Problemas estructura de la materia

Problemario de Talleres de Estructura de la Materia. DCBI/UAM-I . Obra Colectiva del DEPARTAMENTODE QUIMICADEPARTAMENTODE QUIMICA

. / Revisin Mayo del 2010.

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TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO .......................................................................................................................................... 1 UNIDAD 1 ................................................................................................................................................................. 2

NMERO DE AVOGADRO Y EL MOL ................................................................................................................. 2 RADIACIN ELECTROMAGNTICA Y TEORA CUNTICA ............................................................................. 2 MODELO DE BOHR Y ECUACIN DE DE BROGLIE ........................................................................................ 4 MECNICA CUNTICA Y TOMOS HIDROGENOIDES .................................................................................... 5 TOMOS POLIELECTRNICOS, ESPIN Y CONFIGURACIONES ELECTRNICAS ....................................... 6 TABLA PERIDICA Y CONFIGURACIONES ELECTRNICAS ......................................................................... 7 RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 1 ..................................................................................... 9

UNIDAD 2 ...............................................................................................................................................................11 CAPAS ELECTRNICAS Y TAMAO DE LOS TOMOS ................................................................................11 ENERGA DE IONIZACIN Y AFINIDAD ELECTRNICA ................................................................................12 METALES, NO METALES Y METALOIDES. ....................................................................................................13 RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 2 ...................................................................................15

UNIDAD 3 ...............................................................................................................................................................16 SMBOLOS DE LEWIS Y REGLA DEL OCTETO ..............................................................................................16 ENLACE INICO ................................................................................................................................................16 ENLACE COVALENTE .......................................................................................................................................17 ELECTRONEGATIVIDAD Y POLARIDAD DE ENLACE ....................................................................................18 REPRESENTACIN DE LAS ESTRUCTURAS DE LEWIS, CARGAR FORMAL Y ESTRUCTURAS RESONANTES ...................................................................................................................................................18 EXCEPCIONES A LA REGLA DEL OCTETO ....................................................................................................19 RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 3 ...................................................................................20

UNIDAD 4 ...............................................................................................................................................................22 MODELO DE REPULSIN DE PARES .............................................................................................................22 FORMA MOLECULAR Y POLARIDAD ..............................................................................................................23 TEORA DE ENLACES DE VALENCIA ..............................................................................................................23 HIBRIDACIN DE ORBITALES Y ENLACES MLTIPLES ...............................................................................23 TEORA DE ORBITALES MOLECULARES Y ORDEN DE ENLACE, PROPIEDADES MOLECULARES Y CONFIGURACIONES ELECTRNICAS ............................................................................................................24 RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 4 ...................................................................................26

UNIDAD 5 ...............................................................................................................................................................27 COMPARACIN MOLECULAR DE GASES, LQUIDOS Y SLIDOS ..............................................................27 FUERZAS INTERMOLECULARES ....................................................................................................................27 VISCOSIDAD Y TENSIN SUPERFICIAL .........................................................................................................29 CAMBIOS DE FASE ...........................................................................................................................................30 PUNTO DE EBULLICIN, VOLATILIDAD Y PRESIN DE VAPOR .................................................................30 RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 5 ...................................................................................32

VALORES PARA CONSTANTES FSICAS COMUNES ........................................................................................33 UNIDADES FUNDAMENTALES O BSICAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) ................34



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UNIDAD 1

NMERO DE AVOGADRO Y EL MOL

1.- Si la masa de un mol de una cierta sustancia A es dos veces mas grande que la masa de un mol de una cierta sustancia B, diga cuantas molculas hay de A y cuantas de B. 2.- Cul es la masa en gramos de un mol de

12C?

3.- El nmero de molculas de agua, H2O, que contiene un cierto recipiente es igual a dos veces y media el nmero de Avogadro, cul es la masa total, en gramos, del agua en el recipiente? 4.- Cual es el nmero de tomos de N que hay en 0.25 mol de Ca(NO3)2? 5.- Cual es la masa total, en gramos, de oxgeno contenida en 0.25 mol de Ca(NO3)2? 6.- a) Cuantos moles se tienen en una muestra pura de C6H12O6 si el nmero total de tomos de H presentes en la muestra es igual a 0.3 veces el nmero de Avogadro? b) cual es la masa en gramos de la muestra?

RADIACIN ELECTROMAGNTICA Y TEORA CUNTICA 7.- Algunos elementos emiten luz de un color especfico al arder. Histricamente los qumicos emplearon la

prueba de la flama para determinar si haba elementos especficos en una muestra. Las longitudes de onda caractersticas de algunos elementos son:

Ag 328.1 nm Fe 372.0 nm Au 267.6 nm K 404.7 nm Ba 455.4 nm Mg 285.2 nm Ca 422.7 nm Na 589.6 nm Cu 324.8 nm Ni 341.5 nm

a) Sin necesidad de realizar clculos, indica cul elemento emite la radiacin de mayor energa y

cul la de menor energa. b) Cuando arde una muestra de una sustancia desconocida emite luz de frecuencia 6.59x10

14 s

-1,

cul de los elementos arriba mencionados se encuentra probablemente presente en la muestra?

8.- Una luz de nen emite radiacin con una longitud de onda de 616 nm. Cul es la frecuencia de esta

radiacin? Con la ayuda de un esquema del espectro electromagntico indica el color asociado a esta longitud de onda.

9.- La unidad de tiempo en el SI de unidades es el segundo, que se define como 9 192 631 770 ciclos (tip:

recuerde la definicin de frecuencia) de la radiacin asociada a un cierto proceso de emisin en el tomo de cesio. Calcula la longitud de onda de esta radiacin e indica en qu regin del espectro electromagntico se encuentra esta longitud de onda.

10.- Cierta pelcula fotogrfica requiere una energa de radiacin mnima de 80 kJ/mol para que se produzca la

exposicin. Cul es la longitud de onda de la radiacin que posee la energa necesaria para exponer la pelcula? Se podra utilizar esta pelcula para fotografa infrarroja?

11.- Ordena las radiaciones electromagnticas siguientes en orden creciente de su longitud de onda:

a) Radiacin de una estacin de FM de radio en el 89.7 del cuadrante. Recuerda que la frecuencia de las estaciones de radio de FM est dada en MHZ.

b) La radiacin de una estacin de AM de radio en el 1640 del cuadrante. Recuerda que la frecuencia de las estaciones de radio de AM est dada en kHz.

c) Los rayos X utilizados en el diagnstico mdico. d) La luz roja de un diodo emisor de luz, como el utilizado en las pantallas de las calculadoras.



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12.- Qu son los fotones? Qu es el efecto fotoelctrico? Quin explic el efecto fotoelctrico? 13.- Indica si cada una de las siguientes aseveraciones sobre el efecto fotoelctrico son verdaderas o falsas.

Justifica tu respuesta. a) El nmero de electrones emitidos es proporcional a la intensidad de una luz incidente cuya

frecuencia es mayor a la frecuencia de umbral. b) La funcin trabajo, tambin llamada energa de amarre, de enlace o ligazn, de un metal

depende de la frecuencia de la luz incidente. c) La mxima energa cintica de los electrones emitidos es directamente proporcional a la

frecuencia de la luz incidente. d) La energa de un fotn es directamente proporcional a su frecuencia.

14.- Slo una fraccin de la energa elctrica suministrada a un foco de tungsteno se convierte en luz visible. El

resto de la energa se manifiesta como radiacin infrarroja (calor). Un foco de 75 W convierte 15% de la energa suministrada en luz visible (supn que la longitud de onda de la luz visible emitida por el foco es de 550 nm) cuntos fotones emite el foco por segundo? (1 W = 1 J/s).

15.- La intensidad mnima de luz que el ojo humano puede percibir es de aproximadamente 1x10

-10 W/m

2 (1 W

= 1 J/s). a) Cuntos fotones de longitud de onda igual a 600 nm interactan con la pupila en un segundo si

la intensidad de la luz es la mnima para ser percibida? (rea de la pupila 0.5x10-4

m2).

b) La cantidad de fotones calculada en el inciso anterior es mayor o menor a un mol de fotones?

16.- La clorofila absorbe luz azul con = 460 nm, y emite luz roja con = 660 nm. Calcula el cambio de energa neto en el sistema cloroflico (en kJ/mol) cuando se absorbe un mol de fotones de 460 nm y se emite un mol de fotones de 660 nm.

17.- Cuando el cobre es bombardeado con electrones de alta energa, se emiten rayos X. Calcula la energa (en

joules) asociada a los fotones si la longitud de onda de los rayos X es 0.154 nm. 18.- La energa cintica del electrn emitido en el experimento del efecto fotoelctrico es:

a) Mayor que la energa de la luz incidente. b) Menor que la energa de la luz incidente. c) Igual que la energa de la luz incidente. d) Independiente de la energa de la luz incidente.

19.- Al realizar un experimento de efecto fotoelctrico y graficar la energa cintica de los electrones emitidos

como una funcin de la frecuencia de la luz incidente, cul es la forma de la funcin? Si ahora en el eje x se grafica la longitud de onda, qu forma tiene la funcin?

20.- Cuando una luz de longitud de onda de 400 nm choca con una superficie metlica de calcio, la energa

cintica de cada electrn emitido tiene un valor de 6.3 x10-20

J. Calcula la energa de unin de los electrones en el calcio, la frecuencia mnima y la longitud de onda mxima de la luz requerida para producir este efecto fotoelctrico.

21.- Se ha propuesto como fuente de hidrgeno la fotodisociacin del agua

H2O(l) + h H2(g) + O2(g).

La energa requerida para disociar el agua, esto es transformarla en H2(g) y O2(g), es 285.8 kJ por mol de agua descompuesto. Calcula la mxima longitud de onda (en nm) de la radiacin que suministrara la energa necesaria para que la reaccin se efecte. Es factible utilizar luz solar como fuente de energa en este proceso?

22.- Para descomponer una molcula de monxido de carbono (CO) en sus elementos se requiere de una

energa mnima de 1.76 aJ (1 aJ = 1x10-18

J). Cuntos fotones y de qu longitud de onda se necesitan para romper un mol de molculas de CO?



