Quimica De Chang

PREGUNTAS Y PROBLEMAS

Desarrollo de la tabla periódica

Preguntas de repaso

8.1 Describa brevemente la importancia de la tabla periódica de Mendeleev.

8.2 ¿Cuál fue la contribución de Moseley a la tabla periódica moderna?

8.3 Describa los lineamientos generales de la tabla periódica moderna.

8.4 ¿Cual es la relación más importante entre los elementos de un mismo grupo en la tabla periódica?

Clasificación Periódica de los elementos

Preguntas de repaso

8.5 ¿Cuáles de los siguientes elementos son metales, cuáles no metales y cuáles metaloides?: As, Xe. Fe, Li, B, CI. Ba, P, I, Si.

8.6 Compare la propiedades físicas y químicas de los metales y de los no metales.

8.7 Dibuje un esquema general de una tabla periódica (no se requieren detalles). Indique

dónde se localizan los metales, los no metales y los metaloides.

8.8 ¿Qué es un elemento representativo? Proporcione nombre y símbolo de cuatro elementos representativos.

8.9 Sin consultar la tabla periódica, escriba el nombre y el sím¬bolo de un elemento de cada uno de los siguientes grupos: IA, 2A, 3A. 4A, 5A, 6A. 7A, 8A y de los metales de transi¬ción.

8.10 Indique si los siguientes elementos existen como especies atómicas, como especies moleculares o formando grandes estructuras tridimensionales, en su estado más estable a 25°C y 1 atm. y escriba la fórmula empírica o molecular de cada uno: fósforo, yodo, magnesio. neón, arsénico. azufre, boro. selenio, galio, cesio y oxígeno.

8.11 A una personase se le proporciona un sólido oscuro, brillante y se le pide que determine si se trata de yodo o de un elemento metálico. Sugiera una prueba que no destruya la muestra, que permita responder correctamente.

8.12 ¿Qué son electrones de valencia? Para los elementos repre¬sentativos, el número de electrones de valencia de un ele¬mento es igual al número del grupo al que pertenece. Demuestre que esto se cumple para los siguientes elementos: Al, Sr, K, Br, P, S, C.

8.13 Escriba la configuración electrónica externa de: a) los metales alcalinos, b) los metales

alcalinotérreos, c) los halógenos, d) los gases nobles.

8.14 Utilizando los elementos de la primera serie de transición (desde Sc hasta Cu) como ejemplo, muestre las caracterís¬ticas de las configuraciones electrónicas de los metales de transición.

8.15 ¿,Cómo se relaciona la configuración electrónica de los iones derivados de los elementos representativos con su estabilidad?

8.16 ;,Qué significa cuando se dice que dos iones o un átomo y un ión son isoelectrónicos?

8.17 ¿,Por qué es errónea la afirmación "los átomos del elemento X son isoelectrónicos a los átomos del elemento Y"?

8.18 Proporcione tres ejemplos de iones de metales de la prime¬ra serie de transición (desde Sc hasta Cu) cuya configura¬ción electrónica esté representada por el argón como nú¬cleo de gas noble.

Problemas

8.19 En la tabla periódica, el elemento hidrógeno algunas veces se agrupa con los metales alcalinos (como en este texto) y otras veces, con los halógenos. Explique por qué el hidró¬geno se puede parecer a los elementos del grupo 1 A y a los del grupo 7A.

8.20 Un átomo neutro de cierto elemento tiene 17 electrones. Sin consultar la tabla periódica a) escriba la configuración electrónica del estado fundamental del elemento, b) clasifi¬que al elemento, c) determine si los átomos de dicho ele¬mento son diamagnéticos o paramagnéticos.

8.21 Agrupe las siguientes configuraciones electrónicas en pa¬rejas que representen átomos con propiedades químicas semejantes:

a) 1s22s22p63s2

b) 1s22s22p3

c) 1s22s22p63s23p64s23d104p6

d) 1s22s2

e) 1s22s22p6

f) 1s22s22p63s23p3

8.22 Agrupe las siguientes configuraciones electrónicas en pa¬rejas que representen átomos con propiedades químicas semejantes:

a) 1s22s22p5

b) 1s22s1

c) 1s22s22p6

d) 1s22s22p63s23p5

e) 1s22s22p63s23p64s1

f) 1s22s22p63s23p64s23d104p6

8.23 Sin consultar la tabla periódica, escriba la configuración electrónica de los elementos cuyo, números atómicos son los siguientes: a) 9, b) 20, c) 36, d) 33. Clasifique dichos elementos.

8.24 especifique el grupo de la tabla periódica en el que se en¬cuentra cada uno de los siguientes elementos:

a) [Ne] 3s1

b) [Ne]3s23p3

c) [Ne]3s23p6

d) [Ar] 4s23d8

8.25 Un ión M2+ derivado de un metal de la primera serie de transición tiene cuatro electrones

en el subnivel 3d. ¿Cuál elemento podría ser M?

8.26 Un ión metálico con una caga neta de +3 tiene cinco elec¬trones en el subnivel 3d. Identifique el metal.

8.27 Escriba la configuración electrónica en el estado fundamental de cada uno de los

siguientes iones: a) Li+. b) H-, c) N3- , d) F-. e) S2-, f) Al3+, g) Se2-, h) Br-, i) Rb+, j) Sr2+, k) Sn2+, l) Te2-, m) Ba2+, n) Pb2+, o) In3+, p) TI+, q) TI+3.

