SOLUCIÓN EXÁMENES ESTRUCTURA ATÓMICA 4ESO 1819

1.       A lo largo del siglo XIX el átomo se planteó como una esfera indivisible. A este modelo se le aplicó el método científico, obligando a cambiar de opinión a la comunidad científica. Enuncia una hipótesis dedicada a comprobar la veracidad de este modelo, describe el experimento propuesto/aplicado que tuvo lugar, y la Ley o consecuencia que surgió.

Hipótesis: El átomo es divisible.

Experimento: Tubo de rayos catódico. Un tubo de vidrio en el que se ha hecho parcialmente el vacío, en cada extremo tenemos una placa cargada eléctricamente, cada una con signo opuesto a la otra. Perforamos las placas eléctricas y colocamos unas pantallas tras ellas. Al accionar el dispositivo eléctrico se observa que la pantalla tras el ánodo, (placa positiva), se ilumina.

Consecuencia: La pantalla se ilumina por el impacto de los electrones que provienen de los átomos situados dentro del tubo. Por tanto los átomos son divisibles. Un modelo plausible para este experimento consiste en presentar al átomo como una esfera positiva con los electrones incrustados en ella.

2.       Realiza los siguientes cambios de unidades por factores:

24 m3 à l           345 nC à C                230 uma à Kg                      65 UA à Km

3Según el modelo de Rutherford, un electrón recorre una órbita circular alrededor del núcleo. ¿Qué modificación debemos hacer para adaptarlo al modelo de Böhr? ¿Y al modelo cuántico?

Para Rutherford el electrón puede girar alrededor del núcleo a cualquier distancia. Lo único que debe de hacer es adecuar su velocidad a la distancia a la que gira.  Sin embargo para Böhr de las infinitas posibilidades de giro alrededor del núcleo solo unas determinadas órbitas son plausibles, denominadas órbitas estacionarias, cuyo radio viene determinado por el valor del número entero “n”.

El modelo cuántico va más allá y afirma que no existen tales órbitas, y nos tenemos que conformar con definir una región donde es muy probable que podamos encontrar al electrón.

4      A) Dibuja un orbital 2s y al lado de él uno 3s, remarca las diferencias.

B) Dibuja los orbitales 2p

5.       ¿Cuáles de las siguientes configuraciones electrónicas son incorrectas, marca el error y di en qué consiste? Si la configuración es correcta, señala si es un estado fundamental o excitado.

1s²2s²2p²      1s²2s³2p³     1s²2s²2p⁵3s¹         1s²2s²2p⁶2d²          1s²2s²2p⁶3s²3p⁷4s²

Por orden: La primera fundamental, segunda incorrecta porque no pueden haber 3 electrones en un orbital 2s; tercera excitada; cuarta mal porque no existe el orbital 2d; y quinta incorrecta por tener 7 electrones en un orbital 3p.

6.       Completa la siguiente tabla señalando la composición atómica:

Sistema	Carga	Z	A	Prot.	Neutr	Electr.
-	-1	9	19	9	10	10
+2	2+	48	112	48	64	46
	0	29	65	29	36	29

7.       ¿Cuál es la diferencia entre un metal y un no metal en función de la electronegatividad? Define la electronegatividad y señala en la Tabla Periódica dónde está la frontera entre las dos clases.

La electronegatividad es la tendencia de un átomo a atraer hacia sí el par de enlace. Los metales son elementos muy electronegativos.

8.       Señala la configuración electrónica de la capa de valencia de los siguientes átomos: Ge, Mg, W, y Br

Ge: 4s²4p²            Mg: 3s²                  W: 6s²5d4                   Br: 4s²4p⁵

9.       En la siguiente tabla se encuentran los valores de la Temperatura de Fusión de los elementos alcalino. Propón un valor para el K, y construye la gráfica de barras correspondiente. Comenta el comportamiento observado.

Elemento	Litio	Sodio	Potasio	Rubidio	Cesio
Temp. Fus (ºC)	180	98	60	39	29

EL valor del potasio estará entre los valores del sodio y rubidio, como cada vez el descenso de la temperatura de fusión es menor, el valor estará más próximo al rubidio:

Los valores de la temperatura de fusión van disminuyendo según descendemos en el grupo. Al comienzo lo hace más rápidamente que al final de la serie.

10.       ¿Por qué a lo largo de un período de la Tabla Periódica, los radios atómicos disminuyen al avanzar de un elemento a otro?

Los electrones últimos de cada elemento químico se alojan en un orbital del mismo valor de n, es decir en la misma capa, por tanto a priori estarían a la misma distancia del núcleo. Sin embargo la carga nuclear es mayor al avanzar en el período, y los electrones son atraídos con más fuerza por el núcleo, lo que provoca que el átomo se contraiga.

