Solucions exercicis estructura atòmica (2014)

Ejercicio Catalán
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Ingeniería de Diseño Industrial y Desarrollo del Producto - 1º curso
Asignatura Química
Año del apunte 2014
Páginas 5
Fecha de subida 22/11/2014
Descargas 2
Subido por

Descripción

Exercicis amb les solucions.

Vista previa del texto

Tema 1. Introducció a la Química. Estructura Atòmica i Taula Periòdica.
Propietats Periòdiques.
Nota 1. Podeu consultar un llistat d’elements amb número i massa atòmica a: http://ca.wikipedia.org/wiki/Llista_d'elements_per_nombre_at%C3%B2mic Tema 1A. Introducció a la Química.
1. Calculeu la massa de: a) un mol d'àtoms d'hidrogen, b) un mol de molècules d'hidrogen, c) 1 mol de sílice (SiO2), d) 0,5 mols de carbonat de sodi decahidratat, e) una molècula d'hidrogen.
R. a) 1,01 g; b) 2,02 g; c) 60,09 g; d) 143,1 g; e) 3,35 10-24 g.
2. Trobeu la composició centesimal de la sacarosa (C12H22O11).
R. C: 42,11 %; H: 6,47 % i O: 51,42 %.
3. El pes molecular de la vitamina C és de 180 g/mol. Determineu la fórmula molecular de la vitamina C sabent que la seva composició centesimal es 40,03 % C, 4,44 % H i la resta O. Dades: M(H)= 1,01 g/mol; M(C)= 12,01 g/mol i M(O)= 16,00 g/mol.
Estratègia A: Primer es calcula la fórmula empírica i després la molecular En 100 g de compost tenim: M(F.E.) = 1·12,01 + 1,01·1,32 + 1,04·16,00 = 29,98 g/mol M= 180 g/mol = nM(F.E.) n=6 Estratègia B: Partint de la massa molecular i la composició centesimal es calcula directament la fórmula molecular 180 g vit. C 40,034 g C 1mol C mol vit. C 100 g vit. C 12,01g C 180 g vit.C 4,44 g H 1mol H mol vit. C 100 g vit.C 1,01g H 6,0 mol C / mol vit. C 7,9 mol H / mol vit. C 6 mol C / mol vit. C 8 mol H / mol vit. C 180 g vit. C 55,53 g O 1mol O 6,2 mol O / mol vit. C mol vit. C 100 g vit. C 16,00 g O 6 mol O / mol vit. C F.M. = C6H8O6 4. Calculeu el volum de dissolució de NaOH 2 M que es necessita per preparar 100 mL de dissolució 0,5 M de NaOH.
R. 25 mL.
100 mL 1L 0,5 mol NaOH 1000 mL 1L 1L 2 mol NaOH 0,025 L 25 mL 5. Calculeu la molaritat resultant quan 50 mL de dissolució 2,3 M de NaCl es mesclen amb 80 mL de NaCl 1,40 M. Considereu volums additius.
R. 1,75 M.
[NaCl]final nT Vf V1c1 V2 c 2 V1 V2 0,05 L 2,3M 0,08 L 1,40 M 0,130 L 1,75M 6.Una dissolució d’àcid clorhídric de densitat 1098 g/L conté 219,6 g d’àcid clorhídric per litre. Determineu la seva composició en pes (%), la molaritat de la dissolució i les fraccions molars de tots els components. Dades: M(H)= 1,01 g/mol; M(Cl)= 35,45 g/mol i M(O)= 16,00 g/mol.
En 1L de dissolució tenim 219,6 g d’HCl i 1098 g de dissolució (dió), per tant: R. %= 20,0 % HCl; M= 6,02 M; xHCl= 0,11; xH2O= 0,89 7. Una mescla de gasos a 1,00 atm de pressió conté el 30 % d'hidrogen, 20 % de nitrogen i 50 % de diòxid de carboni en volum. Quina és la pressió parcial, en mmHg, de cada gas? R. pH2= 228,0 mmHg pN2= 152,0 mmHg pCO2= 380,0 mmHg.
Tema 1B. Estructura Atòmica i Taula Periòdica. Propietats Periòdiques.
8. Quants electrons en els àtoms poden tenir els següents nombres quàntics? a) n=3 i l=1 b) n=3 i l=2 c) n=3, l=2 i ml =-1 d) n=3, l=1 i ml =-1 e) n=3, l=2, i ml =0 i ms= -1/2.
R. Es tracta de veure les combinacions diferents dels 4 nombres quàntics que compleixen cada condició: a) n= 3 i ℓ= 1. Pot ser mℓ= -1, 0 i +1; i, per cadascun mS= ±½. Per tant, es b) c) d) e) tracta del subnivel 3p (amb 3 orbitals), i el nombre màxim d’electrons serà 6 (2 per orbital).
n= 3 i ℓ= 2. Pot ser mℓ= -2, -1, 0, +1 i +2; i, per cadascun mS= ±½. Subnivel 3d (amb 5 orbitals) i el nombre màxim d’electrons serà 10.
n= 3, ℓ= 2 i mℓ= -1. Pot ser mS= ±½. Amb ml definit estem parlant d’un orbital en concret, (orbital 3d-1), amb capacitat per 2 e-.
n= 3, ℓ= 1 i mℓ= -1. Pot ser mS= ±½, per tant 2 e- (orbital 3p-1) n= 3, ℓ= 2, mℓ= 0 i mS= -½. És 1 (orbital 3d0 ). Només un e- pot tenir aquesta combinació de nombres quàntics (Principi d’exclusió de Pauli).
