Ejercicios resueltos

Caso de estudio

El elemento carbono se encuentra en la tabla periódica en la sexta posición (número atómico 6), si su número másico es 12, explica cómo se distribuyen todas las partículas fundamentales en el átomo. También se conoce un isótopo de número másico 14, qué diferencias se encuentran con el isótopo anterior?

Retroalimentación

El átomo de C-12 está constituido por las siguientes partículas:

Número de protones: coincide con el número atómico, por tanto tiene 6 protones.
Número de electrones: al ser el átomo neutro, el número de electrones es igual al de protones, por tanto tiene también 6 electrones.
Número de neutrones: se obtiene restándole al número másico (A=12) el número atómico (Z=6), por tanto tiene 6 neutrones.

El átomo de C-12 tiene un núcleo en el que se sitúan 6 protones y 6 neutrones. En la corteza se sitúan los 6 electrones, dos en la primera capa y cuatro en la segunda.

El átomo de C-14 está constituido por:

Número de protones: el número de protones viene dado por el número atómico (Z=6), por tanto tiene 6 protones.
Número de electrones: al ser el átomo neutro, el número de electrones es igual al de protones, por tanto tiene también 6 electrones.
Número de neutrones: se obtiene restándole al número másico (A=14) el número atómico (Z=6), por tanto tiene 8 neutrones.

El átomo de C-14 tiene un núcleo con 6 protones y 8 neutrones. En la corteza se sitúan los 6 electrones, dos en la primera capa y cuatro en la segunda.

Los dos isótopos tienen la misma estructura de la corteza y por eso tienen las mismas propiedades químicas, su diferencia está en el núcleo. Mientras el C-12 tiene 6 neutrones, el C-14 tiene 8 neutrones en el núcleo. Los núcleos de los isótopos se diferencian en el número de neutrones, teniéndo el mismo número de protones.

Caso de estudio

El átomo de oxígeno está constituido por ocho protones y ocho neutrones. ¿Cuál será su número atómico?. ¿Y su número másico?. Explica cómo están distribuidas las partículas que lo constituyen, siguiendo el modelo atómico de Bohr.

Caso de estudio

Utilizando la tabla periódica, Completa la tabla de más abajo con la información que se solicita sobre algunos átomos neutros. ¿Aparecen isótopos en la tabla?.

Imagen de Armtuk en Wikimedia. CC

Representación	Nº atómico	Nº másico	Nº protones	Nº neutrones	Nº electrones
C-14	6	14	6	8	6
	20			20
		23			11
		35	17
He-4
				6	6

Retroalimentación

Para completar la tabla hemos de tener en cuenta lo siguiente:

El número atómico, es el número de orden en la tabla periódica, y coincide con el número de protones que tiene el núcleo.
El número de electrones es igual al de protones, si se trata de átomos neutros, como es el caso.
El número másico es el número de partículas del núcleo, es decir, la suma de los números de protones y de neutrones.

Representación	Nº atómico	Nº másico	Nº protones	Nº neutrones	Nº electrones
C-14	6	14	6	8	6
Ca-40	20	40	20	20	20
Na-23	11	23	11	12	11
Cl-35	17	35	17	18	17
He-4	2	4	2	2	2
C-12	6	12	6	6	6

Los isótopos son átomos que tienen el mismo número atómico (número de protones), pero distinto número másico. Es decir, tiene el mismo número de protones, pero distinto de neutrones. Por lo tanto, ese caso aparecen dos isótopos en la tabla, el C-12 y el C-14. Estos átomos tiene el mismo número de protones (6) y se deferencian en el número de neutrones, mientras que el C-12 tiene 6 neutrones, el C-14 tiene 8 neutrones.

Caso de estudio

Completa la siguiente tabla con los datos que faltan.

	Nº atómico (Z)	Nº másico (A)	Nº protones	Nº neutrones	Nº electrones
Mg	12	24
Cl^-			17	18
K⁺		39	19
		25		13	10
Ca²⁺		40			18

Retroalimentación

Para completar los datos que faltan en la tabla tendremos en cuenta:

El número atómico es el número de protones que tiene el átomo en el núcleo.
el número másico es el número total de partículas del núcleo, es decir, la suma de protones y neutrones.
La carga eléctrica del ión es la diferencia entre el número de protones y electrones. Así si el número de protones es 3 y el número de electrónes 2, entonces el ión tiene una carga positiva, por el contrario, si el número de electrones es mayor que el de protones, el ión tendrá carga negativa.

	Nº atómico (Z)	Nº másico (A)	Nº protones	Nº neutrones	Nº electrones
Mg	12	24	12	12	12
Cl^-	17	35	17	18	18
K⁺	19	39	19	20	18
Mg²⁺	12	25	12	13	10
Ca²⁺	20	40	20	19	18

Caso de estudio

Describe brevemente la constitución de un átomo de helio (He-4) utilizando los diferentes modelos que hemos visto, indicando cuáles son las partículas que lo constituyen y cómo se organizan éstas en el átomo.

