Download Problemas de estructura atómica, sistema periódico, enlace químico

INTRODUCCIÓN
ElaprendizajedelaQuímicaconstituyeunretoalqueseenfrentancadaañolos,cadavezmás
escasos, estudiantes de 2° de bachillerato que eligen las opciones de “Ciencias”, “Ciencias de la
Salud”e“IngenieríayArquitectura”.Estotambiénconstituyeunretoparalosprofesoresque,no
solodebensercapacesdebuscarlaformamáseficazparaexplicarestadisciplina,sinoademás,
inculcarelinterésquenacedelreconocimientodelpapelquejuegalaQuímicaenlavidayenel
desarrollodelassociedadeshumanas.
Enestecontexto,lasOlimpiadasdeQuímicasuponenunaherramientamuyimportanteyaque
ofrecen un estímulo, al fomentar la competición entre estudiantes procedentes de diferentes
centrosycondistintosprofesoresyestilosoestrategiasdidácticas.
Estacoleccióndecuestionesyproblemassurgiódelinterésporpartedelosautoresderealizar
una recopilación de los exámenes propuestos en diferentes pruebas de Olimpiadas de Química,
conelfindeutilizarloscomomaterialdeapoyoensusclasesdeQuímica.Unavezinmersosen
esta labor, y a la vista del volumen de cuestiones y problemas reunidos, la Comisión de
OlimpiadasdeQuímicadelaAsociacióndeQuímicosdelaComunidadValencianaconsideróque
podía resultar interesante su publicación para ponerlo a disposición de todos los profesores y
estudiantes de Química a los que les pudiera resultar de utilidad. De esta manera, el presente
trabajosepropusocomounposiblematerialdeapoyoparalaenseñanzadelaQuímicaenlos
cursos de bachillerato, así como en los primeros cursos de grados del área de Ciencia e
Ingeniería. Desgraciadamente, no ha sido posible ‐por cuestiones que no vienen al caso‐ la
publicación del material. No obstante, la puesta en común de la colección de cuestiones y
problemasresueltospuedeservirdegermenparaeldesarrollodeunproyectomásamplio,enel
queeldiálogo,elintercambiodeideasylacomparticióndematerialentreprofesoresdeQuímica
condistintaformación,origenymetodología,peroconobjetivoseinteresescomunes,contribuya
aimpulsarelestudiodelaQuímica.
En el material original se presentan los exámenes correspondientes a las últimas Olimpiadas
NacionalesdeQuímica(1996‐2011)asícomootrosexámenescorrespondientesafaseslocalesde
diferentes Comunidades Autónomas. En este último caso, se han incluido sólo las cuestiones y
problemasquerespondieronalmismoformatoquelaspruebasdelaFaseNacional.Sepretende
ampliar el material con las contribuciones que realicen los profesores interesados en impulsar
este proyecto, en cuyo caso se hará mención explícita de la persona que haya realizado la
aportación.
Las cuestiones son de respuestas múltiples y se han clasificado por materias, de forma que al
final de cada bloque de cuestiones se indican las soluciones correctas. Los problemas se
presentancompletamenteresueltos.Enlamayorpartedeloscasosconstandevariosapartados,
queenmuchasocasionessepodríanconsiderarcomoproblemasindependientes.Esporelloque
enelcasodelasOlimpiadasNacionalessehaoptadoporpresentarlaresolucióndelosmismos
planteandoelenunciadodecadaapartadoy,acontinuación,laresolucióndelmismo,enlugar
de presentar el enunciado completo y después la resolución de todo el problema. En las
cuestionesyenlosproblemassehaindicadolaprocedenciayelaño.
Losproblemasycuestionesrecogidosenestetrabajohansidoenviadospor:
Juan A. Domínguez (Canarias), Juan Rubio (Murcia), Luis F. R. Vázquez y Cristina Pastoriza
(Galicia), José A. Cruz, Nieves González, Gonzalo Isabel (Castilla y León), Ana Tejero (Castilla‐
LaMancha),PedroMárquez(Extremadura),PilarGonzález(Cádiz),ÁngelF.SáenzdelaTorre
(La Rioja), José Luis Rodríguez (Asturias), Matilde Fernández (Baleares), Fernando Nogales
(Málaga).
Finalmente,losautoresagradecenaHumbertoBuenosuayudaenlarealizacióndealgunasde
lasfigurasincluidasenestetrabajo.
Losautores
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
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11.ESTRUCTURAATÓMICA
11.1.DeacuerdoconelmodeloatómicodeBohr,laenergíadelosdiferentesniveleselectrónicos
delosátomoshidrogenoides(unátomohidrogenoideesaquelqueposeeunsoloelectrón,como
porejemploel
,el
,etc.)vienedada,eneV,por
=‐13,6 / dondeZrepresentaelnúmerodeprotonesdelnúcleo.
Suponga las especies hidrogenoides
y
, y que ambas se encuentran en su estado
electrónicofundamental.SegúnelmodelodeBohr:
a)¿Encuáldeellasgiraríaelelectrónmásrápidamente?
b)¿Cuálseríalarelaciónentrelasvelocidadesdeamboselectrones?
c)¿Cuáldelosdoselectronesdescribiráórbitasmáspróximasalnúcleo?
(Murcia1997)
a)EnelmodelodeBohr:
1 Ze2
mv 2
=
r
4πε0 r 2
v=

Ze2 1
2hε0 n
h2 ε0 2
r=
n
Zπme2
h
mvr=n
2π
Para ambas especies n = 1, luego la velocidad con la que gira el electrón es directamente
.
proporcionalalvalordeZ,luegogiramásrápidoelelectróndel
b)Aplicandolaecuaciónobtenidaenelapartadoanterior:
v
v
e2 1
v
2hε0 n
=

2
v
Z e 1
2hε0 n
Z
=
Z
Z
=2
c) Para ambas especies n = 1, luego el radio de la órbita en la que gira el electrón es
inversamenteproporcionalalvalordeZ:
r h ε0
n Zπme2
Porlotanto,describeórbitasmáspróximasalnúcleoelelectróndelBe3+.
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11.2.Enunrecipientecerradoseencuentraunaciertacantidaddehidrógenoatómicoenestado
gaseoso.Eventualmenteseproducencolisionesreactivasdeestosátomosparaformarmoléculas
, proceso que transcurre con desprendimiento de energía. Suponga que se produce una de
estascolisionesyquelamoléculade formadarecibetodalaenergíaliberadaenlareacción
en forma de energía cinética traslacional. Considere ahora que esta molécula (para la que
ignoraremos cualquier otra contribución energética) choca con un átomo de hidrógeno
cediéndole,entodooenparte,suenergíacinética.Sielátomodehidrógenoseencuentraensu
estado electrónico fundamental, ¿sería posible el paso a un estado electrónico excitado como
consecuenciadeestacolisión?
Suponga ahora que un átomo de hidrógeno, en un estado electrónico excitado (por ejemplo,
n=3)regresaalnivelfundamentalmediantelaemisióndeunfotón,¿podríaesefotóndisociar
unamoléculade ?
Datos.
ConstantedePlanck,h=6,63·10 J·s
Velocidaddelaluz,c=3·10 m·
ConstantedeRydberg,R=109677,6
,
NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 Energíadedisociacióndelhidrógenomolecular=458kJ·
.
(Murcia1998)
LaenergíaliberadaenlaformacióndeunamoléculadeH :
458
kJ 103 J
1mol
=7,60·10
mol 1kJ 6,022·1023 molé culas
J
molé cula
Relacionandoestaenergíaconlacorrespondienteaunsaltocuántico:
ΔE=hν=
hc
λ
7,60·10 J
1
=
λ
6,63·10 J·s 3·108 m·s
1cm
100m
=38238cm–1 Laecuacióncorrespondienteaunsaltocuánticoes:
1
1
1
=R
–
λ
n
n
Considerando que el átomo se encuentra en su estado fundamental (n = 1) para que se
produzcaunsaltoelectrónicoesnecesarioquelaenergíaaportada(1/λ)hagaquen 2.
38238cm =109677,6cm
1–
1
n =1,24
n
Como se observa, 1,24 < 2, por lo tanto, con la energía liberada en la formación de una
moléculadeH elelectrónnopuedepasaraunestadoelectrónicoexcitado.
Laenergíadelfotónliberadoenelsaltoelectrónicodesdeelnivelcuántico3al1es:
ΔE hcR
1
1
– n
n
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Sustituyendolosvaloresdelsalto:
ΔE= 6,63·10
J·s 3·108 m·s
109677,6cm–
100m
1cm
1–
1
=1,94·10
3
J
ComparandoestaenergíaconlacorrespondientealadisociacióndelamoléculadeH :
1,94·10
6,022·1023 molé culas 1kJ
kJ
J
3 =1167,7
mol
molé cula
mol
10 J
Como se observa, 1167,7 kJ > 458 kJ, por tanto, con la energía correspondiente al fotón
emitidoalpasarelelectróndesdeelniveln=3hastaelniveln=1síesposibledisociarla
moléculade .
11.3.a)¿Cuáldelossiguientessímbolosproporcionamásinformaciónacercadelátomo:
o
?¿Porqué?
b) Indique los números cuánticos que definen el orbital que ocupa el electrón diferencial del
.
c) Si el átomo de
gana tres electrones, ¿cuál será la configuración electrónica del ion
resultante?
(Extremadura1998)
a)Enelsímbolo Na,23eselnúmeromásico,queindicaelnúmerodenucleones(protones
+neutrones)queexistenenelnúcleodeeseátomo.
 En el símbolo Na, 11 es el número atómico, que indica el número de protones que
existenenelnúcleodeeseátomo.Comosetratadeunaespecieneutra,esenúmerotambién
indicaelnúmerodeelectrones.
Portanto,elsímboloqueofrecemásinformaciónes
.
b)Laestructuraelectrónicaabreviadadel Ases[Ar]3d 4s 4p .Elelectróndiferenciador
se encuentra en un orbital 4p al que le corresponden los siguientes valores de los números
cuánticosn,lym:
n=4
orbital4p l=1 m=0,+1,‐1
c)Sielátomo3 Asganatreselectrones,consigueunaconfiguraciónelectrónicadegasinerte,
.
muyestable,quees[Ar]
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11.4. Para los enunciados siguientes A y B, sólo una afirmación es correcta. Subraya las
afirmacionescorrectasparacadaenunciado.
A. Rutherford y sus colaboradores realizaron experimentos en los que dirigían un haz de
partículasalfasobreunadelgadaláminadeoro,yobservaronque:
a)Lamayoríadelaspartículassedesviabanmucho.
b)Sedesviabanpocaspartículasyconángulospequeños.
c)Sedesviabanlamayoríadelaspartículasconángulospequeños.
d)Sedesviabanpocaspartículasperoconángulosgrandes.
B.Deestehechodedujeronque:
a)Loselectronessonpartículasdemasaelevada.
b)Laspartesdelátomoconcargapositivasonmuypequeñasypesadas.
c)Laspartesdelátomoconcargapositivasemuevenavelocidadescercanasaladela
luz.
d)Eldiámetrodelelectrónesaproximadamenteigualaldiámetrodelnúcleo.
(C.Valenciana1998)
El experimento realizado por Rutherford,
GeigeryMarsdenen1907enManchesterllevó
aunnuevomodeloatómico,elmodelonuclear.
Lasafirmacionescorrectasparalaspropuestas
AyBson,respectivamente:
d) Se desviaban pocas partículas pero con
ángulosgrandes.
b) Las partes del átomo con carga positiva
sonmuypequeñasypesadas.
11.5.Indicacuálocuálesdelasafirmacionessiguientessonaceptables,explicandobrevemente
porquéunaslosonyotrasno.
Unorbitalatómicoes:
a)Unazonadelespacioenlaqueseencuentrandoselectrones.
b)Unazonadelespacioenlaqueseencuentraunelectrón.
c)UnafunciónmatemáticaqueessolucióndelaecuacióndeSchrödingerparacualquierátomo.
d) Una función matemática que es solución de la ecuación de Schrödinger para átomos
hidrogenoides.
e) El cuadrado de una función de onda de un electrón que expresa una probabilidad de
presencia.
(C.Valenciana1998)
a) No aceptable. Falta decir que la probabilidad de encontrar un electrón debe ser muy
elevaday que sihay dos,deacuerdo conel PrincipiodeExclusióndePauli, deben tener los
spinesopuestos.
b) No aceptable. Falta decir que la probabilidad de encontrar un electrón debe ser muy
elevada.
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c‐d) No aceptable. La ecuación de Schrödinger describe el movimiento de los electrones
consideradoscomoondasynocomopartículas.
e)Aceptable.Elcuadradodelafuncióndeondas,Ψ ,representalaprobabilidaddeencontrar
alelectrónenunaregióndeterminada,esdecir,el“orbital”:regióndelespacioenlaquehay
unamáximaprobabilidaddeencontraralelectrón.
11.6.Contestaverdaderoofalsoalasafirmacionessiguientesjustificandolarespuesta.
DelafamosaecuacióndeSchrödinger:
8
0
sepuededecirque:
a)Estaecuacióndiferencialrepresentaelcomportamientodeloselectronesenlos
átomos.
b) notienesentidofísico,sinoquesimplementeesunafunciónmatemática.
c)Vrepresentalaenergíapotencialdelelectrón.
d)Erepresentalaenergíacinéticadelelectrón.
(C.Valenciana1999)
a) Falso. La ecuación no representa el comportamiento de los electrones, es la función de
ondaΨlaqueindicadichocomportamiento.
b) Verdadero. La función de onda Ψ no tiene significado físico, la interpretación física la
proporciona Ψ , que representa la probabilidad de encontrar al electrón en una región
determinada.
c)Verdadero.Vrepresentalaenergíapotencialdelelectrónenunátomo.
d)Falso.Erepresentalaenergíatotaldelelectrónenunátomo.
11.7. Del siguiente grupo de números cuánticos para los electrones, ¿cuál es falso? Justifica la
respuesta.
a)(2,1,0,‐½)b)(2,1,‐1,½)c)(2,0,0,‐½)d)(2,2,1,‐½)
(C.Valenciana1999)
Losvaloresposiblesdelosnúmeroscuánticosson:
n=1,2,3,4,….,∞
0→orbitals
1→orbitalp
l=0,1,2,3,….(n1)l=
2→orbitald
3→orbitalf
m =0,±1,±2,±3,…±l
m =±½
a) El conjunto de números cuánticos (2, 1, 0, ‐½) para un electrón es correcto ya que no
presenta ninguna discrepancia en los valores de los mismos y corresponde a un electrón
situadoenunorbital2p.
b) El conjunto de números cuánticos (2, 1, ‐1, ½) para un electrón es correcto ya que no
presenta ninguna discrepancia en los valores de los mismos y corresponde a un electrón
situadoenunorbital2p.
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c) El conjunto de números cuánticos (2, 0, 0, ‐½) para un electrón es correcto ya que no
presenta ninguna discrepancia en los valores de los mismos y corresponde a un electrón
situadoenunorbital2s.
d)Elconjuntodenúmeroscuánticos(2,2,1,½)paraunelectrónesfalsoyaquesielnúmero
cuánticon=2,elnúmerocuánticolsólopuedevaler0ó1.
11.8.Contestaverdaderoofalsoalasafirmacionessiguientesjustificandolarespuesta:
Paraeloxígeno(Z=8)
a)
b)
c)
d)
1 2 2





1 2 2






1 2 2





esunestadoprohibido.

esunestadoprohibido.


1 2 2
3 
esunestadoexcitado.

esunestadofundamental.
(C.Valenciana1999)
Para que un átomo se encuentre en un estado fundamental debe cumplir los principios del
proceso“aufbau”:
 Principio de mínima energía: “los electrones van ocupando los orbitales según energías
crecientes”.
 Principio de Máxima Multiplicidad de Hund “en los orbitales de idéntica energía
(degenerados), los electrones se encuentran lo más separados posible, desapareados y con los
spinesparalelos”.
 Principio de Exclusión de Pauli: “dentro de un orbital se pueden alojar, como máximo, dos
electronesconsusspinesantiparalelos”.
a)Falso.Laconfiguraciónelectrónicapropuestaparaelátomodeoxígeno:
1s 
2s 
2p


3s


corresponde a un estado excitado ya que el electrón que se encuentra en el orbital 3s
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíaydeberíaestaralojadoenunodelosorbitales2py
conelspinopuesto.
b)Falso.Laconfiguraciónelectrónicapropuestaparaelátomodeoxígeno:
1s 
2s 

2p 

corresponde a un estado excitado ya que uno de los electrones que se encuentran en el
orbital2p o2p incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíaydeberíaestaralojadoenelorbital
1s.
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c)Falso.Laconfiguraciónelectrónicapropuestaparaelátomodeoxígeno:
1s 
2s 
2p 


corresponde a un estado prohibido ya que uno de los electrones alojado en el orbital 2s
incumpleelPrincipiodeExclusióndePauliydeberíatenerelspinopuestoalotroelectróndel
orbital.
d)Verdadero.Laconfiguraciónelectrónicapropuestaparaelátomodeoxígeno:
1s 
2s 
2p



corresponde a un estado fundamental ya que todos los electrones cumplen los tres
principios.
11.9. Al hacer incidir una cierta radiación sobre átomos de un mismo elemento se observa un
espectro de emisión, entre cuyas líneas aparecen las correspondientes a las frecuencias
6,028·10 y2,098·10 .
Determine:
a)Lanaturalezadelosátomosirradiados.
b)Lafrecuenciadelaradiaciónincidente.
c)Eltamañodelosátomosexcitados.
(Datos.Ensuestadofundamental,elátomodehidrógenotieneunradiode0,529Å;1Å=10
m;1eV=1,6·10 J.SupongaaplicableelmodeloatómicodeBohr,secumpleE=‐13,2( /
eV)
)
(Murcia2001)
a)Laecuaciónparacalcularlaenergíacorrespondienteaunsaltoelectrónicoes:
ΔE=13,2Z
1
1
– n
n
siendoparaunespectrodeemisión,n =niveldellegadayn =niveldepartida.
Enelcasodelalíneaqueaparecea6,028·10 s
λ1 =
6,028·1015 s
3·108 m·s
:
109 nm
=498nm
1m
EsevalordelongituddeondaaparecedentrodelazonaVISdelEEM(400‐700nm),porloque
se trata de una línea que corresponde a un salto de un determinado nivel cuántico hasta el
niveln =2(seriedeBalmer).
Enelcasodelalíneaqueaparecea2,098·10 s
λ2 =
2,098·1015 s
3·108 m·s
:
109 nm
=1430nm
1m
Ese valor de longitud de onda aparece dentro de la zona IR del EEM, cerca de la región VIS
(>700nm),porloqueprobablementesetratadeunalíneaquecorrespondeaunsaltodeun
determinadonivelcuánticohastaelniveln1=3(seriedePaschen).
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Lasenergías,eneV,correspondientesadichasfrecuenciassecalculanmediantelaexpresión:
ΔE=h
donde,heslaconstantedePlanckylafrecuenciadelalínea.
ΔE= 6,626·10
J·s 6,028·1015 s
ΔE= 6,626·10
J·s 2,098·1015 s
1eV
1,602·10
J
1eV
1,602·10
J
=24,96eV
=8,69eV
Sustituyendoestosvaloresenlaecuacióndelaenergíacorrespondienteaunsaltoelectrónico,
sepuedeobtenerelvalordeZ,lanaturalezadelosátomosirradiados,yn ,niveldesdeelque
seproduceelsaltoelectrónicodelosátomosirradiados.
1
1
–
2
n
24,96=13,2Z

1
1
–
3
n
8,69=13,2Z
Z=3
n =5
loselectronessaltandesdeelnivelcuántico
=5
losátomosirradiadoscorrespondenalelementodeZ=3.
b) La radiación incidente debe proporcionar la energía para calcular realizar el salto
electrónico desdeel estado fundamental, n1 =1, hasta el estadoexcitado correspondiente al
nivelcuánticon2=5.
Se calcula previamente la energía del salto, que tendrá signo positivo ya que para excitar el
átomoéstedebeabsorberenergía:
ΔE=13,2 3
1
1
=114,05eV
–
1 5
ΔE=114,05eV
1,602·10
1eV
J
=1,825·10
J
Lafrecuenciaes:
ν=
1,825·10
6,626·10
J
J·s
=2,75·1016 Hz
c)Laecuaciónqueproporcionaeltamañodelosátomos(Å)enelmodelodeBohres:
r=0,529
n
Z
LosátomosexcitadosdelelementodeZ=3correspondenalvalorden=5:
r=0,529A
5 10 m
=4,41·10
3 1A
m
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11.10.Indicalaposibleexistenciadelosorbitales:
a)2f b)5g c)3p d)4d Justificalarespuesta.
e)3g 9
f)5f.
(C.Valenciana2002)
Losvaloresposiblesdelosnúmeroscuánticosson:
n=1,2,3,4,….,∞
0→orbitals
1→orbitalp
l=0,1,2,3,….(n1)l= 2→orbitald 3→orbitalf
4→orbitalg
m=0,±1,±2,±3,…±l
s=±½
a) Al orbital 2f le corresponden los números cuánticos n = 2 y l = 3. Este último valor es
imposibleyaquesin=2,losúnicosvaloresposiblesdelson0y1.Portanto,elorbital2fno
puedeexistir.
b)Alorbital5glecorrespondenlosnúmeroscuánticosn=5yl=4.Valoresquesoncorrectos.
Portanto,elorbital5gsípuedeexistir.
c)Alorbital3plecorrespondenlosnúmeroscuánticosn=3yl=1.Valoresquesoncorrectos.
Portanto,elorbital3psípuedeexistir.
d)Alorbital4dlecorrespondenlosnúmeroscuánticosn=4yl=2.Valoresquesoncorrectos.
Portanto,elorbital4dsípuedeexistir.
e) Al orbital 3g le corresponden los números cuánticos n = 3 y l = 4. Este último valor es
imposibleyaquesin=3,losúnicosvaloresposiblesdelson0,1y2.Portanto,elorbital3g
nopuedeexistir.
f)Alorbital5flecorrespondenlosnúmeroscuánticosn=5yl=3.Valoresquesoncorrectos.
Portanto,elorbital5fsípuedeexistir.
11.11. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas, justifica cuáles son aceptables como
configuración electrónica en el estado fundamental, cuáles lo son como configuración
electrónicaexcitadaycuálessonprohibidas.
a)1 2 2 3 3 b)1 2 3 c)1 2 2 2 d)7 e)1 2 2 3 (C.Valenciana2003)
a)Laconfiguraciónelectrónica
porloquecorrespondeaunestadofundamental.
cumpleelPrincipiodeMínimaEnergía
b)Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíayaque
antesdecomenzarallenarseelsubnivel3ddebíahaberseocupadoelsubnivel2pporloque
correspondeaunestadoexcitado.
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c)Laconfiguraciónelectrónica
noexisteelsubnivel2d.
10
correspondeaunestadoprohibido,yaque
d)Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíayaqueantesde
comenzar a llenarse el subnivel 7d debía haberse llenado el subnivel 1s por lo que
correspondeaunestadoexcitado.
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíaya
e)Laconfiguraciónelectrónica
queantesdecomenzarallenarseelsubnivel3pdebíahaberseocupadoelsubnivel3sporlo
quecorrespondeaunestadoexcitado.
11.12.Completelasiguientetabla:
Símbolo
Protones
208
82Pb
Au
31
52
Neutrones
Electrones
38
75
117
54
Carga
0
+3
‐1
(Murcia2004)
Recordandoque:
Z=nºatómico=nºdeprotones=nºdeelectrones(átomoneutro)
A=nºmásico=nºdeprotones+nºdeneutrones
EnelcasodelPb:
SiZ=82ylacargaes0,elátomotiene82protonesy82electrones.
SiA=208yelátomotiene82protones,tiene(208–82)=126neutrones.
Enelcasodelelementocon31protones:
Z=31ylacargaes+3,elátomotiene31protonesy(31–3)=28electrones.
Sitiene31protonesy38neutrones,A=(31+38)=69.
Si Z = 31, su estructura electrónica abreviada es [Ar] 3d 4s 4p . La suma de los
superíndicesindicaquepertenecealgrupo13yelvalorden=4al4°periodo:
B(n=2),Al(n=3),Ga(n=4),In(n=5),Tl(n=6)
SetratadelelementoGa(galio).
Enelcasodelelementocon52protones:
Z=52y54electrones,lacargaes(52–54)=‐2.
Sitiene52protonesy75neutrones,A=(52+75)=127.
Si Z = 52, su estructura electrónica abreviada es [Kr] 4d 5s 5p . La suma de los
superíndicesindicaquepertenecealgrupo14yelvalorden=5al5°periodo:
C(n=2),Si(n=3),Ge(n=4),Sn(n=5),Pb(n=6)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
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SetratadelelementoSn(estaño).
EnelcasodelAu:
Suestructuraelectrónicaes[Xe]4f 6s 5d ,esteelementotiene54(ZdelXe)+1+14+10
=79protones.
SiZ=79ylacargaes‐1,elátomotiene(79+1)=80electrones.
Sitiene79protonesy117neutrones,A=(79+117)=196.
Latablacompletaes:
Símbolo
208
82Pb
69
31
127
52
196
79
Protones
Neutrones
Electrones
Carga
82
126
82
0
31
38
28
+3
52
75
54
‐2
79
117
80
‐1
11.13.Calculalalongituddeonda,lafrecuenciaylaenergíadelaradiaciónqueseemitecuando
un electrón del átomo de hidrógeno salta del nivel n = 3 al n = 1. ¿A qué línea del espectro
corresponde?
Silaenergíadelelectrónensuestadofundamentalesde13,6eV,calculalaenergíadelelectrón
enelniveln=3.
(Datos.RH=109677cm–1,h=6,626·10
J·s,1eV=1,602·10
J;c=3·108m·
)
(C.Valenciana2005)
Lalongituddeondadelaradiaciónasociadaaunsaltoelectrónicosecalculapormediodela
expresión:
1
1
1
=RH 2  2 λ
n1 n1
sustituyendo:
1
=109677cm
λ
1
1
 2 =97491cm 1 3
dedonde:
λ=
1
97491cm
=1,026·10 cm
1m 10 nm
=102,6nm
10 cm 1m
Larelaciónentrefrecuenciaylongituddeondavienedadaporlaexpresión:
c=λ·ν
sustituyendo:
ν=
3·108 m·s1
102 cm
=2,92·1015 s1 1,026·105 cm 1m
Laenergíadelaradiaciónemitidaes:
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∆E=h·ν∆E= 6,626·10
J·s 2,92·1015 s
1eV
1,602·10
J
12
=12,1eV
Por tratarse de un espectro de emisión, la energía es desprendida y el signo es negativo,
ΔE=‐12,1eV.
SetratadeunalíneadelaseriedeLyman(n =1)queaparecea102,6nm.
Silaenergíadeunelectrónenelestadofundamentales13,6eV,laenergíaqueposeeenun
determinadonivelcuánticosecalculamediantelaexpresión:
E=
‐13,6
(eV)
n
Elvalordelaenergíaenelnivel3es:
E=
‐13,6eV
32
=‐1,511eV
11.14. En los siguientes párrafos modifica, de aquello que no está subrayado, lo que sea
incorrecto:
a)Paraunfotónlarelaciónentrelafrecuencia(ν)ylalongituddeonda(λ)esν=1/λ.
b) Los fotones de luz ultravioleta de λ = 300 nm poseen menor energía que los de radiación
infrarrojadeλ=1000nm.
c)Enunátomohidrogenoidelaenergíadelosorbitales3desmayorqueladelorbital3s.
d)Siunelectróntienelosnúmeroscuánticosn=6,l=4,m=‐3,s=+½elorbitalqueocupaesel
6f.
e) La serie de líneas de Balmer del átomo de hidrógeno corresponde a las transiciones desde
n=3,4,5,6,…hastan=1(n=nºcuánticoprincipal).
f)Enelátomodehidrógenolatransición3d3psologeneraunalíneaespectralenelespectro
deemisióndelhidrógeno
(C.Valenciana2005)(C.Valenciana2011)
a)Larelaciónentrelafrecuenciaylalongituddeondavienedadaporlaexpresión:
c=λ·ν
b)Laenergíadeunfotónsecalculamediantelaexpresión:
E=
hc
λ
Comoseobserva,laenergíaesinversamenteproporcionalalvalordelalongituddeonda,λ.
Portanto,losfotonesdeluzUVdeλ=300nmposeenmayorenergíaquelosradiaciónIRde
λ=1000nm.
c)DeacuerdoconeldiagramadeenergíadeorbitalesMoeller,losorbitales3dtienenmayor
energíaquelosorbitales3s.
d)Unelectrónqueseencuentraenunorbital6ftienelossiguientesvaloresparalosnúmeros
cuánticos:
n=6
l=3 m=0,±1,±2,±3
s=±½
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
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e)LaseriedelíneasdeBalmerdelátomodehidrógenocorrespondealastransicionesdesde
n=3,4,5,6,…hastan=2(n=nºcuánticoprincipal).
f) Un electrón que se encuentra en el orbital 3d solo genera una línea en el espectro de
emisióncuandocaealorbital3p.
(Enlacuestiónpropuestaen2011sereemplazalaopciónc)porlaf),enlad)secambianlos
númeroscuánticosyelorbital6fpor7d).
11.15.Completalatablasiguiente:
Z
Elemento
Símbolo
Grupo
Periodo
28
33
53
79
Ni
As
I
Au
Configuración
Electrónica
Au
Nºelectrones
desapareados
I
Au
(C.Valenciana2005)
 El elemento cuyo símbolo es Ni y número atómico es 28 es el níquel cuya configuración
. La suma de los superíndices indica que pertenece al
electrónica abreviada es [Ar]
grupo10yelvalorden=4indicaqueperteneceal4ºperiodo.
LaconfiguraciónelectrónicadelionNi es[Ar]
ya quepierdedoselectronesexternos
delorbital4s.Ladistribucióndeloselectronesenlosorbitales3des:

3d




Comoseobserva,presentadoselectronesdesapareados.
ElelementocuyosímboloesAsynúmeroatómicoes33eselarsénicocuyaconfiguración
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
electrónicaabreviadaes[Ar]
algrupo15yelvalorden=4indicaqueperteneceal4ºperiodo.
LaconfiguraciónelectrónicadelionAs es[Ar]
yaqueganatreselectronesen
sucapamásexterna.Ladistribucióndeloselectronesenlosorbitales4sy4pes:
4s


4p


Comoseobserva,notieneelectronesdesapareados.
 El elemento cuyo símbolo es I y número atómico es 53 es el iodo cuya configuración
electrónicaabreviadaes[Kr]
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
algrupo17yelvalorden=5indicaqueperteneceal5ºperiodo.
Ladistribucióndeloselectronesenlosorbitales5sy5pes:
5s


5p

Comoseobserva,presentaunelectróndesapareado.

ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
LaconfiguraciónelectrónicadelionI es[Kr]
másexterna.
14
yaquegana1electrónensucapa
 El elemento cuyo símbolo es Au y número atómico es 79 es el oro cuya configuración
.Lasumadelossuperíndicesdelosorbitalessyd
electrónicaabreviadaes[Xe]
indicaquepertenecealgrupo11yelvalorden=6indicaqueperteneceal6ºperiodo.
Ladistribucióndeloselectronesenlosorbitales6sy5des:
6s



5d



Comoseobserva,presentaunelectróndesapareado.
11.16.ElátomodeazufretieneunvalordeZ=16.Indicacuálessuconfiguraciónelectrónicay
escribe la serie completa de los cuatro números cuánticos para los cuatro electrones que se
encuentranenelorbital3p.
(Canarias2006)
Laestructuraelectrónicaabreviadadel Ses[Ne]
.
Losvaloresdelosnúmeroscuánticosn,l,mysdeloscuatroelectronessituadosenelorbital
3psonlossiguientes:
n=3(portratarsedeunorbitaldel3erniveldeenergía)
l=1(portratarsedeunorbitalp)
m=0, +1,‐1(porlaexistenciade3orbitalesp,yaqueelsubnivelpestátriplemente
degenerado)
s=+½(paratreselectrones)y‐½(paraelcuartoelectróndelsubnivel)
11.17. Dados los siguientes conjuntos de números cuánticos (n, l, ), justifica si son o no
correctos:
a)(2,1,0)
b)(2,2,‐1) c)(2,1,2)
d)(0,0,0) e)(5,4,5)
(PreselecciónC.Valenciana2006)
Losvaloresposiblesdelosnúmeroscuánticosson:
n=1,2,3,4,….,∞
0→orbitals
1→orbitalp
l=0,1,2,3,….(n1)l= 2→orbitald 3→orbitalf
4→orbitalg
m =0,±1,±2,±3,…±l
a) El conjunto de números cuánticos (2, 1, 0) es correcto ya que no presenta ninguna
discrepanciaenlosvaloresdelosmismosycorrespondeaunorbital2p.
b)Elconjuntodenúmeroscuánticos(2,2,‐1)esincorrectoyaquesielnúmerocuánticon=
2,elnúmerocuánticolsólopuedevaler0ó1.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
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c)Elconjuntodenúmeroscuánticos(2,1,2)esincorrectoyaquesielnúmerocuánticol=1,
elnúmerocuánticom solopuedevaler‐1,0ó+1.
d)Elconjuntodenúmeroscuánticos(0,0,0)esincorrectoyaqueelnúmerocuánticondebe
valerporlomenos1.
e)Elconjuntodenúmeroscuánticos(5,4,5)esincorrectoyaquesielnúmerocuánticol=4,
elnúmerocuánticom solopuedevaler‐4,‐3,‐2,‐1,0,+1,+2,+3ó+4.
11.18. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas, justifica cuáles son aceptables como
configuraciones electrónicas en el estado fundamental de algún elemento, cuáles los son como
configuracioneselectrónicasexcitadasycuálessoninaceptables:
a)1 2 2 5 b)1 2 2 2 c)2 d)1 2 2 3 e)5 (PreselecciónC.Valenciana2006)
a)Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíaya
queantesdecomenzarallenarseelsubnivel5gdebíahaberseocupadoelsubnivel3sporlo
quecorrespondeaunestadoexcitado.
b) La configuración electrónica
quenoexisteelsubnivel2d.
corresponde a un estado inaceptable, ya
c)Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíayaqueantesde
comenzar a llenarse el subnivel 2s debía haberse ocupado el subnivel 1s por lo que
correspondeaunestadoexcitado.
d) La configuración electrónica
corresponde a un estado inaceptable, ya
queenelsubnivel2pcabencomomáximoseiselectrones.
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíayaqueantesde
e)Laconfiguraciónelectrónica
comenzar a llenarse el subnivel 5g debía haberse ocupado el subnivel 1s por lo que
correspondeaunestadoexcitado.
11.19. De los siguientes conjuntos de números cuánticos (n, l, , ), identifica los que están
prohibidosenunátomoyjustificasucintamenteporquénosonválidos.
a)(4,2,‐1,+½)
b)(5,0,‐1,+½)
c)(2,2,‐1,+½)
d)(4,4,‐1,+½)
e)(6,0,0,+½)
(PreselecciónC.Valenciana2007)
Losvaloresposiblesdelosnúmeroscuánticosson:
n=1,2,3,4,….,∞
0→orbitals
1→orbitalp
l=0,1,2,3,….(n1)l= 2→orbitald 3→orbitalf
4→orbitalg
m =0,±1,±2,±3,…±l
m =±½
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
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a) El conjunto de números cuánticos (4, 2, ‐1, +½) es correcto ya que no presenta ninguna
discrepanciaenlosvaloresdelosmismosycorrespondeaunelectrónenunorbital4d.
b)Elconjuntodenúmeroscuánticos(5,0,‐1,+½)esprohibidoyaquesielnúmerocuántico
l=0,elnúmerocuánticomlsólopuedevaler0.
c)Elconjuntodenúmeroscuánticos(2,2,‐1,+½)esprohibidoyaquesielnúmerocuántico
n=2,elnúmerocuánticolsólopuedevaler0ó1.
d)Elconjuntodenúmeroscuánticos(4,4,‐1,+½)esprohibidoyaquesielnúmerocuántico
n=4,elnúmerocuánticolsólopuedevaler0,1,2ó3.
e) El conjunto de números cuánticos (6, 0, 0, +½) es correcto ya que no presenta ninguna
discrepanciaenlosvaloresdelosmismosycorrespondeaunelectrónenunorbital6s.
11.20. ¿Qué elementos presentan las siguientes configuraciones electrónicas del estado
fundamental?SeñalaaquégrupodelaTablaPeriódicapertenececadaelemento.
a)[Kr]4 5 5 b)[He]2 2 c)[Ar]3 4 4 d)[Xe]6 (PreselecciónC.Valenciana2007)
a)Elelementocuyaconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[Kr]
.Lasumadelos
superíndicesindicaquepertenecealgrupo16yelvalorden=5indicaqueperteneceal5º
periodoqueestáintegradoporloselementos:
Oxígeno
(n=2)
Azufre
(n=3)
Selenio
(n=4)
Telurio
(n=5)
Polonio
(n=6)
b) El elemento cuya configuración electrónica abreviada es [He]
. La suma de los
superíndicesindicaquepertenecealgrupo14yelvalorden=2indicaqueperteneceal2º
periodo(notieneelectronesd)queestáintegradoporloselementos:
Carbono
(n=2)
Silicio
(n=3)
Germanio
(n=4)
Estaño
(n=5)
Plomo
(n=6)
c)Elelementocuyaconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[Ar]
.Lasumadelos
superíndicesindicaquepertenecealgrupo13yelvalorden=4indicaqueperteneceal4º
periododelsistemaperiódicoqueestáintegradoporloselementos:
Boro
(n=2)
Aluminio
(n=3)
Galio
(n=4)
Indio
(n=5)
Talio
(n=6)
d) El elemento cuya configuración electrónica abreviada es [Xe] 6s2. La suma de los
superíndices indica que pertenece algrupo 2 y el valor de n = 6 indica que pertenece al 6º
periodoqueestáintegradoporloselementos:
Berilio
(n=2)
Magnesio
(n=3)
Calcio
(n=4)
Estroncio
(n=5)
Bario
(n=6)
Radio
(n=7)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
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11.21. Determina si cada una de las siguientes configuraciones electrónicas representa el
estadofundamentalounestadoexcitadodelátomodado.
1s
2s
2p
C