9. Quins elements estan representats per les següents configuracions electròniques de l’estat fonamental? a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d104p5 b) [Rn] 7s2 6d1 5f14 c) [Xe] 6s2 5d10 4f14 6p6 d) [Kr] 5s2 4d5 e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 Cal comptar el nº d’electrons per saber Z.
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 → 35 e- → Z= 35 → Br b) [Rn] 7s2 6d1 5f14 → 86 e-+ 17 e-= 103 e-→ Z= 103 → Lw o Lr c) [Xe] 6s2 5d10 4f14 6p6 →54 e- + 32 e- → Z= 86 → Rn d) [Kr] 4d5 5s2 → 36 e- + 7 e- → Z= 43 → Tc e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 → 30 e- → Z= 30 → Zn També es pot saber mirant l’últim n (fila de la Taula) i els e- de valència [(n-1)d + ns + np].
a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 → fila 4 columna 17 → Br b) [Rn] 7s2 6d1 5f14 → fila 7 columna 3+14 (transició interna) → Lw o Lr c) [Xe] 6s2 5d10 4f14 6p6 → fila 6 columna 18 → Rn d) [Kr] 4d5 5s2 → fila 5 columna 7 (transició)→ Tc e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10→ fila 4 columna 12 → Zn 10. Escriviu les configuracions electròniques de l’estat fonamental dels elements de l’A fins al J de la figura adjunta: Veure segona part de la resposta anterior. La fila marca el n màxim i les columnes els e- de valència (+14 passada la 3a columna a les files 6 i 7): A) [Ar] + 11 e- → [Ar] 3d10 4s1 ó [Ar] 4s13d10 B) [Kr] + 4 e- → [Kr] 4d2 5s2 ó [Kr] 5s24d2 C) [Xe] → [Kr] 4d10 5s2 5p6 ó [Kr] 5s2 4d105p6 D) [Xe] + 15 (+ 14) e- → [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p3 ó [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p3 E) [He] + 2 e- → [He] 2s2 F) [Ne] + 6 e- → [Ne] 3s2 3p4 G) [Ar] + 6 e- → [Ar] 3d5 4s1 ó [Ar] 4s1 3d5 H) [Kr] + 13 e- → [Kr] 4d10 5s2 5p1 ó [Kr] 5s24d10 5p1 I) [Xe] + 12 (+14) e- → [Xe] 4f14 5d10 6s2 ó [Xe] 6s2 4f14 5d10 J) [Xe] + 1 e- → [Xe] 6s1 11. Quines de les següents espècies són isoelectròniques: a) O2-, F-, Ne, Na, Mg2+, Al3+ b) P3-, S2-, Cl-, Ar, Ca+ a) Totes (O2-, F-, Ne, Mg2+, Al3+) tenen 10 e- excepte el Na, que en te 11 e-.
Totes menys el Na.
b) Totes (P3-, S2-, Cl-, Ar, K+) tenen 18 e- excepte el Ca+ que en te 19. Totes menys el Ca+.
12. Ordena els següents elements per ordre creixent del seu radi atòmic: a) O, Mg, Al, Si b) O, S, Se, Te a) O < Si < Al < Mg b) O< S< Se < Te 13. Ordeneu per ordre creixent de radi iònic a) Te2-, S2-, F-, Clb) Na+, N3-, O2-, Be2+ a. F- < Cl- < S2- < Te2b. Be2+< Na+ < O2- < N314. Ordeneu els següents elements per ordre creixent d’electronegativitats: a) Sn, Na, Mg, Cl b) Al, K, O, Mg a) Na < Mg < Sn < Cl.
b) K< Mg< Al< O 15. Els potencials d’ionització (en eV) de tres elements representatius són els indicats a continuació. a) Identifiqueu l’element A i b) doneu els nombres atòmics de A, B i C, indicant-ne els valors més probables. Raoneu les respostes.
A: 1er= 8,30; 2on=25,15; 3er=37,92; 4rt=259,30; 5è=340,13; 6è=no tè.
B: 1er= 11,26; 2on=24,38; 3er=47,87; 4rt=64,48; 5è=391,99; 6è=489,84 C: 1er= 10,48; 2on=19,72; 3er=30,16; 4rt=51,35; 5è=65,01; 6è=220,41 R: A = Bor (Z=5), B = Carboni (Z=6), C = Fòsfor (Z=15) 16. Indiqueu el tipus d’enllaç que unirà els àtoms en les següents substàncies (C= covalent; I= iònic, M= metàl·lic, X= cap d’ells).
HClO C PbCl2 I O2 C CaCl2 I Au M KI I V M HCOOH C H2CO3 C SiO2 C Ar X BN C Ti M H2O C Kr X CH4 C SO2 C MnO2 C Na2O I PH3 C L’enllaç iònic es dona entre metall i no metall si les càrregues són més petites o iguals a 3.
L’enllaç covalent es pot donar entre no metalls, entre no metalls i semimetalls, i entre un metall i un no metall si les càrregues són més grans de 3.
L’enllaç metàl·lic és l’enllaç típic entre metalls.
Els gasos nobles només interaccionen per forces dèbils de London, les veurem al T4.
...