Ejercitacion

31 consignas resueltas, ordenadas por bloque. Cada respuesta esta oculta: conviene intentarla antes de abrirla.

Numero atomico y numero masico

  1. El fosforo tiene Z = 15 y A = 31. Cuantos protones, neutrones y electrones tiene un atomo neutro de fosforo?
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    Protones = Z = 15. Electrones = 15, porque es neutro. Neutrones = A - Z = 31 - 15 = 16.

  2. Un atomo tiene 26 protones y 30 neutrones. Que elemento es y cual es su numero masico?
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    Z = 26, asi que es hierro (Fe). A = 26 + 30 = 56.

  3. Dos atomos tienen 8 y 9 neutrones respectivamente, y los dos tienen 8 protones. Son el mismo elemento? Tienen el mismo numero masico?
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    Son el mismo elemento, oxigeno, porque los dos tienen Z = 8. Pero no tienen el mismo A: uno es 16 y el otro 17. Son isotopos.

  4. Completa: el ion Ca2+ tiene Z = 20 y A = 40. Cuantos protones, neutrones y electrones tiene?
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    Protones = 20 y neutrones = 40 - 20 = 20: el ion no cambia el nucleo. Electrones = 20 - 2 = 18, porque perdio dos.

  5. Por que un ion Na+ sigue siendo sodio y no se convierte en neon, si los dos tienen 10 electrones?
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    Porque el elemento lo define el numero de PROTONES, no el de electrones. El Na+ tiene 11 protones; el neon, 10. Tienen la misma configuracion electronica, pero no son el mismo elemento.

Isotopos

  1. El boro tiene dos isotopos: B-10 (19,9 %) y B-11 (80,1 %). Calcula su masa atomica promedio.
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    10 x 0,199 + 11 x 0,801 = 1,99 + 8,81 = 10,8. Coincide con el valor de la tabla, 10,81.

  2. La masa atomica del cloro es 35,45. Sus isotopos son Cl-35 y Cl-37. Cual de los dos es mas abundante? Como te das cuenta sin hacer la cuenta?
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    El Cl-35, porque el promedio (35,45) esta mucho mas cerca de 35 que de 37. El promedio siempre se corre hacia el isotopo mas abundante.

  3. Un elemento tiene dos isotopos de masa 63 y 65, y su masa atomica es 63,55. Estima la abundancia de cada uno.
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    Si x es la fraccion del de masa 63: 63x + 65(1 - x) = 63,55. 65 - 2x = 63,55, entonces x = 0,725. Es decir, 72,5 % del isotopo 63 y 27,5 % del 65. Es el cobre.

  4. Por que los isotopos de un mismo elemento reaccionan quimicamente igual?
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    Porque tienen el mismo numero de electrones, y la quimica la hacen los electrones. El numero de neutrones cambia la masa, no el comportamiento quimico.

Configuracion electronica

  1. Escribe la configuracion electronica del azufre (Z = 16), completa y abreviada.
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    1s2 2s2 2p6 3s2 3p4. Abreviada: [Ne] 3s2 3p4.

  2. Cuantos electrones desapareados tiene el nitrogeno (Z = 7)?
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    Tres. Su configuracion es 1s2 2s2 2p3, y por la regla de Hund los tres electrones del 2p entran de a uno en cada orbital, con el mismo spin.

  3. Por que el potasio (Z = 19) termina en 4s1 y no en 3d1?
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    Porque el 4s tiene menos energia que el 3d, y se llena primero. Es lo que muestra la regla de las diagonales: el orden es ... 3p, 4s, 3d, 4p ...

  4. Escribe la configuracion del hierro (Z = 26) y di cuantos electrones tiene en el ultimo nivel.
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    [Ar] 4s2 3d6. En el ultimo nivel (n = 4) tiene 2 electrones, los del 4s, aunque el 3d se este llenando despues.

  5. Un atomo tiene la configuracion 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3. Cual es su numero atomico, en que periodo y en que grupo esta?
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    Sumando electrones: Z = 15, es el fosforo. Periodo 3, porque el ultimo nivel es n = 3. Grupo 15, porque tiene 5 electrones de valencia (2 del 3s y 3 del 3p).