N





Be



O





(PreselecciónC.Valenciana2007)
Para que un átomo se encuentre en un estado fundamental debe cumplir los principios del
proceso“aufbau”:
‐ Principio de Mínima Energía: “los electrones van ocupando los orbitales según energías
crecientes”.
‐ Principio de Máxima Multiplicidad de Hund “en los orbitales de idéntica energía
(degenerados), los electrones se encuentran lo más separados posible, desapareados y con los
spinesparalelos”.
‐ Principio de Exclusión de Pauli: “dentro de un orbital se pueden alojar, como máximo, dos
electronesconsusspinesantiparalelos”.
Laconfiguraciónelectrónicapropuestaparaelátomodecarbono:
1s

2s


2p
correspondeaunestadoexcitadoyaqueloselectronesdeunodelosorbitales2pdeberían
estardesapareadosyconlosspinesparalelosporloqueseincumpleelPrincipiodeMáxima
MultiplicidaddeHund.
Laconfiguraciónelectrónicapropuestaparaelátomodenitrógeno:
1s

2s


2p


correspondeaunestadoexcitadoyaqueunodeloselectronesdelosorbitales2pnotieneel
mismo spin que los otros por lo que se incumple el Principio de Máxima Multiplicidad de
Hund.
Laconfiguraciónelectrónicapropuestaparaelátomodeberilio:
1s

2s


2p
correspondeaunestadoexcitadoyaqueelelectrónqueocupaelorbital2pdeberíaocuparel
2sporloqueseincumpleelPrincipiodeMínimaEnergía.
Laconfiguraciónelectrónicapropuestaparaelátomodeoxígeno:
1s

2s


2p


ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
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corresponde a un estado fundamental ya que todos los electrones cumplen los tres
principios.
11.22.Completalatablasiguiente:
Z
Elemento
Símbolo
Grupo
Bloque
29
80
17
23
Cu
Hg
Cl
V
Configuración
Electrónica
Cu
Nºelectrones
desapareados
Cl
V
(C.Valenciana2007)
 El elemento cuyo símbolo es Cu y número atómico 29 es el cobre cuya configuración
.Lasumadelossuperíndicesindicaqueperteneceal
electrónicaabreviadaes[Ar]
grupo11yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodo.Elquetengaelectronesd,que
pertenecealbloquedelosmetalesdetransición.
ya que pierde dos electrones de los
La configuración electrónica del ion Cu es [Ar]
orbitales 4s y 3d. De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la
distribucióndeloselectronesenlosorbitales3des:

3d




Comoseobserva,elionCu presentaunelectróndesapareado.
 El elemento cuyo símbolo es Hg y número atómico 80 es el mercurio cuya configuración
.Lasumadelossuperíndicesdelosorbitaless,p
electrónicaabreviadaes[Xe]
ydindicaquepertenecealgrupo12yelvalorden=6queesunelementodel6ºperiodo.El
quetengaelectronesd,quepertenecebloquedelosmetalesdetransición.
yaquepierdedoselectronesdel
LaconfiguraciónelectrónicadelionHg es[Xe]
orbital más externo (6s). De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la
distribucióndeloselectronesenlosorbitales5des:

Comoseobserva,elionHg
5d




notieneelectronesdesapareados.
 El elemento cuyo símbolo es Cl y número atómico 17 es el cloro cuya configuración
electrónica abreviada es [Ne]
. La suma de los superíndices indica que pertenece al
grupo17(esteperiodonotieneelectronesd)yelvalorden=3queesunelementodel3er
periodo.Elquetengaelectronesp,quepertenecealbloquedelosnometales.Deacuerdocon
elPrincipiodeMáximaMultiplicidaddeHund,ladistribucióndeloselectronesenlosorbitales
3sy3pes:
3s


3p


Comoseobserva,elátomodeclorotieneunelectróndesapareado.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
LaconfiguraciónelectrónicadelionCl es[Ne]
másexterna.
19
yaqueganaunelectrónensucapa
 El elemento cuyo símbolo es V y número atómico 23 es el vanadio cuya configuración
. La suma de los superíndices indica que pertenece al
electrónica abreviada es [Ar]
grupo5yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodoyelquetengaelectronesd,que
pertenecealbloquedelosmetalesdetransición.
yaquepierdedoselectronesdelorbital
LaconfiguraciónelectrónicadelionV es[Ar]
más externo (4s). De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la
distribucióndeloselectronesenlosorbitales3des:

Comoseobserva,elionV

3d

tienetreselectronesdesapareados.
11.23. Explica cuántas líneas espectrales cabe esperar en el espectro de emisión del átomo de
hidrógeno considerando todas las transiciones posibles de los cuatro primeros niveles
energéticosdedichoátomo.
(PreselecciónC.Valenciana2008)
Elnúmerodelíneasespectralescoincideconelnúmerodesaltoselectrónicosquesepueden
realizar:
Desdeelniveln=4esposiblerealizartressaltoshastalosnivelesn=3,2y1.
Desdeelniveln=3esposiblerealizardossaltoshastalosnivelesn=2y1.
Desdeelniveln=2sóloesposiblerealizarunsaltohastaelniveln=1.
Eltotaldesaltosydelíneasespectralesposiblesesseis.
11.24. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas, explica cuáles son aceptables como
configuracionesdelestadofundamentaldealgúnelemento,cuáleslosoncomoconfiguraciones
electrónicasexcitadasycuálessoninaceptables:
a)1 2 2 2 b)1 2 2 3 3 3 c)3 d)8 e)1 2 2 3 3 4 3 4 (PreselecciónC.Valenciana2008)
a) La configuración electrónica
corresponde a un estado inaceptable, ya
queelsubnivel2dnoexiste.Además,losdoselectronessituadosendichosubniveldeberían
estarenelsubnivel2p.
incumple el Principio de Mínima
b) La configuración electrónica
Energía ya que antes de comenzar a llenarse el subnivel 3d debería haberse ocupado el
subnivel4sporloquecorrespondeaunestadoexcitado.
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíayaqueantesde
c)Laconfiguraciónelectrónica
comenzar a llenarse el subnivel 3s debía haberse ocupado el subnivel 1s por lo que
correspondeaunestadoexcitado.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
20
d)Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíayaqueantesde
comenzar a llenarse el subnivel 8g debía haberse ocupado el subnivel 1s por lo que
correspondeaunestadoexcitado.
e) La configuración electrónica
cumple todos los
principiosdelproceso“aufbau”porloquecorrespondeaunestadofundamental.
11.25.Completalatablasiguiente:
NºAtómico Símbolo Elemento
31
Ga
35
Br
52
Te
82
Pb
Configuraciónelectrónicadelaespecie
Pb
(PreselecciónC.Valenciana2008)
 El elemento cuyo símbolo es Ga y número atómico 31 es el galio cuya configuración
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
electrónicaabreviadaes[Ar]
algrupo13yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodo.
LaconfiguraciónelectrónicadelionGa es[Ar]
unodelorbital4pydosdelorbital4s.
yaquepierdetreselectronesexternos,
 El elemento cuyo símbolo es Br y número atómico 35 es el bromo cuya configuración
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
electrónicaabreviadaes[Ar]
algrupo17yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodo.
La configuración electrónica del ion Br es [Ar]
completaelorbital4p.
ya que gana un electrón y
 El elemento cuyo símbolo es Te y número atómico 52 es el telurio (teluro) cuya
,lasumadelossuperíndicesindica
configuraciónelectrónicaabreviadaes[Kr]
quepertenecealgrupo16yelvalorden=5queesunelementodel5ºperiodo.
LaconfiguraciónelectrónicadelionTe es[Kr]
completaelorbital5p.
yaqueganadoselectronesy
 El elemento cuyo símbolo es Pb y número atómico 82 es el plomo cuya configuración
,lasumadelossuperíndicesdelosorbitales
electrónicaabreviadaes[Xe]
s,pydindicaquepertenecealgrupo14yelvalorden=6queesunelementodel6ºperiodo.
11.26. Explica cuántas líneas espectrales cabe esperar en el espectro de emisión del átomo de
hidrógenoconsiderandotodaslastransicionesposiblesdeloscincoprimerosnivelesenergéticos
dedichoátomo.
(PreselecciónC.Valenciana2009)
Elnúmerodelíneasespectralescoincideconelnúmerodesaltoselectrónicosquesepueden
realizar:
Desdeelniveln=5esposiblerealizarcuatrosaltoshastalosnivelesn=4,3,2y1.
Desdeelniveln=4esposiblerealizartressaltoshastalosnivelesn=3,2y1.
Desdeelniveln=3esposiblerealizardossaltoshastalosnivelesn=2y1.
Desdeelniveln=2sóloesposiblerealizarunsaltohastaelniveln=1.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
21
Eltotaldesaltosydelíneasespectralesposiblesesdiez.
11.27. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas, explica cuáles son aceptables como
configuraciones electrónicas en el estado fundamental de algún elemento, cuáles los son como
configuracioneselectrónicasexcitadasycuálessoninaceptables:
a)1 2 2 4 b)1 2 2 3 3 3 3 c)3 d)1 2 2 5 e)1 2 2 3 3 3 4 f)1 2 2 3 g)1 2 2 3 3 4 3 h)1 2 2 3 3 3 4 i)3 (PreselecciónC.Valenciana2009)(C.Valenciana2009)(PreselecciónC.Valenciana2010)
a)Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíaya
queantesdecomenzarallenarseelsubnivel4sdebíahaberseocupadoelsubnivel3sporlo
quecorrespondeaunestadoexcitado.
b) La configuración electrónica
inaceptable,yaquenoexisteelsubnivel3f.
corresponde a un estado
c)Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíayaqueantesde
comenzar a llenarse el subnivel 3d debía haberse ocupado el subnivel 1s por lo que
correspondeaunestadoexcitado.
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíaya
d)Laconfiguraciónelectrónica
queantesdecomenzarallenarseelsubnivel5gdebíahaberseocupadoelsubnivel3sporlo
quecorrespondeaunestadoexcitado.
corresponde a un estado
e) La configuración electrónica
inaceptable,yaqueenelsubnivel4scabencomomáximodoselectrones.
f)Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínimaEnergíaya
queantesdecomenzarallenarseelsubnivel3sdebíahabersecompletadoelsubnivel2ppor
loquecorrespondeaunestadoexcitado.
g) La configuración electrónica
corresponde a un estado
inaceptable,yaqueenelsubnivel3dcabencomomáximodiezelectrones.
corresponde a un estado
h) La configuración electrónica
inaceptable,yaqueenelsubnivel3dcabencomomáximodiezelectrones.
i)Laconfiguraciónelectrónica
subnivel3f.
correspondeaunestadoinaceptable,yaquenoexisteel
(LosapartadosheisoloaparecenenelexamendeC.Valenciana2009)
11.28.Completalatablasiguiente:
NºAtómico Símbolo Elemento
34
Se
51
Sb
81
Tl
88
Ra
Configuración electrónica delaespecie
Sb
Ra
(PreselecciónC.Valenciana2009)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
22
 El elemento cuyo símbolo es Se y número atómico 34 es el selenio cuya configuración
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
electrónicaabreviadaes[Ar]
algrupo16yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodo.
LaconfiguraciónelectrónicadelionSe es[Ar]
completaelorbital4p.
yaquecaptadoselectronesy
El elemento cuyo símbolo es Sb y númeroatómico51es elantimonio cuya configuración
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
electrónicaabreviadaes[Kr]
algrupo15yelvalorden=5queesunelementodel5ºperiodo.
 El elemento cuyo símbolo es Tl y número atómico 81 es el talio cuya configuración
, la suma de los superíndices indica que
electrónica abreviada es [Xe]
pertenecealgrupo13yelvalorden=6queesunelementodel6ºperiodo.
La configuración electrónica del ion Tl es [Xe]
orbital6p.
ya que cede un electrón del
 El elemento cuyo símbolo es Ra y número atómico 88 es el radio cuya configuración
,lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo
electrónicaabreviadaes[Rn]
2yelvalorden=7queesunelementodel7ºperiodo.
11.29.Delossiguientesconjuntosdenúmeroscuánticos,indicacuálessonposiblesycuálesno,
justificandolarespuesta:
a)2,1,‐1,½ b)7,3,1,‐½ c)6,4,‐4,‐½ d)3,3,0,½ e)0,0,0,½
(C.Valenciana2009)
Losvaloresposiblesdelosnúmeroscuánticosson:
n=1,2,3,4,….,∞
0→orbitals
1→orbitalp
l=0,1,2,3,….(n1)l= 2→orbitald 3→orbitalf
4→orbitalg
m =0,±1,±2,±3,…±l
m =±½
a) El conjunto de números cuánticos (2, 1, ‐1, ½) para un electrón es posible ya que no
presenta ninguna discrepancia en los valores de los mismos y corresponde a un electrón
situadoenunorbital2p.
b) El conjunto de números cuánticos (7, 3, 1, ‐½) para un electrón es posible ya que no
presenta ninguna discrepancia en los valores de los mismos y corresponde a un electrón
situadoenunorbital7f.
c) El conjunto de números cuánticos (6, 4, ‐4, ‐½) para un electrón es posible ya que no
presenta ninguna discrepancia en los valores de los mismos y corresponde a un electrón
situadoenunorbital6g.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
23
d) El conjuntodenúmeros cuánticos (3,3, 0,½)paraunelectrón esimposible yaque siel
númerocuánticon=3,elnúmerocuánticolsólopuedevaler0,1ó2.
e) El conjunto de números cuánticos (0, 0, 0, ½) para un electrón es imposible ya que el
númerocuánticonnopuedevaler0.
11.30.Completalatablasiguiente:
Configuración Nºelectrones
Z
Elemento
Símbolo
Electrónica desapareados
25
Mn
42
Mo
52
Te
78
Pt
Grupo
Bloque
(C.Valenciana2009)
ElelementocuyosímboloesMnynúmeroatómico25eselmanganesocuyaconfiguración
electrónica abreviada es [Ar] 4s 3d . La suma de los superíndices indica que pertenece al
grupo7yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodo.Elquetengaelectronesd,que
pertenecealbloquedelosmetalesdetransición.
yaquepierdedoselectronesdelorbital
LaconfiguraciónelectrónicadelionMn es[Ar]
4s. De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la distribución de los
electronesenlosorbitales3des:

Comoseobserva,elionMn

3d



presentacincoelectronesdesapareados.
ElelementocuyosímboloesMoynúmeroatómico42eselmolibdenocuyaconfiguración
electrónica abreviada es [Kr] 5s 4d . La suma de los superíndices indica que pertenece al
grupo6yelvalorden=5queesunelementodel5ºperiodo.Elquetengaelectronesd,que
pertenecealbloquedelosmetalesdetransición.
yaquepierdecuatroelectronesdelos
LaconfiguraciónelectrónicadelionMo es[Kr]
orbital5sy4d.DeacuerdoconelPrincipiodeMáximaMultiplicidaddeHund,ladistribución
deloselectronesenlosorbitales4des:

Comoseobserva,elionMo

4d
presentadoselectronesdesapareados.
 El elemento cuyo símbolo es Te y número atómico 52 es el telurio cuya configuración
electrónicaabreviadaes[Kr]5s 4d 5p .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
algrupo16yelvalorden=5queesunelementodel5ºperiodo.Elquetengaelectronesp,
quepertenecealbloquedelosnometales,aunquesetratadeunmetaloide.
LaconfiguraciónelectrónicadelionTe es[Kr]
sucapamásexterna.
yaqueganadoselectronesen
De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la distribución de los
electronesenlosorbitales5sy5pes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
5s

5p


24

Comoseobserva,elionTe notieneelectronesdesapareados.
 El elemento cuyo símbolo es Pt y número atómico 78 es el platino cuya configuración
electrónicaabreviadaes[Xe]4f 6s 5d .Lasumadelossuperíndicesdelosorbitaless,py
dindicaquepertenecealgrupo10yelvalorden=6queesunelementodel6ºperiodo.El
quetengaelectronesd,quepertenecebloquedelosmetalesdetransición.
yaquepierdedoselectronesdelos
LaconfiguraciónelectrónicadelionPt es[Xe]
orbitales 6s y 5d. De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la
distribucióndeloselectronesenlosorbitales5des:

Comoseobserva,elionPt
5d




tienedoselectronesdesapareados.
11.31.Escribelasconfiguracioneselectrónicasdelassiguientesespecies:Cr,
(Dato.Z=24)
y
.
(C.Valenciana2009)
Laconfiguraciónelectrónicadelcromo(Z=24)deberíaser1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d o,
deformaabreviada,[Ar]4s 3d 4s

3d




Aunque si desaparea el electrón del orbital 4s y lo promociona al orbital 3d incumple el
Principio de Mínima Energía que dice que: “los electrones van ocupando los orbitales según
energías crecientes, pero de acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund que
diceque:“enlosorbitalesdeidénticaenergía(degenerados),loselectronesseencuentranlomás
separados posible, desapareados y con los espines paralelos”, se consigue una estructura
:
electrónicaconmásmultiplicidad(másestable)[Ar]
4s

3d





que presenta ambos orbitales 4s y 3d, semillenos, con 6 electrones desapareados, con más
multiplicidad,portanto,conmenosenergíayporellomásestable.
 Ion
. Si el cromo pierde dos electrones, uno del orbital 4s y otro del 3d, adquiere la
.
siguienteconfiguraciónelectrónica:[Ar]
 Ion
. Si el cromo pierde tres electrones, uno del orbital 4s y dos del 3d, adquiere la
.
siguienteconfiguraciónelectrónica:[Ar]
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
25
11.32. Se tienen los elementos
,
y un tercer elemento C del cual se sabe que tiene 10
electrones,7protonesy7neutrones.Sepide:
a)¿Cuálesdelastresespeciesindicadassonátomosneutros?
b) ¿Algunas de ellas representa un ion? En caso afirmativo indica cuál sería la carga y si esta
seríalamásestabledelelemento.
c)¿Cuálessonisótopos?¿Porqué?
(Canarias2010)
Enlaespecie 105A,10eselnúmeromásico,queindicaelnúmerodenucleones(protones+
neutrones) que existen en el núcleo de ese átomo, y 5 es el número atómico, que indica el
númerodeprotones.Portanto,estaespecieestáformadapor5protonesy5neutrones.
Enlaespecie 115B,11eselnúmeromásicoy5eselnúmeroatómico.Portanto,estaespecie
estáformadapor5protonesy6neutrones.
Como se deduce del símbolo A y B son átomos neutros, y además, son isótopos ya que
tienenelmismonúmeroatómicoydistintonúmeromásico.
LaespecieCserepresentacomo C ,setratadeunion.Laconfiguraciónelectrónicadel
átomo neutro es 1s 2s 2p . Si gana 3 electrones adquiere configuración electrónica, muy
estable,degasinerte,1s 2s 2p ,concarga‐3.
11.33.Completalasiguientetabla:
Nombre
Especiequímica nºprotones
35
cadmio
48
25
nºelectrones
nºneutrones
34
30
nºmásico
63
80
128
(PreselecciónC.Valenciana2010)
Recordandoque:
Z=nºatómico=nºdeprotones=nºdeelectrones(átomoneutro)
A=nºmásico=nºdeprotones+nºdeneutrones
EnelcasodelCu (cobre)
SiA=63ylaespecietiene34neutrones,posee(63–34)=29protones.
Sitiene29protonesylacargaes+2,laespecieposee(29–2)=27electrones.
EnelcasodelBr (bromo)
Siposee35protonesylacargaes‐1,laespecietiene(35+1)=36electrones.
SiA=80ylaespecietiene35protones,posee(80–35)=neutrones45.
Enelcasodelcadmio(Cd):
Sielátomotiene48protonesynoposeecargatambiénposee48electrones.
SiA=128ylaespecietiene48protones,posee(128–48)=neutrones80.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
EnelcasodelMn
26
(manganeso)
Sitiene25protonesylacargaes+2,laespecieposee(25–2)=23electrones.
Sitiene25protonesy23neutrones,A=(25+23)=48.
Latablacompletaes:
Nombre
Especiequímica
cobre
bromo
cadmio
Cd
manganeso
nºprotones
29
35
48
25
11.34.Completalatablasiguiente:
NºAtómico Símbolo Elemento
49
In
52
Te
56
Ba
83
Bi
nºelectrones
27
36
48
23
nºneutrones nºmásico
34
63
45
80
80
128
30
48
Configuraciónelectrónicadelaespecie
Ba
Bi
(PreselecciónC.Valenciana2010)
 El elemento cuyo símbolo es In y número atómico 49 es el indio cuya configuración
electrónicaabreviadaes[Kr]5s 4d 5p .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
algrupo13yelvalorden=5queesunelementodel5ºperiodo.
LaconfiguraciónelectrónicadelionIn es[Kr]
orbital5p.
yaquepierdeelelectrónexternodel
 El elemento cuyo símbolo es Te y número atómico 52 es el telurio cuya configuración
electrónicaabreviadaes[Kr]5s 4d 5p .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
algrupo16yelvalorden=5queesunelementodel5ºperiodo.
LaconfiguraciónelectrónicadelionTe es[Kr]
sucapamásexterna.
yaqueganadoselectronesen
 El elemento cuyo símbolo es Ba y número atómico 56 es el bario cuya configuración
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo
electrónicaabreviadaes[Xe]
2yelvalorden=6queesunelementodel6ºperiodo.
 El elemento cuyo símbolo es Bi y número atómico 83 es el bismuto cuya configuración
,lasumadelossuperíndicesdelosorbitales
electrónicaabreviadaes[Xe]
s,pydindicaquepertenecealgrupo15yelvalorden=6queesunelementodel6ºperiodo.
11.35.¿Cuálesdelassiguientesconfiguracioneselectrónicascorrespondientesaátomosneutros
enelestadofundamentalsonincorrectas?
a)1 2 3 3 b)1 2 2 3 3 4 3 c)1 2 2 3 3 d)1 2 2 3 3 e)1 2 2 2 3 3 (Galicia2011)
a)Incorrecta.Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipiodeMínima
Energíayaqueseocupanlossubniveles3sy3pantesqueel2p.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
27
b)Correcta.Laconfiguraciónelectrónica
incumpleelPrincipio
deMínimaEnergíaperosinembargopresentamayormultiplicidad.Setratadeunaexcepción
enlaconfiguraciónelectrónicadeloselementos.
c‐e)Incorrectas.Lasconfiguraciónelectrónica
y
nopuedenexistiryaqueensubnivel2pcabencomomáximoseiselectrones.
d)Correcta.Laconfiguraciónelectrónica
Energía.
cumpleelPrincipiodeMínima
11.36.Delassiguientescombinacionesdenúmeroscuánticos,justificacuálesnosoncorrectas.
a)3,1,1,0
b)1,1,0,+½ c)5,3,‐3,‐½ d)2,1,‐2,+½ e)4,3,3,0
f)5,0,1,+½
(PreselecciónC.Valenciana2011)
Losvaloresposiblesdelosnúmeroscuánticosson:
n=1,2,3,4,….,∞
0→orbitals
1→orbitalp
l=0,1,2,3,….(n1)l= 2→orbitald 3→orbitalf
4→orbitalg
m =0,±1,±2,±3,…±l
m =±½
a) La combinación de números cuánticos (3, 1, 1, 0) no es correcta ya que si el número
cuánticon=3,elnúmerocuánticolsolopuedevaler0,1,o2;yademáselnúmerocuántico
mssolopuedevalor±½.
b) La combinación de números cuánticos (1, 1, 0, ½) no es correcta ya que si el número
cuánticon=1,elnúmerocuánticolsólopuedevaler0.
c)Lacombinacióndenúmeroscuánticos(5,3,‐3,‐½)escorrectayaquenopresentaninguna
discrepanciaenlosvaloresdelosmismosycorrespondeaunelectrónenunorbital5f
d) La combinación de números cuánticos (2, 1, 2, +½) no es correcta ya que si el número
cuánticol=1,elnúmerocuánticomlsolopuedevaler‐1,0,+1.
e) La combinación de números cuánticos (4, 3, 3, 0) no es correcta ya que si el número
cuánticon=4,elnúmerocuánticolsolopuedevaler0,1,2o3;yademáselnúmerocuántico
mssolopuedevalor±½.
f) La combinación de números cuánticos (5, 0, 1, +½) no es correcta ya que si el número
cuánticol=0,elnúmerocuánticom solopuedevaler0.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
11.37.Completalatablasiguiente:
NºAtómico Símbolo Elemento
33
As
52
Te
81
Tl
82
Pb
28
Configuración electrónica delaespecie
Te
Tl
(PreselecciónC.Valenciana2011)
 El elemento cuyo símbolo es As y número atómico 33 es el arsénico cuya configuración
electrónicaabreviadaes[Ar]4s 3d 4p .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenece
algrupo15yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodo.
LaconfiguraciónelectrónicadelionAs
completaelorbital4p.
es[Ar]
yaqueganatreselectronesy
 El elemento cuyo símbolo es Te y número atómico 52 es el telurio (teluro) cuya
,lasumadelossuperíndicesindica
configuraciónelectrónicaabreviadaes[Kr]
quepertenecealgrupo16yelvalorden=5queesunelementodel5ºperiodo.
 El elemento cuyo símbolo es Tl y número atómico 81 es el talio cuya configuración
,lasumadelossuperíndicesdelosorbitales
electrónicaabreviadaes[Xe]
s,pydindicaquepertenecealgrupo13yelvalorden=6queesunelementodel6ºperiodo.
 El elemento cuyo símbolo es Pb y número atómico 82 es el plomo cuya configuración
electrónicaabreviadaes[Xe]4f 6s 5d 6p ,lasumadelossuperíndicesdelosorbitaless,
pydindicaquepertenecealgrupo14yelvalorden=6queesunelementodel6ºperiodo.
La configuración electrónica del ion Pb es [Xe]
electronesexternosdelorbital6p.
ya que pierde los dos
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
29
12.SISTEMAPERIÓDICO
12.1.Imagineunprocesoenelquelosátomosdelitio,Li,emitieranrayosα(partículasde
).
BasándosesolamenteenlaenergíadeloselectronesdescritaporelmodelodeBohr:
a) Juzgue si en dicho proceso se absorbe o se desprende energía y en qué medida (determínelo
cuantitativamente).
Dato:Laenergíacorrespondienteacadaunadelasórbitas(segúnelmodelodeBohr)vienedada
porlaexpresión:
E=‐13,6 / b) ¿Cómo sería la diferencia entre las energías de ionización del átomo de litio y de la especie
resultante?
c)Calculelarelaciónporcentualqueexistiríaentreeltamañodelaespecieresultanteyeltamaño
delátomodelitio.
(Murcia1999)
a)Elprocesopropuestoes:
Li H+α
Teniendoencuentaquelapartículaαseemiteyquelasestructuraselectrónicasson:
Li1s 2s ,luegoZ=3yn=2
H1s ,luegoZ=1yn=1
lavariacióndeenergíaasociadaalprocesoes:
ΔE=EH –ELi EH =‐13,6
12
=‐13,6eV
12
ΔE=‐13,6eV– ‐30,6eV =17eV
2
ELi =‐13,6
3
=‐30,6eV
22
Comoseobserva,ΔE>0,luegosetratadeunprocesoendotérmico.
b)Laenergíadeionizacióndeunátomo,I,correspondealsaltoelectrónicodesden =valor
delnúmerocuánticoprincipaldelelectróndiferenciadorhastan =.
I=E∞ –En
13,6
Z2
n2
Lasenergíasdeionizaciónysudiferenciason:
IH =13,6
12
=13,6eV
12
32
ILi =13,6 2 =30,6eV
2
ILi –IH =30,6eV–13,6eV=17eV
Valorquecoincideconlavariacióndeenergíaasociadaalprocesodelapartadoanterior.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
30
c)LaecuaciónqueproporcionaeltamañodelosátomosenelmodelodeBohres:
r=k
n2
Z
siendok unaconstante, Zel númeroatómicodelelementoy n elnúmero cuántico principal
delelectróndiferenciador.
LarelaciónentreeltamañodelátomodeHyeldeLies:
12
3
3
rH k 1
= 2 = rH = rLi rLi
4
4
2
k
3
12.2. Se dispone de 12,80 g de un óxido de hierro que por un proceso de reducción originan
7,66gdehierro.Elrendimientodeesteprocesohasidodel85,58%.
a)Determinelafórmuladelóxidodehierro.
b)Nombreelóxidoobtenidodedosformas(dosnomenclaturas).
c)Indiquelasvalenciasiónicasdelhierroydeloxígenoenesteóxido.
d)Escribalasconfiguracioneselectrónicasdelosionesresultantesdelapartadoc.
(Extremadura1999)
a)LamasadeFequesedeberíadehaberobtenidoteniendoencuentaelrendimientodadoes:
7,66gFe
100gFe teo
=8,95gFe
85,58gFe exp
LamasadeOquecontieneelóxidoes:
12,80gó xido–8,95gFe=3,85gO
Lafórmulaempíricadelóxidodehierroes:
3molO
3,85gO 1molO 55,8gFe
=
Fó rmulaempı́rica:
8,95gFe 16gO 1molFe 2molFe
b)ElnombrequecorrespondealcompuestoFe O es:
Nomenclaturasistemática:trióxidodedihierro
NomenclaturadeStock:óxidodehierro(III)
c) La valencia iónica de un elemento viene dada por el número de electrones que gana o
pierde para formar un ion estable. En este caso, al tratarse de hierro (III) quiere decir se
formaelcatiónFe ,porloqueátomodeFepierdetreselectronesylavalenciaiónicaes+3.
Como se tiene un óxido, se forma el anión O , el átomo de O gana dos electrones y la
valenciaiónicaes‐2.
d)LaestructuraelectrónicaabreviadadelO,elementodel2ºperiodoygrupo16delsistema
periódicoes[He]2s 2p .SielátomoOganadoselectronessetransformaenelionO2–,cuya
.
configuraciónelectrónicaes[He]
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
31
La estructura electrónica abreviada del Fe, elemento del 4º periodo y grupo 8 del sistema
periódicoes[Ar]4s 3d .SielátomoFepierdetreselectronessetransformaenelionFe ,
.
cuyaconfiguraciónelectrónicaes[Ar]
12.3.SifueseaplicableelmodeloatómicodeBohr,calculecuáldeberíaserlasegundaenergíade
ionizaciónparaellitio,deacuerdocondichomodelo.
(Dato:Laenergíadeionizacióndelhidrógenoes2,179·10 J)
(Murcia2000)
Laenergíadeionizacióndelhidrógenoes:
IH =2,179·10
6,022·1023 á tomos 1kJ
kJ
J
3 =1312
mol
á tomo
mol
10 J
Laexpresiónquepermitecalcularlaenergíadeionización(kJ·mol )deunelementoes:
IX
1312
Z2
n2
Lasegundaionizacióndellitiocorrespondealproceso:
Li (g)Li (g)+e LaestructuraelectrónicadelLi es1s ,porlotanto,n=1.
ComoelLi noesunátomohidrogenoideseránecesariocalcularsucarganuclearefectiva.Al
electrón1s sóloleapantallaelelectrón1s ,porloqueaplicandolasegundaregladeSlater
paraelcálculodeconstantesdeapantallamiento:
“Paracadaelectrónconnigualalelectrónapantalladolacontribuciónes0,35porcada
electrónapantallado,exceptoparael1squedichacontribuciónes0,31”.
Portanto,seobtienequelaconstantedeapantallamientoparaelLi es0,31.
La carga nuclear efectiva se obtiene restando a la carga nuclear la constante de
apantallamiento,enestecaso:
Zef=Zσ=3–0,31=2,69
Sustituyendolosvaloresobtenidosenlaexpresióndelaenergíadeionización:
I
=1312
2,692
12
=9494kJ·mol
Estevaloressuperioralencontradoenlabibliografíaparalasegundaenergíadeionización
del litio, 7297 kJ·mol , lo cual quiere decir que el modelo de Bohr no es aplicable en este
caso.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
32
12.4. La primera energía de ionización del Na es de 500 kJ/mol. Calcula la energía necesaria
paraextraerunelectrónaunátomodesodio.
(Dato.NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )
(C.Valenciana2001)
CambiandolasunidadesdeI:
I1 =500
kJ
1mol
103 J
J
=8,3·1019 23
mol 6,022·10 á tomo 1kJ
átomo
12.5.Ordena,dentrodecadapareja:
a)Laespeciedemayortamaño:
y ;
y ;NyO;SiyN;
y
.
b)Laespeciedemayorenergíadeionización:NayBe;MgyAl;AlyC;NyO;SyF.
(C.Valenciana2001)
a)Eltamañodeunaespecieaumentaalaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipalny
disminuyealaumentarnúmeroatómicoyconellosucarganuclearefectivaZef.
Z =Z–σ
Na –F
siendoσlaconstantedeapantallamiento.
 El elemento con símbolo Na es el sodio y pertenece al grupo 1 y periodo 3 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes11.LaconfiguraciónelectrónicadelionNa es[He]2s 2p yaquecedeunelectróndesucapamásexterna.
 El elemento con símbolo F es el flúor y pertenece al grupo 17 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes9.LaconfiguraciónelectrónicadelionF es
[He]2s 2p yaquecaptaunelectrónensucapamásexterna.
Se trata de especies isoelectrónicas, que tienen idéntica estructura electrónica, y por ello,
tienenlamismaconstantedeapantallamientoσ,sinembargo,lacarganuclearefectiva,Z es
mayorenelionsodioquetienemayornúmeroatómicoZ.
Ambos iones tienen el mismo valor de n = 2, sin embargo, como Z (Na ) > Z (F ), el
.
tamañodel esmayorqueeldel
Consultandolabibliografía,losvaloresdelradio(pm)son,F (133)>Na (99).
N
–F
ElelementoconsímboloNeselnitrógenoypertenecealgrupo15yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes7.LaconfiguraciónelectrónicadelionN es
[He]2s 2p yaquecaptatreselectronesensucapamásexterna.
 El elemento con símbolo F es el flúor y pertenece al grupo 17 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes9.LaconfiguraciónelectrónicadelionF es
[He]2s 2p yaquecaptaunelectrónensucapamásexterna.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
33
Se trata de especies isoelectrónicas, que tienen idéntica estructura electrónica, y por ello,
tienenlamismaconstantedeapantallamientoσ,sinembargo,lacarganuclearefectiva,Z es
mayorenelionfluoruroquetienemayornúmeroatómicoZ.
Ambos iones tienen el mismo valor de n = 2, sin embargo, como Z (F ) > Z (N
esmayorqueeldel .
tamañodel
Consultandolabibliografía,losvaloresdelradio(pm)son,N
), el
(171)>F (133).
N–O
ElelementoconsímboloNeselnitrógenoypertenecealgrupo15yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes7.
 El elemento con símbolo O es el oxígeno y pertenece al grupo 16 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes8.
Se trata de átomos que pertenecen al mismo periodo por lo que tienen el mismo valor de
n=2,sinembargo,comoZ (O)>Z (N),eltamañodelNesmayorqueeldelO.
Consultandolabibliografía,losvaloresdelradio(pm)son,N(75)>O(73).
Si–N
 El elemento con símbolo Si es el silicio y pertenece al grupo 14 y periodo 3 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes14.
ElelementoconsímboloNeselnitrógenoypertenecealgrupo15yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes7.
Setratadeátomosquepertenecenadiferenteperiodoporloqueelfactornesdeterminantea
lahoradedeterminareltamañodelátomo.Comon(Si)>n(N),eltamañodelSiesmayor
queeldelN.
Consultandolabibliografía,losvaloresdelradio(pm)son,Si(117)>N(75).
Fe –Fe3+
El elemento con símbolo Fe es el hierro y pertenece al grupo 8 y periodo 4 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ar] 4s 3d . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes26.
LaconfiguraciónelectrónicadelionFe es[Ar]3d yaquecededoselectronesdesuorbital
másexterno(4s).
LaconfiguraciónelectrónicadelionFe es[Ar]3d yaquecedetreselectrones,dosdesu
orbitalmásexterno(4s),yotrodelanterior(3d).
Como se observa, el factor n no es determinante a la hora de determinar el tamaño de la
especie, sin embargo, la carga nuclear efectiva, Z , es mayor para el ion Fe ya que su
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
34
constantedeapantallamientoσesmenor.Portanto,comoZ (Fe )<Z (Fe ),eltamaño
del
esmayorqueeldel
.
Consultandolabibliografía,losvaloresdelradio(pm)son,Fe
(77)>Fe (65).
b)Laenergíadeionizacióndeunaespeciequímicapuedecalcularsemediantelaexpresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ mol Z2ef