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23.- La energa necesaria para extraer un electrn del sodio es de 2.3 eV (1 eV = 1.6x10

-19 J).

a) Presenta el sodio efecto fotoelctrico para luz amarilla con longitud de onda de 5 890 ? b) Calcula la longitud de onda umbral del sodio.

24.- Se realiz un experimento fotoelctrico al iluminar con un lser de 450 nm (luz azul) y otro de 560 nm (luz

amarilla) la superficie limpia de un metal y midiendo el nmero y la energa cintica de los electrones liberados. Supn que en la superficie del metal se libera la misma cantidad de energa con cada lser y que la frecuencia de la luz lser es superior a la frecuencia umbral. Cul luz liberara electrones con mayor energa cintica? Cul luz generara ms electrones?

MODELO DE BOHR Y ECUACIN DE DE BROGLIE 25.- Una caracterstica bien conocida en el espectro de emisin del hidrgeno es la lnea de Balmer que

proviene de la transicin entre los estados ni = 3 y nf = 2. Encuentra la diferencia de energa (en kJ/mol) entre estos dos estados y determina la frecuencia de la lnea espectral.

26.- Qu es un nivel energtico? Explica la diferencia entre el estado fundamental (o basal) y el estado

excitado. 27.- El electrn del tomo de hidrgeno hace una transicin desde un estado energtico de nmero cuntico

principal ni al estado n = 2. Si el fotn emitido tiene una longitud de onda de 434 nm, cul es el valor de ni? 28.- Considera los siguientes niveles de energa de un tomo hipottico:

E4 _________________ - 1.0 x 10

-19 J,

E3 _________________ - 5.0 x 10-19

J, E2 _________________ - 10 x 10

-19 J,

E1 _________________ - 15 x 10-19

J.

a) Cul es la longitud de onda (en nm) del fotn requerido para excitar un electrn del nivel E1 al nivel E4?

b) Cul es la energa (en joules) que debe tener un fotn para excitar un electrn del nivel E2 al nivel E3?

c) Cuando un electrn baja del nivel E3 al nivel E1 se dice que el tomo experimenta una emisin. Calcula la longitud de onda del fotn emitido en este proceso.

29.- La energa necesaria para remover un electrn de un tomo es su energa de ionizacin. En trminos del

modelo atmico de Bohr, la ionizacin puede considerarse como el proceso en el que el electrn se mueve a una rbita de radio infinito. Por tanto, podemos calcular la energa de ionizacin de un tomo de hidrgeno en estado basal suponiendo que el electrn sufre una transicin del estado ni = 1 al estado nf = infinito.

a) Calcula la energa de ionizacin del tomo de hidrgeno (en kJ/mol). b) Determina la longitud de onda mxima de la luz que podra causar la ionizacin del tomo de

hidrgeno. c) Se absorbe o se emite luz durante el proceso de ionizacin? d) Calcula la energa de ionizacin (en kJ/mol) del hidrgeno en estado excitado con ni = 2.

30.- Calcula la energa, frecuencia y longitud de onda de la radiacin asociada a cada una de las siguientes

transiciones electrnicas en el tomo de hidrgeno: a) De n = 5 a n = 2. b) De n = 4 a n = 1. c) De n = 2 a n = 6.

Indica la naturaleza de cada transicin (absorcin o emisin). 31.- El electrn del tomo de hidrgeno en un estado excitado puede regresar al estado fundamental de dos

formas distintas: a) por una transicin directa en la cual se emite un fotn de longitud de onda 1 y, b) a

travs de un estado excitado intermedio que se alcanza por la emisin de un fotn de longitud de onda 2.



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Este estado intermedio decae luego al estado fundamental al emitir otro fotn de longitud de onda 3. Desarrolla

una ecuacin que relacione 1 con 2 y 3. 32.- Explica el significado del enunciado: la materia y la radiacin tienen naturaleza dual.

33.- A cul de las siguientes partculas corresponde la mayor longitud de onda?

a) Una partcula (tomos de helio completamente ionizados) movindose con v = 106 cm/s.

b) Un protn (tomos de hidrgeno completamente ionizados) movindose con v = 106 cm/s.

34.- Calcula la longitud de onda asociada a:

a) Un electrn (masa = 9.11x10-28

g) movindose a 100 km/s. b) Un colibr de 10 g movindose a 100 cm/s. c) Una persona de 85 kg esquiando a 60 km/hr. d) Un tomo de helio (masa = 4 uma) que tiene una velocidad de 1.5 x 10

5 m/s.

e) Considerando que longitudes de onda menores a 10-12

m (rayos gamma) son no detectables, qu longitudes de onda de las arriba calculadas son detectables?

35.- La difraccin de neutrones es una tcnica importante para determinar las estructuras de las molculas.

Calcula la velocidad de un neutrn (masa = 1.0087 uma) que tiene una longitud de onda caracterstica de 0.88 .

36.- Los neutrones trmicos son neutrones que se mueven a velocidades comparables a las de las molculas

del aire a temperatura ambiente. Estos neutrones son los ms efectivos para iniciar una reaccin nuclear en cadena entre los istopos de

235U. Calcula la longitud de onda (en nm) asociada a un rayo de neutrones que

se mueven a 7.00 x 102 m/s (La masa de un neutrn es = 1.0087 uma).

37.- En condiciones apropiadas, el molibdeno emite rayos X que tienen una longitud de onda caracterstica de

0.771 . Estos rayos X se emplean en experimentos de difraccin para determinar las estructuras de molculas. Con qu rapidez tendra que moverse un electrn (masa = 9.11x10

-28 g) para tener la misma

longitud de onda que estos rayos X?

MECNICA CUNTICA Y TOMOS HIDROGENOIDES 38.- Qu es un orbital atmico? En qu difiere un orbital atmico de una rbita? 39.- Cul es:

a) El valor mnimo de n para =3?

b) La letra usada para designar el subnivel con =3?

c) El nmero de electrones en un subnivel con =3?

d) El nmero de diferentes subcapas cuando n=4?

40.- Dar los valores de los nmeros cunticos (n, , m) y el nmero de orbitales en cada subnivel para:

a) 3p. b) 3d. c) 2d. d) 5f.

41.- Conteste lo siguiente:

a) Escriba los valores posibles de y m cuando n = 4.

b) Indique qu significa cada trmino de la expresin 3d7.

c) Qu subcapa est indicada por el conjunto de nmeros cunticos: n = 5, = 3, m = -2?

d) Cul de las siguientes combinaciones de nmeros cunticos no es posible? i) 3p ii) 2d iii) 1s



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TOMOS POLIELECTRNICOS, ESPIN Y CONFIGURACIONES ELECTRNICAS 42.- La teora de Bohr explica el espectro de emisin de tomos polielectrnicos? Por qu? 43.- Cules de los cuatro nmeros cunticos determinan la energa de un electrn en un tomo de hidrgeno y

en un tomo polielectrnico? 44.- A cules subcapas corresponden los siguientes conjuntos de nmeros cunticos y cul es el nmero

mximo de electrones permitido para ocupar esas subcapas?

a) n=2, =1.

b) n=3; =2.

c) n=4, =3.

d) n=2, =1, m=0.

45.- Indica el nmero total de:

a) Electrones p en el tomo de F (Z=9). b) Electrones s en el tomo de P (Z=15). c) Electrones 3d en el tomo de Co (Z=27).

46.- Cules de las siguientes porciones de diagramas de orbital que representan las configuraciones

electrnicas del estado fundamental de ciertos elementos violan el principio de exclusin de Pauli y/o la regla de Hund?

a)

b)

c)

d)

e)

f)

47.- Qu significa el trmino apantallamiento de electrones en un tomo? Utiliza el tomo de Li como ejemplo

y describe el efecto pantalla en la energa de los electrones en un tomo.

48.- Explica el significado de diamagntico y paramagntico. Menciona un ejemplo de un tomo que sea diamagntico y uno que sea paramagntico. Qu significa la expresin los electrones estn apareados?

49.- Cul de las especies siguientes tiene ms electrones no apareados? S

+, S, o S

-. Explica cmo llegaste a

la respuesta.

50.- Indica cul de los siguientes conjuntos de nmeros cunticos son inaceptables en un tomo y explica por qu:

a) (1,0,,), b) (3,0,0,+), c) (2,2,1,+), d) (4,3,-2,+), e) (3,2,1,1).



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51.- Los siguientes conjuntos de nmeros cunticos corresponden a cinco electrones distintos del mismo tomo. Ordnalos por energa creciente. En caso de que dos tengan la misma energa escribe primero el que tenga

el menor valor para m

a) 3, 2, -1, +, b) 1, 0, 0, +, c) 2, 1, 1, -, d) 3, 2, 1, +, e) 2, 0, 0, +.

52.- La configuracin electrnica de un tomo neutro es 1s

22s

22p

63s

2. Escribe un conjunto completo de

nmeros cunticos para cada uno de los electrones. Identifica el elemento.

53.- Asigna un conjunto de cuatro nmeros cunticos a: a) Cada electrn del tomo de carbono. b) El electrn 4s del potasio. c) Todos los electrones p del azufre. d) Todos los electrones 3d del cobalto.

54.- Un tomo puede absorber un cuanto de energa y promover uno de sus electrones a un orbital de mayor

energa. Cuando esto ocurre, se dice que el tomo est en un estado excitado. A continuacin se proporcionan las configuraciones electrnicas de algunos tomos excitados. Identifica estos tomos y escribe sus configuraciones electrnicas en el estado fundamental:

a) 1s12s

1,

b) 1s22s

22p

23d

1,

c) 1s22s

22p

64s

1,

d) [Ar] 4s13d

104p

4,

e) [Ne] 3s23p

43d

1.

55.- Las configuraciones electrnicas siguientes corresponden a las especies hipotticas A, B, D y E:

a) 3A: 1s22p

1,

b) 16B: 1s22s

22p

63s

23p

4,

c) 6D: 1s22s

22p

12d

1,

d) 8E: 1s22s

12p

5,

Cules son los estados electrnicos de A, B, D y E (estado excitado, estado fundamental de un tomo o estado imposible)?

TABLA PERIDICA Y CONFIGURACIONES ELECTRNICAS

56.- Los elementos qumicos que aparecen en la tabla peridica se han clasificado en metales, no metales y metaloides. En que se basa esta clasificacin? Dibuja un esquema general de una tabla peridica. Indica dnde se localizan los metales, los no metales y los metaloides. Compara las propiedades fsicas y qumicas de los metales y de los no metales.

