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EXAMEN DE
1. Indica razonadamente la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a) Un electrón situado en un orbital 2p podrı́a representarse por los siguientes números
cuánticos; (2, 1 0, 1/2).
b) Un elemento quı́mico que presenta propiedades quı́micas semejantes al carbono tiene
de configuración electrónica de su capa de valencia ns2 np2 .
c) Si un elemento quı́mico que pertenece al grupo 2 pierde dos electrones adquiere una
configuración electrónica en su capa de valencia correspondiente al grupo 18.
2. Considera los elementos Be, O, Zn y Ar.
a) Escribe las configuraciones electrónicas de los átomos anteriores.
b) ¿Cuántos electrones desapareados presentan cada uno de esos átomos?
c) Escribe las configuraciones electrónicas de los iones más estables que puedan formar.
3. Determina la frecuencia de la radiación emitida por un átomo de hidrógeno cuando un
electrón transita desde la cuarta capa hasta la segunda.
Datos: R = 1, 097 · 107 m−1 ; c = 3 · 108 m/s.
4. Si se hace incidir una luz de 527 nm de longitud de onda sobre la superficie de un metal
que tiene un potencial de ionización de 2,1 eV, ¿se produce efecto fotoeléctrico? En caso
afirmativo, ¿con qué velocidad se moverı́a un fotoelectrón?
5. ¿Cuáles de los siguientes grupos de números cuánticos no describen un orbital atómico?
Explica por qué:
a) (2, 1, 0, 1/2)
b) (0, 0, 0)
c) (2, 1, -1)
d) (3, 2, 3)
e) (3, 2, 1)
6. Dados los elementos Br, C, Cu y Li, ordénalos de forma creciente según: a) su radio
atómico; b) su energı́a de ionización y c) su electronegatividad.
7. a) Dos átomos tienen las siguientes configuraciones electrónicas 1s2 2s2 2p6 y 1s2 2s2 2p6 3s1 .
La primera energı́a de ionización de uno es 2080 kJ/mol y la del otro 496 kJ/mol. Asigne
cada uno de estos valores a cada una de las configuraciones electrónicas y justifique la
elección.
b) La segunda energı́a de ionización del átomo de helio ¿será mayor, menor o igual que
la energı́a de ionización del átomo de hidrógeno? Razone la respuesta.
8. a) Escriba las configuraciones electrónicas de los átomos Na y Mg.
b) Justifique por qué el valor de la primera energı́a de ionización es mayor para el magnesio
que para el sodio.
c) Justifique por qué el valor de la segunda energı́a de ionización es mayor para el átomo
de sodio que para el de magnesio.
9. Escribe la configuración electrónica externa de los elementos Z = 16 (A) y Z = 20 (B),
deduce cuáles será sus estados de oxidación más probables, el tipo de compuesto que
formarán entre sı́, la fórmula empı́rica y las propiedades fı́sicas esperadas.
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EXAMEN DE
10. Calcula la frecuencia de la radiación emitida por un átomo cuyo electrón se relaja desde
el quinto nivel energético según la serie de Lyman. Datos: h = 6, 626 · 10−34 J · s ;
R = 1, 0968 · 107 m−1 ; c = 3 · 108 m/s
11. Los números atómicos de los elementos A y B son 30 y 16 respectivamente.
a) Escribe sus configuraciones electrónicas externas.
b) Explica qué tipo de enlace formarán entre sı́.
c) Escribe la fórmula empı́rica del compuesto.
12. En base a su estructura electrónica: a) Deducir el tipo de enlace que se dará entre el
elemento de número atómico 11 y el de número atómico 35; b) Razonar cuál de ellos
será más electronegativo; c) Indicar el número de electrones desapareados que presentarán
ambos en estado fundamental.
13. a) Escriba la configuración electrónica de los iones S 2− y F e2+ .
b) Indique un catión y un anión que sean isoelectrónicos con S 2− .
c) Justifique por qué la segunda energı́a de ionización del magnesio es mayor que la
primera.
14. El ión positivo de un elemento M tiene la configuración electrónica M 2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 .
a) ¿Cuál es el número atómico de M?
b) ¿Cuál es la configuración de su ión M 3+ expresada en función del gas noble que le
antecede?
c) ¿Qué números cuánticos corresponderı́an a un electrón 3d de este elemento?