8.28 Escriba la configuración electrónica en el estado fundamen¬tal de los siguientes iones, los cuales tienen una función importante en los procesos bioquímicos del cuerpo huma¬no: a) Na+. b) Mg2+, c) Cl- , d) K+. e) Ca2+, f) Fe2+, g) Cu2+, h) Zn2+

8.29 Escriba la configuración electrónica en el estado fundamen¬tal de los siguientes metales de transición: a) Sc3+. b) Ti4+, c) V5+, d) Cr3+, e) Mn2+ , f) Fe2+. g) Fe3+. h) Co2+, i) Ni2+, j) Cu+, k) Cu2+, l) Ag+, m) Au+, n) Au3+, o) Pt2+.

8.30 Nombre tos iones con carga +3 que tienen las siguientes configuraciones electrónicas:

(a) [Ar]3d3

b) [Ar]

c) [Kr]4d6

d) [Xe]4f14 5d6.

8.31 ¿Cuáles de las siguientes especies son isoelectrónicas entre sí! C, Cl-, Mn2+, B-, Ar, Zn, Fe3+, Ge2+.

8.32 Agrupe las especies que son isoelectrónicas: Be2+, F-, Fe2+, N3- , He, S2- , Co3+, Arl.

Variaciones Periódicas de las propiedades físicas

Preguntas de repaso

8.33 Defina radio atómico. ¿Tiene significado preciso el tamaño de un átomo?

8.34 ¿Cómo cambia el radio atómico a) de izquierda a derecha a lo largo de un periodo y b) de arriba abajo dentro de un grupo.

8.35 Defina radio iónico. ¿Cómo cambia el tamaño cuando un átomo se convierte en a) un anión y b) un catión.

8.36 Explique por qué, para iones isoelectrónicos, los uniones son mayores que los cationes.

Problemas

8.37 Con base en la posición en la tabla periódica, seleccione el átomo de mayor radio atómico en cada uno de los siguien¬tes pares: a) Na, Cs: b) Be, Ba; c) N, Sb; d) F, Br; e) Ne. Xe.

8.38 Acomode los siguientes átomos en orden decreciente de su radio atómico: Na, Al, P, CI, Mg.

8.39 ¿Cuál es el átomo más grande del grupo 4ª?

8.40 ¿Cuál es el átomo más pequeño del grupo 7ª?

8.41 ¿Por qué el radio del litio es bastante mayor que el radio de un átomo de hidrógeno.

8.42 Utilizando el segundo periodo de la tabla periódica como ejemplo, demuestre que el tamaño de los átomos disminu¬ye según se avanza de izquierda a derecha. Explique esta tendencia¬

8.43 En cada uno de los siguientes pares, indique cuál especie será menor: a) Cl o Cl- ; b) Na o Na+; c) O2- o S2- d) Mg2+ o Al3+ c,) Au+ o Au3+.

8.44 Acomode los siguientes iones en orden creciente de radio iónico: N3- . Na+. F- , M2+', O2- .

8.45 Explique cuál de los siguientes cationes. es mayor y porqué: Cu+ o Cu+2.

8.46 Explique cuál de los siguientes aniones es mayor y por qué: Se2- o Te2-.

8.47 Indique el estado físico (gaseoso, líquido o sólido) de los elementos representativos del cuarto periodo (K, Ca, Ga, Ge. As, Se. Br) a 1 atm y 25°C.

8.48 Loa puntos de ebullición del neón y del kriptón son -245.9°C y -152.9°C, respectivamente. Con estos datos cal¬cule el punto de ebullición del argón.

Energía de ionización

Preguntas de repaso

8.49 Defina energía de ionización. En general las energías de ionización se miden cuando los átomos están en estado ga¬seoso. ¿Por qué? ¿Por qué la segunda energía de ionización siempre es mayor que la primera energía de ionización para cualquier elemento?

8.50 Dibuje un esquema de la tabla periódica y muestre las ten¬dencias de la primera energía de ionización de los elemen¬tos en un grupo y en un periodo. ¿Qué tipo de elementos tiene las mayores energías de ionización y qué tipo de ele¬mentos tiene las menores energías de ionización?

Problemas

8.51 Utilice el tercer periodo de la tabla periódica como ejem¬plo para indicar el cambio en la

primera energía de ioni¬zación de los elementos al avanzar de izquierda a derecha. Explique esta tendencia.

8.52 En general, la energía de ionización aumenta de izquierda a derecha a lo largo de un determinado periodo. Sin embargo, el aluminio tiene una energía de ionización menor que el magnesio. Explique por qué.

8.53 La primera y la segunda energías de ionización del K son 419 kJ/mol y 3052 kJ/mol y

las del Ca son 590 kJ/rool y 1145 kJ/mol, respectivamente. Compare los valores y haga un

comentario sobre las diferencias.

8.54 Dos átomos tienen las siguientes configuraciones electró¬nicas ls22s22p6 y ls22s22p63s1.

La primera energía de ionización de uno de ellos es 2080 kJ/mol, y la del otro es 496

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