Zefeslacarganuclearefectiva n2
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva,Zef,secalculamediantelaexpresión:
Z =Z–σ
dondeσeslaconstantedeapantallamiento.Estaaumentaenunperiodoalaumentarelvalor
deZ,portanto,Z aumentaenunperiodoalaumentarelnúmerodeelectronesdevalencia.
Na–Be
 El elemento con símbolo Na es el sodio y pertenece al grupo 1 y periodo 3 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes11.
 El elemento con símbolo Be es el berilio y pertenece al grupo 2 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes4.
Elsodiotienen=3yelberilion=2.Además,Z (Be)>Z (Na),yaqueelprimerotienemás
electronesdevalencia(s )queelsegundo(s ).Portanto,teniendoencuentaambosfactores,
BetienemayorenergíadeionizaciónqueNa.
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ/mol)son,IBe(900)>INa(496).
Mg‐Al
ElelementoconsímboloMgeselmagnesioypertenecealgrupo2yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes12.
ElelementoconsímboloAleselaluminioypertenecealgrupo13yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes13.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=3,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización. Por otra parte, Z (Al) > Z (Mg), ya que el primero tiene más electrones de
valencia(s p )queelsegundo(s ).Portanto,teniendoencuentaambosfactores,laenergía
deionizacióndelAldeberíasermayorqueladelMg.Sinembargo,consultandolabibliografía,
los valores de I (kJ·mol ) son, IMg (738) > IAl (578). Esta anomalía se debe a que el único
electrónp delaluminioseencuentrabienprotegidoporloselectroness ylosinternos.Por
tanto, se necesita menos energía para arrancar ese electrón p que para quitar uno de los
electroness apareadosdelmismoniveldeenergía.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
35
Al–C
ElelementoconsímboloAleselaluminioypertenecealgrupo13yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes13.
 El elemento con símbolo C es el carbono y pertenece al grupo 14 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes6.
Elaluminiotienen=3yelcarbonon=2.Además,Z (C)>Z (Al),yaqueelprimerotiene
máselectronesdevalencia(s p )queelsegundo(s p ).Portanto,teniendoencuentaambos
factores,CtienemayorenergíadeionizaciónqueAl.
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol )son,IC(1087)>IAl(578).
N–O
ElelementoconsímboloNeselnitrógenoypertenecealgrupo15yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes7.
 El elemento con símbolo O es el oxígeno y pertenece al grupo 16 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes8.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=2,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización.Porotraparte,Z (O)>Z (N),yaqueelprimerotienemáselectronesdevalencia
(s p ) que el segundo (s p ). Por tanto, teniendo en cuenta ambos factores, la energía de
ionizacióndelOdeberíasermayorqueladelN.Sinembargo,consultandolabibliografía,los
valoresdeI(kJ·mol )son,IN(1402)>IO(1314).Estaanomalíasedebeaqueelnitrógeno,
de acuerdo con la regla de Hund, tiene los tres electrones p desapareados en orbitales
diferentes,mientrasqueeloxígenotienedoselectronesapareadosenunmismoorbitalplo
queprovocaqueexistarepulsiónelectrostáticaentreellosyfacilite,portanto,laeliminación
deesteúltimoelectrón.
2s

Nitrógeno
2p



2s

Oxígeno
2p



S–F
 El elemento con símbolo S es el azufre y pertenece al grupo 16 y periodo 3 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes16.
 El elemento con símbolo F es el flúor y pertenece al grupo 17 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes9.
El azufre tiene n = 3 y el flúor n = 2. Además, Z (F) > Z (S), ya que el primero tiene más
electrones de valencia (s p ) que el segundo (s p ). Por tanto, teniendo en cuenta ambos
factores,FtienemayorenergíadeionizaciónqueS.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
36
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol )son,IF(1681)>IS(1000).
12.6.Sabiendoquelaenergíadelelectróndelátomodelhidrógeno,ensuestadofundamental,es
‐13,6eV,calcule:
a)Laenergíadeionizacióndelos4primerosátomoshidrogenoidesensuestadonoexcitado.
b)¿Cuáldeestos4átomospuedetenerunelectrónconmayorvelocidad?Incluyalaposibilidad
decualquierestadodeexcitación.
c) Cada uno de estos átomos está caracterizado por un espectro de emisión en el cual existen
varias líneas comunes a todos ellos. De estas, ¿cuál es la energía correspondiente a la línea de
frecuenciamásalta?
SupongaaplicableelmodeloatómicodeBohracualquierátomohidrogenoide.
(Consideraremosátomoshidrogenoidesalosquedisponendeunelectrónyunciertonúmerode
protones).
(Dato.1eV=1,6·10
J)
(Murcia2002)
a) La ionización de un átomo hidrogenoide supone el salto electrónico desde n = 1 hasta
n =.Teniendoencuentaquelaenergíadeunelectrónenunnivelcuánticovienedadapor
laexpresión:
E=‐13,6
Z2
n2
Laenergíadeionización(eV)vendrádadaporlaexpresión:
I=E∞ –E1 =13,6
Z2
12
=13,6Z2 CambiandoaunidadesdelS.I.:
eV 1,602·10
IX =13,6Z
á tomo
1eV
2
J 6,022·1023 á tomos 1kJ
kJ
3 =1312Z2
1mol
mol
10 J
Lasenergíasdeionizacióndeloscuatroprimerosátomoshidrogenoidesserán:
I1 =1312·12 =
kJ·mol‐1 I2 =1312·22 =
I3 =1312·32 =
kJ·mol‐1 I4 =1312·42 =
kJ·mol‐1 kJ·mol‐1 b)EnelmodelodeBohrsecumpleque:
1 Ze2
mv 2
=
r
4πε0 r 2
mvr=n
h
2π
v=
Ze2 1
2hε0 n
Para los átomos hidrogenoides n = 1, y si se establece la comparación entre átomos
hidrogenoidesqueseencuentranenunestadoexcitadotalqueelvalordeneselmismopara
todosellos,lavelocidaddeunelectrónencualquieradeestosátomossólodependedelvalor
deZ.Porlotanto,semueveconmayorvelocidadelelectrónqueseencuentreenelátomo
hidrogenoideconmayorvalordeZ.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
37
c)Lafrecuenciamásaltacorrespondealsaltoelectrónicoentrelosnivelescuánticos =1
a = . La energía de ese salto electrónico coincide con la energía de ionización del
átomosegúnsehademostradoenelapartadoa).
12.7.Agrupalosionesconlamismaconfiguraciónelectrónica:
, ,
,
,
,
.
,
,
,
,
,
,
(C.Valenciana2002)
Lasconfiguracioneselectrónicasdelosionespropuestosson:
 El elemento cuyo símbolo es Li es el litio y pertenece al grupo 1 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s . La configuración
yaquecedeunelectróndesucapamásexterna.
electrónicadelion es
El elemento cuyo símbolo es Bes elboro ypertenece algrupo15yperiodo 2del sistema
periódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[He]2s 2p .Laconfiguración
es
yaquecedetreselectronesdesucapamásexterna.
electrónicadelion
ElelementocuyosímboloesCaeselcalcioypertenecealgrupo2yperiodo4delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ar] 4s . La configuración
es[Ne]
yaquecededoselectronesdesucapamásexterna.
electrónicadelion
 El elemento cuyo símbolo es Al es el aluminio y pertenece al grupo 13 y periodo 3 del
sistema periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . La
es[He]
yaquecedetreselectronesdesucapa
configuraciónelectrónicadelion
másexterna.
 El elemento cuyo símbolo es Mg es el magnesio y pertenece al grupo 2 y periodo 3 del
sistema periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . La
es[He]
yaquecededoselectronesdesucapa
configuraciónelectrónicadelion
másexterna.
ElelementocuyosímboloesSeselazufreypertenecealgrupo16yperiodo3delsistema
periódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[Ne]3s 3p .Laconfiguración
es[Ne]
yaquecaptadoselectronesensucapamásexterna.
electrónicadelion
 Elelemento cuyo símbolo es Fes el flúor yperteneceal grupo 17yperiodo 2del sistema
periódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[He]2s 2p .Laconfiguración
yaquecaptaunelectrónensucapamásexterna.
electrónicadelion es[He]
 El elemento cuyo símbolo es H es el hidrógeno y pertenece al grupo 1 y periodo 1 del
sistemaperiódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes1s .Laconfiguración
yaquecaptaunelectrónensucapamásexterna.
electrónicadelion es
ElelementocuyosímboloesCleselcloroypertenecealgrupo17yperiodo3delsistema
periódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[Ne]3s 3p .Laconfiguración
yaquecaptaunelectrónensucapamásexterna.
electrónicadelion es[Ne]
ElelementocuyosímboloesOeseloxígenoypertenecealgrupo16yperiodo2delsistema
periódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[He]2s 2p .Laconfiguración
es[He]
yaquecaptadoselectronesensucapamásexterna.
electrónicadelion
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
38
 El elemento cuyo símbolo es N es el nitrógeno y pertenece al grupo 15 y periodo 2 del
sistemaperiódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[He]2s 2p .
es[He]
yaquecaptatreselectronesensu
Laconfiguraciónelectrónicadelion
capamásexterna.
ElelementocuyosímboloesPeselfósforoypertenecealgrupo15yperiodo3delsistema
periódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[Ne]3s 3p .Laconfiguración
electrónicadelion
es[Ne]
yaquecaptatreselectronesensucapamásexterna.
Las especies químicas que tienen la misma configuración electrónica se denominan
isoelectrónicas:
,
y
,
,
tienenlaconfiguraciónelectrónica
,
,
,
y
y
o[He].
tienenlaconfiguraciónelectrónica[He]
tienenlaconfiguraciónelectrónica[Ne]
o[Ne].
o[Ar].
12.8.Explicalasdiferenciasentrelospotencialesdeionización(eV)delasparejassiguientes:
a)Na(5,1)yNe(21,6) b)Li(5,4)yBe(9,3) c)Be(9,3)yB(8,3).
(C.Valenciana2002)
La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
a) El elemento con símbolo Na es el sodio y pertenece al grupo 1 y periodo 3 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes11.
El elemento con símbolo Ne es el neón y pertenece al grupo 18 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes10.
Elsodiotienen=3yelneónn=2.Además,Z (Ne)>Z (Na),yaqueelprimerotienemás
electrones de valencia (s p ) que el segundo (s ). Por tanto, teniendo en cuenta ambos
factores,INe(21,8eV)>INa(5,1eV).
b) El elemento con símbolo Li es el litio y pertenece al grupo 1 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes3.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
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El elemento con símbolo Be es el berilio y pertenece al grupo 2 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes4.
Ambos elementos tienen n = 2por lo que este factor no influye al comparar las energías de
ionización.Sinembargo,Z (Be)>Z (Li),yaqueelprimerotienemáselectronesdevalencia
(s )queelsegundo(s ).Portanto,teniendoencuentaambosfactores,IBe(9,3eV)>ILi(5,4
eV).
c) El elemento con símbolo Be es el berilio y pertenece al grupo 2 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes4.
El elemento con símbolo B es el boro y pertenece al grupo 13 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes5.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=2,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización. Por otra parte, Z (B) > Z (Be), ya que el primero tiene más electrones de
valencia(s p )queelsegundo(s ).Portanto,teniendoencuentaambosfactores,laenergía
de ionización del B debería ser mayor que la del Be. Sin embargo, según el enunciado, los
valoresdeI(eV)son,IBe(9,3)>IB(8,3).Estaanomalíasedebeaqueelúnicoelectrónp del
boro se encuentra bien protegido por los electrones s y los internos. Por tanto, se necesita
menos energía para arrancar ese electrón p que para quitar uno de los electrones s apareadosdelmismoniveldeenergía.
12.9.ConsideraloselementosA,ByC,cuyosnúmerosatómicosson12,16y17,respectivamente.
A partir de sus configuraciones electrónicas contesta de manera razonada las siguientes
cuestiones:
a)Indicaelionmásestablequeformarácadaunodelostreselementos.
b)LaestequiometríamásprobableparaelcompuestoformadoporlacombinacióndeAyC.
(C.Valenciana2003)
Lasconfiguracioneselectrónicasdeloselementos A, By Bson,respectivamente:
A[Ne]3s B[Ne]3s 3p C[Ne]3s 3p a)Elionmásestabledecadaelementodebetenerconfiguraciónelectrónicaconcapallenao
semillenadeelectrones.
 Si el elemento A pierde los dos electrones del orbital 3s adquiere una configuración
:
electrónicadegasinertemuyestable,
2e– [Ne]3s [He]2s 2p  Si el elemento B capta dos electrones en el orbital 3p adquiere una configuración
:
electrónicadegasinertemuyestable,
[Ne]3s 3p +2e– [Ne]3s 3p ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
40
Sielelemento Ccaptaunelectrónenelorbital3padquiereunaconfiguraciónelectrónica
degasinertemuyestable, :
[Ne]3s 3p +1e– [Ne]3s 3p ya que el
b) La estequiometría del compuesto formado entre los elementos A y C es
elementoAcededoselectronesyelelementoCganaunelectrónparaformarambosunion
estableydeesaformasecumplelacondicióndeelectroneutralidad.
12.10.Relacionarazonadamentelosvaloresdelprimerpotencialdeionización(kJ·
1680y2008conloselementosdenúmeroatómico9,10y11.
)496,
(C.Valenciana2003)
Lasconfiguracioneselectrónicasabreviadasde loselementosdenúmero atómico9,10y11
son,respectivamente:
Z=9[He]2s 2p Z=10[He]2s 2p Z=11[He]2s 2p 3s La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
ElelementoconZ=11,tienen=3yelmenornúmerodeelectronesdevalenciaporloquele
=496kJ·
.
correspondeelmenorvalordepropuesto,
LoselementosZ=10yZ=9,tienenelmismovalorden=2,sinembargo,Z (10)>Z (9),ya
que el primero tiene más electrones de valencia (s p ) que el segundo (s p ), por tanto,
=2008kJ·
e =1680kJ·
.
12.11. Ordena las siguientes especies por su tamaño creciente, justificando la respuesta:
,
, ,
,
,Ne.
,
(C.Valenciana2003)(C.Valenciana2005)(C.Valenciana2007)
Lasconfiguracioneselectrónicasdelasespeciespropuestasson:
 El elemento cuyo símbolo es Al es el aluminio y pertenece al grupo 13 y periodo 3 del
sistemaperiódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[Ne]3s 3p .Sumando
suselectronesseobtienequesunúmeroatómicoes13.Laconfiguraciónelectrónicadelion
es[He]
yaquecedetreselectronesdesucapamásexterna.
ElelementocuyosímboloesOeseloxígenoypertenecealgrupo16yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
41
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes8.Laconfiguraciónelectrónicadelion
yaquecaptadoselectronesensucapamásexterna.
[He]
es
 El elemento cuyo símbolo es Mg es el magnesio y pertenece al grupo 2 y periodo 3 del
sistemaperiódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[Ne]3s .Sumandosus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes12.Laconfiguraciónelectrónicadelion
yaquecededoselectronesdesucapamásexterna.
es[He]
 Elelemento cuyo símbolo es Fes el flúor yperteneceal grupo 17yperiodo 2del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes9.Laconfiguraciónelectrónicadelion es
yaquecaptaunelectrónensucapamásexterna.
[He]
ElelementocuyosímboloesNaeselsodioypertenecealgrupo1yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes11.Laconfiguraciónelectrónicadelion
yaquecedeunelectróndesucapamásexterna.
es[He]
 El elemento cuyo símbolo es N es el nitrógeno y pertenece al grupo 15 y periodo 2 del
sistemaperiódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaabreviadaes[He]2s 2p .Sumando
sus electrones se obtiene que su número atómico es 7. La configuración electrónica del ion
es[He]
yaquecaptatreselectronesensucapamásexterna.
ElelementocuyosímboloesNeeselneónypertenecealgrupo18yperiodo2delsistema
. Sumando sus
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He]
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes10.
Se trata de especies que tienen la misma configuración electrónica y que se denominan
isoelectrónicas,porestemotivo,todastienenlamismaconstantedeapantallamientoloque
hace que la fuerza de atracción del núcleo sobre el electrón más externo sea mayor en el
núcleoconmayornúmerodeprotones(númeroatómico).Enotraspalabras,eltamañodela
especiedecrecealaumentarelnúmeroatómico.
Lasespeciesiónicasordenadasportamañocrecienteson:
<
<
<
<
<
Consultandolabibliografía,seobtienequelostamaños(pm)son:
Al (53)<
(71)< Mg
(72)< Na (99)< F (133)< O (140)< N
(171)
Como se observa, el valor del Ne se sale de la tendencia. Esto se debe a que se está
comparandounaespecieatómica(Ne)cuyoradioesunvalorestimado,conespeciesiónicas,
cuyosvaloressehandeterminadoexperimentalmentemediantemedidasenredescristalinas.
12.12. A partir de los elementos de números atómicos 12, 17 y 37. Responde a las siguientes
cuestiones:
a)¿Quéelementosson:nombre,familiayperiodo?
b)¿Cuántoselectronesdesapareadostienecadaunodeellosensuestadofundamental?
c)¿Cuálesseríanlosionesmásestablesqueseobtendríanapartirdelosmismos?
d)¿Cuáldeelloseselmáselectronegativo?
(Canarias2004)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
42
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
43
Z=12
a) El elemento cuyo número atómico es 12 tiene la configuración electrónica abreviada
[Ne]
. La suma de los superíndices indica que pertenece al grupo 2 y el valor de n = 3
indicaqueperteneceal3erperiodo.Setratadelmagnesio(Mg).
b) De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la distribución de los
electronesenelorbital3ses:
3s

Comoseobserva,nopresentaelectronesdesapareados.
c)Sicedelosdoselectronesdelorbital3sadquiereunaconfiguraciónelectrónicamuyestable
ysetransformaenelion
.
degasinerte[He]
Z=17
a) El elemento cuyo número atómico es 17 tiene la configuración electrónica abreviada
[Ne]
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo17(esprecisotener
en cuenta que el subnivel d no comienza a llenarse hasta el 4º periodo) y el valor de n = 3
indicaqueperteneceal3erperiodo.Setratadelcloro(Cl).
b) De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la distribución de los
electronesenlosorbitales3sy3pes:
3s


3p


Comoseobserva,presentaunelectróndesapareado.
c)Sicaptaunelectróncompletaelsubnivel3pyadquiereunaconfiguraciónelectrónicamuy
ysetransformaenelion .
establedegasinerte[Ne]
Z=37
a) El elemento cuyo número atómico es 37 tiene la configuración electrónica abreviada
. La suma de los superíndices indica que pertenece al grupo 1 y el valor de n = 5
[Kr]
indicaqueperteneceal5ºperiodo.Setratadelrubidio(Rb).
b) De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la distribución de los
electronesenelorbital5ses:
5s

Comoseobserva,presentaunelectróndesapareado.
c)Sicedeelelectróndelorbital5sadquiereunaconfiguraciónelectrónicamuyestabledegas
ysetransformaenelion
.
inerte[Ar]
d)Laelectronegatividaddeunelementoaumentaenun:
Grupoaldisminuirelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoalaumentarelvalordelnúmeroatómico(carganuclearefectiva).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
44
EltamañodelRb(n=5)conmáscapaselectrónicasesmayorqueeldelMgyCl(n=3).
Cl(Z=17)tienemayornúmeroatómicoqueMg(Z=12),porestemotivotienemayorcarga
nuclearefectiva. Por tanto, de lostreselementos propuestos, Cles el elemento con mayor
electronegatividad.
12.13. Indica justificando brevemente la respuesta, en cada una de las siguientes parejas:
Rb‐Mg,Mg‐Al,B‐O,N‐O,O‐Te;elelementoquetiene:
a)Mayortamaño.
b)Mayorenergíadeionización.
c)Mayorelectronegatividad.
(C.Valenciana2004)(C.Valenciana2007)
a)Eltamañodeunátomoaumentaenun:
Grupoalaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoaldisminuirelvalordelnúmeroatómicoyconellosucarganuclearefectiva.
b)Laenergíaopotencialdeionizacióndeunaespeciequímicapuedecalcularsemediantela
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
c)Laelectronegatividaddeunátomoaumentaenun:
Grupoaldisminuirelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoalaumentarelvalordelnúmeroatómico.
Rb–Mg
ElelementocuyosímboloesRbeselrubidioypertenecealgrupo1yperiodo5delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Kr] 5s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes37.
ElelementocuyosímboloesMgeselmagnesioypertenecealgrupo2yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes12.
EltamañodelRb(n=5)conmáscapaselectrónicasesmayorqueeldelMg(n=3).
 Mg (s ) y Rb (s ) tienen similares cargas nucleares efectivas, sin embargo, la energía de
ionizacióndelMg(n=3)esmayorqueladelRb(n=5)yaqueelfactordeterminanteesel
valorden.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
45
 La electronegatividad del Mg, con menor número atómico y similar carga efectiva, es
mayorqueladelRb.
Mg–Al
ElelementocuyosímboloesMgeselmagnesioypertenecealgrupo2yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes12.
ElelementocuyosímboloesAleselaluminioypertenecealgrupo13yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes13.
Setratadeelementosdelmismoperiodoporloqueelfactordeterminanteeslacargaefectiva
queesmayorenelAlquetienemásprotonesensunúcleo.
EltamañodelMgconmenorcargaefectiva(s )esmayorqueeldelAl.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=3,
porloqueestefactornoinfluyealahoradedecidirelmayorvalordelaenergíadeionización.
Porotraparte,Z (Al)>Z (Mg),yaqueelprimerotienemáselectronesdevalencia(s p )
queelsegundo(s ).Portanto,teniendoencuentaambosfactores,laenergíadeionizacióndel
AldeberíasermayorqueladelMg.Sinembargo,consultandolabibliografía,losvaloresdeI
(kJ·mol ) son, IMg (738) > IAl (578). Esta anomalía se debe a que el único electrón p del
aluminio se encuentra bien protegido por los electrones s y los internos. Por tanto, se
necesitamenosenergíaparaarrancareseelectrónp queparaquitarunodeloselectroness apareadosdelmismoniveldeenergía.
LaelectronegatividaddelAl,conmayornúmeroatómicoymayorcargaefectiva,esmayor
queladelMg.
B–O
El elemento cuyo símbolo es B es el boro y pertenece al grupo 13 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes5.
ElelementocuyosímboloesOeseloxígenoypertenecealgrupo16yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes8.
Setratadeelementosdelmismoperiodoporloqueelfactordeterminanteeslacargaefectiva
queesmayorenelOquetienemásprotonesensunúcleo.
EltamañodelBconmenorcargaefectiva(s p )esmayorqueeldelO.
LaenergíadeionizacióndelOconmayorcargaefectiva(s p )esmayorqueladelB.
LaelectronegatividaddelO,conmayornúmeroatómicoymayorcargaefectiva,esmayor
queladelB.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
46
N–O
ElelementocuyosímboloesNeselnitrógenoypertenecealgrupo15yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes7.
ElelementocuyosímboloesOeseloxígenoypertenecealgrupo16yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes8.
Setratadeelementosdelmismoperiodoporloqueelfactordeterminanteeslacargaefectiva
queesmayorenelOquetienemásprotonesensunúcleo.
EltamañodelNconmenorcargaefectiva(s p )esmayorqueeldelO.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=2,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización.Porotraparte,Z (O)>Z (N),yaqueelprimerotienemáselectronesdevalencia
(s p ) que el segundo (s p ). Por tanto, teniendo en cuenta ambos factores, la energía de
ionizacióndelOdeberíasermayorqueladelN.Sinembargo,consultandolabibliografía,los
valoresdeI(kJ·mol )son,IN(1402)>IO(1314).Estaanomalíasedebeaqueelnitrógeno,
de acuerdo con la regla de Hund, tiene los tres electrones p desapareados en orbitales
diferentes,mientrasqueeloxígenotienedoselectronesapareadosenunmismoorbitalplo
queprovocaqueexistarepulsiónelectrostáticaentreellosyfacilite,portanto,laeliminación
deesteúltimoelectrón.
2s

Nitrógeno
2p



2s

Oxígeno
2p
 

LaelectronegatividaddelO,conmayornúmeroatómicoymayorcargaefectiva,esmayor
queladelN.
O–Te
ElelementocuyosímboloesOeseloxígenoypertenecealgrupo16yperiodo2delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes8.
ElelementocuyosímboloesTeeseltelurioypertenecealgrupo16yperiodo5delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Kr] 4d 5s 5p . Sumando
suselectronesseobtienequesunúmeroatómicoes52.
Se trata de elementos del mismo grupo, con la misma carga nuclear efectiva, por lo que el
factordeterminanteeselnúmerodecapaselectrónicasn.
EltamañodelTe(n=5)conmáscapaselectrónicasesmayorqueeldelO(n=2).
 La energía de ionización del O (n = 2) con menos capas electrónicas y, por tanto, con el
electrónmásexternomáscercadelnúcleoesmayorqueladelTe(n=5).
LaelectronegatividaddelO,conmenoscapaselectrónicas,esmayorqueladelTe.
Consultandolabibliografía,seobtienenlossiguientesvaloresparaloselementosdados:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
Elemento
r/pm
I/kJ·mol 
B
83
801
2,04
N
77
1402
3,04
O
75
1314
3,44
Mg
160
738
1,31
Al
143
578
1,61
Rb
248
403
0,82
47
Te
143
869
2,10
12.14.DadosloselementosA(Z=19),B(Z=35)yC(Z=38).Sepide:
a)¿Quéelementosson:nombre,familiayperiodo?
b)¿Quéionesmásestablesformaríancadaunodeellos?
c)¿Cuáldeelloseselmáselectronegativo?
d)¿Cuáldeellostendríamayorradioatómico?
(Canarias2005)
Z=19
a) El elemento cuyo número atómico es 19 tiene la configuración electrónica abreviada
. La suma de los superíndices indica que pertenece al grupo 1 y el valor de n = 4
[Ar]
indicaqueperteneceal4ºperiodo.Setratadelpotasio(K).
b)Sicedeelelectróndelorbital4sadquiereunaconfiguraciónelectrónicamuyestabledegas
ysetransformaenelion .
inerte[Ne]
Z=35
a) El elemento cuyo número atómico es 35 tiene la configuración electrónica abreviada
[Ar]
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo17yelvalorde
n=4indicaqueperteneceal4ºperiodo.Setratadelbromo(Br).
b)Sicaptaunelectróncompletaelsubnivel4pyadquiereunaconfiguraciónelectrónicamuy
ysetransformaenelion
.
establedegasinerte[Ar]
Z=38
a) El elemento cuyo número atómico es 38 tiene la configuración electrónica abreviada
[Kr]
. La suma de los superíndices indica que pertenece al grupo 2 y el valor de n = 5
indicaqueperteneceal5ºperiodo.Setratadelestroncio(Sr).
b)Sicedelosdoselectronesdelorbital5sadquiereunaconfiguraciónelectrónicamuyestable
ysetransformaenelion
.
degasinerte[Ar]
c)Laelectronegatividaddeunelementoaumentaenun:
Grupoaldisminuirelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoalaumentarelvalordelnúmeroatómico(carganuclearefectiva).
EltamañodelSr(n=5)conmáscapaselectrónicasesmayorqueeldelBryK(n=4).
Br(Z=35)tienemayornúmeroatómicoqueK(Z=19),porestemotivotienemayorcarga
nuclearefectiva.Portanto,delostreselementospropuestos,Breselelementoconmayor
electronegatividad.
d)Elradiodeunátomoaumentaenun:
Grupoalaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
48
Periodoaldisminuirelvalordelnúmeroatómico(carganuclearefectiva).
ElradiodelSr(n=5)conmáscapaselectrónicasesmayorqueeldelBryeldelK(n=4).
12.15.Ordenaloselementossodio(Z=11),magnesio(Z=12),fósforo(Z=15)ycloro(Z=17)
segúnelordencrecientedesu:
a)Electronegatividad.
b)Volumenatómico.
c)Potencialdeionización.
d)Afinidadelectrónica.
(Canarias2006)
 El elemento cuyo número atómico es 11 tiene la configuración electrónica abreviada
.Sucarganuclearefectivaaproximadaes1(coincideconelnúmerodeelectronesde
[Ne]
valencia).
 El elemento cuyo número atómico es 12 tiene la configuración electrónica abreviada
.Sucarganuclearefectivaaproximadaes2(coincideconelnúmerodeelectronesde
[Ne]
valencia).
 El elemento cuyo número atómico es 15 tiene la configuración electrónica abreviada
. Su carga nuclear efectiva aproximada es 5 (coincide con el número de
[Ne]
electronesdevalencia).
 El elemento cuyo número atómico es 17 tiene la configuración electrónica abreviada
. Su carga nuclear efectiva aproximada es 7 (coincide con el número de
[Ne]
electronesdevalencia).
a)Laelectronegatividaddeunátomoaumentaenun:
Grupoaldisminuirelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoalaumentarelvalordelnúmeroatómico(carganuclearefectiva).
Como todos los elementos pertenecen al mismo periodo (n = 3), la mayor carga nuclear
efectivadeterminacuáldeellostienemayorelectronegatividad:
sodio<magnesio<fósforo<cloro
b)Elvolumendeunátomoaumentaenun:
Grupoalaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoaldisminuirelvalordelnúmeroatómico(carganuclearefectiva).
Como todos los elementos pertenecen al mismo periodo (n = 3), la mayor carga nuclear
efectivadeterminacuáldeellostienemenorvolumen:
cloro<fósforo<magnesio<sodio
c)Laenergíaopotencialdeionizacióndeunaespeciequímicapuedecalcularsemediantela
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
49
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
Como todos los elementos pertenecen al mismo periodo (n = 3), la mayor carga nuclear
efectivadeterminacuáldeellostienemayorpotencialdeionización:
sodio<magnesio<fósforo<cloro
d)Laafinidadelectrónicadeunátomovaríadelamismaformaqueelpotencialdeionización.
Como todos los elementos pertenecen al mismo periodo (n = 3), la mayor carga nuclear
efectivadeterminacuáldeellostienemayorafinidadelectrónica:
sodio<magnesio<fósforo<cloro
12.16.Lasenergíasdeionizaciónmedidasexperimentalmentedealgunoselementosaparecenenla
siguientetabla:
Elemento
1ªEIexperimental(eV)
1ªEIcalculada(eV)
H
13,6
He
24,6
Li
5,4
Be
9,3
B
8,3
C
11,3
N
14,5
O
13,6
F
17,4
Ne
21,5
Na 5,2
K
4,3
Rb
4,2
Cs
3,9
AsumiendoqueelmodeloatómicodeBohresaplicableatodoslosátomos,podríamoscalcularla
energíaasociadaacadaunadelascapasmediantelaecuaciónE=‐13,6 / (eV).
a)Deacuerdoconlosdatosexperimentalesindiquecómovaríalaprimeraenergíadeionizaciónen
el segundo periodo y en el grupo 1. Señale las excepciones que observa a las reglas generales y
sugierasusposiblescausas.
b)Calcule,deacuerdoconelmodeloatómicodeBohr, lasprimerasenergíasdeionizacióndelos
elementosqueaparecenenlatabla.Insertelosresultadosenlacolumnacorrespondiente.
c) Analice cuales son las diferencias y coherencias entre resultados experimentales y calculados
paraelsegundoperiodoyelgrupo1.
d)Discuta(conargumentos)sobrelavalidezdelmodeloatómicodeBohrdeacuerdoconlosdatos
anteriores.
(Murcia2006)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
50
a)Laenergíaopotencialdeionizacióndeunaespeciequímicapuedecalcularsemediantela
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
De acuerdo con esto último, dentro de un periodo del sistema periódico la energía de
ionizaciónaumentaalaumentarennúmeroatómicoZ.Noobstante,seregistranunparde
anomalías:
Be‐B
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=2,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización. Por otra parte, Z (B) > Z (Be), ya que el primero tiene más electrones de
valencia(s p )queelsegundo(s ).Portanto,teniendoencuentaambosfactores,laenergía
de ionización del B debería ser mayor que la del Be. Sin embargo, según el enunciado, los
valoresdeI(eV)son,IBe(9,3)>IB(8,3).Estaanomalíasedebeaqueelúnicoelectrónp del
boro se encuentra bien protegido por los electrones s y los internos. Por tanto, se necesita
menos energía para arrancar ese electrón p que para quitar uno de los electrones s apareadosdelmismoniveldeenergía.
N–O
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=2,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización.Porotraparte,Z (O)>Z (N),yaqueelprimerotienemáselectronesdevalencia
(s p ) que el segundo (s p ). Por tanto, teniendo en cuenta ambos factores, la energía de
ionizacióndelOdeberíasermayorqueladelN.Sinembargo,consultandolabibliografía,los
valores de I (eV) son, IN (14,5) > IO (13,6). Esta anomalía se debe a que el nitrógeno, de
acuerdoconlaregladeHund,tienelostreselectronespdesapareadosenorbitalesdiferentes,
mientrasqueeloxígenotienedoselectronesapareadosenunmismoorbitalploqueprovoca
que exista repulsión electrostática entre ellos y facilite, por tanto, la eliminación de este
últimoelectrón.
2s

Nitrógeno
2p



2s

Oxígeno
2p
 

b) Considerando aplicable el modelo de Bohr a los elementos dados, los valores para la
energíadeionización(eV)sepuedencalcularmediantelaexpresiónanterior:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
51
Periodo1
IH =13,6
12
22
1
12
2 =13,6eVIHe =13,6
=66,4eV
Periodo2
ILi =13,6
IN =13,6
12
22
32
42
2
2
2
22
2 =3,4eVIBe =13,6
52
22
=85,0eVIO =13,6
2 =13,6eVIB =13,6
62
22
=122,4eVIF =13,6
72
22
2 =30,6eVIC =13,6
=166,6eVINe =13,6
82
22
=54,4eV
=217,6eV
Grupo1
INa =13,6
12
12
12
12
3
4
5
622
2 =1,5eVIK =13,6
=0,8eVIRb =13,6
2
2 =0,5eVICs =13,6
=0,4eV
c‐d)Losvalorescalculadosobtenidossoncoherentesrespectoalavariacióndentrodeun:
periodo,aumentanalaumentarZ (exceptolasanomalíasvistasenelapartadoa)
grupo,disminuyenalaumentarelvalorden
Sin embargo, los valores numéricos calculados difieren notablemente de los valores
experimentales.EstoquieredecirqueelmodelodeBohrnoesaplicablealoselementosenlas
condicionesdadas.Además,noseestánutilizandolascargasnuclearesefectivasrigurosasque
sedeberíacalcularmediantelasreglasdeSlater.
12.17.Escribelasconfiguracioneselectrónicasdelossiguientesátomosindicando,encadacaso,
elgrupodelsistemaperiódicoalquepertenecen:Númeroatómico(Z)=16,19,31,35y56.
(PreselecciónC.Valenciana2006)
 El elemento cuyo número atómico es 16 tiene la configuración electrónica abreviada
ylasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo16(el3erperiodo
[Ne]
nopresentaelectronesd).
 El elemento cuyo número atómico es 19 tiene la configuración electrónica abreviada
ylasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo1.
[Ar]
 El elemento cuyo número atómico es 31 tiene la configuración electrónica abreviada
ylasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo13.
[Ar]
 El elemento cuyo número atómico es 35 tiene la configuración electrónica abreviada
ylasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo17.
[Ar]
 El elemento cuyo número atómico es 56 tiene la configuración electrónica abreviada
ylasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo2.
[Xe]
12.18. Ordena los siguientes elementos en orden creciente a su radio atómico, justificando la
respuesta:Mg,K,Ne,Rb,Ca,Cs,Ar,P,Cl.
(PreselecciónC.Valenciana2006)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
52
Elradiodeunátomoaumentaenun:
Grupoalaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoaldisminuirelvalordelnúmeroatómicoyconellosucarganuclearefectiva.
ElmenorradiodetodoslecorrespondeaNe(n=2):
Ne pertenece al grupo 18 y periodo 2 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes10.
A continuación, los elementos del 3er periodo (n = 3) ordenados de menor a mayor tamaño
(mayoramenorZ):Ar(18),Cl(17),P(15)yMg(12).
Ar pertenece al grupo 18 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes18.
Cl pertenece al grupo 17 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes17.
P pertenece al grupo 15 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes15.
Mg pertenece al grupo 2 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Ne]3s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es12.
Lesiguenloselementosdel4ºperiodo(n=4)ordenadosdemenoramayortamaño(mayora
menorZ):Ca(20)yK(19).
Ca pertenece al grupo 2 y periodo 4 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Ar]4s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es20.
K pertenece al grupo 1 y periodo 4 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Ar]4s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es19.
Finalmente,quedanloselementosdel5ºperiodo,Rbydel6ºperiodo,Cs.
Rb pertenece al grupo 1 y periodo 5 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Kr]5s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es37.
Cs pertenece al grupo 1 y periodo 6 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Xe]6s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es55.
Consultandolabibliografía,losvaloresdelradio(pm)son:
Ne(71)<Ar(98)<Cl(99)<P(110)<Mg(160)<Ca(197)<K(227)<Rb(248)<Cs(265)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
53
12.19.Delassiguientesparejasdeelementos,justificacuáltienemayorI1:
a)Mg‐Al
b)P‐S c)K‐Se d)Ca‐Rb
(PreselecciónC.Valenciana2006)
La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
a)Mg–Al
ElelementocuyosímboloesMgeselmagnesioypertenecealgrupo2yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes12.
ElelementocuyosímboloesAleselaluminioypertenecealgrupo13yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes13.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=2,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización. Por otra parte, Z (Al) > Z (Mg), ya que el primero tiene más electrones de
valencia(s p )queelsegundo(s ).Portanto,teniendoencuentaambosfactores,laenergía
de ionización del Al debería ser mayor que la del Mg. Sin embargo, según el enunciado, los
valores de I (kJ·mol ) son, IMg (738) > IAl (578). Esta anomalía se debe a que el único
electrón p del boro se encuentra bien protegido por los electrones s y los internos. Por
tanto, se necesita menos energía para arrancar ese electrón p que para quitar uno de los
electroness apareadosdelmismoniveldeenergía.
b)P–S
ElelementocuyosímboloesPeselfósforoypertenecealgrupo15yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes15.
El elemento cuyo símbolo es S es el azufre y pertenece al grupo 16 y periodo 3 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes16.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=2,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización.Porotraparte,Z (S)>Z (P),yaqueelprimerotienemáselectronesdevalencia
(s p ) que el segundo (s p ). Por tanto, teniendo en cuenta ambos factores, la energía de
ionizacióndelSdeberíasermayorqueladelP.Sinembargo,consultandolabibliografía,los
valoresdeI(kJ·mol )son,IP(1012)>IS(1000).Estaanomalíasedebeaqueelnitrógeno,
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
54
de acuerdo con la regla de Hund, tiene los tres electrones p desapareados en orbitales
diferentes,mientrasqueeloxígenotienedoselectronesapareadosenunmismoorbitalplo
queprovocaqueexistarepulsiónelectrostáticaentreellosyfacilite,portanto,laeliminación
deesteúltimoelectrón.
3s

Fósforo
3p



3s

Azufre
3p
 

c)K–Se
El elemento cuyo símbolo es K es el potasio y pertenece al grupo 1 y periodo 4 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ar] 4s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes19.
ElelementocuyosímboloesSeeselselenioypertenecealgrupo16yperiodo4delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ar] 3d 4s 4p . Sumando
suselectronesseobtienequesunúmeroatómicoes34.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquealtenerelmismovalordeneste
factornoinfluye,sinembargo,lacargaefectiva,Z ,delSe(s p )esmuchomayorqueladelK
(s ).Portanto,laenergíadeionizacióndelSeesmayorqueladelK.
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol )son,ISe(941)>IK(419).
d)Ca–Rb
El elemento cuyo símbolo es Ca es el calcio y pertenece al grupo 2 y periodo 4 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ar] 4s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes20.
ElelementocuyosímboloesRbeselrubidioypertenecealgrupo1yperiodo5delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Kr] 5s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes37.
Amboselementostienensimilarvalordelacargaefectiva,Z ,yaqueseencuentranengrupos
contiguos,sinembargo,elvalordenesmayorparaRb(n=5)queparaCa(n=4).Portanto,
laenergíadeionizacióndelCaesmayorqueladelCs.
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol
)son,ICa(590)>ICs(376).
12.20.Delasespeciessiguientes: ;
;
yS;indicalasquesonparamagnéticas.
(Datos.Númerosatómicos:F=9;Ca=40;Fe=26;S=16)
(C.Valenciana2006)
Unaespeciequímicaesparamagnéticasipresentaelectronesdesapareados.
ElelementocuyosímboloesFynúmeroatómico9eselflúorcuyaconfiguraciónelectrónica
abreviadaes[He]2s 2p .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo17(este
periodo no tiene electrones d) y el valor de n = 2 que es un elemento del 2º periodo. La
yaqueganaunelectrónensucapamás
configuraciónelectrónicadelionF es[He]
externa.DeacuerdoconelPrincipiodeMáximaMultiplicidaddeHund,ladistribucióndelos
electronesenlosorbitales2sy2pes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
2s

Como se observa, la especie
especieparamagnética.