15. Ordena en orden creciente de tamaño los iones siguientes: F − , N 3− , O2− , Li+ y Be2+ .
16. Dados los elementos F, P, Cl y Na ordénalos de forma creciente según: a) sus radios
atómicos; b) su energı́a de ionización; c) su electronegatividad.
17. Identifica las siguientes configuraciones electrónicas con los correspondientes elementos:
a) 1s2 2s2 2p3
b) 1s2 2s2 2p2
c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
d) 1s2 2s2 2p4
Razona sus estados de oxidación más probables.
18. Razona si las siguientes configuraciones electrónicas representan la fundamental, una excitada o una imposible para los siguientes átomos o iones:
a) Be : 1s2 2s1 2p1
b) H : 1p1
c) N + : 1s2 2s2 2p1 2d1
d) O2− : 1s2 2s2 2p6
19. Si la energı́a de ionización del K gaseoso es de 418 kJ/mol:
a) Calcula la energı́a mı́nima que ha de tener un fotón para poder ionizar un átomo de
K.
b) Calcula la frecuencia asociada a esta radiación e indica a qué región del espectro
electromagnético pertenece.
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c) ¿Podrı́a ionizarse este átomo con luz de otra región espectral? Razona la respuesta. En
caso afirmativo, indica qué zona del espectro serı́a.
20. Dados los elementos A (Z = 17), B (Z =19) y C (Z = 20):
a) Escribe sus configuraciones electrónicas.
b) Ordena, justificando brevemente la respuesta, esos elementos por orden creciente del
tamaño de sus átomos.
c) Indica, justificando brevemente la respuesta, cuál será el ión más estable para cada uno
de esos elementos.
21. Los potenciales de ionización del berilio y del calcio son 899 y 590 kJ/mol respectivamente.
De los siguientes valores indica cuál serı́a el del magnesio y justifica la respuesta:
a) 1200 kJ/mol ; b) 738 kJ/mol ; c) 490 kJ/mol ; d) -750 kJ/mol
22. Las energı́as de ionización sucesivas, en eV, del berilio (Z = 4) son: E1 = 9, 3, E2 = 18, 2,
E3 = 153, 4... Justifica el valor tan alto de la tercera energı́a de ionización.
23. Se tienen las siguientes configuraciones electrónicas para dos átomos neutros: A → 1s2 2s2 2p6 3s1
y B → 1s2 2s2 2p6 4p1 :
a) ¿Se trata de dos elementos distintos?
b) ¿Se requiere absorber o emitir energı́a para pasar de A a B?
c) ¿A cuál de los dos habrá que darle más energı́a para que pierda un electrón?
24. Explica cuál es el número máximo de electrones en un átomo que pueden tener los números
cuánticos dados en los apartados siguientes:
i) n = 2
ii) n = 3 y l = 2
iii) n = 4, l = 2 y m = 1
iv) n = 3, l = 2, m = 0 y s = 1/2
25. Teniendo en cuenta la tabla adjunta, establece cuáles de las siguientes series de números
cuánticos serı́an posibles y cuáles imposibles para especificar el estado de un electrón en
un átomo. ¿En qué tipo de orbital atómico estarán situados aquellos que son posibles?
Serie n l
I
0 0
II
1 1
III
1 0
IV
2 1
V
2 1
m
0
0
0
-2
-1
s
+1/2
+1/2
-1/2
+1/2
+1/2
26. El espectro visible corresponde a radiaciones de longitud de onda comprendida entre 450
y 700 nm.
a) Calcula la energı́a correspondiente a la radiación visible con mayor frecuencia.
b) Sabiendo que la primera energı́a de ionización del litio es 5,4 eV, razona si es posible
conseguir la ionización del átomo de litio con dicha radiación.
27. Al iluminar la superficie de cierto metal con un haz de luz UV de frecuencia ν = 2·1015 Hz,
la energı́a cinética máxima de los electrones emitidos es 2,5 eV. a) Determina el trabajo
de extracción del metal. b) Explica qué ocurrirı́a si la frecuencia de la luz incidente fuera
el doble en un caso y la mitad en el otro.
