 3, 4
g.- Los números cuánticos correspondientes al electrón caracterizado por 3d7 son (3, 2, -1, +1/2)
h.- El Litio con Z=3 tiene 3 electrones en dos orbitales diferentes.
RESOLUCIÓN:
Indicar la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a.- Para un valor del número cuántico principal n, son posibles en total n2 orbitales.
Verdadera, si se quiere ver en ejemplos, visitar TABLA DE ORBITALES Y NÚMEROS CUÁNTICOS.
b.- El elemento cuyo electrón diferenciador tiene los números cuánticos n=2, l=0, m=0, s=-1/2 es el Litio.
Falso, es el Berilio, el último electrón es el 2s2.
c.- Para cada valor del número cuántico principal n, el número máximo de electrones que pueden alojar los orbitales que tienen ese número cuántico n es de (2n)2.
Falso, sería cierto sin el paréntesis, es decir 2n2.
d.- Para cada valor del número cuántico l, son posibles l2 orbitales.
Falso, ya que hay infinidad de orbitales para un determinado valor de l, ya que como no nos dicen nada del valor de n, todos los n son posibles.
e.- Para los orbitales 3d, los posibles valores del número cuántico magnético m son +1,-1,0,+2,-2-
Falso, ya que también es posible +3 y -3
f.- Para los orbitales 4d, los valores posibles del número cuántico azimutal l son 0, 1, 2, 3, 4
Falso, el valor de l=4 no es posible, sólo el valor 3 como máximo, ya que va desde cero a (n-1)
g.- Los números cuánticos correspondientes al electrón caracterizado por 3d7 son (3, 2, -1, +1/2)
Verdadero.
h.- El Litio con Z=3 tiene 3 electrones en dos orbitales diferentes.
Verdadero.
EJERCICIO Q2B1525:
Responder las siguientes cuestiones:
a) Enuncia el principio de mínima energía, la regla de máxima multiplicidad y el de principio de exclusión de Pauli;
b) ¿cuál o cuáles de las siguientes configuraciones electrónicas no son posibles de acuerdo con este último principio (exclusión Pauli): 1s23s1; 1s22s22p7; 1s22s22p63s3; 1s22s22p1.
RESOLUCIÓN:
a) “No puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales”.
b) 1s22s22p7: No es posible, ya que en orbitales p (l=1) y m toma tres valores: -1.0 y 1, y como s solo toma dos valores posibles, únicamente puede haber 6 e– que tengan los cuatro número cuánticos distintos.
EJERCICIO Q2B1526:
El grupo de valores (3,0,3), correspondientes a los números cuánticos n, l y m, respectivamente, ¿está o no permitido? ¿Y el (3,2,–2)? Justifica la respuesta.
RESOLUCIÓN:
a) 3,0,3: No permitido. Pues si l=0, entonces m solo puede tomar el valor 0. ( –l < m < +l ).
b) 3,2,–2: Sí permitido. Puesto que l < n y l = 2, con lo que m puede tomar los valores: -2, -1, 0, +1 y +2.
EJERCICIO Q2B1527:
Indica el valor de los números cuánticos de cada uno de los seis últimos electrones del Mo (Z = 42).
RESOLUCIÓN:
Z (Mo) = 42. Configuración electrónica: [Kr] 5s2 4d4
n = 5; l = 0; m = 0; s = –½; n = 5; l = 0; m = 0; s = +½;
n = 4; l = 2; m = –2; s = –½; n = 4; l = 2; m = –1; s = –½;
n = 4; l = 2; m = 0; s = –½; n = 4; l = 2; m = +1; s = –½;
EJERCICIO Q2B1528:
Indica los números cuánticos de cada unos de los 3 últimos e– del P.