57.- Qu es un elemento representativo? Menciona el nombre y smbolos de al menos cinco elementos

representativos. 58.- Qu son los electrones de valencia? Para los elementos representativos, el nmero de electrones de valencia de un elemento es igual al nmero del grupo al que pertenece. Demuestra que esto se cumple para los siguientes elementos: Al, K, Cl, P, O, C. 59.- Para el tomo de Mg (12 electrones):

a) Indicar la configuracin electrnica en su estado basal. b) Es paramagntico o diamagntico el tomo?

c) Indicar un conjunto completo de nmeros cunticos (n, , m, ms) para cada uno de los electrones

externos (de valencia).



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60.- A partir de la configuracin electrnica de B, Br, B+3

, Br-1

diga: a) Cul de las especies es paramagntica? b) Cuants electrones no apareados tiene cada uno de los tomos e iones anteriores? c) Cules tienen configuracin de gas noble? De qu gas noble son isoelectrnicos?

61.- De los siguientes elementos seala cules de ellos son paramagnticos y el nmero de electrones no

apareados que contiene cada uno de ellos: a) Mg, b) P, c) Cl, d) Mn.

62.- Escriba el smbolo del gas noble que sea isolectrnico con cada una de las siguientes especies: i) Br

-, ii)

Mg2+

. 63.- Dadas las configuraciones electrnicas de ciertos elementos identifique a que periodo de la tabla peridica

(sin consultarla) pertenecen: a) [Xe]6s

2,

b) [Ar]4s23d

1,

c) [Kr]5s24d

105p

5.

64.- Dadas las configuraciones electrnicas de ciertos elementos identifique, sin consultar la tabla peridica,

cul es un gas noble, cul es un halgeno, cul es un elemento de transicin y cul es un alcalino: a) [Ar]3s

1,

b) 1s22s

22p

6,

c) [Kr]5s24d

105p

5,

d) [Ar]4s23d

2.

65.- Escribe la frmula (smbolo y carga) para cuatro tomos o iones que sean isoelectrnicos con cada uno de

los siguientes iones: a) Br

-,

b) S2-

, c) Xe, d) Mg

2+,

66.- Agrupa las configuraciones electrnicas de los electrones de valencia de ciertos elementos dadas en cada

inciso, de acuerdo a la similitud en sus propiedades qumicas: a) 1s

2, 2s

22p

6, 4s

23d

10, 5s

24d

10, 5s

25p

4.

b) 2s2, 2s

22p

4, 2s

22p

5, 4s

24p

4, 5s

2.

c) 1s2, 2s

22p

6, 4s

24p

3, 6s

26p

3, 3s

23p

3.

d) 2s1, 3s

23p

3, 3s

23p

4, 5s

25p

3, 4s

1.

67.- Para cada uno de los siguientes elementos nuevos o no descubiertos, indica en qu grupo estaran y cul

sera la configuracin electrnica para los electrones ms externos (de valencia): a) 106, b) 114, c) 118.

68.- El elemento con Z=110 ser:

a) Un halgeno. b) Un actnido. c) Un gas inerte. d) Un metal de transicin.



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RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 1 1.- 6.022x10

23 de A, 6.022x10

23 de B.

2.- 12 g.

3.- 45 g.

4.- 3 x 10

23 tomos de N.

5.- 24 g.

6.- a) 0.025 mol, b) 4.5 g.

7.- a) Au emite la radiacin de mayor energa; Na emite la

radiacin de menor energa.

b) = 455.2 nm; el elemento presente en la muestra es Ba.

8.- = 4.87 x 1014

s-1

, anaranjado.

9.- = 0.033 m; la radiacin se encuentra en la regin de microondas.

10.- = 1497.2 nm; es factible utilizar la pelcula para

fotografa infrarroja. 11.- c < d < a < b.

13.- a) verdadero; b) falso; c) verdadero; d) verdadero.

14.- 3.1 x 10

19 fotones/s.

15.- a) 1.51 x 10

4 fotones; b) menor.

16.- -78.9 kJ/mol.

17.- E = 1.3 x 10

-15 J.

18.- b).

20.- Eunin = 4.34 x 10-19

J; 0 = 6.55 x 1014

s-1

; 458.1 nm.

21.- 418.84 nm. En principio, s; en la prctica no.

22.- Un mol de fotones con = 112.9 nm.

23.- a) Ef > Eamarilla. No es suficiente para extraer un

electrn del sodio, por lo tanto no presenta efecto fotoelctrico.

b) 0 = 540.2 nm. 24.- La luz azul generar electrones con mayor energa

cintica. La luz amarilla generar ms electrones.

25.- a) E = -182.3 kJ/mol; b) = 4.57 x 1014

s-1

. 27.- 5.

28.- a) = 141.98 nm. b) E = 5 x 10

-19 J.

c) = 198.78 nm. 29.- a) EI = 1312.8 kJ/mol.

b) = 91.18 nm. c) Absorbe. d) EI = 328.2 kJ/mol.

30.- a) E = -4.58 x 10-19

J; = 6.91 x 1014

s-1

;

= 434.2 nm. Emisin.

b) E = -2.04 x 10-18

J; = 3.08 x 1015

s-1

;

= 97.26 nm. Emisin.

c) E = 4.84 x 10-19

J; = 7.31 x 1014

s-1

;

= 410.33 nm. Absorcin.

31.- 1 = (2 3) / (2 + 3). 33.- b). 34.- a) 7.27 nm.

b) 6.63 x 10-23

nm. c) 4.68 x 10

-28 nm.

d) 6.65 x 10-4

nm. e) la del electrn. 35.- 4495.2 m/s. 36.- 0.56 nm. 37.- 9.43 x 10

6 m/s.

39.- a) 4.

b) f. c) 14. d) 4.

40.- a) n = 3, = 1, m = -1, 0, 1, tres orbitales.

b) n = 3, = 2, m = -2, -1, 0, 1, 2, cinco orbitales.

c) configuracin no vlida.

d) n = 5, = 3, m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, cinco

orbitales.

41.- a) = 0, m = 0.

= 1, m = -1, 0, 1.

= 2, m = -2, -1, 0, 1, 2.

= 3, m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3. b)

subcapa caracterizada por los nmeros cunticos n

= 3 y = 2 ocupada por 7 electrones.

c) 5f. d) ii).

44.- a) 2p, 6 electrones.

b) 3d, 10 electrones. c) 4f, 14 electrones. d) 2p, 2 electrones. 45.- a) 5.

b) 6. c) 7. 46.- a), b), d), e).



10

49.- S+.

50.- a), c) y e) son conjuntos de nmeros cunticos

inaceptables. 51.- b) < e) < c) < a) = d). 52.- Mg. 53.- a) (1, 0, 0, ), (1, 0, 0, - ), (2, 0, 0, ), (2, 0, 0, - ),

(2, 1, -1, ), (2, 1, 0, ), (2, 1, 1, ), (2, 1, -1, - ). b) (4, 0, 0, ).

54.- a) 1s

2.

b) 1s22s

22p

3.

c) 1s22s

22p

63s

1.

d) [Ar]4s23d

104p

3.

e) [Ne]3s23p

5.

55.- a) excitado; b) fundamental; c) imposible; d) excitado 59.- a) 1s

22s

23s

2; b) diamagntico; c) (3, 0, 0, ), (3, 0, 0,

- ). 60.- B: [He]2s

22p

1; Br: [Ar]4s

23d

104p

5; B

3+: [He]; Br

-: [Kr];

a) B y Br; b) 1, 2, 0, 0; c) B3+

isoelectrnico con He y Br

- isoelectrnico con Kr.

61.- P, Cl, Mn. 62,- Kr, Ne. 63.- a) sexto; b) cuarto; c) quinto. 64.- a) alcalino; b) gs noble; c) halgeno; d) metal de

transicin. 65.- a) As

3-, Kr, Rb

+, Sr

2+, Se

2-.

b) Cl-, Ar, K

+, Ca

2+.

c) I-, Te

2-, Cs

+, Ba

2+.

d) Ne, F-, O

2-, Al

3+.

66.- a) 4s

23d

10 y 5s

23d

10.

b) 2s2 y 5s

2; 2s

22p

4 y 4s

24p

4.

c) 3s23p

3, 4s

24p

3 y 6s

26p

3.

d) 2s1 y 4s

1; 3s

23p

3 y 5s

25p

3.

67.- a) VI B.

b) IV A. c) VIII A. 68.- d).



11

UNIDAD 2

CAPAS ELECTRNICAS Y TAMAO DE LOS TOMOS 1.- De acuerdo al modelo atmico propuesto por la mecnica cuntica, consideras que tiene sentido

hablar de un radio bien definido para un tomo? Justifica tu respuesta. 2.- La longitud del enlace entre el tomo de arsnico y el tomo de yodo medida experimentalmente en

triyoduro de arsnico, AsI3, es de 2.55 . Qu tan cercano es este valor al que se predice con base en los radios atmicos de los elementos?

3.- Cmo cambian los tamaos de los tomos conforme nos movemos:

a) De izquierda a derecha en una fila de la tabla peridica? b) De arriba hacia abajo en un grupo de la tabla peridica?

4.- Por qu el tomo de He tiene un radio ms pequeo que el de H? Por qu el tomo de He es ms

pequeo que el de Ne? 5.- Define radio inico. Cmo cambia el tamao de un tomo cuando se convierte en: a) un anin y b)

un catin? Justifica tus respuestas. 6.- Explica por qu, para iones isoelectrnicos, los aniones son mayores que los cationes. 7.- Ordena los siguientes elementos de acuerdo a radio atmico creciente:

a) O, P, Si , Ge. b) Mg, K, Na, Rb. c) F, O, Ne, S. d) Ca, Al, Mg, Ba.

8.- Acomoda en orden decreciente de radio inico a las especies K

+, Cl

-, S

2-, y Ca

2+ .

9.- Indica el orden creciente de radio inico para las especies O

2-, Na

+ , F

- y

Mg

2+.

10.- Qu tendencia debemos esperar en el tamao inico de una familia dada? Disctelo para los

alcalinos y los halgenos. Qu sucede a lo largo de un periodo? Analzalo para los elementos representativos.

