Para el conjunto de números cuánticos que aparecen en los siguientes apartados, explica si pueden corresponder a un orbital atómico y, en los casos afirmativos, indica de qué orbital se trata:

a) n=5, l=2, m=2
b) n=1, l=0, m=-1/2
c) n=2, l=-1, m=1
d) n=3, l=1, m=0

Solución:

Los números cuánticos son aquellos que introducidos en la ecuación de onda s Schrodinger nos permiten obtener soluciones de esta. Estos números cuánticos no pueden tomar cualquier valor:
n: números naturales a partir de 1
l: números naturales desde 0 hasta n-1
m: números enteros entre -l y l
s: 1/2 y -1/2

a) Todos los valores están dentrro de las restricciones anteriores. Sería un orbital 5d ( l=2 )

b) No es un orbital posible puesto que l no es un número entero

c) No es un orbital posible puesto que l toma un valor negativo

d) Todos los valores están dentro de las restricciones. Sería un orbital 3p (l=1)

La primera y segunda energía de ionización para el átomo A, cuya configuración electrónica es 1s² 2s¹ son 520kJ y 7300 kJ/mol respectivamente.

a) Indica qué elemento es A así como el grupo y periodo al que pertenece

b) Define el término energía de ionización. Justifica la gran diferencia existente entre los valores de la primera y la segunda energía de ionización del átomo A.

c) Ordena las especies A, A⁺, A²⁺ de menor a mayor tamaño. Justifica la respuesta.

d) ¿Qué elemento presenta la misma configuración electrónica que la especie iónica A⁺?

Solución:

a) Por la configuración electrónica del elemento, sabemos que se encuentra en el grupo 1 (alcalinos), periodo 2 y por lo tanto corresponde al Litio (Li)

b) La energía de ionización: es la energía mínima que es necesario aportar a un átomo en estado gaseoso en su estado fundamental para arrancarle un electrón.

La gran diferencia entre la 1ª y 2ª energía de ionización de este átomo radica en que, al arrancar el primer electrón, el átomo adquiere la configuración del gas noble más cercano y por lo tanto, la estabilidad. Quitarle un 2º electrón, implica hacerle inestable y por lo tanto, requerirá un aporte alto de energía.

c) La única diferencia en estos átomos es el número de electrones en sus capas externas, puesto que el número de protones en el núcleo es el mismo. A mayor número de electrones, mayor será la repulsión eléctrica entre ellos y por lo tanto, mayor el radio atómico, de modo que el orden según radio atómico será: A > A⁺ > A²⁺

d) Si A ha perdido un electrón, queda con una configuración electrónica de 1s², que corresponde con el primero de los gases nobles: He

De los siguientes compuestos, indica los que presentan isomería geométrica y representa sus isómeros:
a) CH₃CCl=CClCH₃
b) CH₃CH=C(CH₃)CH₂OH
c) CH:CCH₂CH₃

Solución

a) Explica los conceptos de reactivo electrófilo y reactivo nucleófilo y señala su caracter ácido/base de Lewis.
b) Completa la siguiente reacción y razona si es electrófila o nucleófila
CH₃-CH₂-CHOH-CH₃ + H₂SO₄ → …

Solución

Formula las reacciones orgánicas que se proponen a continuación. Indica el tipo de reacción que participa en cada caso y nombra todos los compuestos orgánicos formados en ellas:
a) 1-propanol + ácido sulfúrico concentrado/calor → …
b) 1-buteno + HCl → …
c) 2-cloropropano + NaOH → …
d) propino + 2H₂ → …

Solución

Considera el siguiente compuesto orgánico:
CH₂ = CH – CHCH₃ – CH₂ – CH₂OH
a) Escribe su nombre sistemático
b) Plantea y formula una posible reacción de eliminación donde intervenga este compuesto
c) Plantea y formula una posible reacción de adición donde intervenga este compuesto
d) Plantea y formula una posible reacción de sustitución donde intervenga este compuesto.

Solución

Una muestra de 0,726g de (NH₄)₂SO₄ se trata con hidróxido sódico en exceso desprendiéndose 0,24L de amoniaco gas medidos a 15ºC y 748mmHg
a) Calcula la pureza de la muestra expresada en % en peso
b) Determina el pH de una disolución preparada con un peso igual a l indicado inicialmente de muestra impura, que se disuelve en agua, enrasando hasta un volumen total de 100mL ( supón que ni el ion sulfato ni las impurezas influyen en el pH y que la reacción correspondiente es: ion amonio ↔ amoniaco + ion hidronio )
Datos: R=0,082atom.L/mol.K; Ka(ion amonio) = 1,0.10^-9
N=14, S=32,1; O=16,0; H=1,0

Sabiendo que las temperaturas de 3550, 650, -107 y -196ºC corresponden a las temperaturas de fusión de los compuestos nitrógeno, aluminio, diamante y tricloruro de boro:
a) Asigna a cada compuesto el valor que le corresponde a sus temperaturas de fusión y justifica esta asignación.
b) Justifica los tipos de enlace y/o fuerzas intermoleculares que están presentes en cada uno de los compuestos cuando se encuentran en estado sólido

Solución

Dadas las siguientes sustancias CS₂ (lineal), HCN (Lineal), NH₃ (piramidal) y H₂O (angular):
a) Escribe sus estructuras de Lewis
b) Justifica su polaridad

Solución

Considerando las sustancias Br₂, SiO₂, Fe, HF, NaBr, justifica, en función de sus enlaces:
a) Si son o no solubles en agua
b) Si conducen la corriente eléctrica a temperatura ambiente

Solución