RESOLUCIÓN:
Z (P) = 15. Configuración electrónica: 1s2 2s2p6 3s2p3
n = 3; l = 1; m = –1; s = –½; n = 3; l = 1; m = 0; s = –½; n = 3; l = 1; m = +1; s = –½;
EJERCICIO Q2B1529:
Justifica si es posible o no que existan electrones con los siguientes números cuánticos:
a) (3, –1, 1, –½);
b) (3, 2, 0, ½);
c) (2, 1, 2, ½);
d) (1, 1, 0, –½).
RESOLUCIÓN:
a) (3, –1, 1, –½); NO. Porque l no puede tomar valores negativos.
b) (3, 2, 0, ½); SÍ. l <n; (–l <m< +l) ; s (–½, ½ ). Orbital 3d
c) (2, 1, 2, ½); NO. Porque m > l
d) (1, 1, 0, –½). NO. Porque l = n y debe ser menor.
EJERCICIO Q2B1530:
Justifica si es posible o no que existan electrones con los siguientes números cuánticos:
a) (2, –1, 1, ½);
b) (3, 1, 2, ½);
c) (2, 1, –1, ½);
d) (1, 1, 0, –2)
RESOLUCIÓN:
a) (2, –1, 1, ½); NO. Porque l no puede tomar valores negativos.
b) (3, 1, 2, ½); NO. Porque m > l
c) (2, 1, –1, ½); SÍ. l <n; –l <m< +l; s (–½, ½ ). Orbital 2p
d) (1, 1, 0, –2) NO. Porque l = n y debe ser menor y s (–½, ½ ).
EJERCICIO Q2B1531:
Responder razonadamente a:
a) ¿Los orbitales 2px, 2py y 2pz tienen la misma energía?;
b) ¿Por qué el número de orbitales “d” es 5?
RESOLUCIÓN:
a) Si tienen la misma energía. Sólo al aplicar un campo magnético se desdoblan según la dirección de éste.
b) Por que en orbitales d (l=2) y m toma cinco valores posibles: –2, –1, 0, +1 y +2 correspondientes a los cinco orbitales.
EJERCICIO 1:
¿Es posible encontrar electrones en un orbital identificado con los números cuánticos: n=3, l=2, m=0?. En caso afirmativo indicar el tipo de orbital del que se trata.
EJERCICIO 2:
Decir los valores de los posibles números cuánticos para un electrón situado en un orbital atómico 3d.
EJERCICIO 3:
Sea X un elemento con número atómico Z=15:
a) ¿Cuál es su configuración electrónica?
b) ¿Qué tipo de elemento es (metal, no metal, grupo, periodo…)?
c) ¿De qué elemento se trata?
d) Decir los números cuánticos de su electrón diferenciador.
EJERCICIO 4:
Justificar si es o no posible que existan en un átomo electrones con los siguientes números cuánticos:
a) (2, -1,0, 1/2)
b) (2, 1, -1, 0)
c) (3, 2, 1, -1/2)
d) (-3, 2, 0, 1/2)
EJERCICIO 5:
Escribir la configuración electrónica del Li+, así como identificar los números cuánticos del último electrón (electrón diferenciador).
EJERCICIO 6:
Dadas las siguientes configuraciones electrónicas:
A: 1s2, 2s2, 2p1.
B: 1s2, 2s2, 2p6, 3p4.
C: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d2.
D: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2.
Responder a las siguientes preguntas:
a) ¿Qué configuración electrónica (o configuraciones electrónicas) corresponde a un metal?
b) ¿Qué configuración electrónica (o configuraciones electrónicas) corresponde a un no metal?
c) ¿Qué configuración electrónica corresponde a un metal de transición?
d) ¿Qué configuración electrónica corresponde a un alcalinotérreo?
e) ¿Qué configuración electrónica (o configuraciones electrónicas) no son correctas?
EJERCICIO 7:
Decir cuál es el elemento cuyo electrón diferenciador tiene como números cuánticos los siguientes:
Número cuántico secundario: 1
Número cuántico principal: 2
Número cuántico magnético: -1