Química 2º Bachillerato Estructura de la

Materia

ATOMO Y NUCLEO

1 *CA(S-98). El cloro está presente en la naturaleza bajo dos formas isotópicas de nº másico 35 y
37, y de nº atómico 17.
a) Escriba la configuración electrónica y la composición de los núcleos de ambos isótopos.
b) ¿Conoce otros casos de isótopos de un mismo elemento? Cite algunos ejemplos.

2 L(J-99).- Conteste breve y razonadamente lo que se plantea en los apartados siguientes:

a) ¿Qué son los modelos atómicos y qué utilidad tienen?
b) Cite dos modelos atómicos que sirvan para indicar la situación energética del electrón.
c) ¿La distribución de todas las partículas que forman parte de los átomos está descrita por los
modelos atómicos que ha citado en el apartado (b)?
d) Explique si hay diferencias entre órbita y orbital.

3 L(J-02).- Indique razonadamente si son ciertas o falsas cada una de las siguientes afirmaciones:
a) Dos iones de carga + 1 de los isótopos 23 y 24 del sodio (Z = 11) tienen el mismo comportamiento
químico.
b) El ion de carga –2 del isótopo 16 del oxígeno (Z = 8) presenta la misma reactividad que el ion de
carga –1 del isótopo 18 del oxígeno.
c) La masa atómica aproximada del cloro es 35,5, siendo este un valor promedio ponderado entre las
masas de los isótopos 35 y 37, de porcentajes de abundancia 75 y 25 % respectivamente.
d) Los isótopos 16 y 18 del oxígeno se diferencian en el número de electrones que poseen.

4 *LAJ(-04).- Sabiendo que los números atómicos del argón y del potasio son 18 y 19
respectivamente, razone sobre la veracidad de las siguientes afirmaciones:
a) El número de electrones de los iones K+ es igual al del átomo neutro del gas argón.
b) El número de protones de los iones 39K+ es igual al del átomo 40Ar.
c) Los iones K+ y los átomos de gas argón no son isótopos.
d) El potasio y el argón tienen propiedades químicas distintas.
Sol.: a) V; b) F; c) V; d) V.

5 *.- Considerando el modelo atómico de Bohr:

a) Razone la ecuación del radio de una órbita n para un átomo de un elemento de número atómico Z.
b) En un mismo átomo, ¿qué distancia es mayor la que separa la segunda órbita de la tercera o la que
separa la tercera de la cuarta?

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RADIACIÓN Y ESPECTROS

1 *.- Calcula la frecuencia de una radiación cuya longitud de onda es de 850 Å. ¿A qué zona del
espectro corresponde?
Sol.:  = 3,53·1015 Hz; Ultravioleta

2 .- La longitud de onda de un fotón de luz verde es de 5,4·105 cm. Calcula la energía de un mol
de fotones de luz verde expresándola en julios y en electrón-voltios.

3 .- Calcula la longitud de onda de las dos primeras líneas de la serie de Balmer del espectro del
átomo de hidrógeno.
Dato: R = 109667,581 cm-1

4 .- Cuando un electrón del átomo de hidrógeno salta del cuarto al segundo nivel de energía, ¿qué
cantidad de energía tiene el fotón emitido?

5 *L(J-02).- El espectro visible corresponde a radiaciones de longitud de onda comprendida entre

450 y 700 nm. Calcule la energía correspondiente a la radiación visible de mayor frecuencia. Razone si
es o no posible conseguir la ionización del átomo de litio con dicha radiación.
Datos: e- = 1,6·1019 C; c = 3·108 m/s ; 1 nm = 109 m ; h = 6,63·1034 J·s ; primera energía de ionización
del litio = 5,40 eV.
Sol.: E = 4,42·1019 J; No

6 .- Un electrón de un átomo de hidrógeno salta desde el estado excitado de un nivel de energía

de número cuántico principal n = 3 a otro de n = 1. Calcule: (a) La energía y la frecuencia de la radiación
emitida, expresadas en kJ/mol y en Hz respectivamente. (b) Si la energía de la transición indicada sobre
un átomo de rubidio y se arranca un electrón que sale con una velocidad de 1670 km/s ¿Cuál será la
energía de ionización del rubidio?
Datos: RH = 2,18·1018 J; NA = 6,023·1023 átomos/mol; h = 6,63·1034 J·s; me = 9,11·1031 kg.
Sol.: a) E = 1168 kJ/mol;  = 2,99×1015 Hz; b) W = 6,7×10−19 J = 403,5 kJ/mol.

