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SISTEMA PERIÓDICO
1.- Actualmente se ordenan los elementos según orden creciente de números atómico. Antiguamente se hizo en orden creciente de masa atómica. ¿Qué ventajas aporta esta ordenación? ¿Por qué hay pocas diferencias si se sigue un criterio como si se sigue el otro?
2.- ¿Qué podrías decir de un átomo que ocupa el décimo lugar en el sistema de períodos? ¿Es metal o no metal? ¿Por qué? ¿Se encontrará libre en la naturaleza? ¿Por qué?
3.- ¿Qué significa que las propiedades de los elementos son función periódica de los números atómicos?
4.- Escribe la estructura electrónica del flúor y del cloro y deduce qué analogías existen entre estos elementos. Deduce algunas propiedades químicas de dichos elementos.
5.- ¿Cómo se distribuyen los electrones en el elemento de número atómico Z = 15? ¿En qué grupo de la clasificación periódica se halla?
6.- ¿Qué puedes decir sobre las propiedades químicas del elemento de número atómico Z = 3?
7.- ¿Por qué los metales alcalinos se ionizan fácilmente?
8.- ¿Qué es lo que caracteriza a la estructura electrónica de los gases nobles?
9.- El número atómico de un elemento es Z = 17. Escribe su estructura electrónica. ¿Es metal o no metal? ¿Tiene muy acentuado su carácter metálico o no metálico?. ¿Por qué? ¿ Formará compuestos iónicos?
10.- ¿Por qué el calcio (Z=20) y el cinc (Z=30) no están en el mismo grupo de la tabla periódica si ambos tienen 2 electrones en la órbita más externa?
11.- El átomo de sodio tiene de número másico A = 23 y ocupa el undécimo lugar en la tabla periódica. Explica la constitución de su núcleo y corteza.
12.- Explica la constitución de los núcleos y de la corteza de los tres isótopos del oxígeno, de números másicos 16, 17 y 18, sabiendo que este elemento ocupa el octavo lugar en el sistema de períodos.
13.- ¿Quién se ioniza con más facilidad: el litio (Z=3) o el potasio (Z=19)? ¿Por qué?
14.- A la vista de la estructura electrónica de los átomos de los elementos de número atómico 38, 11, 14 y 35 deduce: a) A qué grupo del sistema de períodos pertenece cada uno; b) Cuáles son metales y cuáles no metales; c) Cuál es el más electropositivo y cuál el más electronegativo; d) Cuáles son las valencias más probables para cada uno de ellos.
15.- Escribe la configuración electrónica de los elementos de número atómico Z = 11 y Z = 37. Razona cuál de ellos tendrá mayor volumen atómico y por qué. ¿Cuál de ellos tendrá más acentuado su carácter metálico o no metálico?
16.- ¿Cuál de los elementos de número atómico 3, 12, 7 y 9 presentará menor potencial de ionización? ¿Cuál es el más metálico? ¿Cuáles de estos elementos serán capaces de formar entre sí compuestos iónicos? ¿Cuál de ellos es el de mayor afinidad electrónica?.
17.- ¿Cómo se explica que el nitrógeno y el bismuto pertenezcan al mismo grupo del S.P., siendo así que el nitrógeno es un gas y el bismuto un metal sólido?
19.- Los iones fluoruro y sodio tienen igual número de electrones, pero el radio del primero es mayor que el del segundo. ¿Por qué?
20.- Indicar en los siguientes pares de iones cuál es el de mayor radio:
Na +^ y Mg +2^ ; Se -2^ y Cl -1^ ; Cu +2^ y Zn+^.
21.- Una de las propiedades periódicas más interesantes de los átomos, de gran utilidad en la interpretación del enlace iónico, es su energía (o potencial) de ionización. En relación con la misma, responder razonadamente a los siguientes puntos:
a) Las primeras energías de ionización (en KJ/mol) de una serie de átomos consecutivos en el S.P. son: A, 1090; B, 1400; C, 1310; O, 1660; E, 2084; F, 494. ¿Cuál de todos ellos es el más probable que sea un metal alcalino y cuál un halógeno?
b) Las energías de ionización sucesivas (en eV/átomo) del berilio (Z = 4) son 9,3 ; 18,2; 154; 218. ¿Cuál es la razón de la brusca variación al pasar de la segunda a la tercera energía de ionización?
22.- En cada una de las siguientes parejas: Li y Na; Na y Cs; Si y Cl; C y O; Sr y Se, indicar cuáles de los dos elementos tendrá:
a) Mayor volumen atómico. b) Mayor energía de ionización. c) Mayor afinidad electrónica. d) Mayor carácter metálico. e) Mayor electronegatividad.