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28. Razona si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Los iones de los isótopos
b) El ión
16
23
N a1+ y
24
N a1+ tienen el mismo comportamiento quı́mico.
O2− presenta la misma reactividad que el ion
18
O1− .
c) La masa atómica aproximada del cloro es 35,5 u, siendo éste un valor promedio ponderado entre las masas de los isótopos 35 Cl y 37 Cl de abundancias relativas 75 % y 25 %
respectivamente.
d) Los isótopos
16
Oy
18
O se diferencian en el número de electrones que poseen.
29. Responde razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) ¿La función de ondas se corresponde con el orbital atómico?
b) ¿Es válida la cuaterna de números cuánticos (3, 0, -1, 1/2)?
c) Escribe las cuaternas de los electrones que pueden encontrarse en el orbital 5p.
30. Calcula la longitud de onda asociada a una partı́cula alfa, (su masa es 4 u), que posee
una energı́a de 7 · 10−2 eV
1 u = 1, 67 · 10−27 kg ; 1 eV = 1, 6 · 10−19 J
31. ¿Cuál será la energı́a de ionización del átomo de hidrógeno?
N · m2
; me− = 9, 1 · 10−31 kg ; e = 1, 6 · 10−19 C ; h = 6, 62 · 10−34 J · s
Datos: K = 9 · 109
C2
; N = 6, 022 · 1023
32. ¿Qué lı́nea de la serie de Lyman aparece a una longitud de onda de 97 nm?
33. La energı́a umbral de cierto metal es 8, 2 · 10−19 J. Si la longitud de onda de una radiación
0
incidente es de 2000 A, ¿se producirá efecto fotoeléctrico? ¿cuál serı́a la energı́a cinética
asociada a los electrones?
34. El 99, 6 % del nitrógeno es 14 N (masa isotópica 14,0031 u) y el resto es 15 N (masa isotópica
15,0010 u). Determina el peso atómico del nitrógeno.
35. Calcula la masa atómica del cloro sabiendo que la abundancia relativa del
34,97 u) es del 75, 53 % y la del 37 Cl (masa 36,97 u) es el 24, 47 %
35
Cl (masa
36. De los elementos cuyos átomos pierden electrones con facilidad se dice que funcionan
como agentes reductores. ¿Cuál de los siguientes será el mejor agente reductor? a) F ; b)
Cu ; c) Ba ; d) Kr ; e) O. Razone su respuesta.
37. Dadas las configuraciones electrónicas: A = 1s2 3s1 ; B = 1s2 2s3 ; C = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 y
D = 1s2 2s2 2p2x 2p0y 2p0z Indicar, razonadamente:
a) La que no cumple el principio de exclusión de Pauli
b) La que no cumple el principio de máxima multiplicidad de Hund
c) La que, siendo permitida, contiene electrones desapareados.
38. Cuando se ilumina la superficie de un cierto metal con una luz de 150 nm de longitud de
onda, emite electrones con una energı́a cinética de 3 eV. ¿Cuál es el valor de la frecuencia
umbral de este metal?
39. Un elemento emite una energı́a de 20 eV tras ser calentado. ¿Cuál es la frecuencia, la
longitud de onda y la zona del espectro a las que corresponde dicha radiación?
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40. La longitud de onda de un fotón de luz roja es 6, 5 · 10−7 m. Calcula su frecuencia y
número de ondas. ¿Qué energı́a tendrı́an 3 moles de fotones de luz roja?
41. En la siguiente tabla se indican las energı́as de ionización (en eV) de tres elementos
distintos:
1ª
2ª
3ª
4ª
Li 5,4 75,6 122,5 - - Na 5,1 47,3 71,9 99,1
K 4,3 31,8 46,1 66,1
a) ¿Por qué la primera energı́a de ionización disminuye del litio al potasio?
b) ¿Por qué la segunda energı́a de ionización de cada elemento es mucho mayor que la
primera?
c) ¿Por qué no se da el valor de la cuarta energı́a de ionización del litio?
42. Si se ilumina con un haz de luz ultravioleta la superficie de un material fotoeléctrico, el
potencial de frenado vale 1,20 V. El potencial de frenado se reduce a 0,60 V por oxidación
del material. Calcula:
a) La variación de la energı́a cinética máxima de los electrones emitidos.
b) La variación de la función de trabajo del material y de la frecuencia umbral.