EXAMEN TIPO 2

1.       Tras el descubrimiento del electrón, Thompson planteó un modelo atómico que tenía los electrones empotrados en una esfera de carga positiva. Este modelo fue desechado por otro posterior, aplicando el método científico, propón una hipótesis para dar una explicación alternativa a ese modelo, expón el experimento realizado y el modelo que surgió como consecuencia.

Hipótesis: El átomo es heterogéneo, concentrando su masa en determinadas regiones del mismo.

Experimento: Experimento de Rutherford, consistente en lanzar un proyectil minúsculo contra el átomo, de forma que si este presenta regiones vacías lo debería atravesar sin desviarse. Rutherford lanzó partículas alfa, que tienen carga positiva, contra átomo de oro que formaban una lámina muy delgada. Se observó que la mayor parte de las partículas alfa atravesaban la lámina sin desviarse, confirmando que el átomo contenía en su interior grandes regiones vacías de materia.

Conclusión: Modelo de Rutherford, con un átomo formado por un minúsculo núcleo positivo con el 99% de la masa, y a su alrededor girando los electrones en órbitas circulares.

2.       Realiza los siguientes cambios de unidades por factores:

24 UA à Km           345 GHz à mHz                65 uma à Kg                      65 Km/h à m

3.       Dibuja un átomo formado por 5 protones y 5 electrones, (y 5 neutrones), según Rutherford. ¿Qué diferencias y semejanzas habría con el propuesto por Böhr?

Las diferencias radican en las órbitas electrónicas, ya que para Rutherford todas son posibles si el electrón se mueve a la velocidad adecuada. Mientras que para Böhr no todas son admisibles, sólo aquellas que cumplen una condición tal que las convierten en órbitas estacionarias.

4.       A) Dibuja un orbital 2s y al lado de él uno 2p, remarca las diferencias.

B) ¿Cuántos electrones pueden entrar en cada orbital? ¿Por qué decimos en los orbitales p entran 6 electrones?

El orbital 2p tiene forma de “ocho”, al poseer dos lóbulos, con el núcleo del átomo situado en la unión de los dos lóbulos. En los orbitales “s” entran dos electrones como máximo, y en lo p hasta seis. En todos los orbitales de cualquier tipo sólo caben dos electrones en ellos, lo que ocurre es que hay tres orbitales p, orientados en cada una las direcciones del espacio.

5.        ¿Cuáles de las siguientes configuraciones electrónicas son incorrectas, marca el error y di en qué consiste? Si la configuración es correcta, señala si es un estado fundamental o excitado.

1s²2s²2p⁷      1s²2s³2p² 3s¹        1s²1p²        1s²2s²2p⁶2d²          1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

La primera es incorrecta porque se sobrepasa la capacidad de un orbital p en electrones. La segunda es un error del mismo tipo, pero ahora con el orbital 2s. En la tercera error: no existe el orbital 1p, lo mismo que en la siguiente no existe el orbital 2d. La última es correcta y fundamental.

6.       Completa la siguiente tabla:

Sistema	Carga	Z	A	Prot.	Neutr	Electr.
	-2	8	16	8	8	10
	0	48	114	48	66	48
	+1	11	23	11	12	10

7.       ¿Qué elementos de la tabla periódica comparten propiedades con el Br? ¿Se trata de un átomo electronegativo o no? ¿Es un metal o un no metal?

Son los halógenos: Flúor, Cloro y Yodo. Es un no metal y electronegativo.

8.       Señala la configuración electrónica de la capa de valencia de los siguientes átomos: Ba, Ti, Cr, y As

Ba: 5s²           Ti: 4s²3d²              Cr: 4s²3d⁴             As:4s²4p³

9.       En la siguiente tabla se encuentran los valores de la electronegatividad de los elementos del grupo 2 , completa el valor que falta y haz el diagrama de barras correspondiente. Comenta el comportamiento observado.

Elemento	Berilio	MAgnesio	Calcio	Estroncio	Bario
Electronegatividad	1’57	1’31	1,1	0’95	0’89

El valor del calcio está situado entre los del magnesio y del estroncio, equidistante de ambos, puesto que la electronegatividad en este grupo parece descender de forma paulatina.

10.       ¿Por qué a lo largo de un grupo de la Tabla Periódica, los radios atómicos aumentan al avanzar de un elemento a otro?

En un grupo de la tabla periódica, los últimos electrones se alojan en orbitales similares, pero de mayor número cuántico principal, por ejemplo en el Berilio en el 2s, y en magnesio en el 3s. LA diferencia entre los orbitales 2s y 3s es de tamaño, siendo este último mayor. Por eso los átomos aumentan de tamaño al descender en un grupo atómico: los electrones últimos están alojados en orbitales de mayor tamaño