2p

55

no presenta electrones desapareados, por tanto, no es una
 El elemento cuyo símbolo es Ca y número atómico 20 es el calcio cuya configuración
electrónicaabreviadaes[Ar]4s .Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo
2yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodo.Laconfiguraciónelectrónicadelion
yaquepierdedoselectronesdesucapamásexterna.Deacuerdoconel
Ca es[Ne]
PrincipiodeMáximaMultiplicidaddeHund,ladistribucióndeloselectronesenlosorbitales
3sy3pes:
3s

Comoseobserva,laespecie
especieparamagnética.

3p


nopresentaelectronesdesapareados,portanto,noesuna
 El elemento cuyo símbolo es Fe y número atómico 26 es el hierro cuya configuración
electrónica abreviada es [Ar] 4s 3d . La suma de los superíndices indica que pertenece al
grupo8yelvalorden=4queesunelementodel4ºperiodo.Laconfiguraciónelectrónica
ya que pierde los dos electrones del orbital más externo (4s). De
del ion Fe es [Ar]
acuerdoconelPrincipiodeMáximaMultiplicidaddeHund,ladistribucióndeloselectronesen
losorbitales3des:
4s
Como se observa, la especie
unaespecieparamagnética.


3d



presenta cuatro electrones desapareados, por tanto, sí es
 El elemento cuyo símbolo es S y número atómico 16 es el azufre cuya configuración
. La suma de los superíndices indica que pertenece al
electrónica abreviada es [Ne]
grupo16(esteperiodonotieneelectronesd)yelvalorden=3queesunelementodel3er
periodo.
De acuerdo con el Principio de Máxima Multiplicidad de Hund, la distribución de los
electronesenlosorbitales3sy3pes:
3s


3p


Como se observa, la especie S presenta dos electrones desapareados, por tanto, sí es una
especieparamagnética.
12.21.Elcatiónsodioyelneónsonisoelectrónicos.Paraextraerunelectrónaunátomodeneón
se necesitan 2081 kJ·
. Para extraer un electrón a un catión sodio se necesitan 4562
kJ·
.Justificaestosvalores.¿Porquénosonigualesestosvalores?
(C.Valenciana2006)
 El elemento sodio pertenece al grupo 1 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su
configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s . Sumando sus electrones se obtiene que su
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
56
númeroatómicoes11.LaconfiguraciónelectrónicadelionNa es[He]2s 2p yaquecede
unelectróndesucapamásexterna.
 El elemento neón pertenece al grupo 18 y periodo 2 del sistema periódico por lo que su
configuraciónelectrónicaabreviadaes[He]2s 2p .Sumandosuselectronesseobtieneque
sunúmeroatómicoes10.
La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva I=1312
n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
Portratarsedeespeciesisoelectrónicas,ambastienenlamismaconstantedeapantallamiento
σ,sinembargo,lacarganuclearefectiva,Z esmayorenelionsodioquetienemayornúmero
atómicoZ.
Paraambasespeciesn=2,perocomoZ (Na )>Z (Ne),setieneque:
I
(4562kJ)>INe (2081kJ)
El que ambos valores no sean iguales es debido a que aunque el número de electrones que
ejercenefectopantallaentreelnúcleoyelelectrónmásexternoeselmismo,losnúcleosde
lasdosespeciesquímicassondiferentes.
12.22.Elige,encadapardeelementos,aquelquetieneunmayorvalordelaprimeraenergíade
ionización.Justificalarespuesta.
a)H‐He
b)O‐Se
c)Li‐Be
d)P‐S d)He‐Ne
(PreselecciónC.Valenciana2007)
La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva I=1312
n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
57
a)H–He
ElelementocuyosímboloesHeselhidrógenoypertenecealgrupo1yperiodo1delsistema
periódicoporloquesuconfiguraciónelectrónica1s .Sumandosuselectronesseobtieneque
sunúmeroatómicoes1.
El elemento cuyo símbolo es He es el helio y pertenece al grupo 18 y periodo 1 del sistema
periódicoporloquesuconfiguraciónelectrónicaes1s .Sumandosuselectronesseobtiene
quesunúmeroatómicoes2.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquealtenerelmismovalordeneste
factornoinfluye,sinembargo,lacargaefectiva,Z ,delHe(s )esmayorqueladelH(s ).Por
tanto,laenergíadeionizacióndelHeesmayorqueladelH.
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol )son,IHe(2372)>IH(1312).
b)O–Se
Amboselementospertenecenalgrupo16porloquesuconfiguraciónelectrónicaexternaes
ns np lo que determina que tengan la misma carga nuclear efectiva. Sin embargo, se
diferencianenelvalorden,esdecir,elperiodoalquepertenecen,asíparaelO(n=2)ypara
elSe(n=4).Portanto,laenergíadeionizacióndelOesmayorqueladelSe.
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol
)son,IO(1314)>ISe(941).
c)Li–Be
El elemento cuyo símbolo es Li es el litio y pertenece al grupo 1 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes3.
El elemento cuyo símbolo es Be es el berilio y pertenece al grupo 2 y periodo 2 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [He] 2s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes4.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquealtenerelmismovalordeneste
factornoinfluye,sinembargo,lacargaefectiva,Zef,delBe(s )esmayorqueladelLi(s ).Por
tanto,laenergíadeionizacióndelBeesmayorqueladelLi.
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol )son,IBe(900)>ILi(520).
d)P–S
ElelementocuyosímboloesPeselfósforoypertenecealgrupo15yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes15.
El elemento cuyo símbolo es S es el azufre y pertenece al grupo 16 y periodo 3 del sistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes16.
Amboselementospertenecenalmismoperiodoporloquetienenelmismovalorden=2,lo
que hace que este factor no influya a la hora de decidir el mayor valor de la energía de
ionización.Porotraparte,Z (S)>Z (P),yaqueelprimerotienemáselectronesdevalencia
(s p ) que el segundo (s p ). Por tanto, teniendo en cuenta ambos factores, la energía de
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
58
ionizacióndelSdeberíasermayorqueladelP.Sinembargo,consultandolabibliografía,los
valoresdeI(kJ·mol )son,IP(1012)>IS(1000).Estaanomalíasedebeaqueelnitrógeno,
de acuerdo con la regla de Hund, tiene los tres electrones p desapareados en orbitales
diferentes,mientrasqueeloxígenotienedoselectronesapareadosenunmismoorbitalplo
queprovocaqueexistarepulsiónelectrostáticaentreellosyfacilite,portanto,laeliminación
deesteúltimoelectrón.
3s