Retroalimentación

El átomo He-4 tiene número atómico 2 y número másico 4, por tanto, está constituido por dos protones y dos neutrones en el núcleo y dos electrones en la corteza.

Modelo atómico de Dalton. Este modelo no dice nada de la estructura de los átomos, por tanto simplemente podemos imaginar el átomo de helio como una esfera.
Modelo de Thomson. Este modelo supone que el átomo de helio, es una esfera compacta de electricidad positiva, e incrustados en ella se encuentran los dos electrones que tiene a fin de neutralizar la carga positiva.
Modelo de Rutherford.Según este modelo planetario, el átomo de helio está constituido por un núcleo donde se encuentran los dos protones que tiene y los dos electrones orbitan alrededor.
Modelo de Bohr. Según este modelo, el átomo de helio está constituido por un núcleo donde se encuentran los dos protones y los dos neutrones que tiene y los dos electrones, giran en una órbita circular alrededor del núcleo.

Pregunta Verdadero-Falso

Señalas si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.

Retroalimentación

Falso

Falso, pues en en el núcleo se encuentran los protones y neutrones, positivos y neutros, con lo que en el núcleo se encuentra toda la carga positiva del átomo.

Retroalimentación

Falso

Falso, pues el neutrón es una partícula que no tiene carga eléctrica y el protón la tiene positiva.

Retroalimentación

Verdadero

Verdadero, en la corteza se encuentran los electrones, que tienen carga eléctrica negativa.

Retroalimentación

Verdadero

Verdadero

Ejemplo o ejercicio resuelto

Dado el elemento de número atómico 38:

a) Escribe su configuración electrónica.

b) ¿Cuántos orbitales hay en su subnivel 3p? ¿Cuántos electrones caben en él?

c) Si el átomo capta un nuevo electrón, ¿cuál será la nueva configuración electrónica del átomo? ¿Para cuántos electrones más tendría capacidad esta nueva capa?

AV - Pregunta de Elección Múltiple

Pregunta

¿Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas corresponde a un átomo de bromo (Z = 35) en su estado fundamental?

Sugerencia

Cuando un átomo está en su estado fundamental, todos sus electrones están ocupando los niveles energéticos más bajos posibles.

Observa cómo algunas de estas configuraciones electrónicas son imposibles.

Respuestas

Opción 1

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 2d¹⁰ 4p⁵

Opción 2

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶

Opción 3

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵

Opción 4

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹

Retroalimentación

¡INCORRECTO! Observa que en esta configuración electrónica aparece un orbital 2d que es imposible que exista, ya que el nivel n = 2 no tiene orbitales de tipo d.

¡INCORRECTO! Este átomo de bromo no está en su estado fundamental, pues queda capacidad para un electrón en un orbital 3p.

¡CORRECTO! Efectivamente, esta es la configuración electrónica del bromo en su estado fundamental.

¡INCORRECTO! En esta configuración no hay 35 electrones, sino 37, por lo que no se trata del bromo sino del rubidio (Z = 37)

AV - Pregunta de Selección Múltiple

Pregunta

Indica cuáles de las siguientes configuraciones electrónicas son posibles:

Respuestas

Opción 1

a) 1s² 2s² 2p⁵

Opción 2

b) 1s² 2s² 2p⁶ 3s³ 3p⁶ 4s²

Opción 3

c) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 2d⁵

Opción 4

d) 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 4s¹

Retroalimentación

No son posibles ni la configuración b) ni la c).

La b) porque un orbital s sólo tiene capacidad para 2 electrones, y en esta configuración se indica 3s³, lo cual es imposible.

La c) porque si n= 2 es imposible que exista un orbital d (l = 2) ya que l sólo puede tomar valores 0 y 1.

Puede que, erróneamente, pienses que la d) también es imposible, pero no es así. Todos sus orbitales son posibles y, que no esté completamente lleno el penúltimo orbital significa que el electrón ha adquirido energía suficiente para saltar hasta él; es lo que se conoce como un estado excitado, pero es perfectamente posible.

Solution

Correcto
Incorrecto
Incorrecto
Correcto

Ejercicios resueltos

Caso de estudio

Retroalimentación

Caso de estudio

Retroalimentación

Caso de estudio

Retroalimentación

Caso de estudio

Retroalimentación

Caso de estudio

Retroalimentación

Pregunta Verdadero-Falso

Pregunta 1

Retroalimentación

Pregunta 2

Retroalimentación

Pregunta 3

Retroalimentación

Pregunta 4

Retroalimentación

Ejemplo o ejercicio resuelto

Retroalimentación

Retroalimentación

Retroalimentación

AV - Pregunta de Elección Múltiple

Pregunta

Sugerencia

Respuestas

Retroalimentación

Solution

AV - Pregunta de Selección Múltiple

Pregunta

Respuestas

Retroalimentación

Solution