11.- En cada par de tomos cul tiene el mayor radio atmico?

a) Na o K. b) K o Ca. c) Cl o Br. d) Br o Cr.

12.- Dadas las configuraciones electrnicas siguientes: E1: 1s

22s

22p

63s

2,

E2: 1s22s

22p

63s

1,

E3: 1s22s

22p

6,

E4: 1s22s

22p

5,

E5: 1s22s

22p

4.

Di si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) El elemento con mayor radio atmico es E5. b) El elemento con menor radio inico es E1, cuando todos son isoelectrnicos con E3. c) El elemento con menor radio atmico es E3.



12

ENERGA DE IONIZACIN Y AFINIDAD ELECTRNICA

13.- Define energa de ionizacin. Por qu la segunda energa de ionizacin siempre es mayor que la primera energa de ionizacin para cualquier elemento?

14.- Dibuja un esquema de la tabla peridica y muestra las tendencias de la primera energa de

ionizacin de los elementos en un grupo y en un periodo. Qu tipo de elementos tienen las mayores energas de ionizacin y qu tipo de elementos tienen las menores energas de ionizacin?

15.- Se sabe que dentro de cada periodo, la primera energa de ionizacin aumenta con el nmero

atmico, y que dentro de un grupo, la primera energa de ionizacin disminuye cuando el nmero atmico crece. Sin utilizar los valores de las energas de ionizacin, dibuja una grfica que represente este comportamiento. Por qu solo se observa esta tendencia con la primera energa de ionizacin y no se observa con la segunda, la tercera o la cuarta energa de ionizacin? Encuentras alguna tendencia peridica en los valores de la segunda energa de ionizacin?

16.- En general, la energa de ionizacin aumenta de izquierda a derecha a lo largo de un determinado

periodo. Sin embargo, el aluminio tiene una energa de ionizacin menor que el magnesio. Explica esta tendencia de comportamiento.

17.- Dos tomos tienen las siguientes configuraciones electrnicas 1s

22s

22p

6 y 1s

22s

22p

63s

1. La primera

energa de ionizacin de uno es 2080 kJ/mol, y la del otro es 496 kJ/mol. Asigna cada valor de energa de ionizacin a cada una de las configuraciones propuestas. Justifica tu eleccin. Identifica los elementos a los que corresponden dichas configuraciones electrnicas.

18.- Entre el Na y el Mg, cul tendr la mayor energa de segunda ionizacin? Justifica tu respuesta. 19.- a) La cuarta energa de ionizacin del aluminio es 11600 kJ/mol, mientras que la cuarta energa de

ionizacin del silicio es 4354 kJ/mol. Cmo se puede explicar esta gran diferencia? b) Para el magnesio, los valores sucesivos de las energas de ionizacin (en kJ/mol) son 738, 1450 y

7730. Cmo puedes explicar estos valores? 20.- Con los valores que se presentan en la siguiente tabla construya una grfica. Encuentras alguna

tendencia peridica? En caso afirmativo, cmo lo explicas? Algn elemento o elementos se desvan de la tendencia observada?

Elemento Tercera energa de ionizacin (kJ/mol)

Mg 7730

Al 2744

Si 3228

P 2905

S 3375

Cl 3850

Ar 3945

21.- La primera energa de ionizacin del potasio (Z = 19) es de 100 kcal/mol, mientras que la del berilio

(Z = 4) es de 214 kcal/mol. Cul de las segundas energas de ionizacin de estos elementos ser mayor y por qu?

22.- Define afinidad electrnica. La energa de ionizacin siempre es una cantidad positiva en tanto que la

afinidad electrnica puede ser positiva o negativa. Por qu? Justifica tu respuesta. 23.- Especifica para cul de los siguientes elementos se esperara una mayor afinidad electrnica: He, K,

Co, S, o Cl. 24.- Considerando los valores de afinidad electrnica de los metales alcalinos, sera posible que estos

metales formaran un anin M-, donde M representa un metal alcalino?



13

25.- Para la mayor parte de los tomos neutros y para los iones con carga positiva, se desprende energa cuando se adiciona un electrn, por lo que la afinidad electrnica es negativa. Cmo puede explicar que se desprenda energa cuando se adiciona un electrn? Si la afinidad electrnica es negativa, mientras ms negativo sea su valor, ser mayor o menor la atraccin de los electrones?

26.- Para un tomo cuyo valor de energa de ionizacin es elevado determina si son verdaderas o falsas

las siguientes afirmaciones: a) La afinidad electrnica es baja. b) Los electrones de valencia estn dbilmente unidos. c) El elemento tiene propiedades metlicas. d) Los electrones de valencia estn fuertemente unidos.

27.- Dadas las configuraciones electrnicas siguientes: E1: 1s

22s

22p

63s

2,

E2: 1s22s

22p

63s

1,

E3: 1s22s

22p

6,

E4: 1s22s

22p

5,

E5: 1s22s

22p

4.

Di si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) La menor primera energa de ionizacin corresponde al elemento E5. b) La primera afinidad electrnica ms exotrmica, esto es que libera ms energa,

corresponde al elemento E4. c) El elemento de mayor primera energa de ionizacin es el E3.

28.- Acomode en orden creciente de a) primera energa de ionizacin, b) afinidad electrnica exotrmica

los siguientes tomos: O, F, Na, Mg. 29.- Cul miembro de cada par tiene la mayor afinidad electrnica exotrmica? (a) Ar o Cl; (b) F u O; (c)

Br o Ge; (d) Al o Mg. 30.- En el planeta Zerk, la tabla peridica de los elementos es ligeramente diferente de la nuestra. En

Zerk, existen slo dos orbitales p, por lo que una subcapa p mantiene slo 4 electrones. Hay slo 4 orbitales d por lo que una subcapa d slo retiene 8 electrones. Todo lo dems es igual que en la tierra, como por ejemplo el orden de llenado (1s,2s, etc.), as como lo caracterstico de los gases nobles, metales y no metales. Construye una tabla peridica zerkiana utilizando los nmeros para elementos hasta el elemento nmero 50. Luego, responde las siguientes preguntas:

En el segundo perodo hay ___________ elementos. En el cuarto perodo hay ___________ elementos. Los nmeros atmicos de los gases nobles al final del tercer y cuarto perodo son __________ y

_________, respectivamente. El elemento nmero 12 tendr un radio atmico ___________ que el elemento nmero 13. El

elemento nmero 6 tendr un radio atmico ___________ que el elemento nmero 12. El elemento nmero 15 tendr una energa de ionizacin ___________ que el elemento nmero

14. La afinidad electrnica del elemento nmero 8 ser __________ que la afinidad electrnica del

elemento nmero 10.

METALES, NO METALES Y METALOIDES. 31.- De los siguientes elementos: Li, Mg, As, O, F, Ar, V, y Nb, cules esperaras que fueran buenos

conductores del calor y la electricidad? 32.- El arreglo de Al, Si y P en orden de su habilidad para conducir electricidad es:

a) Si>Al>P, b) Al>Si>P, c) Si>P>Al, d) Al>P>Si.



14

33.- Si la configuracin electrnica de un elemento es: 1s

22s

22p

63s

23p

64s

23d

104p

1. Cules de las

siguientes propiedades se le pueden asociar? a) Lustre. b) Baja conductividad elctrica. c) Mal conductor del calor. d) Alta conductividad elctrica.

34.- Dados tres elementos con las siguientes configuraciones i) [Ne]3s

23p

4, ii) [Ne]3s

23p

2 iii) [Ne]3s

2

indique: a) Cul no es lustroso? b) Cul es maleable? c) Cul es un semiconductor elctrico?

35.- Los tomos de un cierto grupo A se caracterizan porque sus electrones ms externos (los electrones

de valencia) ocupan la subcapa s. Los tomos de un grupo B se caracterizan porque sus electrones de valencia ocupan la subcapa p. Determine lo siguiente:

a) Los compuestos obtenidos al hacer reaccionar los tomos del grupo A con los del grupo B sern de tipo inico o de tipo molecular?

b) Cul grupo de tomos forma exclusivamente compuestos moleculares? 36.- La siguiente figura representa solamente un esquema de la tabla peridica y obedece la ley peridica

cumpliendo con todas sus caractersticas.

A B C D

E F G H

I J K L

M O P Q

Los elementos han sido representados con letras y solamente debe observarse la posicin entre estas

para responder a lo siguiente, marcando con una X el parntesis que corresponda a cada uno de los planteamientos:

Mayor Menor Igual El elemento M respecto al A tendr el nmero de electrones de valencia

( ) ( ) ( )

El elemento G respecto al O tendr una afinidad electrnica

( ) ( ) ( )

El elemento Q respecto al J tendr una energa de ionizacin

( ) ( ) ( )

El elemento K respecto al E tendr un carcter metlico

( ) ( ) ( )

El elemento H respecto al B tendr un radio atmico

( ) ( ) ( )

37.- Explica, en trminos de configuraciones electrnicas, por qu el hidrgeno exhibe propiedades

similares tanto a las de Li como a las de F.



15

RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 2 7.- a) O < P < Si < Ge.

b) Mg < Na < K < Rb. c) Ne < F < O < S. d) Al < Mg < Ca < Ba.

8.- S2-

> Cl- > K

+ > Ca

2+.

9.- Mg

2+ < Na

+ < F

- < O

2-.

11.- a) K; b) K; c) Br; d) Cr.

12.- a) falso; b) verdadero; c) verdadero.

17.- 1s

22s

22p

6 EI = 2080 kJ/mol; 1s

22s

22p

63s

1 EI = 496

kJ/mol. 18.- Na, ya que Na

+ es isoelectrnico con un gas noble

(Ne). 19.- a) Porque Al

3+ es isoelectrnico con un gas noble; b)

el incremento abrupto en la tercera energa de ionizaciones es porque Mg

2+ es isoelectrnico con un

gas noble. 21.- El potasio porque K

+ es isolectrnico con un gas

noble.

23.- Para Cl se esperara mayor afinidad electrnica.

26.- a) falso; b) falso; c) falso; d) verdadero.

27.- a) falso; b) verdadero; c) verdadero.

28.- a) Na < Mg < O < F; b) Mg < Na < O < F.