Fósforo
3p



3s

Azufre
3p



e)He–Ne
Ambos elementos pertenecen al grupo 18 por lo que sus configuraciones electrónicas
respectivas son 1s para el He y [He] 2s 2p para el Ne, lo que determina que tengan,
aproximadamente,lamismacarganuclearefectiva.Sinembargo,sediferencianenelvalorde
n,esdecir,elperiodoalquepertenecen,asíparaelHe(n=1)yparaelNe(n=2).Portanto,la
energíadeionizacióndelHeesmayorqueladelNe.
Consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol )son,IHe(2372)>INe(2081).
12.23.Ordenaloselementosoionesencadaunodelossiguientesgruposenordendecrecientede
suderadioatómicooiónico.Justificalarespuesta.
a)S,Cl,Si
b)Co,Ti,Cr c)Zn,Hg,Cd d)Mg2+,Ca2+,Ba2+
–
–
–
2
3
e)S ,Cl ,P (PreselecciónC.Valenciana2007)
Elradiodeunaespeciequímicaaumentaenun:
Grupoalaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoaldisminuirelvalordelnúmeroatómicoyconellosucarganuclearefectiva.
a)S,ClySi
Los tres elementos pertenecen 3er periodo (n = 3) por lo que el factor determinante del
tamañovienedadoporsucarganuclearefectivaquedependedesunúmeroatómico.
Lasconfiguracioneselectrónicasabreviadasynúmerosatómicosson,respectivamente:
S(Z=16)[Ne]3s 3p Cl(Z=17)[Ne]3s 3p Si(Z=14)[Ne]3s 3p Portanto,elordencrecientederadiosesCl<S<Si.
b)Co,TiyCr
Los tres elementos pertenecen 4º periodo (n = 4) por lo que el factor determinante del
tamañovienedadoporsucarganuclearefectivaquedependedesunúmeroatómico.
Lasconfiguracioneselectrónicasabreviadasynúmerosatómicosson,respectivamente:
Co(Z=28)[Ar]4s 3d Ti(Z=22)[Ar]4s 3d Cr(Z=24)[Ar]4s 3d Portanto,elordencrecientederadiosesCo<Cr<Ti.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
59
c)Zn,CdyHg
Los tres elementos pertenecen al grupo 12, lo que hace que tengan la misma carga nuclear
efectiva,porloqueelfactordeterminantedeltamañovienedadoporelvalordelnúmeron
queindicaelperiodoalquepertenecen.
Lasconfiguracioneselectrónicasabreviadasson,respectivamente:
Zn[Ar]4s 3d Cd[Kr]5s 4d Hg[Xe]4fd 6s 5d Portanto,elordencrecientederadiosesZn(n=4)<Cd(n=5)<Hg(n=6).
,Ca yBa d)Mg
Los tres elementos pertenecen al grupo 2 lo que hace que tengan la misma carga nuclear
efectiva,porloqueelfactordeterminantedeltamañovienedadoporelvalordelnúmeron
queindicaelperiodoalquepertenecen.
Lasconfiguracioneselectrónicasabreviadasson,respectivamente:
Mg[Ne]3s Ca[Ar]4s Ba[Xe]6s Sipierdenlosdoselectronesexternos,lostresquedanconlaconfiguraciónelectrónicadelgas
inertemáspróximo,asípues:
Mg
[He]2s 2p Ca [Ne]3s 3p Portanto,elordencrecientederadios(pm)es
e)S
,Cl yP
(72)<
Ba [Kr]4d 5s 5p (100)<
(135).
Los tres elementos pertenecen 3er periodo (n = 3) por lo que el factor determinante del
tamañovienedadoporsucarganuclearefectivaquedependedesunúmeroatómico.
Lasconfiguracioneselectrónicasabreviadasynúmerosatómicosson,respectivamente:
S(Z=16)[Ne]3s 3p Cl(Z=17)[Ne]3s 3p P(Z=15)[Ne]3s 3p Sicaptandos,unoytreselectrones,respectivamente,adquierenlaconfiguraciónelectrónica
delgasinertemáspróximo,asípues:
S
[Ne]3s 3p Cl [Ne]3s 3p P
[Ne]3s 3p Se trata de especies que tienen la misma configuración electrónica y que se denominan
isoelectrónicas,porestemotivo,todastienenlamismaconstantedeapantallamientoloque
hace que la fuerza de atracción del núcleo sobre el electrón más externo sea mayor en el
núcleoconmayornúmerodeprotones(númeroatómico).Enotraspalabras,eltamañodela
especiedecrecealaumentarelnúmeroatómico.
Portanto,elordencrecientederadios(pm)es
(181)<
(184)<
(212).
12.24.Razonasilosiones y
sonisoelectrónicos.Encasoafirmativo,razonarcuáldelas
dosespeciestendríamayortamaño.
(Canarias2008)(Canarias2011)
El F tiene una configuración electrónica [He] 2s 2p , mientras que el Na tiene como
configuración electrónica [Ne] 3s . Cuando se forma el ion fluoruro (F ) gana un electrón
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
60
quedando con la configuración [He] 2s 2p , mientras que el ion Na pierde un electrón y
quedaconlamismaconfiguración.Luegosepuedeconcluirquesísonisoelectrónicos.Para
ver cuál es el de mayor tamaño se debe tener en cuenta que ambos iones tienen el mismo
número de electrones, pero el ion F tiene 9 protones, mientras que el ion Na tiene 11
protones.AdemásalalojarunelectrónenlaúltimacapaenelionF loselectronestiendenal
repelerse(sondelamismacarga),portodoello,altenermenosprotonesymáselectronesel
ion tendrámayortamaño.
(Elenunciadopropuestoen2011essimilar).
12.25. Ordena los siguientes elementos en orden creciente de su radio atómico, justificando la
respuesta:K,Al,Ca,Ar,Ba,Ne,SyMg.
(PreselecciónC.Valenciana2008)
Elradiodeunátomoaumentaenun:
Grupoalaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoaldisminuirelvalordelnúmeroatómicoyconellosucarganuclearefectiva.
ElmenorradiodetodoslecorrespondeaNe(n=2):
Ne pertenece al grupo 18 y periodo 2 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes10.
A continuación, los elementos del 3er periodo (n = 3) ordenados de menor a mayor tamaño
(mayoramenorZ):Ar(18),S(16),Al(13)yMg(12).
Ar pertenece al grupo 18 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes18.
S pertenece al grupo 16 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes16.
Al pertenece al grupo 13 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes13.
Mg pertenece al grupo 2 y periodo 3 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Ne]3s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es12.
Lesiguenloselementosdel4ºperiodo(n=4)ordenadosdemenoramayortamaño(mayora
menorZ):Ca(20)yK(19).
Ca pertenece al grupo 2 y periodo 4 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Ar]4s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es20.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
61
K pertenece al grupo 1 y periodo 4 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Ar]4s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es19.
Finalmente,quedaunelementodel6ºperiodo,Ba.
Ba pertenece al grupo 2 y periodo 6 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Xe]6s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es56.
ComoZ (Ba)>Z (K),estefactordeterminaqueaunqueelBatengamáscapaselectrónicas
(n=6),elvalordesuradioseaalgomenorqueeldelK.
Consultandolabibliografía,losradios(pm)son:
Ne(71)<Ar(98)<S(104)<Al(143)<Mg(160)<Ca(197)<Ba(222)<K(227)
12.26. Ordena, justificando la respuesta, las siguientes especies químicas de menor a mayor
energíanecesariaparaarrancarunelectrón:Ne,O,Na,Fy
.
(PreselecciónC.Valenciana2008)
La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
Paralosespeciesdadassepuedeplantearlasiguientetabla:
Elemento
O
F
Ne
Na
Z
8
9
10
11
12
estructura
[He]2s 2p [He]2s 2p [He]2s 2p [Ne]3s [He]2s 2p electrónica
Zef(aprox.)
6
7
8
1
>8
n
2
2
2
3
2
Deloselementosdados,elquepresentamenorenergíadeionizacióneselquetengamenor
valordeZ ymayorvalorden,elNa(Z =1)elementodel3erperiododelsistemaperiódico
(n=3)porloquetienelamenorenergíadeionizacióndetodosellos.
Lesiguenloselementosdel2ºperiodo(n=2),O(Z =6),F(Z =7)yNe(Z =8).
Finalmente, Mg (Z > 8) ya que ha perdido los dos electrones de su capa más externa y
tienecargamáxima.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
62
Portanto,lasespeciesordenadasdemenoramayorenergíadeionización(kJ·mol )son:
Na(496)<O(1314)<F(1681)<Ne(2081)<
(7733)
12.27. El electrón más externo del átomo, en estado fundamental, de cierto elemento tiene los
números cuánticos n = 3, l = 2, = 2, = ½. Suponiendo que no hay otro electrón con la
mismaenergía,indica,justificandolarespuesta:
a)¿Cuáleselnúmeroatómico,Z,dedichoelemento?
b)Grupoybloquealquepertenece.
c)Símbolodedichoelemento.
(C.Valenciana2008)
a)Teniendoencuentaquelosvaloresdelosnúmeroscuánticosindican:
n=33erniveldeenergíaoperiodo
l=2subniveldeenergíad
estesubniveldeenergía3destádegenerado,perocomodicequenoexisteotroelectrónconla
mismaenergíaquieredecirquesólohayunelectrónenlosorbitales3d.Deacuerdoconesto,
la estructura electrónica abreviada del elemento en su estado fundamental es [Ar] 4s 3d .
Comosetratadeunátomoensuestadofundamental,sunúmeroatómico,Z,vienedadopor
sunúmerodeelectrones(protones)quees18(Ar)+2(4s)+1(3d)=21.
b)Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo3,elvalorden=4queesun
elementodel4ºperiodoyelquetengaelectronesdquepertenecealbloquedelosmetalesde
transición.
c)Elgrupo3delsistemaperiódicoestáintegradoporloselementos:
Sc
Escandio
(n=4)
Y
Itrio
(n=5)
La
Lantano
(n=6)
Ac
Actinio
(n=6)
elvalorden=4indicaquesetratadelescandio,desímboloSc.
12.28.Ordenalossiguienteselementosenordencrecientedesuelectronegatividad,justificando
larespuesta:Cl(Z=17),Mg(Z=12),F(Z=9),Si(Z=14),Na(Z=11),P(Z=15).
(C.Valenciana2008)
La electronegatividad, χ, mide la capacidad que tiene un átomo para atraer hacia sí los
electronesdesuenlaceconotrosátomos.Suvalorsepuedecalcularapartirdelosvaloresde
laenergíadeionización,I,ydelaafinidadelectrónica,AE,deformaqueaumentaalaumentar
ambaspropiedades.Laelectronegatividaddeunelementoesmayorcuantomenoressuradio
atómico y cuanto mayor es su carga nuclear efectiva. Por tanto, la electronegatividad de un
átomoaumentaenun:
‐Grupoaldisminuirelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
‐Periodoalaumentarelvalordelnúmeroatómico.
Lasconfiguracioneselectrónicasabreviadasdeloselementospropuestosson:
F[He]2s 2p Na[Ne]3s Si[Ne]3s 3p P[Ne]3s 3p Mg[Ne]3s Cl[Ne]3s 3p ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
63
ElFeselúnicoelementoqueperteneceal2ºperiodo(n=2)yademástienesieteelectrones
de valencia y por ello mayor carga efectiva, lo que hace que tenga la máxima
electronegatividaddelsistemaperiódico.
Elrestodeloselementospertenecenal3erperiodo(n=3)porloquesuelectronegatividad
aumenta con el número atómico, es decir, con el número de electrones de valencia y carga
efectiva:Na,Mg,Si,PyCl.
Consultandolabibliografía,seobtienenlossiguientesvaloresde(escaladePauling):
Na(0,93)<Mg(1,31)<Si(1,90)<P(2,19)<Cl(3,16)<F(3,98)
12.29. Cierto elemento del tercer periodo tiene las siguientes energías de ionización sucesivas
(kJ·
):
=786,5 =1577 =3232 =4356 =16090.
Identificadichoelementojustificandolarespuesta.
(C.Valenciana2008)
Suponiendoquelaenergíadeionizacion,I,esproporcionalalacarganuclearefectiva,Z ,y
haciendolaaproximacióndequeunelectrónapantallaaunprotón,losvaloresdeZ =1,2,3,
…determinanqueloselectronesqueseencuentranenunmismoorbitalpresentanlarelación
I/Z ≈cte.
Enestecaso:
I1 =
786,5
1577
3232
=786,5kJ·mol I2 =
=788,5kJ·mol I3 =
=1077,3kJ·mol 1
2
3
I4 =
4356
16090
=1089kJ·mol I5 =
=3218kJ·mol 4
5
Teniendoencuentaquesetratadeunelementodel3erperiodo,suconfiguraciónelectrónica
deberíaser:1s 2s 2p 3s 3p ,siendoxeyelnúmerodeelectronesenlacapamásexterna.
Los dos primerosvalores, I ≈I ,indican que losdosprimeros electrones están situados en
orbitales3p.
Losdosvaloressiguientes,I ≈I ,mayoresquelosanteriores,indicanquelosdossiguientes
electronesestánsituadosenelorbitalanterior,3s.
Finalmente, el siguiente valor, I mucho mayor que los anteriores, indica que el siguiente
electrónestásituadoenlacapaanterior,enelorbital2p.
El elemento cuya configuración electrónica externa es
integradoporloselementos:
Carbono
(n=2)
Silicio
(n=3)
Germanio
(n=4)
está situado en el grupo 14
Estaño
(n=5)
Plomo
(n=6)
elvalorden=3indicaquesetratadelsilicio.
12.30. Ordena los siguientes elementos en orden creciente de su radio atómico, justificando la
respuesta:F,Sn,Br,O,He,Rb,Ne,As.
(PreselecciónC.Valenciana2009)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
64
Elradiodeunátomoaumentaenun:
Grupoalaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
Periodoaldisminuirelvalordelnúmeroatómicoyconellosucarganuclearefectiva.
ElmenorradiodetodoslecorrespondeaHe(n=1):
He pertenece al grupo 18 y periodo 1 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaes1s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómicoes2.
A continuación, los elementos del 2º periodo (n = 2) ordenados de menor a mayor tamaño
(mayoramenorZ):Ne(10),F(9)yO(8).
Ne pertenece al grupo 18 y periodo 2 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes10.
F pertenece al grupo 17 y periodo 2 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes9.
O pertenece al grupo 16 y periodo 2 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónica abreviada es [He] 2s 2p . Sumando sus electrones se obtiene que su número
atómicoes8.
A continuación, los elementos del 4º periodo (n = 4) ordenados de menor a mayor tamaño
(mayoramenorZ):Br(35)yAs(33).
Br pertenece al grupo 17 y periodo 4 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Ar]3d 4s 4p .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmero
atómicoes35.
As pertenece al grupo 15 y periodo 4 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Ar]3d 4s 4p .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmero
atómicoes33.
Lesiguenloselementosdel5ºperiodo(n=5)ordenadosdemenoramayortamaño(mayora
menorZ):Sn(50)yRb(37).
Sn pertenece al grupo 14 y periodo 5 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Kr]4d 5s 5p .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmero
atómicoes50.
Rb pertenece al grupo 1 y periodo 5 del sistema periódico por lo que su configuración
electrónicaabreviadaes[Kr]5s .Sumandosuselectronesseobtienequesunúmeroatómico
es37.
Consultandolabibliografía,losradios(pm)son:
He(50)<Ne(71)<F(72)<O(73)<Br(114)<As(120)<Sn(140)<Rb(248)
12.31. Ordena, justificando la respuesta, las siguientes especies químicas de menor a mayor
energíaparaarrancarunelectrón:Ge,O,Ca,Si,Rb,Ne,N.
(PreselecciónC.Valenciana2009)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
65
La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
Paraloselementosdadossepuedeplantearlasiguientetabla:
Elemento
N
O
Ne
Si
Ca
Ge
Rb
Z
7
8
10
14
20
32
37
[Ar]
3d 4s 4p [Kr]5s estructura [He]2s [He]2s [He]2s [Ne]3s [Ar]4s electrónica
2p 2p 2p 3p Zef(aprox.)
6
6
8
4
2
4
1
n
2
2
2
3
4
4
5
Deloselementosdados,elquepresentamenorenergíadeionizacióneselquetengamenor
valordeZefymayorvalorden,elRb(Z =1)elementodel5ºperiododelsistemaperiódico
(n=5)porloquetienelamenorenergíadeionizacióndetodosellos.
Lesiguenloselementosdel4ºperiodo(n=4),Ca(Z =2)yGe(Z =4).
Acontinuación,elelementodel3erperiodo(n=3),Si(Z =4).
Finalmente,loselementosdel2ºperiodo(n=2),N(Z =5),O(Z =6)yNe(Z =8)queesel
queposeeelvalormásaltodelaenergíadeionizaciónparaloselementosdados.
EnelcasodelaparejaN−O,laenergíadeionizacióndelOdeberíasermayorqueladelN.Sin
embargo,consultandolabibliografía,losvaloresdeI(kJ·mol )son,IN(1402) >IO(1314).
Esta anomalía se debe a que el nitrógeno, de acuerdo con la regla de Hund, tiene los tres
electrones p desapareados en orbitales diferentes, mientras que el oxígeno tiene dos
electronesapareadosenunmismoorbitalploqueprovocaqueexistarepulsiónelectrostática
entreellosyfacilite,portanto,laeliminacióndeesteúltimoelectrón.
Portanto,lasespeciesordenadasdemenoramayorenergíadeionización(kJ/mol)son:
Rb(403)<Ca(590)<Ge(762)<Si(787)<O(1314)<N(1402)<Ne(2081)
12.32.Ordenalossiguientesionesenordencrecientedesuradioiónico,justificandolarespuesta:
,
,
,
, .
(PreselecciónC.Valenciana2010)(PreselecciónC.Valenciana2011)
Lasconfiguracioneselectrónicasdelasespeciespropuestasson:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
66
ElelementocuyosímboloesCleselcloroypertenecealgrupo17yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes17.
Laconfiguraciónelectrónicadelion
másexterna.
es[Ne]
yaquecaptaunelectrónensucapa
ElelementocuyosímboloesPeselfósforoypertenecealgrupo15yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes15.
Laconfiguraciónelectrónicadelion
capamásexterna.
es[Ne]
yaque captatreselectronesensu
ElelementocuyosímboloesCaeselcalcioypertenecealgrupo2yperiodo4delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ar] 4s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes20.
Laconfiguración electrónica del ion
capamásexterna.
es[Ne]
ya que cede doselectronesde su
ElelementocuyosímboloesSeselazufreypertenecealgrupo16yperiodo3delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ne] 3s 3p . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes16.
La configuración electrónica del ion
capamásexterna.
es [Ne]
ya que capta dos electrones en su
ElelementocuyosímboloesKeselpotasioypertenecealgrupo1yperiodo4delsistema
periódico por lo que su configuración electrónica abreviada es [Ar] 4s . Sumando sus
electronesseobtienequesunúmeroatómicoes19.
Laconfiguraciónelectrónicadelion
másexterna.
es[Ne]
yaquecedeunelectróndesucapa
Se trata de especies que tienen la misma configuración electrónica y que se denominan
isoelectrónicas,porestemotivo,todastienenlamismaconstantedeapantallamientoloque
hace que la fuerza de atracción del núcleo sobre el electrón más externo sea mayor en el
núcleoconmayornúmerodeprotones(númeroatómico).Enotraspalabras,eltamañodela
especiedecrecealaumentarelnúmeroatómico.
Lasespeciesiónicasordenadasportamañocreciente(pm)son:
(100)<
(138)<
(181)<
(184)<
(212)
12.33. Ordena, justificando la respuesta, las siguientes especies químicas de menor a mayor
energíaparaarrancarunelectrón:O,Ne, ,F,
.
(PreselecciónC.Valenciana2010)
La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
I=1312
67
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
Paraloselementosdadossepuedeplantearlasiguientetabla:
Elemento
O
F
Ne
8
9
10
Z
3
4
estructura
electrónica
1s 1s Zef(aprox.)
>2
>>2
6
7
8
n
1
1
2
2
2
[He]2s [He]2s [He]2s 2p 2p 2p De las especies dadas, la que presenta menor energía de ionización es la que tenga menor
valordeZ ymayorvalorden,elO(Z =6)elementodel2ºperiododelsistemaperiódico
(n=2)porloquetienelamenorenergíadeionizacióndetodosellos.
Lesiguenloselementosdel2ºperiodo(n=2),F(Zef=7)yNe(Zef=8).
Acontinuación,elionLi (n=1),yunZ muyelevadoportratarsedeunion.
Finalmente,elionBe (n=1),yunZ bastantemayorqueeldelLi ,eslaespeciequeposee
elvalormásaltodelaenergíadeionizacióndetodaslasespeciesdadas.
Portanto,lasespeciesordenadasdemenoramayorenergíadeionización(kJ·mol )son:
O(1314)<F(1681)<Ne(2081)<
(7297)<
(14846)
12.34. Dados los elementos A (Z = 6), B (Z = 9) y C (Z = 19) y sin necesidad de tener que
identificarlos,sepide:
a)Elnúmerodeelectronesdevalenciadecadauno.
b)Indicarcuálessonmetalesycuálesnometales.
c)LafórmuladeloscompuestosqueBpuedeformarcontodoslosdemás,indicandocuáleson
iónicosycuálescovalentes.
d)Elelementoquepresentarámayorafinidadelectrónica.
c)Elelementomenoselectronegativo.
(Canarias2011)
Z=6
a) El elemento cuyo número atómico es 6 tiene la configuración electrónica abreviada
[He]2s 2p .Tienecuatroelectronesdevalencia.
b)Formaenlacescovalentescompartiendocuatroelectronesconotrosátomos,setratadeun
nometal.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
68
Z=9
a) El elemento cuyo número atómico es 9 tiene la configuración electrónica abreviada
[He]2s 2p .Tienesieteelectronesdevalencia.
b) Tiende a captar (formando un enlace iónico) o a compartir un electrón con otro átomo
(formandounenlacecovalente),setratadeunnometal.
Z=19
a) El elemento cuyo número atómico es 19 tiene la configuración electrónica abreviada
[Ar]4s .Tieneunelectróndevalencia.
b)Tiendeacederunelectrónaotroátomoformandounenlaceiónico,setratadeunmetal.
,yaqueAcompartecuatro
c)LafórmulamásprobableparalacombinacióndeBconAes
electrones mientras que B solo uno para conseguir ambos una estructura electrónica muy
establedegasinerte.Altratarsedeelementosquenotiendenacederelectroneselenlacees
predominantementecovalente.
La fórmula más probable para la combinación de B con C es CB, ya que C cede un electrón
mientrasqueBlocaptaparaconseguirambosunaestructuraelectrónicamuyestabledegas
inerte. Al tratarse de elementos uno de los cuales tiende a ceder electrones y el otro a
captarloselenlaceespredominantementeiónico.
d) De los tres elementos propuestos el que presenta mayor afinidad electrónica es del
númeroatómicoZ=9yaquetienesieteelectronesdevalenciaytieneunaelevadatendencia
acompletarsucapadevalenciacaptandoocompartiendounúnicoelectrón.
e) De los tres elementos propuestos el que presenta menor electronegatividad es del
número atómico Z = 19 ya que tiene un único electrón de valencia y tiene una elevada
tendenciaacederloparadejarsucapaanteriorcompleta.
12.35. Ordena, justificando la respuesta, las siguientes especies químicas de menor a mayor
energíaparaarrancarunelectrón:S,Si,Rb,
,Ar,P.
(PreselecciónC.Valenciana2011)
La energía o potencial de ionización de una especie química puede calcularse mediante la
expresión:
I=1312
1312esunaconstanteenkJ·mol Z
 Z eslacarganuclearefectiva n
neselnúmerocuánticoprincipalqueindicaelperiodo
Lacarganuclearefectiva(Z )secalcula,deformaaproximada,mediantelaexpresión:
Z =Z#e–internos=#e–externos
LacarganuclearefectivaenunperiodocrecealaumentarelnúmeroatómicoZ,mientrasque
enungruposemantieneconstante.
Paraloselementosdadossepuedeplantearlasiguientetabla:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
Elemento
Z
11
69
Si
P
S
Ar
Rb
14
15
16
18
37
estructura [He]2s [Ne]3s [Ne]3s [Ne]3s [Ne]3s electrónica
3p 2p 3p 3p 3p 5s Zef(aprox.)
>8
4
5
6
8
1
n
2
3
3
3
3
5
De las especies dadas, la que presenta menor energía de ionización es la que tenga menor
valordeZ ymayorvalorden,elRb(Z =1)elementodel5ºperiododelsistemaperiódico
(n=5)porloquetienelamenorenergíadeionizacióndetodosellos.
Le siguen los elementos del 3er periodo (n = 3), Si, (Z = 4), P (Z = 5), S (Z = 6) y Ar
(Z =8).
Finalmente,elionNa (n=2),yunZ muyelevadoportratarsedeunion,eslaespecieque
poseeelvalormásaltodelaenergíadeionizacióndetodaslasespeciesdadas.
EnelcasodelaparejaP−S,laenergíadeionizacióndelSdeberíasermayorqueladelP.Sin
embargo, consultando la bibliografía, los valores de I (kJ·mol ) son, IP (1012) > IS (1000).
Esta anomalía se debe a que el fósforo, de acuerdo con la regla de Hund, tiene los tres
electronespdesapareadosenorbitalesdiferentes,mientrasqueelazufretienedoselectrones
apareadosenunmismoorbitalploqueprovocaqueexistarepulsiónelectrostáticaentreellos
yfacilite,portanto,laeliminacióndeesteúltimoelectrón.
Portanto,lasespeciesordenadasdemenoramayorenergíadeionización(kJ·mol )son:
Rb(403)<Si(787)<S(1000)<P(1012)<Ar(1521)<Na+(4562)
ProbleemasyCuestion
nesdelasOlim
mpiadasdeQuímica.Volumen
n10.(S.Menarggues&F.Latree)
70
13.ENLACEQUÍÍMICOYGEO
OMETRÍAM
MOLECULAR
R
13.1. Escribe las
s estructurass de Lewis de las molééculas de
polarres?
y
. ¿¿Serán com
mpuestos
(Canarrias1996)
Lasestructurasd
deLewisdelasespeciespropuestasson,respecttivamente:
nlanotación
ndelmodelo
odeRPECV,el
esun
na
 Deaacuerdocon
moléccula del tiipo AX , con número
o estérico 2, a la qu
ue
correesponde unaa distribuciión lineal d
de los ligan
ndos y parees
solitaarios alrededor del áto
omo centrall. Al no existir pares d
de
electrronessolitarriossobreellcarbono,co
oincidenlad
distribución
ny
formaa de la moléécula, por lo
o tanto estaa presenta u
una geometrría
moleccularLINEA
ALconángullosdeenlaceede180°.
Al serr el oxígeno
o más electrronegativo (
 = 3,44) qu
ue el carbon
no
( = 2,55), la molécula pressenta dos d
dipolos diriggidos hacia el
o dipolar so
on
oxígeeno, C  O.. Como los dos vectorees momento
igualees y la geom
metría es lin
neal, la resu
ultante de am
mbos es nulla,
porlo
otanto,lam
moléculaesN
NOPOLAR.
 De acuerdo co
on la notació
ón del modeelo de RPEC
CV, el
ees
una m
molécula deel tipo AX E , con núm
mero estéricco 4, a la qu
ue
correespondeunaadistribució
óntetraédriccadelosligaandosyparees
solitaarios alrededor del átomo central.. Al existir dos pares d
de
electrrones solitarios sobre eel oxígeno, lla molécula presenta un
na
geom
metría moleccular ANGUL
LAR con án
ngulos de en
nlace teórico
os
de 10
09,5° aunqu
ue la repulsión que ejjercen los d
dos pares d
de
electrronessolitarrioshacequ
ueesteánguloseaalgom
menor,104,5°
según
nlabibliograafía.
Alserreloxígenomáselectro
onegativo(=3,44)queeelhidrógen
no
( = 2,20), la molécula pressenta dos d
dipolos diriggidos hacia el
o dipolar so
on
oxígeeno, H  O. Como los dos vectorees momento
igualees y la geom
metría es an
ngular, la resultante dee éstos no ees
nula,porlotanto
o,lamoléculaaesPOLAR
R(μ=1,85D).
13.2.Explicalageeometríamo
oleculardelttriclorurodeeboro,etano
oyetino.
(Canarrias1996)
Lasestructurasd
deLewisdelasespeciespropuestasson,respecttivamente:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
71
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV, el
esunamoléculadeltipoAX ,connúmeroestérico
3, a la que corresponde una distribución triangular de
los ligandos y pares solitarios alrededor del átomo
central.Alnoexistirparesdeelectronessolitariossobre
elboro,coincidenladistribuciónyformadelamolécula,
por lo tanto esta presenta una geometría molecular
TRIANGULARPLANAconángulosdeenlacede120°.
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV, el
–
esunamoléculadeltipoAX ,respectoacada
uno de los carbonos, con número estérico 4, a la que
correspondeunadistribucióntetraédricadelosligandos
y pares solitarios alrededor del átomo central. Al no
existir pares de electrones solitarios sobre el carbono,
coinciden la distribución yforma de lamolécula, porlo
tanto esta presenta una geometría molecular
TETRAÉDRICAconángulosdeenlacede109,5°.
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV, el
CH≡CH es una molécula del tipo AX , respecto a cada
uno de los carbonos, con número estérico 2, a la que
corresponde una distribución lineal de los ligandos y
pares solitarios alrededor del átomo central. Al no
existir pares de electrones solitarios sobre el carbono,
coinciden la distribución yforma de lamolécula, porlo
tanto esta presenta una geometría molecular LINEAL
conángulosdeenlacede180°.
13.3.Describalasformasresonantesparalamoléculade
.
(Canarias1998)
LasdiferentesestructurasdeLewisresonantesdelamoléculadeácidonítricoson:
13.4. El
y el
son dos compuestos del tipo
, sin embargo, el primero tiene un
momento dipolar de 4,97·10 C·m, mientras que el del segundo es cero. ¿Cómo se interpreta
estosdatos?
(Canarias1998)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
72
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es
una molécula del tipo AX E, con número estérico 4, a la que
corresponde una distribución tetraédrica de los ligandos y
pares solitarios alrededor del átomo central. Al existir un par
deelectronessolitariossobreelnitrógeno,lamoléculapresenta
una geometría molecular PIRAMIDAL con ángulos de enlace
teóricos de 109,5° aunque la repulsión que ejerce el par de
electronessolitarioshacequeesteánguloseaalgomenor,107°
segúnlabibliografía.
Al ser el nitrógeno más electronegativo ( = 3,04) que el
hidrógeno ( = 2,20), la molécula presenta tres dipolos
dirigidos hacia el nitrógeno, H  N. Como los tres vectores
momento dipolar son iguales y la geometría es piramidal, la
resultante de éstos no es nula, por lo tanto, la molécula es
POLAR(segúnlabibliografía,μ=4,97·10 C·m).
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV, el
es
una molécula del tipo AX , con número estérico 3, a la que
correspondeunadistribucióntriangulardelosligandosypares
solitarios alrededor del átomo central. Al no existir pares de
electrones solitarios sobre el boro, coinciden la distribución y
formadelamolécula,porlotantoestapresentaunageometría
molecular TRIANGULAR PLANA con ángulos de enlace de
120°.
Al ser el flúor más electronegativo ( = 3,98) que el boro
( = 2,04), la molécula presenta tres dipolos dirigidos hacia el
flúor, B  F. Como los tres vectores momento dipolar son
igualesylageometríaestriangular,suresultanteesnula,porlo
tanto,lamoléculaesNOPOLAR.
13.5.Ordenelassiguientesespeciesporordencrecientedeángulodeenlace:
(Canarias1998)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
es
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
una especie del tipo AX E , con número estérico 4, a la que
corresponde una distribución tetraédrica de los ligandos y
pares solitarios alrededor del átomo central. Al existir dos
pares de electrones solitarios sobre el nitrógeno, la especie
presentaunageometríamolecularANGULARconángulosde
enlace menores de 109,5° debido a la repulsión que ejercen
losparesdeelectronessolitarios
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
73
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es una molécula del tipo AX E, con número estérico 4, a la
que corresponde una distribución tetraédrica de los
ligandos y pares solitarios alrededor del átomo central. Al
existir un par de electrones solitarios sobreel nitrógeno,la
molécula presenta una geometría molecular PIRAMIDAL
conángulosdeenlaceteóricosde109,5°aunquelarepulsión
que ejerce el par de electrones solitarios hace que este
ánguloseaalgomenor,107°segúnlabibliografía.
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
esunaespeciedeltipoAX ,connúmeroestérico4,alaque
corresponde una distribución tetraédrica de los ligandos y
pares solitarios alrededor del átomo central. Al no existir
pares de electrones solitarios sobre el nitrógeno, coinciden
la distribución y forma de la especie, por lo tanto esta
presenta una geometría molecular TETRAÉDRICA con
ángulosdeenlacede109,5°.
Elordencrecientedeángulosdeenlacees
<
<
.
13.6.Indiquecuántosenlacesσyπtienelamoléculade2‐butino.¿Dequétiposonlosenlacesσ?
(Extremadura1998)
LaestructuradeLewisdelaespeciepropuestaes:
Losenlacessencillos,6 C–Hy1C–C,son enlacesσ,yelenlacetripleC≡C,estáformadopor
1enlaceσy2enlacesπ.
Entotal,8enlacesσy2enlacesπ.
13.7.Dadoslosátomos:
X=1 2 2 3 e
Y=1 2 2 3 3 ,
justifique qué tipo de compuesto formarán al unirse e indique alguna de las propiedades del
mismo.
(Extremadura1998)
Si el átomo X cede los dos electrones del orbital 3s adquiere una configuración electrónica
ysetransformaenelion
.
muyestabledegasinerte[He]
Si el átomo Y capta un electrón completa el subnivel 3p y adquiere una configuración
ysetransformaenelion .
electrónicamuyestabledegasinerte[Ne]
Deacuerdoconlacondicióndeelectroneutralidadentreambosionesformanuncompuesto
.
iónicodefórmula
Loscompuestosiónicostienenlassiguientespropiedades:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
74
‐elevadasolubilidadenagua
‐altospuntosdefusiónyebullición
‐buenosconductoresdelacorrienteeléctricafundidosoendisoluciónacuosa
‐durosyfrágiles
13.8.Indicadentrodecadaparejadeespecies,cuáldeellaspresentaunmayorángulodeenlace
O−X−O.
a)
y
b)
y
c)
y
d)
y
e)
y
f)
y
(C.Valenciana1999)
a)LasestructurasdeLewisdelNO yNO son,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribuciónde
ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición es
triangularysugeometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosalátomocentral.
El ángulo de enlace es algo menor de 120° debido a la repulsión que provoca el par de
electronessolitarioquehaysobreelátomodenitrógeno.
esunaespeciecuyadistribuciónde
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición y forma
geométricaesTRIANGULARPLANAconunángulodeenlacede120°.
Portanto,elánguloO–N–Oesmayorenel
.
b)LasestructurasdeLewisdelCO ySO son,respectivamente:
esunasustanciacuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 2 por lo que su disposición y forma
geométricaesLINEALconunángulodeenlacede180°.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
75
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunasustanciacuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición es
triangularysugeometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosalátomocentral.
El ángulo de enlace es algo menor de 120° debido a la repulsión que provoca el par de
electronessolitarioquehaysobreelátomodeazufre.
Portanto,elánguloO–X–Oesmayorenel
c)LasestructurasdeLewisdelSO ySO
.
son,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es
tetraédrica y su geometría es PIRAMIDAL ya que sólo hay tres ligandos unidos al átomo
central.Elángulodeenlaceesalgomenorde109,5°debidoalarepulsiónqueprovocaelpar
deelectronessolitarioquehaysobreelátomodeazufre.
esunaespeciecuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición y su
geometríaesTETRAÉDRICAconunángulodeenlacede109,5°.
Portanto,elánguloO–S–Oesmayorenel
.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
76
d)LasestructurasdeLewisdelClO yClO son,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es
tetraédrica y su geometría es PIRAMIDAL ya que sólo hay tres ligandos unidos al átomo
central.Elángulodeenlaceesalgomenorde109,5°debidoalarepulsiónqueprovocaelpar
deelectronessolitarioquehaysobreelátomodecloro.
esunaespeciecuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición y su
geometríaesTETRAÉDRICAconunángulodeenlacede109,5°.
Portanto,elánguloO–Cl–Oesmayorenel
.
e)LasestructurasdeLewisdelSO ySO son,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunasustanciacuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición es
triangularysugeometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosalátomocentral.
El ángulo de enlace es algo menor de 120° debido a la repulsión que provoca el par de
electronessolitarioquehaysobreelátomodeazufre.
esunasustanciacuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición y su
geometríaesTRIANGULARPLANAconunángulodeenlacede120°.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
77
Portanto,elánguloO–S–Oesmayorenel
.
f)LasestructurasdeLewisdelSO yNO son,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es
tetraédrica y su geometría es PIRAMIDAL ya que sólo hay tres ligandos unidos al átomo
central.Elángulodeenlaceesalgomenorde109,5°debidoalarepulsiónqueprovocaelpar
deelectronessolitarioquehaysobreelátomodeazufre.
esunaespeciecuyadistribuciónde
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición y forma
geométricaesTRIANGULARPLANAconunángulodeenlacede120°.
Portanto,elánguloO−X−Oesmayorenel
.
13.9.DibujaeldiagramadeLewisdelamoléculade
yquetiposdeenlacesexisten.
yexplicasisiguelaregladelocteto
(Galicia2000)
ComoseobservaenlaestructuradeLewis:
todoslosátomosdelamoléculacumplenlaregladelocteto(esprecisoseñalarqueelátomo
dehidrógenollenasuúnicacapaconsólo2electrones).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
78
Respectoalosenlacesexistentes:
Entrelosionesamonio(NH )ehidrógenosulfuro(HS )existeunenlaceiónico.
Dentrodelionamonio,losenlacesN–Hsonenlacescovalentesconlaparticularidaddeque
unodeellosescovalentecoordinadoodativo.
ElenlaceH–Sexistenteenelionhidrógenosulfuroesunenlacecovalente.
13.10. Dibuja el diagrama de Lewis de la molécula de
octetoyquetiposdeenlacesexisten.
y explica si sigue la regla del
(Galicia2001)
ComoseobservaenlaestructuradeLewis:
todoslosátomosdelamoléculacumplenlaregladelocteto(esprecisoseñalarqueelátomo
dehidrógenollenasuúnicacapaconsólo2electrones).
Respectoalosenlacesexistentes:
Entrelosionesamonio(NH )ehidrógenocarbonato(HCO )existeunenlaceiónico.
Dentrodelionamonio,losenlacesN–Hsonenlacescovalentesconlaparticularidaddeque
unodeellosescovalentecoordinadoodativo.
LosenlacesC–OyH–Oexistentesenelionhidrógenocarbonatosonenlacescovalentes.
13.11. De las siguientes moléculas o iones:
geometríatetraédrica.
,
,
y
indica las que tienen
(C.Valenciana2001)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
esunasustanciacuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 6 por lo que su disposición es
octaédrica y su geometría es CUADRADA PLANA ya que sólo hay cuatro ligandos unidos al
átomocentral.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
79
De acuerdo conla notación delmodelo de RPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n)=5porloquesudisposiciónesdebipirámidetrigonal
ysugeometríadeBALANCÍNyaquesólohaycuatroligandos
unidos al átomo central y es la que presenta menos
repulsiones de 90° entre el par de electrones solitario y los
paresdeelectronesenlazantes.
y
son especies cuya
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV
distribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposición
ygeometríaesTETRAÉDRICA.
13.12. De las siguientes moléculas o iones:
justificandolarespuesta.
,
,
, indica cuáles son lineales
(C.Valenciana2002)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
y
sonespeciescuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición es
triangularysugeometríaANGULARyaquesólohaydosligandosunidosalátomocentral.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
80
es
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n)=2porloquesudisposiciónygeometríaesLINEAL.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una especie cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n)=5porloquesudisposiciónesdebipirámidetrigonal
ysugeometríaLINEALyaquesólohaydosligandosunidosal
átomocentralyeslaquepresentamenosrepulsionesde90°
entre los pares de electrones solitarios y los pares de
electronesenlazantes.
13.13.De lassiguientesmoléculas:
sonpolaresjustificandolarespuesta.
,
,
,
,
,
y
indica cuáles
(C.Valenciana2002)
LasestructurasdeLewisdelasmoléculaspropuestasson:
esuna
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV el
sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesu
disposiciónygeometríaesTRIANGULAR.
Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelazufre
(=2,58)existentresdipolosdirigidoshaciaeloxígenoSO.
Conesageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolar
esnula(μ=0)ylamoléculaesNOPOLAR.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
81
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV el
esuna
sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E
alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesu
disposiciónestriangularysugeometríaesANGULARyaquesólo
haydosligandosunidosalátomocentral.
Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelazufre
( = 2,58) existen dos dipolos dirigidos hacia el oxígeno S  O.
Conesageometríalaresultantedelosvectoresmomentodipolar
noesnula(μ=1,63D)ylamoléculaesPOLAR.
esuna
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E
alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesu
disposición es tetraédrica y su geometría es PIRAMIDAL ya que
sólohaytresligandosunidosalátomocentral.
Como el nitrógeno ( = 3,04) es más electronegativo que el
hidrógeno ( = 2,20) existen tres dipolos dirigidos hacia el
nitrógenoHN.Conesageometríalaresultantedelosvectores
momentodipolarnoesnula(μ=1,47D)ylamoléculaesPOLAR.
esuna
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX E alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porlo
quesudisposiciónestetraédricaysugeometríaesANGULARya
quesólohaydosligandosunidosalátomocentral.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el
hidrógeno ( = 2,20) existen dos dipolos dirigidos hacia el
oxígeno H  O. Con esa geometría la resultante de los vectores
momentodipolarnoesnula(μ=1,85D)ylamoléculaesPOLAR.
es una
De acuerdo con la notación del modelo de RPECV
sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesu
disposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.
Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el carbono ( = 2,55) existen cuatro
dipolos dirigidos hacia el cloro C  Cl. Con esa geometría la resultante de los vectores
momentodipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNOPOLAR
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
82
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 5 por lo que su disposición y geometría es de
BIPIRÁMIDETRIGONAL.
Comoelcloro(=3,16)esmáselectronegativoqueelfósforo
(=2,19)existencincodipolosdirigidoshaciaelcloroPCl.
Con esa geometría la resultante de los vectores momento
dipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNOPOLAR.
es una sustancia cuya
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
distribución deligandos yparesde electrones solitarios alrededor de cadaátomo central se
ajusta a la fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su
disposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el carbono ( = 2,55) y que el
hidrógeno(=2,20)losenlacessonpolaresyconesageometríalaresultantedelosvectores
momentodipolarnoesnula(μ=1,69D)ylamoléculaesPOLAR.
13.14 En las moléculas que se indican, señala las que tienen momento dipolar permanente:
,
,
,
.
(C.Valenciana2002)
LasestructurasdeLewisdelasmoléculaspropuestasson:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esuna
sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=2porloquesu
disposiciónygeometríaesLINEAL.
Comoelazufre(=2,58)esmáselectronegativoqueelcarbono(=2,55)existendosdipolos
dirigidos hacia el azufre C  S. Con esa geometría la resultante de los vectores momento
dipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNOPOLAR.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
83
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosal
átomocentral.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el
hidrógeno ( = 2,20) existen dos dipolos dirigidos hacia el
oxígeno H  O. Con esa geometría la resultante de los
vectores momento dipolar no es nula (μ = 1,85 D) y la
moléculaesPOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición y geometría es
TETRAÉDRICA.
Como el hidrógeno ( = 2,20) es más electronegativo que el
silicio ( = 1,90) existen cuatro dipolos dirigidos hacia el
hidrógeno Si  H. Con esa geometría la resultante de los
vectoresmomentodipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNO
POLAR.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVelCCl es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición y geometría es
TETRAÉDRICA.
Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el
carbono ( = 2,55) existen cuatro dipolos dirigidos hacia el
cloroCCl.Conesageometríalaresultantedelosvectores
momentodipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNOPOLAR.
13.15.Delassiguientesmoléculasoiones:
justificandolarespuesta.
,
,
y
indicalasquesontetraédricas,
(C.Valenciana2003)(C.Valenciana2005)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
84
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
el es
unasustanciacuyadistribucióndeligandosyparesdeelectrones
solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E
alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=5porloquesu
disposición es de bipirámide trigonal y su geometría de
BALANCÍN ya que sólo hay cuatro ligandos unidos al átomo
central y es la que presenta menos repulsiones de 90° entre el
pardeelectronessolitarioylosparesdeelectronesenlazantes.
esuna
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
especie cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX E alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=6porlo
que su disposición es octaédrica y su geometría CUADRADA
PLANAyaquesólohaycuatroligandosunidosalátomocentral.
y
sonespeciescuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónygeometría
esTETRAÉDRICA.
13.16. Explica la molécula de eteno indicando la hibridación de los átomos de carbono, la
geometríaquepresentaylosenlacesσyπrealizandoundiagramadelosmismos.
(Canarias2004)
LaestructuradeLewisdelamoléculaes:
Los átomos de carbono presentan hibridación
120°.
y forman tres enlaces con ángulos de
Losenlacessencillos,C–H,sonenlacesσ,yelenlacedobleC=C,estáformadoporunenlaceσy
unenlaceπ.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
13.17. De las siguientes moléculas:
justificandolarespuesta.
,
,
y
85
, indica las que son polares,
(C.Valenciana2004)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV el
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n)=2porloquesudisposiciónsugeometríaesLINEAL.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el
carbono ( = 2,55) existen dos dipolos dirigidos hacia el
oxígeno C  O. Con esa geometría la resultante de los
vectoresmomentodipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNO
POLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV el
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 3 por lo que su disposición es triangular y su
geometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosal
átomocentral.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el
azufre(=2,58)existendosdipolosdirigidoshaciaeloxígeno
S  O. Con esa geometría la resultante de los vectores
momento dipolar no es nula (μ = 1,63 D) y la molécula es
POLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 3 por lo que su disposición es triangular y su
geometríaesANGULARyaquesolohaydosligandosunidosal
átomocentral.
Comoelcloro(=3,16)esmáselectronegativoqueelestaño(=2,20)existendosdipolos
dirigidoshaciaeloxígenoSnCl.Conesageometríalaresultantedelosvectoresmomento
dipolarnoesnula(μ=3,74D)ylamoléculaesPOLAR.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
86
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosal
átomocentral.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el hidrógeno ( = 2,20) existen dos
dipolos dirigidos hacia el oxígeno H  O. Con esa geometría la resultante de los vectores
momentodipolarnoesnula(μ=1,85D)ylamoléculaesPOLAR.
13.18. De las siguientes moléculas o iones:
tetraédricas,justificandolarespuesta.
,
,
y
, indica las que son
(C.Valenciana2004)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV el
esuna
especie cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmulaAX E alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=6porloquesu
disposición es octaédrica y su geometría CUADRADA PLANA ya
quesólohaycuatroligandosunidosalátomocentral.
,
y
son especies cuya
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV
distribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposición
ygeometríaesTETRAÉDRICA.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
13.19. De las siguientes moléculas o iones:
respuesta,lasquesonpiramidales.
,
,
,
y
87
, indica justificando la
(C.Valenciana2004)(C.Valenciana2007)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV
,
y
son especies cuya
distribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesudisposición
ygeometríaesTRIANGULARPLANA.
y el
son especies cuya
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
distribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
a la fórmula AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su
disposiciónestetraédricaysugeometríaesPIRAMIDALyaquesólohaytresligandosunidos
alátomocentral.
13.20. El isopreno(2‐metil‐1,3‐butadieno)esunmonómeroque seempleaenla fabricación de
cauchos.Indicaquétipodehibridaciónpresentacadaátomodecarbonoymedianteunesquema
representalosenlacesσyπqueexisten.
(Canarias2005)
LaestructuradeLewisdelaespeciepropuestaes:
 El átomo de carbono con todos todos los enlaces sencillos (grupo metilo) presenta
yformacuatroenlacesconángulosde109,5°.
hibridación
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
 Los átomos de carbono con doble enlace presentan hibridación
enlacesconángulosde120°.
88
y forman tres
Los enlaces sencillos, 8 C–H y 1 C–C, son enlaces σ, y los dos dobles enlaces C=C, están
formadospor1enlaceσy1enlaceπ.
13.21. De las siguientes moléculas:
,
,
,
respuesta,lasquesonpolaresylasquesonapolares.
,
y
indica, justificando la
(C.Valenciana2005)(C.Valenciana2007)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV el
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n)=2porloquesudisposiciónsugeometríaesLINEAL.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el
carbono ( = 2,55) existen dos dipolos dirigidos hacia el
oxígeno C  O. Con esa geometría la resultante de los
vectores momento dipolar es nula (μ = 0) y la molécula es
APOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV el
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 3 por lo que su disposición es triangular y su
geometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosal
átomocentral.
Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelazufre(=2,58)existendosdipolos
dirigidos hacia el oxígeno S  O. Con esa geometría la resultante de los vectores momento
dipolarnoesnula(μ=1,63D)ylamoléculaesPOLAR.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
89
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición y geometría es
TRIANGULAR.
Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el boro
(=2,04)existentresdipolosdirigidoshaciaelcloroBCl.
Con esa geometría la resultante de los vectores momento
dipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesAPOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosal
átomocentral.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el
hidrógeno ( = 2,20) existen dos dipolos dirigidos hacia el
oxígeno H  O. Con esa geometría la resultante de los
vectores momento dipolar no es nula (μ = 1,85 D) y la
moléculaesPOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición y geometría es
TETRAÉDRICA.
Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el
carbono ( = 2,55) existen cuatro dipolos dirigidos hacia el
cloroCCl.Conesageometríalaresultantedelosvectores
momentodipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesAPOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesPIRAMIDALyaquesolohaytresligandosunidos
alátomocentral.
Comoelnitrógeno(=3,04)esmáselectronegativoqueelhidrógeno(=2,20)existentres
dipolos dirigidos hacia el nitrógeno H  N. Con esa geometría la resultante de los vectores
momentodipolarnoesnula(μ=1,47D)ylamoléculaesPOLAR.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
90
(AlgunassustanciasyaseproponenenC.Valenciana2004).
13.22.Dadosloscompuestos:
1)
2)NaF 3)
a)Indicadeformarazonadaeltipodeenlacequepresentacadauno.
b) Indica la hibridación del átomo central en los compuestos que sean covalentes y haz una
estimacióndelvalordelángulodeenlace.
Datos.F(Z=9),O(Z=8),Na(Z=11)yB(Z=5)
(Canarias2006)
a) Las diferencias de electronegatividad entre los elementos que forman los compuestos
dadosson:
Compuesto
Δχ
OF (3,98–3,44)=0,54
NaF
(3,98– 0,93)=3,05
BF (3,98–2,04)=1,94
AunqueelenlaceO–Fespolar,ladiferenciadeelectronegatividadesmenorque1,porlo
queelenlaceentreamboselementosespredominantementecovalente.
ElenlaceNa–Fesmuypolarycomoladiferenciadeelectronegatividadesmayorque2,el
enlaceentreamboselementosespredominantementeiónico.
 Aunque el enlace B–F es bastante polar, la diferencia de electronegatividad está
comprendida entre 1 y 2, por lo que el enlace entre ambos elementos es parcialmente
covalente.
b)LasestructurasdeLewisdeloscompuestosconenlacecovalenteson,respectivamente:
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
esunaespeciedeltipoAX E ,connúmeroestérico4,ala
que corresponde una distribución tetraédrica de los
ligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.
y
Unátomoconesadistribuciónpresentahibridación
tieneángulosdeenlacede109,5°;aunquelarepulsiónque
ejercenlosdosparesdeelectronessolitarioshacequeeste
ánguloseaalgomenor,103,2°segúnlabibliografía.
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
esunaespeciedeltipoAX ,connúmeroestérico3,alaque
corresponde una distribución triangular de los ligandos y
paressolitariosalrededordelátomocentral.
Unátomoconesadistribuciónpresentahibridación
tieneángulosdeenlacede120°.
y
ProbleemasyCuestion
nesdelasOlim
mpiadasdeQuímica.Volumen
n10.(S.Menarggues&F.Latree)
91
13.23
3.Sabiendoq
queeletenottieneunaesttructuraplan
nayelqueeeletinoeslineal.
a)Ind
dicalahibrid
dacióndecadaunodelo
osátomosdecarbonodedichoscomp
puestos.
b)Ha
azunesquem
madecadau
unodelosco
ompuestosin
ndicandolos ángulosde enlace,asíccomolos
tiposdeenlaceσyyπpresentees.
(Canarrias2006)
a)LassestructuraasdeLewisd
deambassusstanciasson
n,respectivamente:
En el
los átomosdecarbonopresentanh
hibridación
ángu
ulosde120°°.
yformaantresenlaacescon
 En el
loss átomos de
e carbono p
presentan h
hibridación
n sp y formaan dos enlaces con
ángu
ulosde180°°.
b)En
namboscom
mpuestos,lossenlacesse
encillos,C–H
H,sonenlaccesσ.
Eneel
elen
nlacedobleC=Cestáforrmadopor
Eneel
elen
nlacetripleC≡Cestáfo
ormadopor
13.24
4.Dadaslasssiguientesmoléculas:
,
y
.
a)EsccribesuestructuradeLeewis.
b)Deescribesugeo
ometríamollecular.
c)Exp
plicasiestassmoléculasttienenonom
momentodip
polar.
(PreseleccciónC.Valencia
ana2006)
Lasestructurasd
deLewisdelasmoléculaaspropuestaasson:
Deaacuerdocon
nlanotación
ndelmodelo
odeRPECV el
es
una sustancia ccuya distrib
bución de ligandos y pares de
dordelátomocentralse ajustaala
electrronessolitarriosalreded
fórmu
ula AX E a la que corresponde un númerro estérico
(m+n
n) = 4 por lo que su disposición
n es tetraéd
drica y su
geom
metríaesANG
GULARyaqu
uesólohaydosligandosunidosal
átomocentral.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
92
Comoeloxígeno(=3,44)esmáselectronegativoqueelcloro(=3,16)existendosdipolos
dirigidoshacia el oxígenoCl O.Conesa geometría laresultante de los vectores momento
dipolarnoesnula(μ≠0)ylamoléculaesPOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometría es PIRAMIDAL ya que sólo hay tres ligandos
unidosalátomocentral.
Como el cloro ( = 3,16) es más electronegativo que el
arsénico(=2,18)existentresdipolosdirigidoshaciaelcloro
As  Cl. Con esa geometría la resultante de los vectores
momento dipolar no es nula (μ = 1,59 D) y la molécula es
POLAR.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVelF COesunasustanciacuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesudisposiciónygeometría
esTRIANGULARPLANA.
Comoelcloro(=3,16)esmáselectronegativoqueelComo
el flúor ( = 3,98) y el oxígeno ( = 3,44) son más
electronegativosqueelcarbono(=2,55)existentresdipolos
dirigidos dos hacia el flúor C  F y otro dirigido hacia el
oxígeno C  O. Con esa geometría la resultante de los
vectores momento dipolar no es nula (μ = 0,95 D) y la
moléculaesPOLAR.
13.25.¿EncuáldelassiguientesmoléculascabeesperarunenlaceO−Omáscorto?
Justificalarespuesta.
,
,
.
(C.Valenciana2006)
Elordendeenlacesedefinecomoelnúmerodeparesdeelectronesqueformanunenlacey
estárelacionadoconlalongituddedichoenlacequeestantomáscortocuantosmásparesde
electronesformendichoenlaceyaquemayoratracciónexistiráentrelosátomos.
LaestructuradeLewisdel
es:
El orden de enlace entre los átomos de oxígeno es 1, ya que el enlace está formado por un
únicopardeelectrones.
LaestructuradeLewisdel
es:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
93
El orden de enlace entre los átomos de oxígeno es 2, ya que el enlace está formado por dos
paresdeelectrones.
LaestructuradeLewisdel
es:
Estamoléculapresentaresonancia.Estoconsisteenque,experimentalmente,lalongituddel
enlace OO está comprendida entre la longitud del enlace sencillo y la del doble, no es tan
cortocomoéstenitanlargocomoelsencillo.Porestemotivosedicequeelordendeenlace
entrelosátomosdeoxígenoes1½.
Portanto,elenlaceOOmáscortocorrespondealamoléculade
laslongitudesdelosenlacesOO(pm)son:
(121)<
(128)<
.Segúnlabibliografía,
(149)
13.26. Indica la hibridación del átomo central en cada uno de los siguientes compuestos, así
como,lageometríadecadamolécula:
a)
b)
c)
d)
.
(Canarias2007)
Parapoderdeterminarlahibridacióndelátomocentraldeunamolécula,esprecisodibujarsu
estructuradeLewisyapartirdelamismaverelnúmerodeparesdeelectronesquerodeanal
átomocentral.AplicandoelmodeloRPECVsedeterminasugeometríamolecular.
es
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV, el
una especie del tipo AX E con número estérico (m+n) = 4, a la
que corresponde una distribución tetraédrica de los ligandos y
paresdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralloque
.
suponelaformaciónde4orbitaleshíbridos
Como existe un par de electrones solitario sobre el fósforo, la
geometríamolecularesPIRAMIDALconunosángulosdeenlace
menores que los de un tetraedro (109,5°) debido a la repulsión
provocada por el par de electrones solitarios. Según la
bibliografía,losángulosdeenlacesonde100°.
esuna
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
especie del tipo AX con número estérico (m+n) = 4, a la que
correspondeunadistribucióntetraédricadelosligandosypares
solitariosalrededordelátomocentralloquesuponelaformación
.
de4orbitaleshíbridos
Como no existen pares de electrones solitarios sobre el silicio,
coinciden la distribución y la geometría molecular, que es
TETRAÉDRICA,conángulosdeenlacede109,5°.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
94
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
esuna
moléculadeltipoAX E ,connúmeroestérico(m+n)=4,alaque
correspondeunadistribucióntetraédricadelosligandosypares
solitariosalrededordelátomocentralloquesuponelaformación
.
de4orbitaleshíbridos
Comoexistendosparesdeelectronessolitariossobreelazufre,la
geometría molecular es ANGULAR con ángulos de enlace
menores que los de un tetraedro (109,5°) debido a la repulsión
provocadaporlosdosparessolitarios.
es
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV, el
unaespeciedeltipoAX connúmeroestérico(m+n)=2,alaque
corresponde una distribución lineal de los ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralloquesuponela
formaciónde2orbitaleshíbridossp.
Al no existir pares de electrones solitarios sobre el berilio,
coinciden la distribución de pares electrones sobre el átomo
centralylageometríamolecularqueesLINEALconunosángulos
deenlacede180°.
13.27. La configuración electrónica1 2 2 3 3 corresponde aunion dipositivo
.
Respondedeformarazonadaalassiguientescuestiones:
a) ¿Cuál es el número atómico de X? ¿A qué periodo pertenece este elemento? ¿Cuántos
electronesdevalenciaposeeelelementoX?
b)QuetipodeenlaceformaríaelelementoXconunelementoAcuyaconfiguraciónelectrónica
fuera1 2 2 ?¿Porqué?Indicalafórmuladelcompuestoresultante.
(Canarias2007)
a)LaconfiguraciónelectrónicaasignadaalionX2+indicaquecontiene18electrones,comose
tratadeunioncondoscargaspositivasquieredecirquehaperdidodoselectrones,porloque
alátomoneutrolecorrespondelaconfiguraciónelectrónica:
1s 2s 2p 3s 3p 4s odeformaabreviada[Ar]4s queindicaquetienetrescapaselectrónicascompletas,porloqueelelementoperteneceal4º
periodoyposee2electronesdevalencia.Sumandoloselectronesseobtienequeelnúmero
atómicoesZ=20.
b) Si el elemento X pierde dos electrones y forma el ion X adquiere una estructura
electrónicadegasinerte,muyestable.Setratadeunelementopocoelectronegativo.
UnelementoAconunaconfiguraciónelectrónica1s 2s 2p tiendeacaptarunelectrónpara
conseguiruna estructuraelectrónicadegas inerte1s 2s 2p ,muyestable,yformarelion
A .Setratadeunelementomuyelectronegativo.
Portanto,entreamboselementosseformaunenlaceiónico,ydeacuerdoconlacondiciónde
electroneutralidadsedebencombinardosionesA conunionX porloquelafórmuladel
.
compuestoqueresultaes
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
95
13.28.Dadaslassiguientesmoléculas:
,
ytrans‐dicloroeteno:
a)EscribesuestructuradeLewis.
b)Describesugeometríamolecular.
c)Indicasisononomoléculaspolares,justificandolarespuesta.
(PreselecciónC.Valenciana2007)
LasestructurasdeLewisdelasmoléculaspropuestasson:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesPIRAMIDALyaquesólohayunligandounidoal
átomocentral.
Como el flúor ( = 3,98) es más electronegativo que el nitrógeno ( = 3,04) existen tres
dipolos dirigidos hacia el flúor N  F. Con esa geometría la resultante de los vectores
momentodipolarnoesnula(μ=0,235D)ylamoléculaesPOLAR.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición y geometría es
TETRAÉDRICA.
Como el hidrógeno ( = 2,20) es más electronegativo que el
germanio ( = 2,01) existen cuatro dipolos dirigidos hacia el
hidrógeno Ge  H. Con esa geometría la resultante de los
vectoresmomentodipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNO
POLAR.
es una sustancia cuya
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
distribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordecadaátomodecarbono,
alqueseconsideracomocentral,seajustaalafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmero
estérico(m+n)=4porloquesudisposiciónygeometríaesTRIANGULARPLANA.
Comoelcloro(=3,16)esmáselectronegativoqueel
carbono(=2,55)yqueelhidrógeno(=2,20)existen
cuatro dipolos, dos dirigidos hacia el cloro C  Cl y
otros dos dirigidos hacia el carbono H  C. Con esa
geometría la resultante de los vectores momento
dipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNOPOLAR.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
96
13.29.Dadoslossiguienteselementoscuyasconfiguracionesson:
A:1 2 2 B:1 2 2 C:1 2 2 3 3 D:1 2 2 3 3 4 a)¿CuálessonlasfórmulasdeloscompuestosqueBpuedeformarconA,CyD?
b) ¿Qué tipo de enlace se produce en la formación de los compuestos del apartado anterior?
Justificalarespuesta.
(Canarias2008)
ElelementoBcuyaconfiguraciónes1s 2s 2p ,tiene7electronesenlacapamásexternale
hacefaltaunelectrónparaadquirirlaconfiguracióndegasinerte.
ElelementoAcuyaconfiguraciónes1s 2s 2p ,tiene5electronesenlacapamásexternaen
consecuenciatienequecompartir3electronesconotrostantosátomosdelelementoB,luego
ysetrataríadeuncompuestoconenlacepredominantementecovalente.
lafórmulasería
PorsuparteelelementoCcuyaconfiguraciónes1s 2s 2p 3s 3p ,tiene3electronesen
lacapadevalenciaypuedecederlosparaadquirirlaconfiguraciónmuyestabledegasinerte
y se
y, por tanto, el compuesto que puede formar con el elemento B tiene de fórmula
trataríadeuncompuestoconenlacepredominantementeiónico.
Finalmente,elelementoDcuyaconfiguraciónes1s 2s 2p 3s 3p 4s ,tieneunelectrón
enla capamásexternaytiendeacederloparaadquirirla configuraciónmuyestabledegas
inertey,portanto,elcompuestoquepuedeformarconelelementoDtienedefórmulaDByse
trataríadeuncompuestoconenlacepredominantementeiónico.
13.30.Enlareacciónentreelflúoratómicoyelhidrógenomolecularseliberaenergía:
(g)+F(g)HF(g)+H(g)
ΔH<0
Indicadeformarazonadaquéenlaceesmásfuerte,elH–HóelH–F.
(Canarias2008)
LareacciónimplicalaroturadeunenlaceH–HylaformacióndeunenlaceH–F.Sisetieneen
cuentaqueelprocesoesexotérmico,estoindicaquelaenergíadesprendidaenlaformación
delenlaceH–FesmayorquelaquehayqueaportarpararomperelenlaceH–H.Portanto,se
puedeconcluirqueelenlaceH–FesmásfuertequeenenlaceH–H.
13.31.Dadaslassiguientesmoléculas:
,
y
.
a)EscribesuestructuradeLewis.
b)Describesugeometríamolecular.
c)Explicasiestasmoléculastienenonomomentodipolar.
(PreselecciónC.Valenciana2008)
LasestructurasdeLewisdelasmoléculaspropuestasson:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunasustanciacuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=2porloquesudisposiciónygeometría
esLINEAL.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
97
Como el azufre ( = 2,58) es más electronegativo que el
carbono(=2,55)existendosdipolosdirigidoshaciaelazufre
C  S. Con esa geometría la resultante de los vectores
momentodipolaresnula(μ=0)ylamoléculaesNOPOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición y geometría es
TETRAÉDRICA.
Como el yodo ( = 3,44) es más electronegativo que el
carbono(=2,55)yestequeelhidrógeno(=2,20)existen
cuatrodipolos,tresdirigidoshaciaelcarbonoHCyelotro
dirigidohaciaelyodo C I. Con esageometría laresultante
delosvectoresmomentodipolarnoesnula(μ=1,64D)yla
moléculaesPOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesPIRAMIDALyaquesólohaytresligandosunidos
alátomocentral.
Como el flúor ( = 3,98) es más electronegativo que el
arsénico(=2,04)existentresdipolosdirigidoshaciaelflúor
As  F. Con esa geometría la resultante de los vectores
momento dipolar no es nula (μ = 2,59 D) y la molécula es
POLAR.
13.32.Justifica,dentrodecadaparejadeespecies,lasdiferenciasenelángulodeenlaceO−X−O.
a)
y
b)
y
c)
y
d)
y
(C.Valenciana2008)
a)LasestructurasdeLewisdelSO ySO son,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribuciónde
ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición y forma
geométricaesTRIANGULARPLANAconunángulodeenlacede120°.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
98
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es
tetraédrica y su geometría es PIRAMIDAL ya que sólo hay tres ligandos unidos al átomo
central.Elángulodeenlaceesalgomenorde109,5°debidoalarepulsiónqueprovocael
pardeelectronessolitarioquehaysobreelátomodeazufre.
b)LasestructurasdeLewisdelNO yNO son,respectivamente:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribuciónde
ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición es
triangularysugeometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosalátomocentral.
El ángulo de enlace es algo menor de 120° debido a la repulsión que provoca el par de
electronessolitarioquehaysobreelátomodenitrógeno.
esunaespeciecuyadistribuciónde
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición y forma
geométricaesTRIANGULARPLANAconunángulodeenlacede120°.
c)LasestructurasdeLewisdelNO yClO son,respectivamente:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
99
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribuciónde
ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición y forma
geométricaesTRIANGULARPLANAconunángulodeenlacede120°.
esunaespeciecuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es
tetraédrica y su geometría es PIRAMIDAL ya que sólo hay tres ligandos unidos al átomo
central.Elángulodeenlaceesalgomenorde109,5°debidoalarepulsiónqueprovocael
pardeelectronessolitarioquehaysobreelátomodecloro.
d)LasestructurasdeLewisdelNO yCO son:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
esunaespeciecuyadistribuciónde
ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su disposición es
triangularysugeometríaesANGULARyaquesólohaydosligandosunidosalátomocentral.
El ángulo de enlace es algo menor de 120° debido a la repulsión que provoca el par de
electronessolitarioquehaysobreelátomodenitrógeno.
esunasustanciacuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 2 por lo que su disposición y forma
geométricaesLINEALconunángulodeenlacede180°.
(SimilaralpropuestoenC.Valenciana1999).
13.33.Deacuerdoconelmodeloderepulsióndelosparesdeelectronesdelacapadevalencia
(RPECV)deducirlaformageométricadelassiguientesespeciesquímicas:
a)
b)
c)
(Canarias2009)
ProbleemasyCuestion
nesdelasOlim
mpiadasdeQuímica.Volumen
n10.(S.Menarggues&F.Latree)
100
Lasestructurasd
deLewisdelasespeciesdadasson:
a) Dee acuerdo co
on la notaciión del mod
delo de RPE
ECV el
ees una susttancia cuya distribució
ón de ligandos y
paress de electrrones solitaarios alrededor del áátomo
centrral se ajusta a la fórmula AX a la que corresp
ponde
unnú
úmeroestériico(m+n)=4porloqueesudisposiccióny
geom
metríaesTET
TRAÉDRICA
Ayaqueno
oexistenparresde
electrronessolitarriossobreellátomocenttral.
b‐c)D
Deacuerdocconlanotaccióndelmod
delodeRPEC
CVel
yel
so
onespeciesdeltipo
AX E , con número estérico
o 4, a las qu
ue correspo
onden una d
distribución tetraédricaa de los
ligand
dos y paress solitarios alrededor d
del átomo ceentral. Al exxistir dos pares
p
de electrones
solitaarios sobre el german
nio y nitróggeno, respeectivamente,, las especiies presentan una
geom
metría moleccular ANGU
ULAR con áángulos de enlace men
nores de 10
09,5° debidos a la
repullsiónqueejeercenlosparresdeelectrronessolitarrios.
13.34
4.Dadoslosssiguientesen
nlaces:Al–Cl;;Cl–Cl;K–Cl..
a)¿Cu
uáldeelloseesnopolar(o
(oapolar)?
b)Sollounodeello
osrepresenttaunenlaceiónico.
c)Ord
denarlosenllacesporord
dendepolarridadcrecien
nte.
(Canarrias2009)
Elord
dencrecienttedelaelecttronegativid
dadparalos elementosd
dadoses:
χK(0,82)<χAl(1,61)<χCl(3,16)
Lasd
diferenciasd
deelectronegatividaden
ntreloselem
mentosque formanlos compuestossdados
son:
Comp
puesto
Cl AlCl KCl
Δ
Δχ
0,00
1,55
2,34
a) El enlace Cl–C
Cl es covale
ente no pollar, ya que se trata de un enlace eentre átomos de un
mism
moelemento.
b)El enlaceK–C
Clespredom
minanteme
enteiónico, yaquesetrratadeunenlaceentre átomos
deeleementoscon
nmuydifereenteelectron
negatividad,,χK(0,82)<<
<χCl(3,16).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
101
c) Cuanto mayor sea la diferencia de electronegatividad entre los elementos que forman el
enlacetantomáspolareseste.Elordendepolaridadcrecientedelosenlacesdadoses:
Cl–Cl<Al–Cl<K–Cl
13.35.Lospimientosrojosdisponendecompuestosquímicosqueademásdetransmitirsusabor
picantetambiénsoncapacesdematarbacterias.Unodeloscomponentesquímicosaisladosdel
pimientorojoeslacapsaicinacuyaestructuraseindica:
Enlaestructuradelacapsaicina,indica:
a)¿Cuántoscarbonosconhibridación
hay?
b)¿Cuántosenlacespi(π)?
c)Laconfiguracióndeldobleenlacedelacadenacarbonada¿escisotrans?
(Canarias2009)
a)Losátomosdecarbonoquesólotienenenlacessimplespresentanhibridaciónsp .Eneste
.
casohaynueveátomosdecarbonoconhibridación
b)Losenlacessedanentreátomosqueseunenmedianteundobleotripleenlace.Eneste
caso hay cinco dobles enlaces, tres en el anillo bencénico, uno en el grupo carbonilo y otro
entreátomosdecarbonoC3yC4delacadenacarbonada.Hayentotalcincoenlaces.
c) Como los átomos de hidrógeno que se encuentran unidos a los átomos de carbono que
formaneldobleenlaceseencuentranenposicionesalejadas,laconfiguraciónestrans.
13.36.Dadaslassiguientesmoléculas
,
a)EscribesuestructuradeLewis.
b)Describesugeometríamolecular.
c)Explicasitienenonomomentodipolar.
yHCHO:
(PreselecciónC.Valenciana2009)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
es una sustancia cuya
distribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=3porloquesudisposición
ygeometríaesTRIANGULAR.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
102
Al ser el oxígeno ( = 3,44) y el cloro ( = 3,16) más
electronegativos que el carbono ( = 2,55), la molécula
presentatresdipolosdirigidos,doshaciaelcloro,CCl,yuno
hacia oxígeno, C  O. Con esta geometría la resultante de los
vectoresmomentodipolarnoesnula,porlotanto,lamolécula
esPOLAR(μ=1,17D).
es
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaa la
fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición y geometría es
TETRAÉDRICA.
Al ser el cloro ( = 3,16) más electronegativo que el carbono
(=2,55),yestemásqueelhidrógeno(=2,20),lamolécula
presentacuatrodipolosdirigidos,treshaciaelcloro,CCl,y
unohaciacarbono,HC.Conestageometríalaresultantede
los vectores momento dipolar no es nula, por lo tanto, la
moléculaesPOLAR(μ=2,33D).
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV el HCHO es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaa la
fórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=
3porloquesudisposiciónygeometríaesTRIANGULAR.
Alsereloxígeno(=3,44)máselectronegativoqueelcarbono
(=2,55),yestemásqueelhidrógeno(=2,20),lamolécula
presentatresdipolosdirigidos,doshaciael carbono,HC,y
unohaciaoxígeno,CO.Conesta geometríalaresultantede
los vectores momento dipolar no es nula, por lo tanto, la
moléculaesPOLAR(μ=2,33D).
13.37.Enelaniónnitrato,
,todaslasdistanciasdeenlaceN−Osonidénticasysuvalores
121,8pm.
a)EscribelasestructurasdeLewisdelaniónnitrato,indicandolasposiblesformasresonantesy
lascargasformalessobrecadaátomo.
b)UtilizandolasestructurasdeLewis,argumentaporquélasdistanciasN−Osontodasiguales.
c)Describelageometríadelaniónnitratoeindicaelsentidodelasdesviacionesdelosángulos
respectodelosvaloresideales.
(C.Valenciana2009)
a)ComosetratadeunaespeciequepresentaresonanciatienevariasestructurasdeLewisque
constituyenun“híbridoderesonancia”:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
103
Lacargaformaldeunátomoesunaespeciesecalculamediantelasiguienteexpresión:
c=cargadelcore#electronessolitarios½#electronescompartidos
Lacargadelcoredeunátomo#electronessolitarios
cargadelcore=Z#electronesinternos=#electronesdevalencia
Lacargadelosátomosdelaespeciees:
c(Oenlacesencillo)=66½(2)=‐1
c(Oenlacedoble)=64½(2)=0
c(N)=50½(8)=+1
b) Las diferentes estructuras resonantes indican que el doble enlace puede estar entre
cualquieradelosátomosdeOyeldeN.Elordendeenlaceenunaestructuraindicaelnúmero
deparesdeelectronesqueconstituyenunenlace.Enestecasoalexistirresonancia,elorden
de enlace N−O es 1⅓ ya que uno de los pares de electrones compartidos se encuentra
repartido entre los tres enlaces. Esto quiere decir que, en realidad, los tres enlaces N−O
tienenlamismalongitud.
c)DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaa la
fórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=
3 por lo que su disposición y geometría es TRIANGULAR con
un ángulo de enlace de 120° que no experimenta ninguna
desviaciónrespectodelosvaloresideales.
13.38.Explicaeltipodehibridaciónutilizadoporcadaátomodecarbono,nitrógenoyoxígeno
enloscompuestos:
a)
=
b)CHCH
c)
−NH−
d)
−
(C.Valenciana2009)
LasestructurasdeLewisdelasmoléculaspropuestasson:
=
es una sustancia cuya
a) De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
distribución deligandos yparesde electrones solitarios alrededor de cadaátomo central se
ajusta a la fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su
disposición es TRIANGULAR PLANA. Una sustancia cuyo átomo central presenta esta
.
disposicióntiene3orbitaleshíbridos
b) De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el CHCH es una sustancia cuya
distribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=2porloquesudisposición
LINEAL.Unasustanciacuyoátomocentralpresentaestadisposicióntiene2orbitaleshíbridos
sp.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
104
c‐d) De acuerdo con la notación del modelo de RPECV
−NH−
y
−
son
sustancias cuya distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor de cada
átomocentral(carbono,nitrógenoyoxígeno)seajustaalafórmulaAX alaquecorresponde
un número estérico(m+n)= 4porlo que su disposiciónTETRAÉDRICA. Una sustancia cuyo
.
átomocentralpresentaestadisposicióntiene4orbitaleshíbridos
13.39.Dadaslassiguientesespeciesquímicas
a)EscribesuestructuradeLewis.
b)Describesugeometría.
,
,
y
.
(PreselecciónC.Valenciana2010)
a)LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
b)  DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es una especie del tipo AX , con número estérico 2, a la que
corresponde una distribución y geometría LINEAL de los
ligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.
y
son especies del tipo AX E, con número
 De acuerdo con el modelo RPECV,
estérico 3, a las que corresponden una distribución triangular de los ligandos y pares
solitarios alrededor del átomo central. Al existir un par de electrones solitarios sobre el
nitrógeno,lasespeciespresentanunageometríamolecularANGULAR..
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es
una especie del tipo AX , con número estérico 4, a la que
corresponde una distribución y geometría TETRAÉDRICA de
losligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
13.40.Justificasilassiguientesmoléculassonpolaresoapolares:HCN,
,
105
y
.
(PreselecciónC.Valenciana2010)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
 Deacuerdocon la notacióndelmodelodeRPECV, elHCN es
una molécula del tipo AX , con número estérico 2, a la que
corresponde una distribución y geometría LINEAL de los
ligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.
Al ser el nitrógeno ( = 3,04) más electronegativo que el
carbono ( = 2,55), y este más que el hidrógeno ( = 2,20), la
moléculapresentadosdipolosdirigidos,unohaciaelnitrógeno,
C  N, y otro hacia carbono, H  C. Con esta geometría la
resultante de los vectores momento dipolar no es nula, por lo
tanto,lamoléculaesPOLAR(μ=2,985D).
 De acuerdocon lanotacióndel modelodeRPECV, el
es una molécula del tipo AX , con número estérico 4, a la que
corresponde una distribución y geometría TETRAÉDRICA de
losligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.
Al ser el cloro ( = 3,16) más electronegativo que el carbono (=2,55),yestemásqueelhidrógeno(=2,20),lamolécula
presenta cuatro dipolos dirigidos, dos hacia el cloro, C  Cl, y
otros dos hacia el carbono, H  C. Con esta geometría la
resultante de los vectores momento dipolar no es nula, por lo
tanto,lamoléculaesPOLAR(μ=1,60D).
es
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV, el
una molécula del tipo AX E , con número estérico 4, a la que
corresponde una distribución tetraédrica de los ligandos y
paressolitariosalrededordelátomocentral.Alexistirdospares
deelectronessolitariossobreelazufre,lageometríamolecular
esANGULAR.
Al ser el cloro ( = 3,16) más electronegativo que el azufre
( = 2,58), la molécula presenta tres dipolos dirigidos hacia el
cloro,AsCl.Conestageometríalaresultantedelosvectores
momentodipolarnoesnula,porlotanto,lamoléculaesPOLAR
(μ=0,36D).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
106
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es
una molécula del tipo AX E, con número estérico 4, a la que
corresponde una distribución tetraédrica de los ligandos y
paressolitariosalrededordelátomocentral.Alexistirunparde
electrones solitarios sobre el arsénico, la geometría molecular
esPIRAMIDAL.
Al ser el cloro ( = 3,16) más electronegativo que el arsénico ( = 2,18), la molécula presenta tres dipolos dirigidos hacia el
cloro,AsCl.Conestageometríalaresultantedelosvectores
momentodipolarnoesnula,porlotanto,lamoléculaesPOLAR
(μ=1,59D).
13.41.Ordenalassiguientesmoléculasenfuncióndelgradocrecientedesusángulosdeenlace:
a)
b)
c)
d)
(Canarias2010)
LasestructurasdeLewisdelascuatrosustanciaspropuestasson:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es
una sustancia del tipo AX a la que corresponde un número
estérico2alaquecorrespondeunadistribuciónLINEALdelos
ligandos y pares solitarios alrededor del átomo central con
ángulosdeenlacede180°.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico
(m+n) = 3 por lo que su disposición y geometría es
TRIGONALPLANAconángulosdeenlacede120°.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición y geometría es
TETRAÉDRICAconángulosdeenlacede109,5°.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
107
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX Ealaquecorrespondeunnúmeroestérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometría es PIRAMIDAL con ángulos de enlace
inferioresa109,5°debidoalarepulsiónqueejerceelpar
de electrones solitario situado sobre el átomo de
nitrógeno.
Elordencrecientedeángulosdeenlacees:
(107°)<
(109,5°)<
(120°)<
(180°)
13.42.DeacuerdoconlaTeoríadeRepulsióndelosParesdeElectronesdeValencia,¿cuálsería
laestructurageométricaposibledelamoléculadeozono, ?
(Canarias2010)
ElozonoesunasustanciaquepresentaresonanciaysuestructuradeLewises:
De acuerdo con la notación del modelo de RPECV, el es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electrones solitarios alrededor del átomo central se ajusta a
la fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n)=3porloquesudisposiciónestriangularygeometría
esANGULAR.
13.43. Ordena, justificando la respuesta, las siguientes moléculas de mayor a menor ángulo de
enlace:
,
,
,
y
.
(C.Valenciana2010)
LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson:
es
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaa la
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesPIRAMIDALconángulosdeenlaceinferioresa
109,5° debido a la repulsión que ejercel los dos pares de
electronessolitariossituadossobreelátomodeoxígeno.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
108
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV
y
son especies cuya
distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se
ajustaalafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesu
disposiciónygeometríaesTETRAÉDRICAconángulosdeenlacede109,5°.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX Ealaquecorrespondeunnúmeroestérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometría es PIRAMIDAL con ángulos de enlace
inferioresa109,5°debidoalarepulsiónqueejerceelpar
de electrones solitario situado sobre el átomo de
nitrógeno.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico
(m+n) = 3 por lo que su disposición y geometría es
TRIGONALPLANAconángulosdeenlacede120°.
Elordendecrecientedeángulosdeenlacees:
(120°)>
(109,5°)=
(109,5°)>
(107°)>
(104,5°)
13.44.Elcromoesunelementoquepresentagranvariedaddecoloresensuscompuestos,deahí
sunombre.Porejemploelióncromatoesdecoloramarilloysufórmulaes
.Representala
fórmuladeLewisdeesteión.Indicasugeometríayrepresentalasestructurasresonantes.
(C.Valenciana2010)
LasestructurasdeLewisdelasformasresonantesson:
esunaespeciecuyadistribución
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesudisposiciónygeometría
esTETRAÉDRICAconángulosdeenlacede109,5°.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
109
13.45.DeacuerdoconlaTeoríadeRepulsióndelosParesdeElectronesdelaCapadeValencia
(TRPECV) escribir la estructura de Lewis e indicar la geometría de las siguientes especies
químicas:
a)
b)
(Canarias2011)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson:
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
esuna
especie del tipo AX E con número estérico 4, a la que
correspondeunadistribucióntetraédricadelosligandosypares
deelectronessolitariosalrededordelátomocentral.
Como existe un par de electrones solitario sobre el fósforo, la
geometría molecular es de PIRÁMIDE TRIANGULAR con unos
ángulos de enlace menores que los de un tetraedro (109,5°)
debido a la repulsión provocada por el par de electrones
solitarios y la elevada electronegatividad del flúor. Según la
bibliografía,losángulosdeenlacesonde97°.
es
De acuerdo conlanotación delmodelo de RPECV,el
una especie del tipo AX con número estérico 4, a la que
correspondeunadistribucióntetraédricadelosligandosypares
solitariosalrededordelátomocentral.
Como no existen pares de electrones solitarios sobre el silicio,
coinciden la distribución y la geometría molecular, que es
TETRAÉDRICA,conángulosdeenlacede109,5°.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
110
13.46. Las moléculas de amoniaco y trifluoruro de nitrógeno ¿son polares o apolares? Si son
polares¿cuáldeellastendrámayormomentodipolar?
(Canarias2011)
LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson:
y
sonmoléculasdeltipoAX E
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
con número estérico 4, a las que corresponde una distribución tetraédrica de los ligandos y
paresdeelectronessolitariosalrededordelátomocentral.
Comoexisteunpardeelectronessolitariosobreelátomocentral,lageometríamolecularde
ambasesPIRAMIDALconunosángulosdeenlacemenoresquelosdeuntetraedro(109,5°)
debidoalarepulsiónprovocadaporelpardeelectronessolitarios.
Comoelnitrógenoesmáselectronegativo(=3,04)queelhidrógeno(=2,20),lamolécula
presenta tres dipolos dirigidos hacia el nitrógeno, H  N. Como los tres vectores momento
dipolarsonigualesylageometríaespiramidal,laresultantedeambosnoesnula,porlotanto,
lamoléculaesPOLAR.
EnlamoléculadeNF elnitrógenoesmenoselectronegativo(=3,04)queelflúor(=3,98),
yaquílostresdipolosestándirigidoshaciaelflúor,NF.Porlamismarazónqueantes,esta
moléculaestambiénPOLAR.
ComoladiferenciadeelectronegatividadesmayorenelcasodelNH ,esdeesperarqueesta
=1,47D
moléculasealaquepresentemayormomentodipolar(segúnlabibliografía,μ
yμ =0,23D).
13.47.Dadaslassiguientesespeciesquímicas:
,
a)EscribesuestructuradeLewis.
b)Describesugeometría.
c)Ordénalasdemayoramenorlongituddeenlace.
,
y
.
(PreselecciónC.Valenciana2011)
a‐b)LasestructurasdeLewisdelasespeciespropuestasson,respectivamente:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
111
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
yel
sonespeciesdeltipoAX y AXE, respectivamente, con número estérico 2, a las que corresponde una distribución y
geometríaLINEALdelosligandosyparessolitariosalrededordelátomocentral.
es
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una especie del tipo AX , con número estérico 3, a la que
corresponde una distribución y geometría TRIANGULAR de
losligandosyparessolitariosalrededordelátomocentralcon
ángulosdeenlacede120°.
es una especie del
 De acuerdo con el modelo RPECV,
tipo AX E, con número estérico 3, a la que corresponde una
distribución triangular de los ligandos y pares solitarios
alrededor del átomo central. Al existir un par de electrones
solitariossobreelnitrógeno,laespeciepresentaunageometría
molecularANGULARconángulosdeenlacemenoresde109,5°
debidosalarepulsiónqueejerceelpardeelectronessolitarios.
c)ParaclasificarlosdiferentesenlacesN−Oporsulongitud,esprecisodefinirelconceptode
ordendeenlacecomoelnúmerodeparesdeelectronesqueconstituyeneseenlace.Encaso
de especies que presenten resonancia el par de electrones se reparte entre los átomos de
oxígenoenlazadosalátomodenitrógeno.
Elenlaceserámáscortocuántosmásparesdeelectronesformeneseenlaceymáslargoenel
casocontrario.
Especie
Ordendeenlace
NO 2
NO 1⅓
NO 1½
NO 3
LasespeciesordenadasporordencrecientedelenlaceN−Oson:
<
<
<
13.48. El método Ostwald para obtener ácido nítrico consiste en la combustión catalítica del
amoniaco.Constadetresetapas:
‐oxidacióndelamoniacoaNO(Pt,cat):
4
+5 4NO+6
‐oxidacióndelNOa
:
2NO+ 2
‐disoluciónenaguadel
formado: 3
+
2
+NO
a)Indicaelestadodeoxidacióndelnitrógenoentodosloscompuestosdondeaparece
b)DibujalasestructurasdeLewisdetodosloscompuestosdenitrógenoutilizados
c)DiscutecomparativamenteelángulodeenlaceO−N−Oenlosaniones
y
.
(C.Valenciana2011)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
112
a)NH (‐3);NO(+2);NO (+4);HNO (+5)
b)LasestructurasdeLewisdeloscompuestosdenitrógenoson:
Presentaresonancia
Presentaresonancia
c)DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una especie el tipo AX E, con número estérico 3, a la que
correspondeunadistribucióntriangulardelosligandosypares
solitarios alrededor del átomo central. Al existir un par de
electronessolitariossobreelnitrógeno,laespeciepresentauna
geometría molecular ANGULAR con ángulos de enlace
menores de 109,5° debidos a la repulsión que ejercen el par
deelectronessolitarios.
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una especie del tipo AX , con número estérico 3, a la que
corresponde una distribución y geometría TRIANGULAR de
losligandosyparessolitariosalrededordelátomocentralcon
ángulosdeenlacede120°.
Respectoalosángulosdeenlace,
>
.
13.49.Explicaeltipodehibridaciónutilizadoporenátomodecarbono,nitrógenoyoxígenode
lossiguientescompuestos:
a)etino,CHCHb)etilmetilamina
c)metanal
d)dimetiléter
(C.Valenciana2011)
LasestructurasdeLewisdelasmoléculaspropuestasson:
a) De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el CHCH es una sustancia cuya
distribucióndeligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=2porloquesudisposición
LINEAL. Una sustancia cuyo átomo central presenta esta disposición tiene 2 orbitales
híbridossp.
es una sustancias cuya
b) De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor de cada átomo central
(carbono y nitrógeno) se ajusta a la fórmula AX a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición TETRAÉDRICA. Una sustancia cuyo átomo central
presentaestadisposicióntiene4orbitaleshíbridossp3.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
113
c) De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
es una sustancia cuya
distribución deligandos yparesde electrones solitarios alrededor de cadaátomo central se
ajusta a la fórmula AX a la que corresponde un número estérico (m+n) = 3 por lo que su
disposición es TRIANGULAR PLANA. Una sustancia cuyo átomo central presenta esta
.
disposicióntiene3orbitaleshíbridos
es una sustancia cuya
d) De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor de cada átomo central
(carbono y oxígeno) se ajusta a la fórmula AX a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es TETRAÉDRICA. Una sustancia cuyo átomo central
.
presentaestadisposicióntiene4orbitaleshíbridos
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
114
14.ENLACEQUÍMICOYPROPIEDADES
14.1. Dadas las sustancias cloro ( ), amoníaco (
), formaldehído (
(
),contestarazonadamentealassiguientescuestiones:
a)EscribelasfórmulasdeLewisparacadaunadeellas.
b)¿Cuálesdeestasmoléculassonpolares?
c)¿Quécompuestospresentanenlacedehidrógeno?
d)¿Cuálpresentarámayorpuntodeebullición?¿Ycuálmenor?
) y cloroformo
(C.Valenciana1998)
a)LasestructurasdeLewisdelascuatrosustanciasson,respectivamente:
b)DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel esunasustanciacuyadistribución
deligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaalafórmula
AXE a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es
tetraédricaysugeometríaesLINEALalexistirúnicamentedosátomos.
Altratarsedeátomosidénticosnocabelaposibilidaddeformacióndedipolospermanentes
porloquelamoléculaesNOPOLAR.
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico (m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesPIRAMIDALyaquesólohaytresligandosunidos
alátomocentral.
Como el nitrógeno ( = 3,04) es más electronegativo que el
hidrógeno ( = 2,20) existen tres dipolos dirigidos hacia el
nitrógeno, H  N, y con esa geometría la resultante de los
vectoresmomentodipolarnoesnula(μ=1,47D)ylamolécula
esPOLAR.
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=
3 por lo que su disposición y geometría es TRIANGULAR
PLANA.
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el
carbono ( = 2,55) y que el hidrógeno ( = 2,20) existen tres
dipolos,dosdirigidoshaciaelcarbono,HC,yotrohaciaen
oxígeno, C  O, y con esa geometría la resultante de los
vectoresmomentodipolarnoesnula(μ=2,33D)ylamolécula
esPOLAR.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
115
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmulaAX alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=
4porloquesudisposiciónygeometríaesTETRAÉDRICA.
Comoelcloro(=3,14)esmáselectronegativoqueelcarbono
(=2,55)yqueelhidrógeno(=2,20)existencuatrodipolos,
tres dirigidos hacia el cloro, C  Cl, y otro hacia el carbono, H  C, y con esa geometría la resultante de los vectores
momento dipolar no es nula (μ = 1,01 D) y la molécula es
POLAR.
c)Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógeno
queseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezporunparde
electrones solitario perteneciente a un átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de
una molécula cercana. De las cuatro sustancias propuestas, la única que cumple las
condiciones para formar enlace de hidrógeno es NH3 ya que tiene átomos de hidrógeno
unidosaunátomomuyelectronegativo(N)quesevanaveratraídosporelpardeelectrones
solitariodeunodeestosátomosdeunamoléculavecina.
d) Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas
intermoleculares más intensas, y por el contrario, el menor punto de ebullición le
corresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
es una sustancia que presenta enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas

intermoleculares posibles en ella son fuerzas de dispersión de London, que serán muy
débilesdebidoaqueesunasustanciaconpequeñovolumenatómicoybajopesomolecular,
por tanto será muy poco polarizable. Por esto, debe ser la sustancia con menor punto de
ebullición.
es una sustancia que presenta enlace covalente polar. Además tiene enlace de

hidrógeno. Por tanto, esta sustancia será la que presente el siguiente mayor punto de
ebullición.
y
son sustancias que presentan enlace covalente polar. Pueden presentar

fuerzasintermolecularesdipolo‐dipoloyfuerzasdedispersióndeLondon,queseránmás
intensas en HCCl3 debido a que se trata sustancia muy voluminosa y con elevado peso
molecular.Portanto,debeserlasustanciaconmayorpuntodeebullición.
Losvaloresdelospuntosdeebulliciónencontradosenlabibliografíason:
Sustancia
/K
238,6
240
254
334
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
116
14.2.Unamuestradesconocidatienelassiguientespropiedades:
‐esunsólidoquesublimaa3500°Cenelvacío
‐noessolubledeformaapreciableenagua
‐tampocoessolubledeformaapreciableendisolventesorgánicos
‐conducelacorrienteeléctrica,perosólocuandosecolocadedeterminadamanera
entrelosbornesdeunapila,mientrasquenolaconducedeformaapreciablecuando
secolocaperpendicularmentealaorientaciónanterior
‐serompeenláminasconciertafacilidad.
¿Quéclasedesustanciaes?¿Quésustanciaconcretapodríaser?Explicabrevementelarelación
entrelaestructuradelasustanciaylaspropiedadesderivadas.
(C.Valenciana1998)
Se trata de sólido molecular o reticular. En concreto es el grafito, que sublima a 3500°C y
quepresentaunaestructurareticularenlaquecadaátomodecarbonoseencuentraunidoa
otrostresátomosformandoplanosdehexágonos.
 Los enlaces entre átomos de carbono son muy
fuertes por lo que se forma una red cristalina a
temperaturaambientequesóloserompe(sublima)a
3915 K (según la bibliografía). Cualquier tipo de
disolventeesincapazderomperdichared.
 Los enlaces entre los planos son más largos y
débiles que los existentes entre los átomos de
carbono del plano lo que motiva que el grafito se
rompaenláminasconciertafacilidad.
 Los átomos de carbono del plano presentan
hibridación sp por lo que tiene electrones
deslocalizadosquepuedenmoverselibrementeenla
dirección del plano, es decir conduce la corriente
eléctrica, pero no lo hace en la dirección
perpendicularentreplanos.
14.3.Contestaverdaderoofalsoalassiguientesafirmaciones,justificandolarespuesta:
a)Laglucosasedisuelveenbenceno,ladisoluciónconducelacorrienteeléctrica.
b)Elnaftalenosedisuelveenbenceno,ladisoluciónconducelacorrienteeléctrica.
c)Laglucosasedisuelveenaguadestilada,ladisoluciónnoconducelacorrienteeléctrica.
d)ElKNO3sedisuelveenbenceno,ladisoluciónconducelacorrienteeléctrica.
e)Elnaftalenosedisuelveenaguadestilada,ladisoluciónconducelacorrienteeléctrica.
(C.Valenciana1999)
a) Falso. La glucosa no se disuelve en benceno. Como el benceno es no polar, no existe
posibilidaddeformacióndeenlacesintermolecularesentreambassustancias.
b)Falso.Síqueesciertoqueelnaftalenosedisuelveenbencenoyaquesetratadeunproceso
en el que prácticamente no se intercambia calor (ΔH ≈ 0), pero sí que aumenta el desorden
(ΔS>0),portanto,ΔG=ΔHTΔS<0porloqueesprocesoesespontáneo.Puededecirseque
secumpleelaforismo,losemejantedisuelvealosemejante.
La disolución formada no conduce la corriente eléctrica ya que los electrones no tienen
libertaddemovimientoenlamisma.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
117
c)Verdadero.Síqueesciertoquelaglucosasedisuelveenaguadestiladayaquesetratade
unprocesoenelqueseformanenlacesintermolecularesdehidrógenoentrelasmoléculasde
glucosaylasdeagua.
La disolución formada no conduce la corriente eléctrica ya que los electrones no tienen
libertaddemovimientoenlamisma.
d) Falso. El KNO no se disuelve en benceno. Como el benceno es no polar, no existe
posibilidaddeformacióndeenlacesintermolecularesentreambassustancias.
e)Falso.Síqueesciertoqueelnaftalenosedisuelveenbencenoyaquesetratadeunproceso
en el que se forman enlaces intermoleculares por fuerzas de dispersión de London entre
ambassustancias.
La disolución formada no conduce la corriente eléctrica ya que los electrones no tienen
libertaddemovimientoenlamisma.
14.4.Delossiguientessólidos¿cuálesseránconductoresdelaelectricidad?
a)NaCl
b)
c)Fe
d)C(grafito)
(C.Valenciana2001)
a)ElNaCl(s)formaunarediónicaquenoconducelacorrienteeléctricaporquetodossus
electronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentarla
temperaturaoaldisolverlasustanciaenagua,losionesquedanlibresypermitenelpasode
loselectronesatravésdeellos,luegoNaCl(l)yNaCl(aq)sísonespeciesconductorasdela
corrienteeléctrica.
(s)formaunaredcovalentequenoconducelacorrienteeléctricaporquetodos
b)El
suselectronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacescovalentes.
c)ElFe(s)formaunaredmetálicaformadaporcationesrodeadosdeunanubedeelectrones
que permiten el paso de los electrones a través de ella. Por tanto, es una sustancia
conductoradelacorrienteeléctricatantoenestadosólidocomofundido.
d)ElC(grafito)formaunaredcovalenteconunaestructuraenlaquecadaátomodecarbono
se encuentra unido a otros tres de forma que uno de los enlaces es doble. Esto hace que
existan electrones de valencia deslocalizados por lo que esta estructura sí conduce la
corrienteeléctrica.
14.5.Justificadentrodecadapareja,lasustanciaquepresentamayorpuntodeebullición:
a)
y
b)
y
c)Etanoypropano
d)Etanoyetanol
e)Cloroybromo
f)Etanolymetanol
g)Clorurodehidrógenoyiodurodehidrógeno.
(C.Valenciana2002)(C.Valenciana2007)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
118
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que presente fuerzas
intermoleculares más intensas o forme una red cristalina más fuerte, y por el contrario, el
menor punto de ebullición le corresponderá a la sustancia que presente las fuerzas
intermolecularesmásdébiles.
a)H O–H S
es un compuesto que presenta enlace covalente,perosetratade una sustancia polar

queformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslos
enlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuando
unátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecaso
O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy
electronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
es uncompuestoquetambiénpresenta enlacecovalentey dipolopermanente,peroa

diferenciadelH Osetratadeunasustanciaquenopuedeformarunenlacedehidrógenoya
que en este caso los átomos de hidrógeno no se encuentran unidos a un átomo muy
electronegativo(enestecasoS).
Portanto,elpuntodeebullicióndel
(373K)esmayorqueeldel
(213K).
b)CO –SiO es un compuesto que tiene un punto de ebullición muy bajo, ya que presenta enlace

covalentey, además,alserunasustancianopolarelúnicoenlaceintermolecularque puede
daresdeltipofuerzasdedispersióndeLondonqueesmuydébil.
esuncompuestoquetambiénpresentaenlacecovalenteperoadiferenciadelanterior

forma redes cristalinas covalentes. Estas sustancias son sólidas a temperatura ambiente,
porloquetienenunelevadopuntodeebullición.
Portanto,elpuntodeebullicióndel
K).
(2503K)esmuchomayorqueeldel
(216,6
c)Etano–propano
Amboscompuestospresentanenlacecovalenteynotienenmomentodipolarpermanentepor
loquelasúnicasfuerzasintermolecularesquetienensondeltipodedispersióndeLondon.
Estasfuerzasaumentanconelpesomolecularyeltamañodelasustancia.
Portanto,elpuntodeebullicióndelpropano(231K),másvoluminosoypesado,esmayor
queeldeletano(184K).
d)Etano–etanol

(etano)presentaenlacecovalenteynotienemomentodipolarpermanenteporloque
lasúnicasfuerzasintermolecularesquetienesondeltipodedispersióndeLondonqueson
lasmásdébilesdetodas.
(etanol) es un compuesto que presenta enlace covalente, pero se trata de una

sustanciapolarformaunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuerte
detodoslosenlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenose
forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy
electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario
pertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
119
Portanto,elpuntodeebullición
(351K)esmayorqueeldel
(184K).
e)Cloro–bromo
Amboscompuestospresentanenlacecovalenteynotienenmomentodipolarpermanentepor
loquelasúnicasfuerzasintermolecularesexistentessondeltipodedispersióndeLondon.
Estasfuerzasaumentanconelpesomolecularyeltamañodelasustancia.
Por tanto, el punto de ebullición del bromo (339,1 K), líquido a temperatura ambiente, y
másvoluminosoypesado,esmayorqueeldelcloro(238,6K),gasatemperaturaambiente
ymásligero.
f)Etanol–metanol
Ambos alcoholes,
y
, (etanol y metanol, respectivamente) son compuestos
quepresentanenlacecovalente,perosetratadesustanciasconmomentodipolarpermanente
queformanunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodoslos
enlacesintermoleculares.Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuando
unátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecaso
O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy
electronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Además del enlace de hidrógeno, existen en ambas sustancias fuerzas de dispersión de
Londonquesonmayoreseneletanolquetienemayorpesomolecular.Portanto,elpuntode
ebullicióndel
(351K)esmayorqueeldel
(338K).
g)Clorurodehidrógeno–iodurodehidrógeno
HClyHIsoncompuestosquetienenenlacecovalente,pero comosetratadesustanciascon
momento dipolar permanente presentan fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo.
Además, en ambas sustancias se dan fuerzas intermoleculares de dispersión de London.
Fuerzas que aumentan con el peso molecular y el tamaño de la sustancia y tienen
preponderancia sobre las fuerzas dipolo‐dipolo cuando se trata de compuestos con masas
molaresmuydiferentes. Portanto,elpuntodeebullicióndelHI(239K),másvoluminosoypesado,esmayorqueel
delHCl(188K).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
120
14.6.Indicaencadaunodelossiguientescasossisononoconductoresdelacorrienteeléctrica:
(l),NaCl(s),NaCl(l),NaCl(aq),
(s),Fe(s),
(s,nievecarbónica).
(C.Valenciana2003)
Seránconductorasdelacorrienteeléctricaaquellassustanciasqueenestadosólido,líquidoo
endisoluciónacuosapermitanellibremovimientodeloselectronesporsuestructura.