7 .- Determinar el valor de la mayor longitud de onda en la serie de Balmer en el hidrogeno. R=

1,097·107 m1.
Sol.:  = 6563,35 Å

8 .- A que diferencia de potencial debería acelerarse un electrón para que adquiera la energía de
un julio. e = 1,6·1019 C.
Sol.: V = 6,25 ·10 V

9 *.- Que frecuencia, longitud de onda y velocidad lleva en el vacío un fotón de: (a) 1 eV de
energía. (b) 1 J de energía. h = 6,6·1034 J·s
Sol.: a)  = 2,42·1014 Hz ;  = 1,24·106 m; c = 3·108 m/s ; (b)  = 1,52·1033 Hz ;  = 1,97·1025 m; c = 3·108 m/s.

10 *.- El trabajo de extracción del sodio es 2,3 eV (a) ¿Cual es la mínima frecuencia de luz que
produce efecto fotoeléctrico. (b) ¿Cual será la energía cinética máxima de los electrones si luz de 2000 Å
incide sobre la superficie del sodio? (c) ¿Cual será su velocidad? h = 6,6·1034 J·s ; me = 9,1·1031 kg
Sol.: (a)  = 5,58·1014 Hz ; (b) Ec = 6,22·1019 J ; (c) v = 1169,2 km/s.

11 .- En la mayoría de los casos, el bromuro de plata (AgBr) entra a formar parte de la emulsión del
material fotográfico. Si la energía necesaria para impresionar la emulsión es de 1,7·1019 J por cada
átomo de bromo y cada átomo de plata. Calcula la frecuencia y la longitud de onda que es justamente
capaz de impresionar la película. h = 6,6·1034 J·s.
Sol.:  = 2,57·1014 Hz ;  = 1,16·106 m

12 *.- ¿Que energía se requiere para extraer un electrón del átomo de hidrogeno en el estado n = 1?
h = 6,6·1034 J·s. ; R = 1,097·107 m1 ; c = 3·108 m/s.
Sol.: E = 2,17·1018 J.

13 *.- Determinar la frecuencia de la línea espectral correspondiente a la transición en el hidrogeno

del estado n = 5 y n = 2. R= 1,097·107 m1 ; c = 3·108 m/s.
Sol.:  = 6,9·1014 Hz

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14 .- Determinar la longitud de onda de De Broglie de (a) Un protón de 10 eV. (b) Un electrón de 1

MeV (1 MeV = 106 eV) h = 6,6·1034 J·s ; me = 9,1·1031 kg ; mp = 1,67·1027 kg
Sol.: (a) p = 9,03×10–12 m ; e = 1,22×10–12 m.

15 .- Comparar las indeterminaciones en la velocidad de un electrón y un neutrón confinados en una

caja de 1 Å. h = 6,6·1034 J·s ; me = 9,1·1031 kg ; mn = 1,67·1027 kg
Sol.: ve = 1154310,6 m/s ; vn = 629 m/s

16 .- Como explica el modelo mecano-cuántico la emisión de un fotón cuando un electrón de un

átomo en el orbital 3p pasa al orbital 2s.

17 *.- Si la energía de ionización del K gaseoso es de 418 kJ·mol1:

a) Calcule la energía mínima que ha de tener un fotón para poder ionizar un átomo de K
b) Calcule la frecuencia asociada a esta radiación y, a la vista de la tabla, indique a qué región del
espectro electromagnético pertenece.
c) ¿Podría ionizarse este átomo con luz de otra región espectral? Razone la respuesta. En caso
afirmativo, indique una zona del espectro que cumpla dicho requisito.
101 103 106 4·107 3·109 1012
 (m)

Radio Microondas Infrarrojo Visible Ultravioleta RX R

Datos: NA = 6,023·1023 mol1; h = 6,63·1034 J·s; c = 3,0·108 ms1.