29.- a) Cl, b) F; c) Br; d) Al.

31.- Li, Mg, V y Nb.

32.- b).

33.- a) y d).

34.- a) i); b) iii); c) ii).

35.- a) tipo inico; b) grupo B.

37.- Al igual que el Li, el H slo tiene un electrn de

valencia, y su estado ms comn de oxidacin es +1. Al igual que el F, el H slo necesita un electrn para adoptar la configuracin electrnica del gas noble ms cercano; tanto el H como el F pueden existir en el estado de oxidacin -1.



16

UNIDAD 3

SMBOLOS DE LEWIS Y REGLA DEL OCTETO 1.- Qu es un smbolo de Lewis? A qu elementos se aplica principalmente? 2.- Escribe los smbolos de Lewis para los tomos de los elementos Ca, N, Na, O y Cl. Qu informacin

puedes obtener a partir de los smbolos de Lewis con respecto al tipo de enlace que predominantemente formaran al unirse a otro tomo cualesquiera?

3.- Escribe los smbolos de puntos de lewis para los siguientes iones:

a) Be2+

. b) I

-.

c) S2-

. d) Al

3+.

e) P3-

. f) Mg

2+.

g) Pb4+

. h) N

3-.

4.- Utiliza smbolos de Lewis para representar la reaccin de formacin del sulfuro de hidrgeno. Indica

cuales pares de electrones en el H2S son enlazantes y cules son pares solitarios. 5.- Con la informacin proporcionada por las estructuras atmicas de Lewis, indica la frmula molecular

ms probable para compuestos formados al reaccionar: a) Silicio y cloro. b) Arsnico e hidrgeno. c) Flor y azufre.

6.- Dibuje las estructuras de Lewis para las siguientes molculas:

a) BH4-.

b) CO2. c) NH3.

ENLACE INICO 7.- Explica qu es un enlace inico. 8.- Por qu la energa de ionizacin y la afinidad electrnica determinan que los elementos se combinen

entre s para formar compuestos inicos? 9.- En cules de los siguientes estados el KCl podra conducir electricidad?

a) Slido. b) Fundido. c) Disuelto en agua.

Justifica tus respuestas. 10.- El MgF2 es un compuesto inico, cul de las afirmaciones siguientes es incorrecta?

a) El nmero de electrones que se transfieren del Mg a los tomos de F son dos. b) Al formarse el compuesto el tomo de Mg gana dos electrones. c) Los tomos de flor estn como iones F

-.

d) La atraccin que une a los iones de flor con el tomo de magnesio es de naturaleza electrosttica.

11.- Escribe la frmula qumica del compuesto inico formado por los siguientes pares de elementos: a) Ca y F. b) Na y S. c) Y y O. d) Li y Cl.



17

12.- Por medio de los smbolos de Lewis, representa la reaccin entre los siguientes pares de tomos y

predice la frmula qumica del compuesto inico formado: a) K y S. b) Ba y O.

13.- Define el trmino energa de red. Qu papel desempea la energa de red en la estabilidad de los

compuestos inicos? Qu factores determinan la magnitud de la energa de red de un compuesto inico?

14.- Explica las siguientes tendencias en la energa de red:

a) MgO > MgS. b) LiF > CsBr. c) CaO > KF.

15.- El compuesto que tiene la mayor energa de red es?

a) CaBr2, b) CaCl2, c) CaO, d) CaS,

ENLACE COVALENTE 16.- Explica qu es un enlace covalente. Cul es la contribucin de Lewis para entender el enlace

covalente? 17.- Compara las propiedades fsicas y qumicas de los compuestos inicos y los compuestos covalentes. 18.- En qu difieren los enlaces del Cl2 de los del NaCl? 19.- Utilizando smbolos de Lewis representa la reaccin entre:

a) tomos de calcio y oxgeno para formar CaO. b) tomos de Al y F. c) tomos de P y H para formar PH3.

Indica si los compuestos formados son inicos o covalentes. 20.- El compuesto que tiene el enlace ms covalente, o menos inico es?

a) AlCl3, b) MgCl2, c) NaCl, d) BCl3, e) KCl.

21.- Define longitud de enlace y distingue los enlaces sencillo, doble y triple en una molcula y escribe un

ejemplo de cada uno. Para los mismos tomos enlazados, cmo cambia la longitud de enlace de un enlace sencillo a uno doble y a uno triple?

22.- Utilizando una representacin tipo Lewis determine el nmero de enlaces sencillos, dobles o triples

en: a) CO2. b) NH3. c) N2. d) H2O. e) NF3.

23.- Construye una estructura de Lewis para el O2 en la que cada tomo alcance un octeto de electrones.

Explica por qu es necesario formar un doble enlace en la estructura de Lewis. El enlace O-O en el O2 es ms corto que en los compuestos que contienen un enlace sencillo. Explica esta observacin.



18

ELECTRONEGATIVIDAD Y POLARIDAD DE ENLACE 24.- Qu significa el trmino electronegatividad? En la escala de electronegatividad establecida por

Pauling, cunto abarca la gama de valores de electronegatividad de los elementos? Qu elemento tiene la electronegatividad ms alta? A cul elemento corresponde la electronegatividad ms baja?

25.- Existe alguna relacin entre la electronegatividad y el tipo de enlace que un tomo x forma con un tomo y? 26.- Qu es un enlace covalente polar? 27.- De acuerdo a la polaridad predicha por la electronegatividad de los tomos (consulte tablas si es

necesario) que forman el enlace, ordena en forma creciente de polaridad los enlaces de las siguientes series:

a) Si-O, C-Br y As-Br. b) H-Se, P-Cl y N-Cl. c) H-F, O-F y Be-F. d) C-S, B-F y N-O e) O-Cl, S-Br y C-P.

Indica las cargas parciales (+,

-) que corresponden a cada uno de los tomos.

REPRESENTACIN DE LAS ESTRUCTURAS DE LEWIS, CARGAR FORMAL Y ESTRUCTURAS RESONANTES 28.- Escribe las estructuras de Lewis para las molculas siguientes:

a) ICl. b) P4 (cada P est enlazado a otros tres tomos de P). c) H2S. d) N2H4. e) COBr2 (el tomo de C es el tomo central). f) NO

+.

g) (NH4)+.

h) (PO4)3-

. 29.- Utilice los conceptos de carga formal y electronegatividad para explicar por qu la mejor estructura

de Lewis para el BF3 es la que tiene menos de un octeto alrededor del boro. 30.- Explica en que consiste la resonancia y define el trmino estructura de resonancia. 31.- Escribe las estructuras de resonancia para las especies siguientes:

a) SO3. b) (NO2)

-.

c) HNO3. d) H3CNO2 (C es el tomo central y los dos O estn unidos al N). e) O3. f) CO3

2-.

g) HCO2- (el H y ambos tomos de O estn unidos al C).

32.- El cido actico tiene la siguiente estructura:

C C OH

H

H

H

O

Los dos enlaces entre C y O tienen longitudes diferentes. Cuando la molcula del cido actico pierde el H del grupo OH para formar el in acetato, los dos enlaces C-O son de igual longitud. Explica tal situacin.



19

33.- Qu son las cargas formales y cul es su utilidad? 34.- Los tomos en la molcula de N2O5 estn enlazados de forma tal que cada tomo de nitrgeno est

unido a tres tomos de oxgeno, y uno de los tomos de oxgeno est unido a los dos tomos de nitrgeno. Utilice el criterio de las cargas formales para seleccionar la(s) frmula(s) de Lewis para este compuesto. Se sabe que las longitudes de enlace N-O pueden ser de 118 pm o de 136 pm. De acuerdo a las estructuras de Lewis que propusiste, indica a cuales de los enlaces les asignaras estas distancias.

35.- Cul de las siguientes estructuras ser mas estable? Por qu?

i) ii) 36.- Determina las cargas formales del tomo de C en cada unos de los siguientes compuestos:

a) CO32.

b) CO2. c) CO. d) CS2.

37.- El compuesto S2N2 tiene una estructura tal que los tomos de S y N se encuentran alternados en los

vrtices de un cuadrado. Dibuja todas las estructuras de resonancia en las que los tomos cumplan con la regla del octeto. De stas, selecciona aquellas en las cuales la carga formal de todos los tomos sea cero.

EXCEPCIONES A LA REGLA DEL OCTETO 38.- Cul es la excepcin ms comn a la regla del octeto? Escribe la estructura de Lewis para cada

una de las especies siguientes: XeF2, XeF5+, TeF6, I3

-, BH3, SO2, AsF6

-, O2

-, BrF5 y SO3

2-. Identifica los

que no obedecen la regla del octeto y explique por qu no lo hacen. 39.- El compuesto S2N2 tiene una estructura tal que los tomos de S y N se encuentran alternados en los

vrtices de un cuadrado. Dibuja todas las estructuras de resonancia en las que el tomo de azufre presente un octeto expandido. De stas, selecciona aquellas en las cuales la carga formal de todos los tomos sea cero.

40.- Las frmulas de los fluoruros formados por los elementos del tercer periodo son NaF, MgF2, AlF3,

SiF4, PF5, SF6 y ClF3, respectivamente. a) Clasifica cada uno de estos compuestos como inico o covalente y escribe la frmula de

Lewis correspondiente. b) Alguna de las estructuras de Lewis no obedece la regla del octeto? c) Observas alguna tendencia en el tipo de enlace formado conforme se avanza de

izquierda a derecha en el periodo? d) A qu propiedad o propiedades peridicas atribuyes la tendencia observada? e) Qu propiedades qumicas esperara para tales fluoruros?

41.- Utiliza el criterio de cargas formales para seleccionar la estructura de Lewis que describa

adecuadamente la distribucin electrnica en las molculas SOF2, HClO2, POCl3, ClO2F (considera que los tomos centrales en estas molculas pueden extender su octeto).

OCS

OCS



20

RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 3

2.- ; ; ; ; . 3.- a) [Be]

2+;

b) ; c) . 4.-

. El el H2S, los puntos de color claro (rojo en impresiones a color) son los pares enlazantes. Los puntos negros son los pares solitarios.

5.- a) SiCl4; b) AsH3; c) SF2.

6.-

a) ; b) ; c) . 9.- b) y c).

10.- b).

11.- a) CaF2; b) Na2S; c) Y2O3; d) LiCl.