(l) tiene enlace covalente y enlace intermolecular de hidrógeno que no permite el
movimientodeloselectronesporsuestructuraporloquenoconducelacorrienteeléctrica.
 NaCl (s) forma una red iónica que no conduce la corriente eléctrica porque todos sus
electronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentarla
temperaturaoaldisolverlasustanciaenagua,losionesquedanlibresypermitenelpasode
loselectronesatravésdeellos,luegoNaCl(l)yNaCl(aq)sísonespeciesconductorasdela
corrienteeléctrica.
(s)formaunaredcovalentequenoconducelacorrienteeléctricaporquetodossus

electronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacescovalentes.
 Fe (s) forma una red metálica formada por cationes rodeados de una nube de electrones
que permiten el paso de los electrones a través de ella. Por tanto, sí es una sustancia
conductoratantoenestadosólidocomofundido.
(s)tieneenlacecovalenteyenlaceintermolecularporfuerzasdedispersióndeLondon

quenopermiteelmovimientodeloselectronesporsuestructuraporloquenoconducela
corrienteeléctrica.
14.7. Ordena justificando la respuesta, los siguientes compuestos por valores crecientes de su
puntodeebullición:
,
,RbF,
.
(C.Valenciana2003)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzas intermoleculares
más intensas o forme una red cristalina más fuerte, y por el contrario, el menor punto de
ebulliciónlecorresponderáalasustanciaquetengalasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
eselcompuestoquepresentamenorpuntodeebullicióndetodas,yaquetieneenlace

covalentey,además,alserunasustancianopolar,elúnicoenlaceintermolecularquepuede
presentaresdeltipofuerzasdedispersióndeLondonqueesmuydébil.
esuncompuestoquetieneenlace covalente,peroalseruna sustancia polarpuede

formar un enlace intermolecular del tipo dipolo‐dipolo y además forma enlaces
intermoleculares del tipo fuerzas de dispersión de London. La combinación de ambos
enlacesintermoleculareshacequeestasustanciapresenteunpuntodeebulliciónmayorque
laanterior.
es un compuesto que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polar

que puede formar un enlace intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte de
todos los enlaces intermoleculares. El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se
forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy
electronegativo (en este caso O) se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario
pertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Porestemotivo,estasustanciapresentaunpuntodeebulliciónmayorquelasanteriores.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
121
RbFeselcompuestoquepresentamayorpuntodeebullicióndetodos,yaquetieneenlace
iónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente.
Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullicióncreciente(K)son:
(216,6)<
(276,7)<
(338)<RbF(1681)
14.8.Algunoscompuestosalifáticosorganoclorados(comoelclorurodemetilo,tricloroetanoy
tricloroetileno) se utilizan con profusión en el desengrasado de metales, lavado en seco,
aerosoles,pinturas,adhesivos, etc.Secalculaquecercadel70%deestosproductosse escapan
hacia la troposfera, donde intervienen en numerosas reacciones radicalarias, algunas de
consecuenciastodavíadesconocidas.
Un compuesto organoclorado dió los siguientes porcentajes en su composición: 24,2% de
carbono, 71,7% de cloro y 4,1% de hidrógeno. Además, 1 L de dicho compuesto en estado
gaseoso,medidoa745mmHgy110°C,tieneunamasade3,1g.
Deduzcalasfórmulasempíricaymoleculardedichocompuesto.
b)Establecidalafórmulamolecular,indiqueeltipodeisomeríaquepresentadichocompuesto.
Escribaynombrelosisómerosposibles.
c) Sabiendo que este compuesto presenta un momento dipolar neto, determine la fórmula
desarrolladadelmismo.
d) ¿Qué compuesto presentará un punto de ebullición más alto, el cloruro de metilo o
tricloroetano?Razonelarespuesta.
e) Establezca las estructuras de Lewis del tricloroetano. ¿Qué tipo de radicales generaría el
tricloroetanoalirradiarloconunaenergía(h)adecuada?
(Dato.CosntanteR=0,082atm·L·
·
)
(Sevilla2004)
a) Previamente a la obtención de las fórmulas se calcula la masa molar de la sustancia
problema(X).Considerandocomportamientoideal:
M=
3,1g 0,082atm·L·mol ·K
745mmHg
110+273 K 760mmHg
=99,3g·mol
1atm
Paraobtenerlasfórmulas:
24,2gC 1molC 99,3gX
molC
=2
100gX 12gC 1molX
molX
molCl
71,7gCl 1molCl 99,3gX
=2
fó rmulas
molX
100gX 35,5gCl 1molX

simplificando
í

molH
4,1gH 1molH 99,3gX
=4
molX
100gX 1gH 1molX
b)Setratadeunhidrocarburode2carbonosquenopresentainstauraciones,luegolaúnica
isomeríaposibleesdeposicióndelosátomosdecloro.Losdosisómerosposiblesson:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
1,2‐dicloroetano
122
1,1‐dicloroetano
c)Tantoel1,1‐dicloroetanocomoel1,2‐dicloroetanopresentanmomentodipolar,μ0.Sus
fórmulasdesarrolladasson:
d) Por tratarse de dos sustancias polares, presentará un punto de ebullición más elevado la
sustancia que sea más voluminosa (tenga mayor masa molar), en ella habrá más fuerzas
intermolecularestipodispersióndeLondon.
Sustancia
Fórmula
Tricloroetano
clorurodemetilo
M(g·mol–1)
133,5
50,5
e)LasposiblesestructurasdeLewisparaeltricloroetanoson:
Enelcasodel1,1,2‐tricloroetanosepueden  Enelcasodel1,1,1‐tricloroetanosepueden
dar5posiblesroturasconestosradicales:
dar3posiblesroturasconestosradicales:
H

Cl




H

Cl
H

 

Cl
14.9. Teniendo en cuenta los datos recogidos en la tabla, referentes a los átomos de tres
elementosdesconocidosX,Y,Z.Indica:
ElementoZA
X511
Y1939
Z3580
a)LacomposicióndelosnúcleosdeXeY.
b)LasconfiguracioneselectrónicasdeXyZ.¿Dequéelementossetrata?
c)DosisótoposdeY.Represéntalos.
d)EltipodeenlaceylafórmulamásprobabledelaunióndeXconZ.
(Canarias2004)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
123
a)Recordandoque:
Z=nºatómico=nºdeprotones=nºdeelectrones(átomoneutro)
A=nºmásico=nºdeprotones+nºdeneutrones
ElementoX:
SiZ=5,elátomotiene5protones.
SiA=11yelátomotiene5protones,tiene(11–5)=6neutrones.
ElementoY:
SiZ=19,elátomotiene19protones.
SiA=39yelátomotiene19protones,tiene(39–19)=20neutrones.
ElementoZ:
SiZ=35,elátomotiene35protones.
SiA=80yelátomotiene35protones,tiene(80–35)=45neutrones.
b) El elemento cuyo número atómico es 11 tiene la configuración electrónica abreviada
[Ne] 3s1. La suma de los superíndices indica que pertenece al grupo 1 (es preciso tener en
cuentaqueelsubniveldnocomienzaallenarsehastael4ºperiodo)yelvalorden=3indica
queperteneceal3erperiodo.Setratadelsodio(Na).
 El elemento cuyo número atómico es 35 tiene la configuración electrónica abreviada
[Ar]
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo17yelvalorde
n=4indicaqueperteneceal4ºperiodo.Setratadelbromo(Br).
c) Los isótopos del elemento Y deben tener el mismo número atómico 19 (igual número de
protones),perodiferentenúmeromásico(diferentenúmerodeneutrones).Porejemplo,dos
isótoposdelelementoZserían:
39
40
19Y 19Y
d) Si el átomo de Na cede el electrón del orbital 3s adquiere una configuración electrónica
ysetransformaenelion
.
muyestabledegasinerte[He]
Si el átomo de Br capta un electrón completa el subnivel 4p y adquiere una configuración
ysetransformaenelion
.
electrónicamuyestabledegasinerte[Ar]
Deacuerdoconlacondicióndeelectroneutralidadentreambosionesformanuncompuesto
iónicodefórmulaNaBr.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
124
14.10. Teniendo en cuenta los datos recogidos en la tabla, referentes a los átomos de tres
elementosdesconocidosX,Y,Z:
ElementoZA
X1428
Y1735
Z2040
a)Calculaelnúmerodeprotones,electronesyneutronesdecadauno.
b) Razona cuál será el que tiene mayor tendencia a formar iones positivos y cuál forma iones
negativos.
c)EltipodeenlacequesepuedeformarentreXyZ.¿Cuálseríalafórmuladelcompuesto?
(Canarias2005)
a)Recordandoque:
Z=nºatómico=nºdeprotones=nºdeelectrones(átomoneutro)
A=nºmásico=nºdeprotones+nºdeneutrones
ElementoX:
SiZ=14,elátomotiene14protonesy14electrones.
SiA=28yelátomotiene14protones,tiene(28–14)=14neutrones.
ElementoY:
SiZ=17,elátomotiene17protonesy17electrones.
SiA=35yelátomotiene17protones,tiene(35–17)=18neutrones.
ElementoZ:
SiZ=20,elátomotiene20protonesy20electrones.
SiA=40yelátomotiene20protones,tiene(40–20)=20neutrones.
b) El elemento X cuyo número atómico es 14 tiene la configuración electrónica abreviada
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo14(esprecisotener
[Ne]
en cuenta que el subnivel d no comienza a llenarse hasta el 4º periodo) y el valor de n = 3
indicaqueperteneceal3erperiodo.Setratadelsilicio(Si).
Al tener cuatro electrones en su capa de valencia tiene tendencia similar a formar iones
positivosonegativos.
 El elemento Y cuyo número atómico es 17 tiene la configuración electrónica abreviada
.Lasumadelossuperíndicesindicaquepertenecealgrupo17(esprecisotener
[Ne]
en cuenta que el subnivel d no comienza a llenarse hasta el 4º periodo) y el valor de n = 3
indicaqueperteneceal3erperiodo.Setratadelcloro(Cl).
Altenersieteelectronesensucapadevalenciatienetendenciaaganarunelectrónyadquirir
estructuraelectrónica,muyestable,degasinerte.Formaelion .
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
125
 El elemento Z cuyo número atómico es 20 tiene la configuración electrónica abreviada
. La suma de los superíndices indica que pertenece al grupo 2 y el valor de n = 4
[Ar]
indicaqueperteneceal4ºperiodo.Setratadelcalcio(Ca).
Altenerdoselectronesensucapadevalenciatienetendenciacederlosyadquirirestructura
.
electrónica,muyestable,degasinerte.Formaelion
c) De acuerdo con la condición de electroneutralidad entre ambos iones forman un
.
compuestoiónicodefórmula
14.11.Sedisuelveyodo(s)utilizandometanolcomodisolvente.Explica:
a)Tiposdefuerzasquehayqueromperenelyodoparaquesedisuelva.
b) Tipos de interacciones que hay que romper entre las moléculas de metanol para que
interaccioneconelyododisuelto.
c)Tiposdeinteraccionesexistentesentreelyododisueltoylasmoléculasdedisolvente.
(C.Valenciana2005)
a) (s)esunasustanciaquetieneenlacecovalenteyenlaceintermolecularporfuerzasde
dispersióndeLondonporloquesedisolveráenundisolventenopolarrompiendoestetipo
defuerzas.
esunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroqueademáspresentaunenlace
b)
intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte de todos los enlaces
intermoleculares. El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un
átomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)
se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy
electronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana. Paraquelasmoléculasdemetanolinteraccionenconlasdeyododisueltoesprecisoromper
losenlacesdehidrógenoqueexistenentrelasmoléculasdemetanol.
c)LasmoléculasdeCH OHpresentandipolospermanentesporloquefrentealasmoléculas
no polares de I , inducirán en éstas un dipolo de forma que existiráninteracciones dipolo
permanente‐dipoloinducido.
14.12. El rodio cristaliza en una red cúbica centrada en las caras (o cúbica centrada de
empaquetamientocompacto).
a)Describeestaestructuraeindicaelnúmerodecoordinacióndecadaátomoderodio.
b)Indica,explicandolarespuesta,elnúmerodeátomosderodiodelaceldaunidad.
(C.Valenciana2005)(C.Valenciana2008)
a)Comoseobservaenlafigura,unaestructuracúbicacentradaenlascarastieneunátomoen
el centro de cada cara y un átomo en cada vértice del cubo. El número de coordinación o
númerodeátomosquerodeanaotroes12.
b)Laaportaciónquerealizanalaceldaunidadlosátomosdelosvérticesydelcentrodecada
caraes:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
126
6á tomos caras
8á tomos vé rtices
+
=4á tomos
8
2
(En la pregunta propuesta en el examen del año 2008 el enunciado es el mismo con la
diferenciadequesecambiaelátomoderodioporeldeníquel).
14.13.Indicaencadaunodelossiguientescasossisetratadeconductoresonodelacorriente
eléctrica,justificandolarespuesta:
Cu(s),
(s),
(l),NaF(s),NaF(l),NaF(aq),C(diamante).
(C.Valenciana2005)
Seránconductorasdelacorrienteeléctricaaquellassustanciasqueenestadosólido,líquidoo
endisoluciónacuosapermitanellibremovimientodeloselectronesporsuestructura.
ElCu(s)formaunaredmetálicaformadaporcationesrodeadosdeunanubedeelectrones
que permiten el paso de los electrones a través de ella. Por tanto, sí es una sustancia
conductoratantoenestadosólidocomofundido.
(s) y
(l) tienen enlace covalente y enlace intermolecular de hidrógeno
 El
que no permite el movimiento de los electrones por su estructura ni en estado sólido ni
líquidoporloquenoconducelacorrienteeléctrica.
ElNaF(s)formaunarediónicaquenoconducelacorrienteeléctricaporquetodossus
electronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentarla
temperaturaoaldisolverlasustanciaenagua,losionesquedanlibresypermitenelpasode
loselectronesatravésdeellos,luegoNaF(l)yNaF(aq)sísonespeciesconductorasdela
corrienteeléctrica.
 El C (diamante) forma una red covalente con una estructura en la que cada átomo de
carbono se encuentra unido a otros cuatro formando tetraedros de forma que todos sus
electrones de valencia están localizados en enlaces covalentes por lo que no conduce la
corrienteeléctrica.
14.14. En cada uno de los siguientes casos indica, justificando la respuesta si son o no
conductores:KF(s),
(s),KF(l),Ni(s),
(l),KF(aq).
(PreselecciónC.Valenciana2006)
Seránconductorasdelacorrienteeléctricaaquellassustanciasqueenestadosólido,líquidoo
endisoluciónacuosapermitanellibremovimientodeloselectronesporsuestructura.
 KF (s) forma una red iónica que no conduce la corriente eléctrica porque todos sus
electronesdevalenciaestánlocalizadosenenlacesiónicos.Unavezrotalaredalaumentarla
temperaturaoaldisolverlasustanciaenagua,losionesquedanlibresypermitenelpasode
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
127
los electrones a través de ellos, luego KF (l) y KF (aq) sí son especies conductoras de la
corrienteeléctrica.
(s)y
(l)tienenenlacecovalenteyenlaceintermoleculardehidrógenoque

no permite el movimiento de los electrones por su estructura ni en estado sólido ni líquido
porloquenoconducelacorrienteeléctrica.
Ni(s)formaunaredmetálicaformadaporcationesrodeadosdeunanubedeelectronesque
permitenelpasodeloselectronesatravésdeella.Portanto,síesunasustanciaconductora
tantoenestadosólidocomofundido.
14.15.Justificalavariaciónenlospuntosdeebullicióndelossiguientescompuestos:
(100°C) (65°C) −O−
(‐24°C).
(C.Valenciana2006)
 Agua,
, y metanol,
, son compuestos con enlace covalente, pero se trata de
sustancias con momento dipolar permanente que forman un enlace intermolecular del tipo
enlace de hidrógeno, el más fuerte de todos los enlaces intermoleculares. El enlace de
hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de hidrógeno que se
encuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporun
pardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,Oo
F)deunamoléculacercana. Elqueelpuntodeebullicióndelaguaseasuperioraldelmetanolsedebeaquelamoléculade
aguaaltenerdosátomosdehidrógenounidosaunátomomuyelectronegativopuedeformar
másenlacesdehidrógenoquelademetanolquesólotieneuno.
Enelcasodeldimetiléter,
,nosecumpleesacondicióndebidoaqueelenlaceC‐H
esmuypocopolar,yaqueelátomodecarbononoesmuyelectronegativoy,portanto,nose
forman enlaces de hidrógeno entre las moléculas, a pesar de la existencia de un par de
electronessolitariosobreunátomomuyelectronegativoypequeño(eloxígeno):
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
128
14.16.Responde,justificandolasrespuestas,alassiguientescuestiones:
a)¿Eselaguaunasustanciapolaroapolar?
b)Indicacuálesdelassiguientessustanciassonpolaresycuálesapolares: ,HCl,
,
.
c)¿Cuálesdelassustanciasqueseindicanenelapartadob)sonsolublesenagua.
d)¿Porquéel
esunlíquidoencondicionesnormalesmientrasqueel
esungas?(Tener
encuentalasfuerzasintermoleculares).
(Canarias2007)
Para poder determinar si una sustancia es o no polar, es preciso dibujar su estructura de
Lewis y aplicando el modelo RPECV se determina su geometría molecular. Conocida esta y
teniendo en cuenta las electronegatividades de los elementos enlazados ver la existencia de
dipolosenlamoléculayelmomentodipolarresultante.
a)LaestructuradeLewisdelH Oes:
es
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajustaala
fórmula AX E a la que corresponde un número estérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica. Al existir
dos pares de electrones solitarios sobre el oxígeno, la
molécula presenta una geometría molecular ANGULAR con
ángulosdeenlaceteóricosde109,5°aunquelarepulsiónque
ejercen los dos pares de electrones solitarios hace que este
ánguloseaalgomenor(104,5°segúnlabibliografía).
Como el oxígeno ( = 3,44) es más electronegativo que el hidrógeno ( = 2,20) existen dos
dipolos dirigidos hacia el oxígeno H  O. Con esa geometría la resultante de los vectores
momentodipolarnoesnula(μ=1,85D)ylamoléculaesPOLAR.
b)LasestructurasdeLewisdelassustanciaspropuestasson,respectivamente:
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el yHClsonmoléculasdeltipoAXE3,
connúmeroestérico2,alasquecorrespondeunadistribuciónlinealdelosligandosypares
solitarios alrededor del átomo central. Al existir sólo dos átomos unidos presentan una
geometríamolecularLINEAL.
Enelcasodel ,setratadedosátomosidénticosynocabelaexistenciadeundipolo,porlo
tanto,lamoléculaesNOPOLAR.
EnelcasodelHCl,alserelcloromáselectronegativo(=3,16)queelhidrógeno(=2,20),la
molécula presenta un dipolo dirigido hacia el cloro, H  Cl, por lo tanto, la molécula es
POLAR(segúnlabibliografía,μ=1,11D).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
129
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
es
unamoléculadeltipoAX ,connúmeroestérico(m+n)=2,a
la que corresponde una distribución lineal de los ligandos y
pares solitarios alrededor del átomo central. Al no existir
pares de electrones solitarios sobre el carbono, coinciden la
distribuciónyformadelamolécula,porlotantoestapresenta
una geometría molecular LINEAL con ángulos de enlace de
180°.
Al ser el oxígeno más electronegativo ( = 3,44) que el carbono ( = 2,55), la molécula
presenta dos dipolos dirigidos hacia el oxígeno, C  O. Como los dos vectores momento
dipolar son iguales y la geometría es lineal, la resultante de ambos es nula, por lo tanto, la
moléculaesNOPOLAR.
es
 DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECV,el
unamoléculadeltipoAX E ,connúmeroestérico(m+n)=4,
a la que corresponde una distribución tetraédrica de los
ligandosyparesdeelectronessolitariosalrededordelátomo
central. Al existir dos pares de electrones solitarios sobre el
oxígeno, la molécula presenta una geometría molecular
ANGULARconángulosdeenlaceteóricosde109,5°aunquela
repulsión que ejercen los dos pares de electrones solitarios
hacequeesteánguloseamenor(93,3°segúnlabibliografía).
Al ser el azufre más electronegativo ( = 2,58) que el hidrógeno ( = 2,20), la molécula
presentadosdipolosdirigidoshaciaelazufre,HS.Comolosdosvectoresmomentodipolar
son iguales y la geometría es angular, la resultante de ambos no es nula, por lo tanto, la
moléculaesPOLAR(segúnlabibliografía,μ=0,98D).
c)Delassustanciaspropuestasenelapartadoanterior,sóloseránsolublesenaguaaquellas
queseanpolares,yaqueelaguaesundisolventemuypolar.Portanto,sedisolveránenagua
HCl y H S formado respectivamente, los ácidos clorhídrico y sulfhídrico. Esta solubilidad se
debe a la formación de fuerzas intermoleculares de van der Waals tipo dipolo‐dipolo
entrelasmoléculasdelassustanciaspropuestasylasdeagua.Laintensidaddeestasfuerzas
aumentaconlapolaridaddelassustancias.
d) El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de
hidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavezpor
unpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,O
oF)deunamoléculacercana.
Teniendo en cuenta su posición dentro del grupo 16 del
sistemaperiódico,Oesmáspequeñoyelectronegativo(r=73
pm y χ = 3,44) que S (r = 104 pm y χ = 2,58). Este hecho
determina que el H O pueda formar enlaces por puente de
hidrógeno mientras que en el caso de H S eso no es posible.
EstodeterminaqueelH Oquedeenestadolíquido.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
130
14.17.Elclorometano(
),el metano(
)yelácidoacético(
)formansólidos
moleculares.
a)¿Quétipodefuerzasmantienenjuntasaestasmoléculasenelsólidomolecular?
b)Ordénalasenordencrecientedesupuntodefusión.
(PreselecciónC.Valenciana2007)
a)Setratadetrescompuestosquepresentancovalente.
)esuna sustanciaquenopresenta momentodipolarpermanenteporloque
Metano(
lasfuerzasintermolecularesquetienesondeltipodedispersióndeLondon.Estomotiva
quedelastressustanciasdadassealaquelecorrespondamenorpuntodefusión.
)esunasustanciaquesípresentamomentodipolarpermanenteporlo
Clorometano(
que tiene fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo además de las del tipo de
dispersión de London. Esto motiva que tenga una temperatura de fusión superior a la del
hidrocarburoconigualnúmerodecarbonos(CH ).
)esunasustanciaquesípresentamomentodipolarpermanente.
Ácidoacético(
Tienefuerzasintermolecularesdeltipoenlacedehidrógenoyaquecumplelacondición
para este tipo de enlace: tener un átomo de hidrógeno que se encuentre unido a un átomo
muyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitario
pertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
Comoestasfuerzasintermolecularessonlasmásfuertesdelastrescitadas,elácidoacéticoes
delastressustanciaslaquetienemayortemperaturadefusión.
b)Elordencrecientedepuntosdefusión(K)es:
(90,7)<
(176)<
(290)
14.18.Justificadentrodecadapareja,lasustanciaquepresentamayorpuntodefusión:
a)NaClyKCl
b)NaClyNaBr
c)CaOyNaCl.
(C.Valenciana2007)
El punto de fusión de un sólido iónico aumenta al hacerlo su energía reticular, U, que es la
energíaquesedesprendecuandoseformaunmoldesustanciacristalinaapartirdelosiones
enestadogaseoso.Portanto,pararomperlaredydejarlibreslosioneshabráquecomunicar
unaenergíaigual.
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es
directamenteproporcionalalproductodelascargasdelosioneseinversamenteproporcional
aladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
U=‐1,39·10
131
U=energı́areticular kJ·mol 1 Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n
d∗
Q ·Q
A 1
 d=distanciainterió nica catió n+anió n
d
d
A=constantedeMadelung=1,747
d*=pará metro=34,5pm
a)NaCl–KCl
Respectoalascargas,sonlasmismasenambassustancias,Na+yK+(+1)yCl(‐1),porloque
estefactornoinfluyealahoradediscutirquesustanciaposeemayorenergíareticular.
 Respecto a los radios iónicos, son menores en el NaCl que en el KCl, ya que el sodio,
elemento del 2° periodo, tiene menos capas electrónicas que el potasio, elemento del 3er
periodo.
Laenergíareticulary,portanto,elpuntodefusión,debesermayorenelNaClqueenelKCl,
yaqueeslasustanciaqueposeemenortamañodelasdos.
Losvaloresdeladistanciainteriónica,energíareticularypuntodefusiónencontradosenla
bibliografíason:
Sustancia
NaCl
KCl
d/pm
282
318
‐U/kJ·
769
701
/K
1074
1044
b)NaCl–NaBr
Respectoalascargas,sonlasmismasenambassustancias,Na+(+1)yClyBr(‐1),porlo
queestefactornoinfluyealahoradediscutirquesustanciaposeemayorenergíareticular.
 Respecto a los radios iónicos, son menores en el NaCl que en el NaBr, ya que el cloro,
elemento del 3er periodo, tiene menos capas electrónicas que el bromo, elemento del 4º
periodo.
La energía reticular y, por tanto, el punto de fusión, debe ser mayor en el NaCl que en el
NaBr,yaqueeslasustanciaqueposeemenortamañodelasdos.
Losvaloresdeladistanciainteriónica,energíareticularypuntodefusiónencontradosenla
bibliografíason:
Sustancia
NaCl
NaBr
d/pm
282
297
‐U/kJ·
769
732
/K
1074
1020
c)CaO–NaCl
Respectoalascargas,sonmayoresenelCaO(+2y‐2)queenelNaCl(+1y‐1).
Respectoalosradiosiónicos,debenseralgomenoresenelCaOyaqueincluyeunelemento
del 2º periodo (O), muy pequeño, y otro del 4º periodo (Ca), mientras que el NaCl está
formadopordoselementosdel3erperiodo(NayCl).
Laenergíareticulary,portanto,elpuntodefusión,debesermuchomayorenelCaOqueen
el NaCl, ya que es la sustancia que posee mayor carga de las dos y además tiene menor
tamaño.
ProbleemasyCuestion
nesdelasOlim
mpiadasdeQuímica.Volumen
n10.(S.Menarggues&F.Latree)
132
Losvvaloresdelaadistanciainteriónica,eenergíareticcularypunttodefusión
nencontrado
osenla
biblio
ografíason:
ncia
Sustan
CaO
O
NaC
Cl
d//pm
2
240
2
282
/K
3262
1074
‐U//kJ·
3401
790
14.19
9.Explicaporrquéelprop
panolesmásssolubleena
aguaqueelb
butano.
(Canarrias2008)
 El p
propanol,
, es unaa sustancia que tiene ccovalente molecular,
m
peero que
adem
más presentaa un enlace intermoleccular del tip
po enlace dee hidrógeno
o, el más fu
uerte de
todoss los enlaces intermoleculares. El enlace de h
hidrógeno o por puentees de hidróggeno se
formaa cuando un átomo de hidróggeno que se
s encuentrra unido aa un átom
mo muy
electrronegativo (en
( este casso O) se vee atraído a la
l vez por un
u par de eelectrones ssolitario
perteenecienteau
unátomomu
uyelectroneegativoypeq
queño(N,OoF)deunamoléculaceercana.
La fo
ormación dee enlaces d
de hidrógen
no entre lass moléculas de propano
ol con las d
de agua
expliccalasolubiliidaddelpro
opanolenagua.
 El butano,
, presentta enlace co
ovalente mo
olecular y no
n tiene momento
dipolarpermanenteporloqu
uelasúnicasfuerzasin
ntermolecullaresquetieenesondeltipode
dispe
ersión de London
L
yno
o existela posibilidadd
p
de que interraccionen co
on las molécculas de
aguaqueporelccontrarioson
nmuypolares.
14.20
0. Explica ell tipo de intteracciones atractivas q
que existen en las sigu
uientes susta
ancias y
ordén
nalas de meenor a mayo
or punto de ebullición, justificando
j
la respuestta: KI (s),
(s),
(s)yCO(s
(s).
(PreseleccciónC.Valencia
ana2008)
Setraatadetresccompuestos conúnicoáátomodecarrbonoquep
presentanco
ovalenteyo
otroque
tieneenlaceiónicco.Lostrescconenlaceccovalenteson
n:
 El C
CO (s) es un
na sustanciaa que sí presenta momeento dipolarr permanente por lo qu
ue tiene
fuerzzasintermo
olecularesd
deltipodip
polo‐dipolo
oademásdelasdeltipo
odedisperssiónde
Lond
don.Estomo
otivaquedeelastressusstanciasdad
dassealaqu
uelecorresp
pondamenorpunto
deeb
bullición.
El
(s)eesunasustan
nciaquesíp
presentamo
omentodipo
olarpermaneente.Tieneffuerzas
interrmoleculare
esdeltipo enlace deh
hidrógenoy
yaque cump
ple lacondiiciónparaesstetipo
de enlace: teneer un átom
mo de hidró
ógeno que se encuentre unido a un átom
mo muy
electrronegativo (en
( este casso O) se vee atraído a la
l vez por un
u par de eelectrones ssolitario
perteenecienteau
unátomomu
uyelectroneegativoypeq
queño(N,OoF)deunamoléculaceercana.
ProbleemasyCuestion
nesdelasOlim
mpiadasdeQuímica.Volumen
n10.(S.Menarggues&F.Latree)
133
Como
oestasfuerzzasintermolecularesson
nmásfuerteesquelasfuerzasdipolo
o‐dipolo,elm
metanol
tieneunpuntodeeebulliciónsuperiorald
delCO.
(s) es u
una sustanccia que no p
presenta mo
omento dipo
olar permaneente por lo que las
 El
fuerzzasintermo
olecularesq
quetieneson
ndeltipodeedispersión
ndeLondon
n.Estasfuerrzasson
másiintensascuaantomayoreeseltamaño
oyelpesom
moleculardeelasustancia.Comoesttevalor
esmu
uyelevadoeenestamoléécula,estom
motivaqued
delastressu
ustanciasco
onenlaceco
ovalente
sealaaquetienem
mayorpunto
odeebullició
ón.
ElK
KI(s)esunaasustanciaq
queformaun
naredcristtalinaiónica
aenlaquellosionesK eI se
atraen mediantee intensas ffuerzas ele
ectrostáticas que hacee que esta ssustancia presente
estad
dosólidoateemperatura ambiente.C
Comoestetiipodeenlacceesmucho másfuerte quelos
enlaccesintermoleculares,deelastodasssustanciaspropuestaseeslaquetien
nemayorpu
untode
ebulliición.
Elord
dencrecienttedepuntossdeebullició
ón(K)es:
CO(82)<
(338)<
(3
350)<KI(1
1630)
14.21
1.Prediceencadacasola
asustanciacconmayorpu
untodeebullición,justifiicandolaresspuesta:
a)
(metan
nol)y
(metilmerccaptano).
b)
(accetona)y
(metilprropano).
(C.Valencia
ana2008)
a)CH
H OH–CH SSH

esunasustancia que
q presentaaenlace covvalente con momentod
dipolar perm
manente
quefformaunenllaceintermo
oleculardel tipoenlace
edehidróge
eno,elmás fuertedeto
odoslos
enlaccesintermoleeculares.Elenlacedehiidrógenoop
porpuentesdehidrógen
noseformacuando
unátomodehidrrógenoqueseencuentraunidoaun
nátomomuyyelectroneggativo(enesstecaso
O) see ve atraído a la vez po
or un par dee electroness solitario p
pertenecientte a un átom
mo muy
electrronegativoy
ypequeño(N
N,OoF)deu
unamolécullacercana.

es una sustancia q
que presentaa enlace cov
valente con momento d
dipolar perm
manente
pero queadifereenciadelaaanterior,no escapazdeeformarun enlaceinterrmoleculard
deltipo
enlacce de hidróggeno debido a que el áttomo de azu
ufre es meno
os electroneegativo y dee mayor
tamañ
ño que el áttomo de oxxígeno. El tip
po de enlacee intermolecular que presenta
p
es d
dipolo‐
dipollo.
Adem
más de los enlaces citaados, existeen en ambaas sustanciaas fuerzas de disperssión de
Lond
donqueson
nmayoresen
nelCH SH que tiene m
mayor pesom
molecularaunqueelen
nlacede
hidró
ógenoeselq
quemáscon
ntribuyealp
puntodeebu
ulliciónpor loqueeste valoresma
ayoren
el
.
Losv
valoresdelospuntosdeebullicióneencontradosenlabiblioggrafíason:
Sustancia
CH SH
CH OH
/K
K
279
338
μ/D
1,53
1,69
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
134
b)CH COCH –CH CH CH CH 
esunasustanciaquepresentaenlacecovalenteconunfuertemomentodipolar
permanentequeformaunenlaceintermoleculardeltipodipolo‐dipolo.
 CH CH CH CH es una sustancia que presenta enlace covalente con un débil momento
dipolarpermanentequeformaunenlaceintermoleculardeltipodipolo‐dipolo.
Además de los enlaces citados, existen en ambas sustancias fuerzas de dispersión de
LondonquesonmayoresenelCH COCH quetienemayorpesomolecular.Portodoesto,el
esmayorqueeldel
.
puntodeebullicióndel
Losvaloresdelospuntosdeebulliciónencontradosenlabibliografíason:
Sustancia
CH COCH
CH3CH(CH3)CH3
/K
330
261
μ/D
2,88
0,44
14.22.Ordenalossiguientessólidosiónicossegúnsuenergíareticular,justificandolarespuesta
(sesuponequetienenelmismovalordelaconstantedeMadelung):KBr,CaO,CsBry
.
(C.Valenciana2008)
La energía reticular de un sólido iónico, de acuerdo con la expresión de Born‐Meyer, es
directamenteproporcionalalproductodelascargasdelosioneseinversamenteproporcional
aladistanciainteriónica,esdecir,altamañodelosmismos:
U=‐1,39·10
U=energı́areticular kJ·mol 1 Q yQ =cargasdelcatió nydelanió n
Q ·Q
d∗
A 1
 d=distanciainterió nica catió n+anió n
d
d
A=constantedeMadelung=1,747
d*=pará metro=34,5pm
Respectoalascargas,sonlasmismasenKBryCsBr(+1y‐1),enelCaCl2(+2y‐1)yenel
CaO(+2y‐2).
Respectoalosradiosiónicos,sonmásgrandesenCsBryKBryaqueincluyeelementosdel
6ºy5ºperiodo(CsBr)y4ºy5ºperiodo(KBr).Acontinuación,CaCl conelementosdel4ºy
3er periodo y, finalmente, son más pequeños en el CaO con elementos del 4º periodo y 2º
periodo.
Teniendo en cuenta ambos factores, las energías reticulares deben tener el siguiente orden
creciente:
<CaO
CsBr<KBr<
Losvaloresdelaenergíareticularydistanciainteriónicaencontradosenlabibliografíason:
Sustancia
CsBr
KBr
CaCl
CaO
d/pm
365
333
280
240
‐U/kJ·
632
671
2223
3414
1
ProbleemasyCuestion
nesdelasOlim
mpiadasdeQuímica.Volumen
n10.(S.Menarggues&F.Latree)
135
14.23
3.Elanálisiselementaldeeunadeterm
minadasusta
anciaorgániicadaelsigu
uienteresulta
ado:
C=52,17%
%;H=13,04%
%;O=34,79%
%.Sepide:
a)Deeterminarlaffórmulaemp
píricadedicchocompuestto.
b)¿Quédatonos haríafaltap
parapodereestablecerla
afórmulamolecular?Po
odríasindica
aralgún
métod
doqueperm
mitasudeterm
minación.
c)Sillafórmulaem
mpíricacoin
ncideconlam
molecularin
ndicalaspossiblesestructturasdelcom
mpuesto
ynóm
mbralos.
d)¿Cu
uáldeellasttendríaelma
ayorpuntod
deebullición?
(Canarrias2009)
a)Relacionandoelnúmerod
demolesdellelementoq
queestépressenteenmenorcantidad
dconel
restodeloselem
mentosseobttienelafórm
mulaempíriccaosencilla::
52,17gC
1
1molC
=4,3
348molC
12gC
4,348molC
C
molC
=2
molO
O
2,174molO
1
1molH
=13
3,04molH 
1gH
13,04molH
H
molH
=6
molO
O
2,174molO
1
1molO
34,79gO
=2,1
174molO
16gO
13,04gH
Lafórrmulaempírricaosencilllaqueseobtienees
.
b) Seería necesarrio conocer la masa m
molar de la sustancia p
problema. U
Un método para la
deterrminacióndeelamisma,sseríamedirrladensidaddelasusttanciaenfa
asevapor.
c) Si la fórmula molecular de esta sustancia es C H O, dos p
posibles esttructuras paara esta
sustaanciaserían:
Etano
oloalcoholetílico
Metox
ximetanoodimetiléter
d)El compuesto conmayorp
puntodeebu
ulliciónesaq
quelcuyasm
moléculasson
ncapacesdeeunirse
entreesímedianteeenlacesdeh
hidrógeno.
Elenlacedehidrrógenooporpuentesdehidrógeno
oseformaccuandounáttomodehid
drógeno
quesseencuentraaunidoaunátomomuyyelectronegaativo(enesttecasoO)seeveatraídoalavez
poru
unpardeelectronessollitarioperteenecientea unátomom
muyelectron
negativoyp
pequeño
(N,OoF)deunamoléculaceercana.
14.24
4.Explica,jusstificandola
arespuesta,ssilossiguien
ntescompuesstospueden formarono
oenlace
dehid
drógeno:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
(PreseleccciónC.Valencia
ana2009)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
136
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógeno
queseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavez
porunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño
(N,OoF)deunamoléculacercana.
Las estructuras de Lewis de las sustancias propuestas permiten ver si cumplen la condición
necesariaparaformarenlacedehidrógeno.
y
sí forman enlace de
a‐f)
hidrógeno ya que presentan un átomo de
hidrógenounidoaunátomodeoxígeno,queesun
elementomuyelectronegativo.
b‐e)
y
noformanenlacede
hidrógeno ya que no presentan un átomo de
hidrógenounidoaunátomodeoxígeno,queesun
elementomuyelectronegativo.
sí forma enlace de hidrógeno ya que presenta un átomo de
c)
hidrógeno unido a un átomo de nitrógeno, que es un elemento muy
electronegativo.
noformaenlacedehidrógenoyaquepresentaunátomode
d)
hidrógenounidoaunátomoazufre,peroestenoesunelementomuy
electronegativo.
14.25.Sedisuelveyodo(s)utilizandometanolcomodisolvente.Explica:
a)Eltipodefuerzasquehayqueromperenelyodoparaquesedisuelvaenmetanol.
b)Eltipodeinteraccionesexistentesentrelasmoléculasdemetanol.
c)Eltipodeinteraccionesexistentesentreelyododisueltoylasmoléculasdedisolvente.
(C.Valenciana2009)
a) (s)esunasustanciaquetieneenlacecovalenteyenlaceintermolecularporfuerzasde
dispersióndeLondonporloquesedisolveráenundisolventenopolarrompiendoestetipo
defuerzas.
esunasustanciaquetieneenlacecovalente,peroqueademáspresentaunenlace
b)
intermolecular del tipo enlace de hidrógeno, el más fuerte de todos los enlaces
intermoleculares. El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un
átomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)
se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy
electronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
c)LasmoléculasdeCH OHpresentandipolospermanentesporloquefrentealasmoléculas
no polares de I , inducirán en éstas un dipolo de forma que existiráninteracciones dipolo
permanente‐dipoloinducido.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
137
14.26. Explica, justificando la respuesta, si las moléculas de los siguientes compuestos pueden
formarconotrasdelmismocompuestoenlacedehidrógeno:
a)
b)
c)
d)
e)
(PreselecciónC.Valenciana2010)
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógeno
queseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavez
porunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño
(N,OoF)deunamoléculacercana.
Las estructuras de Lewis de las sustancias propuestas permiten ver si cumplen la condición
necesariaparaformarenlacedehidrógeno.
y
no forman enlace de hidrógeno
a‐d)
ya que presentan un átomo de hidrógeno unido a
un átomo de fósforo y de azufre, respectivamente,
peroestosnosonelementosmuyelectronegativo.
sí forma enlace de hidrógeno ya que presenta un átomo de
c)
hidrógeno unido a un átomo de nitrógeno, que es un elemento muy
electronegativo.
y
no forman enlace de
b‐e)
hidrógeno ya que no presentan un átomo de
hidrógenounidoaunátomodeoxígeno,queesun
elementomuyelectronegativo.
14.27. Ordena, justificando la respuesta, las siguientes sustancias de menor a mayor punto de
fusión:
,NaBr,
,
.
(PreselecciónC.Valenciana2010)
Presentará mayor punto de fusión aquella sustancia que presente fuerzas intermoleculares
más intensas o forme una red cristalina más fuerte, y por el contrario, el menor punto de
fusiónlecorresponderáalasustanciaquepresentelasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
es una sustancia que tiene enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas

intermolecularesquepuedepresentarsonfuerzasdedispersióndeLondon,queseránpoco
intensas debido a que es una sustancia con pequeño volumen atómico, por tanto será poco
polarizable.Tieneunpuntodefusiónmuybajo.
 NaBr es una sustancia que tiene enlace iónico y a diferencia del resto, forma redes
cristalinasiónicasmuydifícilesderomper.Estasustanciaessólidaatemperaturaambiente,
por lo que tiene un elevado punto de fusión, mucho mayor que el resto de las sustancias
propuestas.
es una sustancia que tiene enlace covalente con momento dipolar permanente por lo

que puede presentar fuerzas intermoleculares del tipo dipolo‐dipolo y fuerzas
intermoleculares de dispersión de London. Por tanto, el punto de fusión del cloruro de
hidrógenoesbajo.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
138

esunsustanciaquetieneenlacecovalentecon momentodipolarpermanente,que
puedepresentarenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodos
losenlacesintermoleculares.Porestemotivo,supuntodefusióntambiénesbajo.
Lassustanciaspropuestasordenadasporpuntosdefusión(K)crecienteson:
(90,7)<
(175)<
(191)<NaBr(1020)
14.28.Ordenalossiguientescompuestossegúnelordencrecientedesuspuntosdeebullición:
a)KFb)HFc)COd)Ne
(Canarias2010)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzas intermoleculares
más intensas o forme una red cristalina más fuerte, y por el contrario, el menor punto de
ebulliciónlecorresponderáalasustanciaquetengalasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
 Ne es un elemento que presenta el menor punto de ebullición de todas las sustancias
propuestas,yaqueporserungasinertenoformamoléculas,yelúnicoenlaceintermolecular
quepuedepresentaresdeltipofuerzasdedispersióndeLondonqueesmuydébil.
 CO es el compuesto que presenta menor punto de ebullición de todas las sustancias
propuestas, ya que tiene enlace covalente y, además, al ser una sustancia polar, presenta
enlace intermolecular del tipo dipolo‐dipolo que es algo más fuerte que las fuerzas de
dispersióndeLondon.
 HF es un compuesto que tiene enlace covalente, pero se trata de una sustancia polar que
puedeformarunenlaceintermoleculardeltipoenlacedehidrógeno,elmásfuertedetodos
los enlaces intermoleculares. El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma
cuandounátomodehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(en
estecasoF)seveatraídoalavezporunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomo
muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. Por este motivo, esta
sustanciapresentaunpuntodeebulliciónmayorquelasanteriores.
KFeselcompuestoquepresentamayorpuntodeebullicióndetodos,yaquetieneenlace
iónicoporloqueformaredescristalinasiónicas,sólidasatemperaturaambiente.
Portanto,loscompuestosordenadosporpuntodeebullición(K)crecienteson:
Ne(27)<CO(83)<HF(293)<KF(1783)
14.29.Responderdeformarazonadaalassiguientescuestiones:
a)¿Porquéelpuntodeebullicióndel esmayorqueeldel ?
b)¿Porquéel esgasatemperaturaambiente?
c)¿PorquéelHFtieneunpuntodeebullición200°Cmásaltoqueel ?
d) ¿Por qué el
y el
tienen un punto de ebullición anormalmente elevado si se les
comparaconlosotroshidrurosdelosgruposVAyVIA?
e)¿PorquéelCOtieneunpuntodeebulliciónmásaltoqueel apesardetenerlamismamasa
molecular?
(Canarias2011)
Presentará mayor punto de ebullición aquella sustancia que tenga fuerzas intermoleculares
más intensas o forme una red cristalina más fuerte, y por el contrario, el menor punto de
ebulliciónlecorresponderáalasustanciaquetengalasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
139
 CO es el compuesto que presenta menor punto de ebullición de todas las sustancias
propuestas, ya que tiene enlace covalente y, además, al ser una sustancia polar, presenta
enlace intermolecular del tipo dipolo‐dipolo que es algo más fuerte que las fuerzas de
dispersióndeLondon.
a) e son sustancias que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas
intermoleculares posibles en ellas son fuerzas de dispersión de London, que serán más
intensas en el I debido a que es una sustancia con gran volumen atómico y elevado peso
molecular,portantoserámuypolarizable.
es una sustancia que tienen enlace covalente no polar. Las únicas fuerzas
b)
intermoleculares posibles en ellas son fuerzas de dispersión de London, que serán poco
intensasdebidoaqueesunasustanciaconpequeñovolumenatómicoybajopesomolecular,
por tanto será poco polarizable y por ello a temperatura ambiente en la formación de este
enlacenosedesprendelasuficienteenergíacomoparaquecambieelestadodeagregaciónde
lasustancia.
c) y HF son sustancias que tienen enlace covalente. En el F las únicas fuerzas
intermoleculares posibles en ella son fuerzas de dispersión de London que son bastante
débiles. El HF presenta enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno. Este enlace se
forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy
electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un
átomo muy electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. Este enlace es
muchomásfuertequelasfuerzasdedispersióndeLondonyeselresponsabledelaanomalía
enlastemperaturasdeebullición.
y
son sustancias que tienen enlace covalente polar. Ambas presentan fuerzas
d)
intermolecularesdeltipoenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno.Esteenlacese
forma cuando un átomo de hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy
electronegativo se ve atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un
átomomuyelectronegativoypequeño(N,OoF)deunamoléculacercana.
El resto de los elementos de los grupos citados son poco
electronegativos y/o muy voluminosos lo que impide que
presentenestetipodeenlace.Estodeterminaquesuspuntos
de ebullición no sean tan anormalmente elevados como los
delamoniacoyelagua.
e)COesunasustanciaquepresentaenlacecovalentepolar.Susmoléculasseunenmediante
fuerzasintermolecularesdeltipodipolo‐dipolo.
es una sustancia que presenta enlace covalente no polar.Las únicas fuerzas
intermolecularesposiblessondeltipofuerzasdedispersióndeLondon.
Las fuerzas dipolo‐dipolo son más fuertes que las de dispersión de London, por este
motivoelpuntodeebullicióndelCOesmayorqueeldelN .
14.30.¿Quécompuestospresentanenlacedehidrógeno?Justificalarespuesta.
a)
b)
c)NaH
d)
e)HI f)
(PreselecciónC.Valenciana2011)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
140
Elenlacedehidrógenooporpuentesdehidrógenoseformacuandounátomodehidrógeno
queseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativo(enestecasoO)seveatraídoalavez
porunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño
(N,OoF)deunamoléculacercana.
Las estructuras de Lewis de las sustancias propuestas permiten ver si cumplen la condición
necesariaparaformarenlacedehidrógeno.
no forma enlace de hidrógeno ya que no presenta un
a)
átomodehidrógenounidoaunátomodeoxígeno.
b‐f)
y
sí forman enlace de hidrógeno ya que presentan un átomo de
hidrógenounidoaunátomodeoxígenoydenitrógeno,respectivamente,quesonelementos
muyelectronegativos.
c)NaHtieneenlacepredominantementeiónicoyporelloformaredes
cristalinasymoléculasaisladas.
yHInoformanenlacedehidrógenoya
d‐e)
que presentan un átomo de hidrógeno unido a un
átomo fósforo y de yodo, respectivamente, pero
estosnosonelementosmuyelectronegativos.
14.31.SitúaloselementosN,O,FySenelsistemaperiódico.
a)Indicaelnúmeroatómicodecadaelemento.
b)Escribelaconfiguraciónelectrónicadecadaelementoensuestadofundamental.
c)Escribelasconfiguracioneselectrónicasdelosaniones:
,
,
, .
d)Ordenalosionesanterioresporsutamañodecreciente.
e)Escribelafórmuladelamoléculaquecadaelementoformaconelhidrógeno.
f)Discutecomparativamentelageometríadelasmoléculasanteriores.
g)Ordenalasmoléculasanterioresporsupuntodeebullicióncreciente.
(C.Valenciana2011)
a‐b‐c)  El elemento de símbolo N es el nitrógeno cuya configuración electrónica es
.
Lasumadelossuperíndicesindicaquesunúmeroatómicoes7.
Elvalorden=2indicaqueesunelementodel2ºperiodoylasumadelossuperíndicesdela
capa de valenciaindica queperteneceal grupo 15 (en este periodonoaparecen aún los10
electronescorrespondientesalsubniveld).
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
La configuración electrónica del ion
completaelorbital2p.
es
141
ya que gana tres electrones y
ElelementodesímboloOeseloxígenocuyaconfiguraciónelectrónicaes
.
Lasumadelossuperíndicesindicaquesunúmeroatómicoes8.
Elvalorden=2indicaqueesunelementodel2ºperiodoylasumadelossuperíndicesdela
capa de valenciaindica queperteneceal grupo 16 (en este periodonoaparecen aún los10
electronescorrespondientesalsubniveld).
La configuración electrónica del ion
completaelorbital2p.
es
ya que gana tres electrones y
ElelementodesímboloFeselflúorcuyaconfiguraciónelectrónicaes
.
Lasumadelossuperíndicesindicaquesunúmeroatómicoes9.
Elvalorden=2indicaqueesunelementodel2ºperiodoylasumadelossuperíndicesdela
capa de valenciaindica queperteneceal grupo 17 (en este periodonoaparecen aún los10
electronescorrespondientesalsubniveld).
Laconfiguraciónelectrónicadelion
elorbital2p.
es
yaqueganatreselectronesycompleta
ElelementodesímboloSeselazufrecuyaconfiguraciónelectrónicaes[Ne]
.
Lasumadelossuperíndicesindicaquesunúmeroatómicoes16.
Elvalorden=3indicaqueesunelementodel3erperiodoylasumadelossuperíndicesdela
capa de valenciaindica queperteneceal grupo 16 (en este periodonoaparecen aún los10
electronescorrespondientesalsubniveld).
La configuración electrónica del ion
completaelorbital3p.
es [Ne]
ya que gana tres electrones y
d)ElmayorradiolecorrespondealionS yaqueelazufretieneunacapamásquelostres
restantes. Estos a su vez tienen la misma estructura electrónica, se trata de especies
isoelectrónicas,yenellas,laqueposeemayorZ(mayorZ )atraemásconmásfuerzaalos
electronesdevalencia,portantoeslaquetienemenortamaño.
Lostamaños(pm)crecientesdelosionesson:
(136)<
(140)<
(171)<
(184)
e)Lasfórmulasdeloscompuestosbinariosconhidrógenoson:
;
;HFy
f)LasestructurasdeLewisdelasespeciesanterioresson:
.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
142
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel
es una sustancia cuya distribución de ligandos y pares de
electronessolitariosalrededordelátomocentralseajusta
alafórmulaAX Ealaquecorrespondeunnúmeroestérico
(m+n) = 4 por lo que su disposición es tetraédrica y su
geometríaesPIRAMIDALconángulosdeenlaceinferiores
a 109,5° debido a la repulsión que ejerce el par de
electronessolitariosituadosobreelátomodenitrógeno.
y
son sustancias cuya
 De acuerdo con la notación del modelo de RPECV el
distribución de ligandos y pares de electrones solitarios alrededor del átomo central se
ajustaalafórmulaAX E alasquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porloquesu
disposición es tetraédrica y su geometría es ANGULAR con ángulos de enlace inferiores a
109,5°debidoalarepulsiónqueejercenlosdosparesdeelectronessolitariossituadosobre
elátomodecentral.
DeacuerdoconlanotacióndelmodelodeRPECVel HF esuna
sustancia cuya distribución de ligandos y pares de electrones
solitarios alrededor del átomo central se ajusta a la fórmula
AXE3alaquecorrespondeunnúmeroestérico(m+n)=4porlo
quesudisposiciónestetraédricaysugeometríaesLINEAL.
g)Presentarámayorpuntodeebulliciónaquellasustanciaquetengafuerzasintermoleculares
más intensas o forme una red cristalina más fuerte, y por el contrario, el menor punto de
ebulliciónlecorresponderáalasustanciaquetengalasfuerzasintermolecularesmásdébiles.
y
son sustancias que tienen enlace covalente. Además las tres presentan
 HF,
enlacedehidrógenooporpuentesdehidrógeno.Esteenlaceseformacuandounátomo
dehidrógenoqueseencuentraunidoaunátomomuyelectronegativoseveatraídoalavez
porunpardeelectronessolitariopertenecienteaunátomomuyelectronegativoypequeño
(N, O o F) de una molécula cercana. Este enlace es más fuerte en el agua que forma cuatro
enlaces de este tipo, mientras que en el HF forma solo dos dando lugar a una estructura
cerrada. El enlace de hidrógeno es el responsable de la anomalía en las temperaturas de
ebullición.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
143
Enelcasode
elátomodehidrógenoseencuentraunidoalazufre,unelementoqueno
esmuyelectronegativo.Estodeterminaquesupuntodeebulliciónnoseatananormalmente
elevadocomolosdelasotrassustancias.
Lassustanciasordenadasportemperaturasdeebullición(K)crecientesson:
(212)<
(240)<HF(293)<
(373)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
144
15.QUÍMICAORGÁNICA
15.1.Completalassiguientesreaccionesorgánicaseindicarazonadamentecuáldeellasesuna
reaccióndeeliminación:
a)
–CH=
(g)+
b)
–
c)
–C≡CH(g)+
d)
–
(g)
–OH(enmedioácidoycalor)
–
(g)
(g)
(g)+
(Canarias2004)
a)CH –CH=CH (g)+H (g)
–
–
(g)
Setratadeunareaccióndeadición.
b)CH –CH –CH –OH(enmedioácidoycalor)
–
=
(g)+
(g)
Setratadeunareaccióndeeliminación.
c)CH –C≡CH(g)+Br (g)
–
=
(g)
Setratadeunareaccióndeadición.
d)CH –CH (g)+Cl (g)
–
(g)+
(g)
Setratadeunareaccióndesustitución.
15.2.Escribelafórmuladelossiguientescompuestos:
a1)4‐penten‐1‐ola2)2‐pentanonaa3)3‐pentanonaa4)2‐metilbutanol.
b)Indicaquétipodeisomeríapresentanentresí:a1)ya2);a2)ya3);a3)ya4).
(Canarias2005)
a1)4‐penten‐1‐ol
OH–
a2)2‐pentanona
–
a3)3‐pentanona
–
a4)2‐metilbutanol
OH–
–
–
–
–
=
–
–
–
–
–
–
b)Laisomeríaexistenteentreloscompuestos:
–
–
–
=
isómerosdefunción
–
–
–
–
–
–
–
–
isómerosdeposición
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
nosonisómeros
–
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
145
15.3.Paraelcompuestoorgánico3‐buten‐2‐ol:
a)Escribesufórmulasemidesarrollada.
b)¿Tienealgúncarbonoquiral?Encasoafirmativo,indicacuáles.
c)Escribelafórmulasemidesarrolladadeunisómerodecadenadelmismo.
(Canarias2005)
a)3‐buten‐2‐ol
–
–
=
b)ElC2esuncarbonoquiraloasimétrico
c)Unisómerodecadenadel3‐buten‐2‐oles
–
–
=
3‐buten‐1‐ol
15.4.Lalactosa,unodelosprincipalescomponentesdelaleche,sedegradaencontactoconel
aireenácidoláctico,cuyafórmulasemidesarrolladaes
.
Laconcentracióndeácidolácticoesuncriteriodefrescuraydecalidad.Estaconcentracióndebe
serlomenorposible,locontrarioindicaquetenemosunalecheenmalascondiciones.
Laacidezmediadelalechefrescaestánormalmenteentre1,6y1,8gdeácidolácticoporlitroy
correspondeaunpHentre6,7y6,8.Silaconcentraciónenácidolácticoessuperiora5g/Lla
lecheestácuajada.
a)Identificalasfuncionesquímicaspresentesenlamoléculadeácidoláctico.
b)¿Presentalamoléculaalgúncarbonoasimétricoocentroquiral?Sifuesecierto,represéntalo.
c)Lareacciónentreelácidolácticoyladisolucióndehidróxidodesodiopuedeserconsiderada
comototal.Escríbela.
d)Paradeterminar laacidezde laleche se toman 20,0mL y sevaloranconunadisoluciónde
hidróxidodesodio0,1M,alcanzandoelpuntodeequivalenciaalañadir8,5mL.Determinarla
concentraciónmolardeácidoláctico,lamasadeácidolácticopresenteporcadalitroyexplicasi
lalecheestácuajada.
Dato.Masamolardelácidoláctico=90g/mol.
(Galicia2005)
a)Lasfuncionesquímicassonexistentesson,–COOH(ácido)y–OH(alcohol).
b)ElC2esuncarbonoquiraloasimétrico
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
146
c)Laecuaciónquímicacorrespondienteaesareaccióndeneutralizaciónes:
(aq)+NaOH(aq)
(aq)+
(l)
d)RelacionandoladisolucióndeNaOHconácidoláctico:
8,5mLNaOH0,1M 1mmolCH CHOHCOOH
1mmolNaOH
20mLleche
0,0425M
Lamasadeácidolácticocontenidaenlalechees:
g
0,0425molCH CHOHCOOH 90gCH CHOHCOOH
=3,825 L
Lleche
1molCH CHOHCOOH
Comoseobserva,laconcentracióndeácidolácticoenlalechees:
superiora1,6‐1,8loquequieredecirquelalecheNOesfresca,
inferiora5g/L,porlotanto,lalecheNOestácuajada.
15.5. El alcohol de Darvón se emplea en la industria farmacéutica en la elaboración del
analgésicollamadoDarvón.Suestructuraeslasiguiente:
OH CH 3
CH3
-CH2- C - CH - CH2 - N - CH3
a)Indicacuálessonlosgruposfuncionalespresentesendichocompuesto.
b)Nombradichocompuesto.
c)¿Tienecarbonosquirales?Encasoafirmativoseñálalosconun(*).
(Canarias2006)
a)Losgruposfuncionalesexistentesenlasustanciason,–OH(hidroxi)y–N(amino).
b)Elnombredelcompuestoes4‐dimetilamino‐1,2‐difenil‐3‐metil‐2‐butanol.
c)C2yC3soncarbonosquiralesoasimétricos
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
147
15.6.Elacetatodeetilo(etanoatodeetilo)esuncomponentedeunodelospegamentosdeuso
corriente, que se obtiene a nivel industrial por reacción del ácido acético (ácido etanoico) con
etanolparadarelmismoyagua.Sepide:
a)Escribirlareaccióndelproceso.
b) Decir a qué tipo de reacción (adición, eliminación, sustitución, condensación, combustión)
perteneceesteproceso.
c)¿Aquégrupofuncionalperteneceelacetatodeetilo?
d)Formulaynombraunisómerodefunciónyotrodecadenadelacetatodeetilo.
(Canarias2006)
a)Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeesterificaciónes:
(l)+
(l)
(l)+
(l)
b)Lareaccióndeesterificaciónesunareaccióndeeliminación.
c)Elacetatodeetiloesunéster.
d)Isómerosdelacetatodeetilo:
defunción:
decadena:
ácidobutanoico
propanoatodemetilo
15.7. Los alcoholes cuando se calientan a unos 180° C en presencia de ácido sulfúrico, se
deshidratanformandounalqueno,perosinembargo,cuandoelcalentamientoesmásmoderado
(140°C)seformaunéter:
180º C


2
140º C


=
+
–O–
+
Indicaaquétipodereacciones,desdeelpuntodevistaestructural,pertenececadaunadeellas.
¿Quépapeldesempeñaelácidosulfúricoenellas?
(Canarias2007)(Canarias2008)
 En la primera reacción que tiene lugar a temperatura un poco mayor, se produce la
eliminacióndelgrupoOHdeunodelosátomosdecarbonoydeunátomodeHdelotroátomo
de carbono que dan como resultado la formación de una molécula de H O. Por lo tanto, se
tratadeunareaccióndeeliminación.
 En la segunda reacción que tiene lugar a menor temperatura, se produce la unión de dos
moléculas de etanol con pérdida de una molécula de H O. Por lo tanto, se trata de una
reaccióndecondensación.
,secomportacomoagentedeshidratanteycomo
Enamboscasos,elácidosulfúrico,
catalizadorquefavorecelaeliminacióndeagua.
15.8.Respondealassiguientescuestiones:
a)Indicaunejemplodereaccióndeadición.
b)Formulaynombradosisómerosdelapentan‐2‐ona(2‐pentanona).
c)Indicasiel2‐bromobutanopresentaisomeríageométricaono.¿Tendrácarbonoquiral?
d)Indicaquétipodeisomeríapresentael2,3‐diclorobut‐2‐eno(2,3‐dicloro‐2‐buteno).
(Canarias2007)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
148
a) Ejemplos típicos de reacciones de adición son las halogenaciones de hidrocarburos
insaturados:
=
≡
+
+


–
=
b)La2‐pentanonatieneporfórmulasemidesarrollada:
CH COCH CH CH isómerodeposición:
3‐pentanona
isómerodefunción:
pentanal
c)Paraqueunasustanciatengaisomeríageométricadebetenerundobleenlaceyelmismo
átomooradicalunidoacadaunodeloscarbonosdedichodobleenlace.El2‐bromobutano:
CH CHBrCH CH noposeenigúndobleenlace,porloquenopresentaisomeríageométrica.
El 2‐bromobutano sí que tiene un carbono quiral o carbono asimétrico, C2 se encuentra
unidoacuatrosustituyentesdiferentes:
d)El2,3‐dicloro‐2‐butenoesuncompuestoquepresentaisomeríageométricayaquetiene
un doble enlace y el mismo átomo radical unido a cada uno de los carbonos de dicho doble
enlace:
cis‐2,3‐dicloro‐2‐buteno
trans‐2,3‐dicloro‐2‐buteno
15.9.Escribelafórmulasemidesarrolladayelnombredetodoslosalquenosisómerosdefórmula
molecular
.¿Presentaalgunodeellosisomeríageométrica?
(Canarias2007)
El2‐butenoesuncompuestoquepresentaisomeríageométricayaquetieneundobleenlace
yelmismoátomoogrupodeátomosunidoacadaunodeloscarbonosdedichodobleenlace:
=
–
–
1‐buteno
=
–
metilpropeno(isobuteno)
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
149
trans‐2‐buteno
cis‐2‐buteno
15.10.Respondealassiguientescuestiones:
a)Escribeunejemplodereaccióndeadición.
b) Indica si el 2‐bromobutano presenta isomería óptica o geométrica. Dibuja los
correspondientesisómeros.
c) Escribe las fórmulas de todos los posibles isómeros de fórmula molecular C4H8. Indica el
nombreIUPACdecadaunadeellas.
(Canarias2008)
a)Ejemplosdereaccionesdeadiciónpuedenser:
hidrogenación:CH =CH–CH +H CH –CH –CH halogenación:CH =CH–CH +Cl CH Cl–CHCl–CH hidratación:CH =CH–CH +H OCH –CHOH–CH b) El2‐bromobutano en suestructurapresenta un carbono quiral o asimétrico(C2)lo que
hace que este compuesto posea isomería óptica. Sin embargo, no presenta ningún doble
enlaceniloscarbonosunidosporeldobleenlacetienenunodelossustituyentesigualespor
loqueestecompuestonoposeeisomeríageométrica.
,uncompuesto
c)Deacuerdoconlafórmulageneraldeloshidrocarburosetilénicos,C H
con formula molecular C H presenta una única insaturación(doble enlace)ylosdiferentes
isómerosquepresentason:
=
–
–
1‐buteno
trans‐2‐buteno
–
metilpropeno
(isobuteno)
cis‐2‐buteno
=
ciclobuteno
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
150
15.11.Completalassiguientesreacciones,indicandoquetipodereaccionessetrata:
a)
–
–
Br+KOH
b)
–
–COOH+

c)
–CH=
+

d)
–CH=
+HCl
(Canarias2009)
a)Lareacciónpropuestapresentadosposibilidades:
KOHenmedioacuoso
CH –CH –CH Br+KOH
–
–
OH+KBr(sustitución)
KOHenmedioalcohólico
CH –CH –CH Br+KOH
–
b)CH –CH –COOH+CH OH
c)CH –CH=CH +H O
d)
–
–
–
–
–
=
+
–
–
OH
H C–CH=CH +HCl +KBr
+
(eliminación)
(eliminación)
(adición)
(eliminación)
15.12.Responderdeformarazonadaalassiguientescuestiones:
a) De los compuestos, 3‐bromopentano y 2‐bromopentano ¿Cuál de ellos presentará isomería
óptica?
b)¿Quétipodeisomeríapresentaráel2,3‐diclorobut‐2‐eno(2,3‐dicloro‐2‐buteno).
c) Escribir la fórmula desarrollada y nombrar los posibles isómeros de compuesto de fórmula
molecular
.
d)Elmetacrilatodemetiloóplexiglás(2‐metilpro‐2‐enoatodemetilo)esunpolímerosintético
deinterésindustrial.Escribesufórmuladesarrollada,indicaaquégrupofuncionalpertenecey
señalasipresentaisomeríageométrica.
(Canarias2009)
a)Presentaráisomeríaópticaelcompuestoquetengauncarbonoasimétrico:
3‐Bromopentano
2‐Bromopentano (i.óptica)
b)Presentaráisomeríageométrica,ysusconfiguracionesson:
cis‐2,3‐dicloro‐2‐buteno
trans‐2,3‐dicloro‐2‐buteno
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
151
c)ElC H esunhidrocarburoinsaturado(alqueno)queposeeundobleenlace.Losposibles
isómerosson:
=
–
–
=
=
–
1‐buteno
–
2‐buteno(isómeroscisytrans)
−
2‐metil‐1‐propeno
d)El2‐metil‐2‐propenoatodemetiloesunésterinsaturadoysufórmuladesarrolladaes:
Nopresentaisomeríageométricayaqueaunquetienetieneundobleenlaceentrecarbonos,
éstosnotienenunidoaelloselmismoradical.
15.13.Uncompuestoquímicotienefórmulaempíricaiguala
a) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de todos los isómeros estructurales de dicho
compuesto.
b)Escribelosnombresdecadaunodelosisómeros.
c)Indicasialgunodelosisómerospresentaactividadópticayjustificaporqué.
d)Enunodelosisómerosquepresentenactividadóptica,siloshay,indicalahibridacióndelos
átomosdeCyOdelamolécula:
(Galicia2009)
a‐b)LosisómerosdelC H O son:
Ácidopropanoico
2‐Hidroxipropanal
3‐Hidroxipropanal
Hidroxiacetona
Acetatodemetilo
O
CH2OH–C–CH2
O
O
3‐Hidroxi‐1,2‐
epoxipropano
CH3–CH–CHOH
1‐Hidroxi‐1,2‐
epoxipropano
CH3–HOC–CH2
2‐Hidroxi‐1,2‐
epoxipropano
1,3‐Dioxolano
c)Presentanactividadópticalosisómerosquetenganuncarbonoasimétrico(quiral):
2‐Hidroxipropanal
1‐Hidroxi‐1,2‐
epoxipropano
2‐Hidroxi‐1,2‐
epoxipropano
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
152
d)Lahibridaciónquepresentanlosátomosdecarbonoydeoxígenodel2‐hidroxipropanales:
C1,C2yO3presentanhibridación
C4yO5presentanhibridación
yaquetodossusenlacessonsencillos
yaquetienenunenlacedoble.
15.14.Elácidomálicoesuncompuestoorgánicoqueseencuentraenalgunasfrutasyverduras
con sabor ácido como los membrillos, las uvas, manzanas y, las cerezas no maduras, etc. Este
compuestoquímicoestáconstituidoporlossiguienteselementosquímicos:carbono,hidrógenoy
oxígeno.Lacombustióncompletadeunamasam=1,340gdeácidomálicoproduceunamasa
=1,760gdedióxidodecarbono,yunamasa =0,540gdeagua.
a) Determinar los porcentajes de carbono, hidrógeno y oxígeno contenidos en el ácido málico.
DeducirsufórmulaempíricasabiendoquesumasamolaresM=134g·
.
b)Lavaloraciónconsosadeunadisolucióndeácidomálico,permitededucirquecontienedos
gruposfuncionalesácidos.Porotraparte,laoxidacióndeácidomálicoconducealaformación
de un compuesto el cual produce un precipitado amarillo al reaccionar con la 2,4‐
dinitrofenilhidracina, lo que permite confirmar que el ácido málico tiene un grupo alcohol.
Escribirlafórmulasemidesarrolladadelácidomálico.
(Galicia2009)
a) A partir de las cantidades dadas y de la masa molar del ácido málico (AcM) se calcula el
númerodemolesdeátomosdecadaelemento.
EnlacombustióntodoelcarbonodelcompuestosetransformaenCO :
1,760gCO 1molCO 1molC 134gAcM
molC
=4
1,340gAcM 44gCO 1molCO 1molAcM
molAcM
ytodoelhidrógenodelcompuestosetransformaenH O:
molH
0,540gH O 1molH O 2molH 134gAcM
=6
molAcM
1,340gAcM 18gH O 1molH O 1molAmox
LamasadeloselementosanalizadospormoldeAmoxes:
4molC
12gC
1gH
+6molH
=54g
1molC
1molH
Eloxígenosecalculapordiferencia:
134gAcM–54gresto
80gO 1molO
molO

=5
1molAcM
molAcM 16gO
molAcM
Lafórmulamolecularylaempíricadelácidomálicoes
Lacomposicióncentesimaldelácidomálicoes:
.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
153
4molC 12gC 1molAcM
100=35,8%C
1molAcM 1molC 134gAcM
1gH 1molAcM
6molH
100=4,5%H
1molAcM 1molH 134gAcM
5molO 16gO 1molAcM
100=59,7%O
1molAcM 1molO 134gAcM
15) El compuesto formado después de la oxidación del ácido málico reacciona con la
2,4‐dinitrofenilhidrazina, lo que es característico de los compuestos químicos carbonílicos,
poseedores del grupo funcional R −CO−R . Dicha reacción es la que se muestra a
continuación.
H2N NH
NO2
R1
C N NH
OH
R1
O
Ox
C R2
NO2
R2
NO2
C R2
R1
NO2
2,4-Dinitrofenilhidrazona
-AMARILLO-
Puesto que el enunciado del problema dice que el ácido málico tiene dos grupos carboxilo
éstos,debenencontrarseenlosextremosdelacadenahidrocarbonadaysi,además,comose
haprobadoenelpárrafoanterior,elácidomálicotieneungrupofuncionalalcohol,éstedebe
serunalcoholsecundario.Portantocabeconcluirquelafórmulasemidesarrolladadelácido
málicoeslasiguiente:
ácido2‐hidroxi‐butanodioicoómálico
15.15.Proponerunaposibleestructuraparalossiguientescompuestos:
a)
(aldehído)
b)
(aldehído)
c)
(cetonacíclica)
(Canarias2010)
a)LaestructuradeunaldehídodefórmulamolecularC H Opodríaser:
butanal
b)LaestructuradeunaldehídodefórmulamolecularC H Opodríaser:
4‐pentenal
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
154
c)LaestructuradeunacetonacíclicadefórmulamolecularC H Opodríaser:
ciclohexanona
15.16.Indicatodoslosposiblesisómerosestructuralesquecorrespondenalafórmulamolecular
.¿Cuál/esdeellospresentanisomeríaóptica?
(Canarias2010)
Los compuestos que se corresponden con la fórmula molecular C H Br son derivados
halogenados de un alcano y los posibles isómeros son de posición. Presentarán isomería
ópticaaquellosquetenganuncarbonoasimétrico:
1‐bromopentano
1‐bromo‐2‐metilbutano
(isomeríaóptica)
3‐bromopentano
1‐bromo‐3‐metilbutano
2‐bromo‐2‐metilbutano
2‐bromo‐3‐metilbutano
(isomeríaóptica)
2‐bromopentano(i.óptica)
1‐bromo‐2,2‐dimetilpropano
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
155
15.17.Completalassiguientesreacciones,indicandoasimismoaquétipodereacciónpertenece:
a)
–
b)
c)
d)
e)
–
–
–
–
–
+
luz
+HCl
H2 SO4
–
+calor
+
– =
+ 
+
–
+
=
+HCl
(Canarias2010)
a)Lareacciónpropuestaesdesustitución:
luz
CH –CH –CH +Cl –
–
+HCl
b)Lareacciónpropuestaesdeeliminación:
CH –CHOH–CH +calor
H2 SO4
–
=
+H O
–
–
c)Lareacciónpropuestaesdeadición:
CH –CH –CH=CH +Br 
–
d)Lareacciónpropuestaesdeeliminación:
C H –COOH+CH –CH OH
–
–
+H O
e)Lareacciónpropuestaesdeadición:
CH –C CH =CH +HCl
–
=
15.18. Indicar dos posibles estructuras para la fórmula
presentaráunpuntodeebulliciónmáselevado?
y nombrarlas. ¿Cuál de ellas
(Canarias2011)
Los compuestos que se corresponden con la fórmula molecular C H O son derivados
oxigenadosdeunalcanoylosposiblesisómerossonunalcoholyunéter:
Etanolo
alcoholetílico
Metoximetanoo
dimetiléter
Elpuntodeebullicióndeunasustanciadependedeltipodefuerzasintermolecularesexistentes
enlamisma,esdecirdelaintensidadconqueseatraigansusmoléculas.Esteserámásgrandeen
las sustancias que presenten enlaces intermoleculares de hidrógeno, más pequeño en las que
presentenenlacesdipolo‐dipolo,ymáspequeñoaún,enlasquepresentenfuerzasdedispersión
deLondon.
 El enlace dipolo‐dipolo se da entre moléculas polares que no puedan formar enlaces de
hidrógeno.Dedoslassustanciaspropuestas,esteenlaceexisteenelmetoximetano.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
156
 El enlace de hidrógeno o por puentes de hidrógeno se forma cuando un átomo de
hidrógeno que se encuentra unido a un átomo muy electronegativo (en este caso O) se ve
atraído a la vez por un par de electrones solitario perteneciente a un átomo muy
electronegativo y pequeño (N, O o F) de una molécula cercana. De las dos sustancias
propuestas,estetipodeenlaceesposibleeneletanol.
Eletanolposeemayortemperaturadeebulliciónqueelmetoximetano.
ProblemasyCuestionesdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen10.(S.Menargues&F.Latre)
157
16.QUÍMICANUCLEAR
16.1. La serie de desintegración radiactiva del
partículasalfa(α)ybeta(β)seemitirán?
termina en el isótopo
. ¿Cuántas
Datos.Partículaα= 42He,partículaβ= –10e
(Galicia1999)
Enlaserieradiactiva
atómicodeluranio:
U
Pbseproduceunadisminucióndelosnúmerosmásicoy
Númeromásico(235207)=28unidades
Númeroatómico(9282)=10unidades
Teniendoencuentaquedeacuerdolasleyesdelasemisionesradiactivas:
1) Un núcleo al emitir una partícula alfa se convierte en otro diferente con 4 unidades
menosdenúmeromásicoy2unidadesmenosdenúmeroatómico.
2) Un núcleo al emitir una partícula beta se convierte en otro diferente con el mismo
númeromásicoy1unidadmásdenúmeroatómico.
De acuerdo con estas reglas, se observa que el número másico sólo desciende al emitirse
partículas alfa. Por lo tanto, al descender el número másico en 28 unidades, el número de
partículasalfaemitidases:
28unidadesdeA
1partı́culaα
=7partı́culasα
4unidadesdeA
Al emitirse 7 partículas alfa el número atómico desciende en 14 unidades pero como en el
procesoglobalsólopuededescender10unidades,elnúmerodepartículasbetaemitidases:
14–10 unidadesdeZ
1partı́culaβ
=4partı́culasβ
1unidadesdeZ
Lareacciónnuclearcompletaes:

+7
+4