Tabla periodica

  1. Un elemento esta en el periodo 4, grupo 2. Cual es su configuracion electronica y de que elemento se trata?
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    Periodo 4 y grupo 2 significa que termina en 4s2: [Ar] 4s2. Es el calcio (Z = 20).

  2. Sin mirar la tabla: a que bloque pertenece un elemento que termina en 3d7? En que periodo esta?
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    Bloque d, porque el ultimo subnivel que se llena es d. Esta en el periodo 4: el 3d se llena en la cuarta fila.

  3. Por que el bloque d tiene exactamente 10 columnas?
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    Porque el subnivel d tiene 5 orbitales y en cada uno entran 2 electrones: 10 electrones, 10 columnas.

  4. El selenio esta en el grupo 16. Cuantos electrones de valencia tiene y que ion tiende a formar?
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    Tiene 6 electrones de valencia. Le faltan 2 para completar el octeto, asi que tiende a ganar 2 y formar Se2-.

Propiedades periodicas

  1. Ordena de menor a mayor radio atomico: Na, Cl, K.
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    Cl < Na < K. El cloro es el mas chico porque esta a la derecha del mismo periodo que el sodio (mas protones tirando). El potasio es el mas grande porque tiene un nivel mas.

  2. Cual tiene mayor energia de ionizacion, el litio o el fluor? Por que?
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    El fluor. Estan en el mismo periodo, pero el fluor tiene mas protones y un radio menor, asi que sus electrones estan mas retenidos y cuesta mas arrancarlos.

  3. Por que los gases nobles tienen la energia de ionizacion mas alta de su periodo?
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    Porque tienen el ultimo nivel completo. Esa configuracion es muy estable, asi que sacarle un electron cuesta muchisima energia.

  4. En un enlace entre hidrogeno y fluor, hacia que lado se corren los electrones? Como lo sabes?
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    Hacia el fluor, porque es mas electronegativo (3,98 contra 2,20 del hidrogeno). El fluor es el elemento mas electronegativo de todos.

  5. El cesio esta abajo a la izquierda de la tabla. Predice si su radio es grande o chico, y si su energia de ionizacion es alta o baja.
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    Radio muy grande y energia de ionizacion muy baja. Las dos cosas van juntas: al estar tan lejos el electron externo, casi no esta retenido.

Iones y configuracion de gas noble

  1. Escribe la configuracion del ion Mg2+ (Z = 12). Con que gas noble coincide?
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    El Mg neutro es 1s2 2s2 2p6 3s2. Al perder 2 electrones queda 1s2 2s2 2p6, igual que el neon.

  2. Por que el oxigeno forma O2- y no O2+?
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    Porque tiene 6 electrones de valencia: le faltan 2 para completar el octeto y le sobran 6 para vaciarlo. Ganar 2 es mucho mas facil que perder 6.

  3. Los iones Na+, Mg2+, O2- y F- son isoelectronicos. Que significa y cuantos electrones tiene cada uno?
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    Que todos tienen el mismo numero de electrones: 10, la configuracion del neon. Los cuatro son 1s2 2s2 2p6.

  4. El aluminio esta en el grupo 13. Que carga tendra su ion y por que?
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    3+. Tiene 3 electrones de valencia, y le resulta mas facil perder esos 3 que ganar 5.

Espectros

  1. Por que el espectro de emision de un elemento tiene rayas y no todos los colores?
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    Porque el electron solo puede estar en niveles de energia determinados. Cada salto entre dos niveles libera una cantidad fija de energia, o sea un color preciso. Como los saltos posibles son unos pocos, las rayas tambien.

  2. Dos muestras desconocidas dan espectros distintos. Que se puede concluir?
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    Que no son el mismo elemento. El espectro funciona como una huella digital: cada elemento tiene el suyo y no se repite.

  3. En el hidrogeno, el salto de n = 3 a n = 2 da luz roja (656 nm) y el de n = 6 a n = 2 da violeta (410 nm). Cual de los dos saltos libera mas energia?
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    El de n = 6 a n = 2. A menor longitud de onda, mayor energia: el violeta es mas energetico que el rojo. Y tiene sentido, porque el salto es mas largo.

  4. Como se puede saber de que esta hecha una estrella si no se puede ir hasta ella?
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    Analizando su luz. Se descompone en su espectro y se buscan las rayas caracteristicas de cada elemento. Asi se descubrio el helio en el Sol, antes de encontrarlo en la Tierra.