Sol.: a) E = 6,94·1019 J; b)  = 1,05·1015 Hz; ultravioleta; c) RX, R

18 *L(S-06).- Sabiendo que la energía que posee el electrón de un átomo de hidrógeno en su

estado fundamental es 13,625 eV, calcule: (a) La frecuencia de la radiación necesaria para ionizar el
hidrógeno. (b) La longitud de onda en nm y la frecuencia de la radiación emitida cuando el electrón pasa
del nivel n = 4 al n= 2.
Datos: e- = 1,6·10-19 C; c = 3·108 m/s ; h = 6,63·10-34 J·s.
Sol.: a)  = E/h = 3,29·1015 Hz; b)  = 6,18·1014 Hz;  = 486 nm

19 *.- En el espectro del átomo hidrógeno hay una línea situada a 434,05 nm.
Calcule E para la transición asociada a esa línea expresándola en kJ/mol.
Si el nivel inferior correspondiente a esa transición es n = 2, determine cuál será el nivel superior.
Datos: NA = 6,023·1023 mol1; h = 6,63·1034 J·s; c = 3,0·108 ms1.; RH = 2,180·1018 J
Sol.: a) E = 276 kJ/mol; b) n = 5

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NUMEROS CUÁNTICOS Y CONFIGURACIONES

1 *.- ¿Cuáles de las siguientes combinaciones de números cuánticos son imposibles para un
electrón en un átomo? (4,2,0,1) ; (3,3,3,1/2) ; (2,0,1,1/2) ; (4,3,0,1/2) ; (1,0,0,1/2)
Sol.: (4,2,0,1) ; (3,3,3,1/2) ; (2,0,1,1/2)

2 .- Escribe la configuración electrónica en su estado fundamental de los átomos de azufre (Z = 16)

y hierro (Z = 26).

3 *L(J-96).- (a) Establezca cuales de las siguientes series de números cuánticos serían posibles y
cuales imposibles para especificar el estado de un electrón en un átomo:

Serie n l m s
I 0 0 0 + 1/2
II 1 1 0 + 1/2
III 1 0 0  1/2
IV 2 1  + 1/2
2
V 2 1  + 1/2
1

(b) Diga en qué tipo de orbital atómico estarían situados los que son posibles.
Sol.: a) III y V; b) orbital s y p

4 *CA(J-98). Enuncie el Principio de exclusión de Pauli y explique cuál, o cuáles, de las siguientes
configuraciones electrónicas no son posibles de acuerdo con este principio:
a) 1s2 3s1; b) 1s2 2s2 2p7; c) 1s2 2s2 2p6 3d6; d) 1s2 2s2 2d1 .

5 CA(J-98). Dados los átomos y , indicar:

a) Cuántos protones y neutrones tienen sus núcleos.
b) Número atómico y configuración electrónica de cada uno.
c) Un posible isótopo de cada uno de ellos.

6 CA(J-98). Indicar de forma razonada y para un orbital 3s de un átomo:

a) El valor de los números cuánticos n, l y m de los electrones situados en aquel orbital.
b) Cuáles son los valores posibles del cuarto número cuántico del electrón.
c) Por qué en este orbital no puede haber más de dos electrones. Formula el principio en que se basa
para contestar esta pregunta.

7 CA(J-98). a) Nombre los números cuánticos necesarios para caracterizar los electrones en los
átomos. Indique su significado y sus posibles valores.
b) Conteste las siguientes cuestiones relativas a un elemento con Z=7 y A=14
1.-Número de protones, neutrones y electrones
2.-Configuración electrónica y número de electrones desapareados en su estado fundamental
3.-Número máximo de electrones para que: m = 0; n = 2; ó l = 1.

8 *L(S-98).- La configuración electrónica de un elemento:

a) ¿Permite conocer cuál es su situación en el sistema periódico?
b) ¿Indica que clase de enlaces puede formar con otros elementos?
c) ¿Es suficiente información para saber si el elemento es sólido, líquido o gas?
d) ¿Sirve para conocer si el elemento es o no molecular? Justifique las respuestas.

9 .- Justifica las posibles valencias del azufre 2, 4, y 6.

10 *C(S-00).- Razone si las configuraciones electrónicas siguientes representan la fundamental, una

excitada o una imposible para el átomo o ión propuesto:
a) Be = 1s2 2s1 2p1

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b) N+ = 1s2 2s2 2p1 2d1

c) H = 1p1
d) O2- = 1s2 2s2 2p6
Datos: Números atómicos: Be = 4; N = 7; H = 1; O = 8.

11 *C(S-00).- a) ¿Qué valores puede adoptar el número cuántico magnético ml para los orbitales 2s,
3d, y 4p?.
b) Enuncie los principios de Pauli y de Hund. Aplíquelos para deducir razonadamente la configuración
electrónica fundamental del elemento Z = 33 señalando, su nombre, su símbolo, el grupo al que
pertenece, los números cuánticos de su electrón diferenciador y los estados de oxidación que puede
adoptar.