23.- Con respecto a los elementos de números atómicos 11, 14, 35 y 38, se pide:
a) ¿A qué grupo del S.P. pertenece cada uno?
b) ¿Cuáles son metales y cuáles no metales?
c) Ordenarlos según su electronegatividad creciente.
d) Ordenarlos según su tamaño creciente.
1.- Las propiedades químicas de un elemento, y también de las propiedades físicas, dependen de la distribución electrónica de la corteza del átomo y, por tanto, del número
9.- Cl: 1s^2 2s 2 2p 6 3s^2 3p 5 Al tener 7 e -^ en su nivel más externo, tendrá gran tendencia a captar 1 e-^ para adquirir una estructura estable. Como consecuencia, será electronegativo, no metal, con acentuado carácter no metálico, su afinidad electrónica será elevada. Formará compuestos iónicos, ya que para captar un electrón tiene que existir otro elemento que tenga tendencia a cederlo.
10.- Ca: 1s 2 2s 2 2p^6 3s 2 3p 6 4s^2 Zn: 1s 2 2s^2 2p 6 3s 2 3p^6 3d 10 4s^2 El calcio es un metal alacalinotérreo (grupo 2) y el cinc es un elemento de transición (grupo 12). No están en el mismo grupo porque el cinc tiene electrones en el orbital 3d, mientras que el calcio no, lo que hará que el cinc tenga algunas propiedades diferentes al calcio, aunque ambos coincidan en que se transformarán fácilmente en iones divalentes (Ca+2; Zn +2)
11.- Datos: A = 23; ocupa undécimo lugar: Z = 11 Número de protones = 11 = número de electrones Número de neutrones = A – Z = 23 – 11 = 12 El núcleo está constituido por 11 protones y por 12 neutrones. La corteza contiene 11 electrones, distribuidos así: 1s^2 2s 2 2p 6 3s^1 Ofrece una gran tendencia a ceder el electrón más externo. Esto hace que sea muy electropositivo y, como consecuencia, se combinará fácilmente con los elementos muy electronegativos. El ion sodio (Na+^ ) será muy estable, lo que implica que sólo con gran dificultad podrá ser transformado al estado metálico (Na). Por pertenecer el sodio al grupo de los metales alcalinos, su radio atómico y, por tanto, su volumen atómico, son grandes. Esto nos llevará a pensar que la red cristalina del sodio metálico sea poco estable; como consecuencia, será un metal blando, de poca densidad y de bajos puntos de fusión y de ebullición. Debido a su gran actividad química no se encuentra libre en la naturaleza.
12.- Datos: octavo lugar en el S.P. : Z = 8; A = 16; 17; 18 Z = 8 ; A = 16; N = 16 – 8 = 8; 8 protones y 8 neutrones en el núcleo; 8 electrones en su corteza. Z = 8 ; A = 17; N = 17 – 8 = 9; 8 protones y 9 neutrones en el núcleo; 8 electrones en su corteza. Z = 8 ; A = 18; N = 18 – 8 = 10; 8 protones y 10 neutrones en el núcleo; 8 electrones en su corteza.
13.- Li: 1s 2 2s^1 K: 1s 2 2s^2 2p 6 3s 2 3p^6 4s 1 El potasio se ionizará más fácilmente que el litio, ya que su radio y por tanto su volumen atómico es mayor (tiene más niveles ocupados), lo que significa que su último electrón estará menos atraído por los protones del núcleo, y por tanto requerirá menor energía de ionización para arrancar este último electrón.
Z = 38: 1s 2 2s^2 2p 6 3s 2 3p^6 3d 10 4s 2 4p^6 5s 2 ; grupo 2; metal; (+2) Z = 11: 1s^2 2s 2 2p 6 3s^1 ; grupo 1; metal; más electropositivo; (+1) Z = 14: 1s 2 2s^2 2p 6 3s 2 3p^2 ; grupo 14; no metal (4)
Z = 35: 1s 2 2s^2 2p 6 3s 2 3p^6 3d 10 4s 2 4p^5 ; grupo 17; no metal; más electronegativo (-1)
15.- Z = 17: 1s 2 2s^2 2p 6 3s 2 3p^5 Z = 37: 1s 2 2s^2 2p 6 3s 2 3p^6 3d 10 4s 2 4p^6 5s 1
Mayor volumen atómico el de Z = 37, ya que tiene más niveles ocupados; situado a la izquierda del S.P. tendrá más carácter metálico ; Z = 17, será más no metálico (situado a la derecha del S.P.).
