QuímicaFácilCuestión · 1,5 pts

Estructura atómica y números cuánticos

Andalucía · 2023 · Reserva 2
Enunciado
Bloque B · B1. Responda, razonadamente, la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) Los átomos 1123Na^{23}_{11}\text{Na} y 1125Na^{25}_{11}\text{Na} tienen el mismo número de protones y de neutrones aunque distinto número de electrones.

b) Un átomo cuya configuración electrónica es 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p51s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^2\,3d^{10}\,4p^5 pertenece al grupo 17 del Sistema Periódico.

c) Un posible conjunto para los números cuánticos de un electrón situado en un orbital 5d5d es (5,3,0,−12)(5, 3, 0, -\tfrac{1}{2}).
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  a) FALSA  −  mismos p+ y e− (11); distintos neutrones: 12 y 14  \boxed{\;\textbf{a) FALSA} \;-\; \text{mismos } p^+ \text{ y } e^- \text{ (11); distintos neutrones: } 12 \text{ y } 14\;}  b) VERDADERA  −  4s24p5⇒7 e− de valencia⇒grupo 17 (Br)  \boxed{\;\textbf{b) VERDADERA} \;-\; 4s^2 4p^5 \Rightarrow 7 \text{ e}^- \text{ de valencia} \Rightarrow \text{grupo 17 (Br)}\;}  c) FALSA  −  un orbital 5d exige ℓ=2, no ℓ=3  \boxed{\;\textbf{c) FALSA} \;-\; \text{un orbital } 5d \text{ exige } \ell = 2, \text{ no } \ell = 3\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Tres ideas independientes, una por apartado:
  • a) El superíndice de la izquierda es el número másico A=Z+NA = Z + N. Si dos especies del mismo elemento tienen distinto AA, lo que cambia son los neutrones.
  • b) El grupo se lee de los electrones de la última capa (el mayor nn), no del total.
  • c) Los números cuánticos no son libres: ℓ\ell está atado a la letra del orbital (s ⁣= ⁣0s\!=\!0, p ⁣= ⁣1p\!=\!1, d ⁣= ⁣2d\!=\!2, f ⁣= ⁣3f\!=\!3).
2

Desarrollo

a) FALSA.

Los dos son isótopos del sodio, luego comparten Z=11Z = 11: mismos protones (11) y, al ser átomos neutros, mismos electrones (11). Pero el número másico es distinto, así que los neutrones no coinciden:N=A−ZN = A - ZN(23Na)=23−11=12N(25Na)=25−11=14N(^{23}\text{Na}) = 23 - 11 = 12 \qquad N(^{25}\text{Na}) = 25 - 11 = 14Precisamente esa es la definición de isótopo: mismo ZZ, distinto NN. La afirmación falla, por tanto, dos veces: los neutrones no coinciden (12≠1412 \neq 14) y los electrones sí coinciden (11 en ambos). Lo único que acierta es el número de protones.

b) VERDADERA.

Sumando los superíndices, Z=2+2+6+2+6+2+10+5=35Z = 2+2+6+2+6+2+10+5 = 35. La última capa ocupada es la n=4n = 4:4s2 4p5  ⇒  2+5=7 electrones de valencia4s^2\,4p^5 \;\Rightarrow\; 2 + 5 = 7 \text{ electrones de valencia}Siete electrones de valencia con configuración ns2np5ns^2np^5 es exactamente un halógeno, grupo 17. Se trata del bromo (Z=35Z = 35), en el periodo 4 (el mayor nn ocupado).

Fíjate en que los 3d103d^{10} no cuentan como valencia: la capa n=3n = 3 ya está completa y por debajo de la 44.

c) FALSA.

Los cuatro números cuánticos son (n,ℓ,mℓ,ms)(n, \ell, m_\ell, m_s). Para un orbital 5d5d:n=5(correcto)ℓ=2(porque es d)n = 5 \quad\text{(correcto)} \qquad \ell = \mathbf{2} \quad\text{(porque es } d\text{)}El conjunto propuesto lleva ℓ=3\ell = 3, que corresponde a un orbital ff, no a uno dd. Un electrón (5, 3, 0, −12)(5,\,3,\,0,\,-\tfrac{1}{2}) existe, pero está en un orbital 5f5f.

Un conjunto válido para un 5d5d sería, por ejemplo, (5, 2, 0, −12)(5,\,2,\,0,\,-\tfrac{1}{2}).
3

Consejo

El error clásico de b) es contar los 3d103d^{10} como valencia y responder "grupo 7" o "grupo 17 pero es un metal de transición". La regla es simple: valencia = electrones con el nn más alto. Aquí el nn más alto es 4, y en la capa 4 solo hay 7 electrones.

Para c), memoriza la correspondencia s ⁣→ ⁣0s\!\to\!0, p ⁣→ ⁣1p\!\to\!1, d ⁣→ ⁣2d\!\to\!2, f ⁣→ ⁣3f\!\to\!3 y compruébala antes de mirar el resto de números. Casi todas las trampas de este tipo están ahí.
Paso 1 de 3
¿Lo has intentado? Con una cuenta marcas hasta dónde llegaste y te proponemos qué repasar después.
Sigue practicandoApuntes y todos los problemas de Estructura de la materia →