12 *L(J-01).- Considere las configuraciones electrónicas en el estado fundamental (1) 1s2 2s2 2p7 ;
(2) 1s 2s3 ; (3) 1s2 2s2 2p5 ; (4) 1s2 2s2 2p6 3s1.
2

a) Razone cuales cumplen el principio de exclusión de Pauli.

b) Deduzca el estado de oxidación más probable de los elementos cuya configuración sea correcta.

13 *L(S-02).- Explique razonadamente por qué se producen los siguientes hechos:

a) El elemento con Z = 25 posee más estados de oxidación estables que el elemento con Z = 19.
b) Los elementos con Z = 10, Z = 18 y Z = 36 forman pocos compuestos.
c) El estado de oxidación más estable del elemento Z = 37 es + 1.
d) El estado de oxidación + 2 es menos estable que el + 1 para el elemento Z = 11.

14 .- ¿Son posibles los conjuntos de valores (n l ml ms) de los números cuánticos siguientes?
a) (3 3 2 1/2)
b) (3 2 2 1/2)
c) (2 3 2 1/2)
d) (2 1 2 1/2)
e) (4 3 2 1/2)
Sol.: Solo es posible el (b).

15 .- Cuantos átomos distintos en estado fundamental puede haber con su electrón diferencial con n
= 2.
Sol.: Ocho

16 .- Escribe las configuraciones electrónicas de los iones; Cl , O2 , K+ , Ca+2 .

17 *LA(J-03).- Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de dos elementos:

A: 1s2 2s2 2p2 B: 1s2 2s2 2p1 3s1 Indique de un modo razonado si las afirmaciones siguientes son
verdaderas o falsas:
a) Es posible la configuración dada para B.
b) Las dos configuraciones corresponden al mismo elemento.
c) Para separar un electrón de B se necesita más energía que para separarlo de A.
Sol.: a) V; b) V; c) F

18 LA(S-03).- a) Decir razonadamente si puede haber algún electrón en cualquier átomo con los
números cuánticos: (2, 2, 0, 1/2); (3, 1, -2, 1/2); (3, 2, -2, 1/2); (2,-1, 0, 1/2).
b) ¿Qué dice la regla de Hund o de máxima multiplicidad?
c) Explicar el número máximo de electrones que puede haber en un orbital "d".

19 *.- Para el conjunto de números cuánticos que aparecen en los siguientes apartados, explique si
pueden corresponder a un orbital atómico y, en los casos afirmativos, indique de qué orbital se trata.
a) n = 5, l = 2, ml = 2
b) n = 1, l = 0, ml = 1/2
c) n = 2, l = 1, ml = 1
d) n = 3, l = 1, ml = 0
Sol.: a) orbital d; d) orbital p

20 *LE(J-11).- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando en cada
caso su respuesta:

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a) La configuración electrónica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 corresponde al estado fundamental de un
átomo.
b) La configuración electrónica 1s2 2s2 2p7 3s1 es imposible.
c) La configuración electrónica 1s2 2s2 2p6 3s1 3p1 y 1s2 2s2 2p5 2d1 3s2 corresponden a dos estados
posibles del mismo átomo.
d) La configuración electrónica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 corresponde a un elemento alcalinotérreo.
Sol.: a) V; b) V; c) F; d) F

21 *.- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando la respuesta.
a) Un fotón con frecuencia 2000 s-1 tiene mayor longitud de onda que otro con frecuencia 1000 s-1.
b) De acuerdo al modelo de Bohr, la energía de un electrón de un átomo de hidrogeno en el nivel n = 1
es cuatro veces la energía del nivel n = 2.
c) Cuando un átomo emite radiación, sus electrones pasan a un nivel de energía inferior.
d) Los números cuánticos (3, 1, 1, +1/2) corresponden a un electrón de la configuración electrónica
fundamental del átomo de carbono.

22 *.- El uranio es un elemento con Z = 92. En la naturaleza se encuentra mayoritariamente como

238
U, con una pequeña cantidad de 235U, que es el que se emplea en reactores nucleares.
a) Explique las diferencias entre las configuraciones electrónicas del 238U y el 235U.
b) Calcule el número de neutrones en el núcleo de 235U.
c) Escriba la configuración electrónica del 235U.
d) Escriba los números cuánticos posibles para los electrones mas externos de 235U.
Sol.: b) N = 143

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