12.-

a) , K2S;

b) , BaO. 14.- a) El O

2- es ms pequeo que el S

2-; el mayor

acercamiento de los iones con carga opuesta del MgO da origen a una atraccin electrosttica ms grande.

b) Los iones tienen cargas 1+ y 1

- en ambos

compuestos, pero los radios inicos son mucho ms pequeos en el LiF, lo que da por resultado fuerzas electrostticas de atraccin ms grandes.

c) Los iones del CaO tienen cargas mayores que los iones del KF.

15.- c), porque el radio inico de O es ms pequeo que

el del Br, Cl y S. 19.-

a) , inico

b) , i nico

c) , covalente.

20.- d).

22.- a) dos dobles; b) tres sencillos; c) un triple; d) dos

sencillos; e) tres sencillos.

27.- a) C-Br < As-Br < Si-O

b) N=0

-Cl=0

< H-Se < P-Cl .

c) O-F< H-F < Be-F

d) C=0

-S=0

< N-O< B-F

e) S-Br< C-P < O-Cl

28.-

a) ; b) ;

c) ; d) ;

e) ; f) ;

g) ; h) . 31.-

a) ,

b) ,

c) ,

d) .

Ca

N

Na

O

Cl

Ba + O Ba2+

+ O

2-

I

-

S

2-

H + S + H H S H

H B H

H

H

-

H H N H

2(K ) + S 2K+

+ S

2-

Ca + O Ca2+

+ O

2-

Al + 3 F Al3+

+ 3 F

-

H 3 H + P H P H

ICl

P PP P

HSH

HNNH

BrCO Br

H HNH H

+ O OPO O

3-

OSO OSO OSO O O O

ONO ONO

- -

ONOH ONOH O O

H H HCNO HCNO H O H O

O C O

NO +



21

34.-

. 35.- la estructura i) porque todas las cargas formales son

cero. 36.- a) cero; b) cero; c) -1; d) cero.

37.- La estructura donde todos los tomos cumplen con

la regla del octeto las cargas formales son ceros es:

. 38.- Con excepcin de I3

- y SO3

2- todos los dems no

cumplen con la regla del octeto. 39.- La estructura con octeto expandido y cargas

formales de cero en todos los tomos es:

. 40.- Inicos: NaF, MgF2, AlF3.

Covalentes: SiF4, SF6, ClF3, PF5

41.-

; ; ; .

O O NON O O

O O NON O O

N S S N

N S S N

FSO F

HClO O

Cl ClPO Cl

OClO F



22

UNIDAD 4

MODELO DE REPULSIN DE PARES 1.- Cmo se define la geometra de una molcula y por qu es importante el estudio de la geometra

molecular? 2.- Cul es el postulado bsico de la teora de repulsin de los pares electrnicos de la capa de valencia

(T.R.P.E.C.V.)? Explica por qu la magnitud de la repulsin disminuye en el siguiente orden: par libre - par libre > par

libre par enlazante > par enlazante - par enlazante. Cmo afecta este hecho la geometra de la molcula?

3.- Las capas internas contribuyen al enlace qumico? Justifica tu respuesta. 4.- Qu geometra molecular esperaras si en la capa de valencia del tomo central se encuentran:

a) 3 enlaces y un par libre. b) 4 enlaces y dos pares libres. c) 2 enlaces y dos pares libres.

5.- Con los criterios de T.R.P.E.C.V. indica la geometra molecular para:

a) GaI3. b) SbCl5. c) TeCl6. d) H2S. e) NH3. f) CF4. g) NH4

+.

h) IF5. i) ICl4

-.

j) SiF4. k) BF4

-.

l) TeCl4. m) I3

-.

n) PF6-.

o) SO3. p) CHCl3.

6.- Considera las molculas CS2, ClO2

- y S3

2-. Cul presenta una geometra lineal y a cul corresponde

una geometra angular? 7.- Utilizando la teora de repulsin de los pares electrnicos de la capa de valencia, determina la

estructura de las molculas siguientes: a) CH4. b) NH3. c) H2O.

Compara los valores de los ngulos de enlace y discute la tendencia observada. 8.- El ngulo de enlace observado para los hidruros PH3, AsH3 y SbH3 tiene un valor de 94, 92 y 91,

respectivamente. A qu atribuyes que los ngulos de enlace tengan valores diferentes? 9.- Describe la geometra molecular alrededor de cada uno de los tres tomos centrales (marcados con

los nmeros 1, 2 y 3) en la molcula

.

H HCCOH H O

1 2 3



23

FORMA MOLECULAR Y POLARIDAD 10.- Define qu es un momento dipolar. Indica sus unidades y su smbolo. 11.- a) Qu diferencia hay entre una molcula polar y una no polar? b) Ciertos tomos X y Y tienen

diferente electronegatividad. Indica si la molcula diatmica X-Y es necesariamente polar. Justifica tu respuesta c) qu factores afectan la magnitud del momento dipolar de una molcula diatmica?

12.- Indica si las siguientes molculas son polares o no polares:

a) CCl4. b) CS2. c) SO3. d) SF4. e) NF3. f) PF5.

13.- La molcula de PF3 tiene un momento dipolar de 1.03 Debyes, pero BF3 tiene un momento dipolar de

cero. Cmo podras explicar esta diferencia? 14.- Ordena las siguientes molculas en orden creciente de momento dipolar: H2O, CBr4, H2S, y CO2

TEORA DE ENLACES DE VALENCIA 15.- En la teora de Lewis se forman enlaces covalentes cuando los tomos comparten electrones. En la

teora del enlace de valencia como se explica la formacin de enlaces covalentes? 16.- Que entiende por traslape de orbitales? Dibuje el traslape entre un orbital tipo s y un orbital tipo p. 17.- El cambio en la energa potencial durante la formacin de la molcula A-B est se muestra en la

siguiente grfica:

1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

En

erg

a (

kca

l/m

ol)

Distancia A-B (Angstroms)

. a) Cul es la longitud de enlace ptima en la molcula A-B? b) Por qu para valores de la longitud de enlace menores a la ptima la energa crece

rpidamente?

HIBRIDACIN DE ORBITALES Y ENLACES MLTIPLES 18.- Qu es la hibridacin de orbitales atmicos? Un tomo aislado puede existir en estado de

hibridacin? Justifica tu respuesta. 19.- Cul es el ngulo entre dos orbitales hbridos del mismo tomo en cada uno de los siguientes

casos? a) Orbitales hbridos sp. b) Orbitales hbridos sp

2.

c) Orbitales hbridos sp3.



24

20.- Cmo se puede distinguir un enlace sigma de un enlace pi? 21.- Qu hibridacin presenta el tomo de C en la molcula de HCN (cido cianhdrico)? 22.- La estructura siguiente corresponde al cido proplico. Los tomos de carbono se han etiquetado con

los nmeros 1, 2 y 3 para su identificacin dentro de la estructura molecular. Qu hibridacin presenta cada uno de los tomos de carbono? Cul es la geometra alrededor de cada tomo de carbono?

. 23.- Determina la hibridacin que presenta el tomo central en las molculas siguientes:

a) BF3. b) PF3. c) PF6

-.

d) TeCl4. e) BH3. f) PF2Br3 (todos los F y todos los B estn enlazados a P). g) NFO (tanto el F como el O estn enlazados a N). h) (BiCl5)

2-.

i) (InCl2)-.

j) (AsH4)-.

24.- Escribe la configuracin electrnica del Xe (Z=54). Ahora, considera que un electrn es promovido a

un orbital desocupado tipo d: a) Cuntos enlaces podra formar este tomo? b) Cul de los elementos siguientes Li, Na, Br, Cl o F, esperaras que tenga mayor

probabilidad de forzar al Xe a compartir electrones? c) Cul sera una posible frmula para el compuesto formado por Xe y F? d) si fuese posible preparar el compuesto XeF2, qu geometra molecular presentara? e) Qu tipo de hibridacin presentaran los orbitales del tomo central en la molcula de

XeF2?

25.- Determine, para los siguientes compuestos, NO3-1

y ClNO, lo siguiente: a) Nmero de enlaces sigma. b) Nmero de enlaces pi. c) Nmero de pares libres

26.- Del siguiente conjunto de molculas o iones elija los que exhibirn enlaces deslocalizados: SO3, SO3

2-, H2CO, O3, NH

4+.

TEORA DE ORBITALES MOLECULARES Y ORDEN DE ENLACE, PROPIEDADES MOLECULARES Y CONFIGURACIONES ELECTRNICAS 27.- Qu es un orbital molecular? Define los trminos orbital molecular de enlace, orbital molecular de

antienlace, orbital molecular sigma y orbital molecular pi. 28.- Explica el significado de orden de enlace y fuerza de enlace. Qu informacin brinda el orden de

enlace para hacer comparaciones cuantitativas de las fuerzas de los enlaces qumicos? 29.- Ordena en forma creciente de energa los orbitales moleculares siguientes (considere que la

interaccin entre los orbitales 2s y 2p es despreciable): *2s,,

*2px2py, 2px2py, 2s, 2pz, y

*2pz.

H H HCCCO H H OH

1 2 3



25

30.- Dibuja el diagrama de orbitales moleculares para la molcula de H2 y su relacin con los orbitales

atmicos de los que provienen. Por qu el orbital molecular de ms alta energa en el H2 es llamado orbital de antienlace?

31.- Para las molculas homonucleares H2, H

+2, H2, He2, Li2, Be2, B2, C2, O2

+, O2

-, O2

2+ y O

2-2 :

a) Dibuja el diagrama de orbitales moleculares. b) Calcula el orden de enlace y con esta base establece si es factible que existan. c) Indica si se presentan propiedades magnticas. d) Escribe la configuracin electrnica molecular.

32.- Escribe la configuracin de los orbitales moleculares para las molculas de N2 y O2 y responde a lo

siguiente: a) Cuntos orbitales de enlace y de no-enlace estn presentes en cada caso? b) Qu molcula posee menor longitud de enlace y cul mayor energa de enlace? c) Cules son sus rdenes de enlace?

33.- A partir de los diagramas de orbitales moleculares respectivos, indica qu molcula en cada par tiene

la ms alta energa de enlace y el mayor orden de enlace: a) O2, O

+2.

b) O2, O-2.

c) N2, N+

2.