Datos: h = 6, 63 · 10−34 J · s ; qe = 1, 6 · 10−19 C
◦
43. Un haz de luz monocromática de longitud de onda en el vacı́o 4600 A incide sobre un
metal cuya longitud de onda umbral, para el efecto fotoeléctrico, es de 612 nm. Calcula:
a) La energı́a de extracción de los electrones del metal.
b) La energı́a cinética máxima de los electrones que se arrancan del metal.
Datos: h = 6, 63 · 10−34 J · s ; c = 3 · 108 m/s
44. Un objeto metálico muy caliente emite una radiación de intensidad máxima para una
longitud de onda de 610 nm. Si la potencia a la que emite el metal es 0,115 W, ¿cuántos
fotones emite en un minuto?
45. a) ¿Cuál es la temperatura aproximada de la superficie solar si emite luz de 460 nm de
longitud de onda en el máximo de intensidad?
b) Otra estrella emite luz con longitud de onda de 525 nm, ¿será más caliente o más frı́a
que el Sol?
46. Las longitudes de onda del espectro visible están comprendidas, aproximadamente, entre
390 nm en el violeta y 740 nm en el rojo. ¿Qué intervalo aproximado de energı́as, en eV,
corresponde a los fotones del espectro visible?
47. Un electrón salta de un nivel energético más externo a otro más interno con una diferencia
de energı́a de 2, 13 · 10−14 J, ¿cuál es la frecuencia de la radiación emitida por el átomo?
48. ¿Cuáles son los valores de n1 y n2 para la tercera lı́nea de la serie de Lyman del espectro
del átomo de hidrógeno?
49. Dos partı́culas no relativistas tienen asociada la misma longitud de onda de De Broglie.
Si la masa de una de ellas es el doble que la masa de la otra, determina:
a) La relación entre sus momentos lineales.
b) La relación entre sus velocidades.
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50. Calcula la longitud de onda asociada a un electrón que posee una energı́a cinética de 150
eV.
Dato: me = 9, 1 · 10−31 kg
51. Calcula la longitud de onda de De Broglie asociada a un electrón acelerado mediante una
diferencia de potencial de 104 V.
(Datos: me = 9, 1 · 10−31 kg ; qe = 1, 6 · 10−19 C)
52. a) Explica la teorı́a de Einstein del efecto fotoeléctrico y el concepto de fotón.
b) Razona por qué la teorı́a ondulatoria de la luz no permite explicar el efecto fotoeléctrico.
53. Al iluminar potasio con luz amarilla de sodio de λ = 5890 · 10−10 m se liberan electrones
con una energı́a cinética máxima de 0, 577 · 10−19 J y al iluminarlo con luz ultravioleta
de una lámpara de mercurio de λ = 2537 · 10−10 m, la energı́a cinética máxima de los
electrones emitidos es 5, 036 · 10−19 J.
a) Explique el fenómeno descrito en términos energéticos y determine el valor de la constante de Planck.
b) Calcule el valor del trabajo de extracción del potasio.
m
c = 3 · 108
s
54. Los televisores antiguos tenı́an un tubo de rayos X y estaban sometidos a diferencias de
tensión muy elevadas (varios miles de voltios). Calcule la longitud de onda mı́nima del
haz emitido por un tubo que trabaja a 5000 V.
Datos: h = 6, 63 · 10−34 J · s ; me = 9, 1 · 10−31 kg ; e = 1, 9 · 10−19 C
55. Siguiendo el modelo atómico de Bohr, calcule la relación de energı́as resultantes de pasar
del nivel n = 2 al n = 1 frente al salto del nivel n = 3 al n = 2.
Datos: h = 6, 63 · 10−34 J · s ; R = 1, 097 · 107 m−1 ; c = 3 · 108 m/s
56. Un electrón se mueve con una velocidad de 5 030 km/s. Si la indeterminación en el
conocimiento de su velocidad es del 4, 5 %, ¿cuál es la indeterminación en la posición del
electrón?
Dato: me = 9, 1 · 10−31 kg
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