16.- Z = 3: 1s 2 2s^1 Z = 12: 1s 2 2s^2 2p 6 3s 2 más metálico Z = 7: 1s 2 2s^2 2p 3 Z = 9: 1s 2 2s^2 2p 5 mayor afinidad electrónica Formarán compuestos iónicos Z = 3 y Z = 9; Z = 12 y Z = 9
17.- El punto de fusión es una propiedad periódica, aumentando generalmente hacia abajo en cada grupo. Por tanto, el bismuto (Z = 83) será sólido y el nitrógeno (Z = 7) gas.
18.- La razón se debe a la mayor carga nuclear del catión sodio, que origina una mayor atracción hacia los electrones y, por consiguiente, una reducción de tamaño.
19.- radio del Na +^ radio del Mg +2^ ; radio del Se -2^ radio del Cl -1^ ; radio del Zn +2^ radio del Cu
a) Como el valor de la primera energía de ionización es mínimo para los metales alcalinos y máximo para los gases nobles, los enlaces aparecen situados en el Sistema Periódico inmediatamente detrás de los halógenos, se deduce que: F es un metal alcalino, y D un halógeno b) Al perder el átomo de berilio su segundo electrón, adquiere la configuración electrónica de gas noble, sumamente estable. Alterar esta configuración, sustrayéndole un electrón, requiere un alto consumo de energía; de ahí que la tercera energía de ionización del berilio sea muy elevada.
22.- El elemento de cada pareja que posea mayor valor en cada una de dichas propiedades se señala con un aspa en la tabla siguiente:
Propiedades Li B Na Cs Si Cl C O Sr Se
Volumen atómico X X X X X
Energía de ionización X X X X X
Afinidad electrónica X X X X X
Carácter metálico X X X X X
Electronegatividad X X X X X
Las características pedidas de cada elemento se resumen en la tabla siguiente:
Z 11 14 35 38
a) Grupo 11 Alcalinos 14 Carbonoideos 17 Halógenos 2 Alcalinotérreos
b) Metal Si No No Si
No Metal No Si Si No
24.- ¿Qué tipo de enlace entre átomos se dará en las siguientes sustancias: KF, Al,
(NH4) (^) 2SO4, CCl (^) 4? Fluoruro de potasio: iónico; aluminio: metálico; sulfato de amonio: covalente e iónico; tetracloruro de carbono: covalente
25.- ¿Cómo actúa un campo eléctrico sobre un conductor metálico?
Al existir una d.d.p. (diferencia de potencial) entre los extremos del conductor, dado que los metales se caracterizan por la presencia de electrones móviles, se originará un movimiento de los mismos a lo largo del conductor. Es decir: se originará una corriente eléctrica.
26.- ¿De qué naturaleza son las fuerzas que originan el enlace de hidrógeno?
Cuando un elemento muy electronegativo se une al hidrógeno, atrae hacia sí los electrones de forma que queda sobre el hidrógeno una carga positiva capaz de atraer a un segundo átomo negativo. Como se ve, las fuerzas causantes del enlace o puente de hidrógeno son de tipo electrostático.
27.- ¿Qué clase de enlace químico existe en cada una de estas sustancias: Dióxido de silicio; cobre; cloruro de potasio?
Dióxido de silicio: covalente. Los dos son elementos relativamente electronegativos; por lo que cabe esperar entre ellos una compartición de electrones. Cobre: metálico. De todos es conocida la gran conductividad eléctrica de este metal, su brillo,... Cloruro de potasio: iónico. El cloro es un elemento muy electronegativo, y el potasio, muy electropositivo. Entre ellos cabe esperar un enlace iónico casi típico.
28.- Entre las siguientes sustancias: silicio, sodio, cloruro de potasio, metano y agua, escoger las más representativas de: a) Una sustancia de alta conductividad eléctrica que funde alrededor de los 100 ºC. b) Una sustancia covalente de punto de fusión muy alto. c) Una sustancia líquida, cuyas moléculas están ligadas por fuerzas de van der Waals y que funde por debajo de la temperatura ambiente. d) Una con enlaces de hidrógeno. e) Una sustancia no conductora y que se convierte en conductora al fundir.
a) sodio; b) silicio; c) agua; d) agua; e) cloruro de potasio.
29.- ¿Por qué los metales son más conductores que los sólidos iónicos?
La razón estriba en que en los metales los orbitales externos de los átomos metálicos no están completamente ocupados; por ello, los electrones se encuentran “deslocalizados”, sin estar ligados a un átomo determinado, por lo que pueden desplazarse fácilmente bajo la acción de campos eléctricos externos.
30.- ¿En qué consiste el enlace metálico?
Este enlace se caracteriza porque los átomos se agrupan formando una red compacta. Estos átomos están ionizados positivamente. Cada uno de una red compacta. Estos átomos están ionizados positivamente. Cada uno de ellos cede al conjunto alguno o