26

RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 4 4.- a) piramidal trigonal; b) cuadrada plana; c) angular.

5.- a) plana trigonal; b) bipiramidal trigonal; c) octadrica;

d) angular; e) piramidal trigonal; f) tetradrica; g) tetradrica; h) piramidal cuadrada; i) cuadrada plana; j) tetradrica; k) tetradrica; l) balancn; m) lineal; n) octadrica; o) plana trigonal; p) tetradrica.

6.- CS2 es lineal; ClO2

- y S3

2- son angulares.

7.- Los pares de electrones no enlazantes ejercen

fuerzas repulsivas mayores sobre los pares de electrones adyacentes y tienden a disminuir los ngulos entre los pares de electrones enlazantes. Por lo tanto los ngulos de enlace en H2O son ms pequeos que en NH3 y CH4. A su vez los ngulos de enlace son ms pequeos en NH3 que en CH4.

9.- Alrededor del tomo 1 es tetradrica. Alrededor del

tomo 2 es trigonal plana. Alrededor del tomo 3 es angular.

12.- a) no polar; b) no polar; c) no polar; d) polar; e) polar;

f) no polar. 14.- CO2 = CBr4 < H2S < H2O.

17.- a) 1.12 .

19.- a) 180; b) 120; c) 109.5.

21.- El tomo de C presenta una hibridacin de tipo sp. 22.- Los tomos (1) y (2) presentan hibridacin tipo sp

3,

mientras que el tomo (3) presenta una hibridacin de tipo sp

2.

23.- a) sp

2; b) sp

3; c) sp

3d

2; d) sp

3d; e) sp

2; f) sp

3d; g) sp

2;

h) sp3d

2; i) sp

2; j) sp

3d.

24.- a) 2; b) F; c) XeF2; d) Lineal; e) sp

3d.

25.- a) NO3- tres por estructura resonante, ClNO dos ;

b) NO3- un por estructura resonante, ClNO un ; c)

NO3- ocho pares libres por estructura resonante, ClNO

seis pares libres por estructura resonante. 26.- SO3 y O3.

29.- 2s < *2s < 2pz < 2py <

*2py <

*2pz.

31.-

Molcula Orden de enlace Carcter magntico

H2 1 Diamagntica

H2+ Paramagntica

He2 0 NO EXISTE

Li2 1 Diamagntica

Be2 0 NO EXISTE

B2 1 Diamagntica

C2 2 Diamagntica

O2+

5/2 Paramagntica

O2- 3/2 Paramagntica

O22+

3 Diamagntica

O22-

1 Diamagntica

32.- a) N2: 5 orbitales de enlace y 2 orbitales de no

enlace. O2: 5 orbitales de enlace y 3 orbitales de no enlace; b) N2 tiene la menor longitud de enlace y la mayor energa de enlace; c) N2 tiene un orden de enlace de 3 y O2 tiene un orden de enlace de 2. 33.- a) O2

+; b) O2; c) N2.



27

UNIDAD 5

COMPARACIN MOLECULAR DE GASES, LQUIDOS Y SLIDOS 1.- Indique si cada una de las siguientes aseveraciones sobre una cierta sustancia molecular A son verdaderas

o falsas: a) El promedio de la energa cintica de las molculas de A en la fase slida es mayor que el

promedio de la energa cintica de las molculas de A en la fase lquida. b) La hibridacin de los tomos que conforman las molculas de A cambia cuando se pasa del

estado gaseoso al estado lquido. c) Las molculas de A se encuentran en un acomodo ordenado en la fase slida, en cambio en la

fase gaseosa se encuentran totalmente desordenadas. d) El promedio de la energa cintica de las molculas de A en la fase lquida es menor que el

promedio de la energa cintica de las molculas de A en la fase gaseosa. e) Al calentar A en fase slida sus molculas pierden energa cintica. f) Al calentar A en fase lquida sus molculas ganan energa cintica.

2.- Si a presin constante se enfra un gas lo suficiente, se transformar en un lquido Por qu? 3.- Cul es el efecto del enfriamiento sobre la energa cintica promedio de las partculas de una sustancia si

el proceso se lleva a cabo manteniendo la presin constante?

FUERZAS INTERMOLECULARES 4.- Define y da un ejemplo de cada uno de los siguientes tipos de fuerzas intermoleculares:

a) Fuerzas dipolo-dipolo. b) Fuerzas ion-dipolo. c) Fuerzas de dispersin de London. d) Fuerzas de Van der Waals. e) Puentes de hidrgeno.

5.- Explica el trmino polarizabilidad. Qu clase de molculas tienden a tener polarizabilidades altas? qu

relacin existe entre polarizabilidad y fuerzas intermoleculares? 6.- Explica la diferencia entre un momento dipolar temporal y un momento dipolar permanente. 7.- Qu propiedades fsicas se deberan considerar al comparar la intensidad de las fuerzas intermoleculares

en los slidos y lquidos? 8.- Cules elementos pueden participar en la formacin de enlaces de hidrgeno? Por qu el hidrgeno es

nico en este tipo de interaccin? Describe brevemente la importancia de formacin de puentes de hidrgeno en el comportamiento de las propiedades fsicas y qumicas de la materia. Ilustra tu descripcin con algunos ejemplos.

9.- Qu tipo de fuerzas de atraccin hay que vencer para

a) fundir hielo? b) hervir Br2? c) fundir NaCl? d) disociar la molcula de F2 en tomos de F?

10.- Indique la naturaleza de la principal fuerza de atraccin entre las molculas de:

a) ,

H HCOH H



28

b) .

11.- Acomoda las siguientes molculas en orden creciente de polarizabilidad F2, Cl2, Br2, I2. Justifica tu respuesta.

12.- a) Por qu el hielo flota en el agua lquida? b) Por qu el volumen del hielo se reduce al fundirse? c)

Por qu el agua hierve a 100C, pero el anlogo de la misma familia qumica, el H2S, es un gas a temperatura ambiente?

13.- El tetracloruro de carbono, CCl4, es una molcula simtrica no polar mientras que el cloroformo CHCl3, es

una molcula no simtrica y polar. Sin embargo, el punto de ebullicin normal del CCl4 es ms alto. Por qu?

14.- Indica el tipo de fuerzas intermoleculares que existen entre los siguientes pares de molculas a) HBr y H2S. b) Cl2 y CBr4. c) HF y NO3

-.

15.- Indica cul(es) de las siguientes molculas no puede(n) formar puentes de hidrgeno, y en el caso de las

molculas con capacidad para formar puentes de hidrgeno, dibuja el puente de hidrgeno formado. a) HF.

b) .

c) .

d) .

16.- En la siguiente tabla se presentan las temperaturas de ebullicin, fusin y otras propiedades de las sustancias: PH3, NH3, Fe y NaCl. Con base en esta informacin, ubquelas y complete los espacios en blanco.

Sustancia

Temperatura de fusin / C 800 -133 -78 1500

Temperatura de ebullicin / C 1400 -87.7 -33 3000

Tipo de enlace

Fuerzas intermoleculares Atracciones electrostticas Enlaces metlicos

Estado de agregacin a T ambiente

Disolucin en agua Si No

H HCF H

H HCNH H H

H H HCCOH H H

H HCH H



29

VISCOSIDAD Y TENSIN SUPERFICIAL 17.- Por qu los lquidos, a diferencia de los gases, son prcticamente incompresibles? 18.- Dos propiedades importantes de los lquidos son la viscosidad y la tensin superficial. Indica en qu

consisten estas propiedades y cita ejemplos prcticos en los cuales la viscosidad y la tensin superficial determinen la aplicacin del lquido en cuestin.

19.- Cul es la relacin entre las fuerzas intermoleculares y la tensin superficial? Cul es la relacin entre

las fuerzas intermoleculares y la viscosidad?Cmo cambian la viscosidad y la tensin superficial de los lquidos al hacerse ms intensas las fuerzas moleculares?

20.- Cmo cambian la viscosidad y la tensin superficial de los lquidos al aumentar la temperatura? 21.- Qu son las fuerzas de cohesin, de adhesin y la accin capilar? Utiliza el agua y el mercurio como

ejemplos para explicar la adhesin y la cohesin. 22.- A pesar de que el acero inoxidable es mucho ms denso que el agua, una navaja de rasurar puede flotar

en el agua. Por qu? 23.- Por qu el hielo es menos denso que el agua? 24.- Cul de los lquidos siguientes tiene menor tensin superficial:

Etanol, o ter dimetlico? 25.- Qu lquido esperaras que tuviera la menor viscosidad:

H O H Agua, o ter dietlico?

26.- Explica por qu, a la misma temperatura, el helio lquido tiene una tensin superficial menor que la del nen

lquido. 27.- Establecer cul sustancia en cada uno de los siguientes pares se espera que sea ms viscosa y explicar por qu:

a) CH4 o SiH4.

b) NH3 o PH3.

c) o .

H H HCCOH H H

H H HCOCH H H

H H H H HCCOCCH H H H H

H H H HCCCH H H H

H H HCOCH H H



30

CAMBIOS DE FASE 28.- Qu es un cambio de fase? Menciona todos los posibles cambios de fase que pueden ocurrir entre los

diferentes estados de una sustancia. Cules de estos cambios de fase son exotrmicos y cules son endotrmicos?

29.- Qu es una curva de calentamiento y que informacin puedes obtener a partir de ella? 30.- Explica por qu el punto de ebullicin de un lquido vara sustancialmente con la presin, mientras que el

punto de fusin de un slido casi no depende de la presin.

31.- Ordena los siguientes compuestos de menor a mayor punto de fusin CH3CH2CH3, Na2S, CH4 y H2O. Justifica tu respuesta.

32.- Indica para cul sustancia en cada uno de los pares siguientes esperaras un mayor punto de fusin

a)

C

C

C

C

C

C

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

o,

C

C

C

C

C

C

H

H

H

H

H

H

b) HF o HCl c) Ar o Xe

Explica brevemente tus respuestas.

33.- Las sustancias ICl y Br2 tienen aproximadamente igual masa molar, pero el Br2 funde a -7.2C, mientras

que el ICl funde a 27.2C. Explica este comportamiento.

PUNTO DE EBULLICIN, VOLATILIDAD Y PRESIN DE VAPOR 34.- Qu es el punto de ebullicin normal de una sustancia y cul es la importancia de conocerlo?

35.- Acomoda los compuestos siguientes en orden creciente de sus puntos de ebullicin H2S, H2O, Ne, CH4 y KBr.

36.- Indica cul sustancia en cada uno de los pares siguientes presentar un mayor punto de ebullicin a) Ne o Xe. b) CO2 o CS2. c) CH4 o Cl2. d) F2 o LiF. e) NH3 o PH3.

37.- Los compuestos binarios formados por el hidrgeno con los elementos del grupo IVA son: CH4 (-162C),

SiH4 (-112C), GeH4 (-88C) y SnH4 (-52C), respectivamente. Los valores de temperatura mostrados entre parntesis corresponden a los puntos de ebullicin. Explica la tendencia de incremento en los puntos de ebullicin al descender en el grupo.

38.- Para cul de los lquidos siguientes esperaras la mayor volatilidad: CCl4, CBr4 o CI4? Justifique tu

eleccin.

39.- Cules, de las siguientes propiedades, influyen en la presin de vapor de un lquido en un recipiente cerrado?

a) El volumen sobre el lquido. b) La cantidad de lquido presente. c) La temperatura. d) Las fuerzas intermoleculares entre las molculas del lquido.



31

40.- Qu es un diagrama de fases? Qu informacin til puedes obtener a partir del anlisis de un diagrama de fases?

41.- Explica en qu difiere el diagrama de fases del agua del de la mayora de las sustancias puras. Qu

propiedad del agua determina la diferencia? 42.- A partir del diagrama de fases del agua, describe los cambios de fase que pueden ocurrir en los casos

siguientes

a) El vapor de agua, originalmente a 1x10-3

atm y -0.10C, se comprime lentamente a temperatura constante hasta que la presin final es de 10 atm.

b) Una cierta cantidad de agua, originalmente a -10C, y 0.30 atm, se calienta a presin constante

hasta llegar a 80C.

43.- El punto de ebullicin normal y el punto de congelacin normal del dixido de azufre son -10C y -72.7C,

respectivamente. El punto triple es -75.5C y -1.65x10-3

atm, y su punto crtico es 157C y 78 atm. Con esta informacin, dibuja el diagrama de fases para el SO2.

44.- A partir de la grfica siguiente que muestra las presiones de vapor de algunos lquidos en funcin de la

temperatura, conteste las siguientes preguntas:

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

200

400

600

800

1000

1200

Pre

si

n d

e v

apo

r (m

mH

g)

Temperatura (C)

Presiones de vapor de equilirbio

de algunos lquidos

Yod

uro

de m

etilo

Ace

tona Alc

ohol

met

lico

Tet

racl

orur

o de

car

bono

a) La fase estable de la acetona a temperatura ambiente y presin atmosfrica (760 mmHg) es? b) La transicin de fase que se presenta en el enfriamiento del alcohol metlico de 80 C a 50 C a

una presin contante de 800 mmHg se denomina? c) De los cuatro lquidos, el de mayor punto de ebullicin normal es? d) De los cuatro lquidos, el de mayor presin de vapor a temperatura ambiente es? e) Si las frmulas de las sustancias son: CH3I (yoduro de metilo), CH3COCH3 (acetona), CH3OH

(alcohol metlico) y CCl4 (tetracloruro de carbono). El lquido que presenta fuerzas intermoleculares de puente de hidrgeno es?

45.- Dos cacerolas con agua lquida estn sobre quemadores diferentes. Una cacerola hierve de manera

vigorosa (Ta), mientras que la otra hierve lentamente (Tb). Para la temperatura de los recipientes selecciona

la respuesta correcta:

i) Ta = Tb ii) Ta > Tb iii) Ta < Tb

46.- Dos recipientes cerrados a la misma temperatura contienen agua. Si el volumen de uno de ellos (Va) es

mayor que el volumen del otro (Vb). Para las presiones de vapor en los recipientes selecciona la respuesta

correcta:

i) Pvapor de a = Pvapor de b ii) Pvapor de a > Pvapor de b iii) Pvapor de a < Pvapor de b



32

RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DE LA UNIDAD 5 1.- a) falso; b) falso; c) verdadero; d) verdadero; e) falso;

f) verdadero. 3.- Se reduce el valor promedio de la energa cintica de

las molculas. 9.- a) puentes de hidrgeno; b) fuerzas de van der Waals;

c) enlaces inicos; d) enlaces covalentes. 10.- a) puentes de hidrgeno; b) dipolo-dipolo.

11.- F2 > Cl2 > Br2 > I2. Porque la energa de las fuerzas

de dispersin de London (fuerzas de van der Waals) tiende a aumentar conforme se incrementa el tamao molecular.

13.- Porque en el CCl4 existen fuerzas de dispersin de

London ms grandes que en el CHCl3 y las interacciones dipolo-dipolo en este ltimo son muy pequeas como para que la interaccin intermolecular global en CHCl3 sea mayor que en CCl4.

14.- a) dipolo-dipolo; b) fuerzas de dispersin de London

(Fuerzas de van der Waals); c) in-dipolo. 15.- d).

16.- La sustancia de la primera columna es NaCl, la de la

segunda columna es PH3, la de la tercera columna es NH3 y la de la ltima columna Fe.

20.- Al aumentar la temperatura aumenta el promedio de

la energa cintica de las molculas, provocando que estas venzan las fuerzas de atraccin que existen entre ellas, lo cual reduce la viscosidad y la tensin superficial.

22.- Porque la tensin superficial del agua es muy

grande. 24.- ter dimetlico.

25.- ter dietlico.

26.- Porque las fuerzas de van der Waals son ms

pequeas entre tomos de He que entre tomos de Ne.

27.- a) SiH4 porque tiene mayor peso molecular, por lo

tanto las fuerzas de van der Waals son ms grandes que en CH4; b) NH3 porque forma puentes de hidrgeno; c) CH3-O-CH3 porque tiene mayor peso molecular, por lo tanto las fuerzas de van der Waals son ms grandes que en CH3-CH2-CH3.

31.- CH4 < CH3CH2CH3 < H2O < Na2S.

32.- a) C6Cl6; b) HF; c) Xe. 33.- ICl funde a ms alta temperatura que el Br2 porque

adems de las fuerzas de van der Waals, presentes en ambos compuestos, en el primero estn presentes interacciones dipolo-dipolo.

35.- CH4 < Ne < H2S < H2O < KBr.

36.- a) Xe; b) CS2; c) Cl2; d) LiF; e) NH3.

37.- Se incrementa el peso molecular, por lo tanto las

atracciones de dispersin de London (fuerzas de van der Waals) entre las partculas, que incrementa en punto de ebullicin.

38.- el Cl4 porque es el de menor peso molecular, por lo

tanto las fuerzas de van der Waals son menores que en los otros sistemas.

39.- c) y d). 42.- a) deposicin; b) sublimacin.

44.- a) lquido; b) condensacin; c) tetracloruro de

carbono; d) yoduro de metilo; e) alcohol metlico. 45.- i).

46.- i).



33

VALORES PARA CONSTANTES FSICAS COMUNES

Constante Smbolo Valor *

Velocidad de la luz en el vaco c 299 792 458 m s-1

exactamente

Constante de Planck h 6.626 07 x 10-34

J s

Carga elemental e 1.602 176 x 10-19

C

Masa del electrn en reposo me 9.109 38 x 10-31

kg

Masa del protn en reposo mp 1.672 62 x 10-27

kg

Masa del neutrn en reposo mn 1.674 93 x 10-27

kg

Nmero de Avogadro NA 6.022 14 x 1023

mol-1

Radio de Bohr a0 5.291 772 x 10-11

m; 0.5291772

Cero de la escala Celsius 273.15 K exactamente

Constante de los gases R 8.3145 J K-1

mol-1

; 0.082058 atm L K-1

mol-1

Constante de Rydberg RH 1.097 x 107 m

-1, 2.18 x 10

-18 J

* En esta tabla no se reportan los valores con todas las cifras significativas conocidas ni se reporta la incertidumbre (en los casos en los que no son exactas) con la que se encuentran reportadas en institutos como el National Institute of Standards and Technology (NIST, EUA). Para mayor informacin se recomienda consultar la direccin electrnica http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Info/Constants/index.html.



34

UNIDADES FUNDAMENTALES O BSICAS DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)

Propiedad o dimensin

Nombre Smbolo

longitud metro m

masa kilogramo kg

tiempo segundo s

cantidad de sustancia

mol mol

corriente elctrica

ampere A

intensidad luminosa

candela cd

temperatura termodinmica

kelvin K



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Frase en ingls Traduccin al espaol Frase en ingls Traduccin al espaol

Relationships of the SI derived units with special names and symbols and

the SI base units

Relaciones de las unidades derivadas del SI con nombres y smbolos

especiales y las unidades bsicas del SI

Solid lines indicate

multiplication, broken lines indicate division

Las lneas continuas indican multiplicacin, las lneas punteadas indican

divisin

ABSORBED DOSE DSIS ABSORBIDA LENGTH LONGITUD

ACCELERATION ACELERACIN LUMINOUS FLUX FLUJO LUMINOSO

ACTIVITY (OF A RADIONUCLIDE)

ACTIVIDAD (DE UN RADIONCLIDO)

LUMINOUS INTENSITY INTENSIDAD LUMINOSA

AMOUNT OF SUBSTANCE CANTIDAD DE SUSTANCIA

MAGNETIC FLUX DENSITY

DENSIDAD DE FLUJO MAGNTICO

AREA REA MASS MASA

CAPACITANCE CAPACITANCIA PLANE ANGLE NGULO PLANO

CELSIUS TEMPERATURE TEMPERATURA CELSIUS POTENTIAL,

ELECTROMOTIVE FORCE

POTENCIAL, FUERZA ELECTROMOTRIZ

CONDUCTANCE CONDUCTANCIA POWER, POTENCIA,

DOSE EQUIVALENT DOSIS EQUIVALENTE

HEAT FLOW RATE VELOCIDAD DEL FLUJO

DE CALOR

ELECTRIC CHARGE CARGA ELCTRICA PRESSURE, STRESS PRESIN, TE

Problemas estructura de la materia

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