Ejercicio 1

a) Realizaremos la configuración electrónica de los elementos:

  • A (Z = 13): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
  • B (Z = 16): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
  • C (Z = 37): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1

Puesto que el estado de oxidación es la carga formal en el átomo si se asume que todos los enlaces son completamente iónicos, deducimos que el estado de oxidación más probable para A será +3, para B será -2 y para C será +1.

b) (4, 0, 0, 1/2) El elemento C pertenece al quinto periodo, puesto que su último nivel con electrones es el 5. Como el número cuántico principal (n) corresponde al nivel donde se encuentra el electrón, concluimos que no puede corresponder al elemento C un valor de n=4 y por consiguiente el conjunto de números cuánticos propuestos no son válidos para este elemento.

c) Los elementos A y B se encuentran en el mismo periodo. Al avanzar de izquierda a derecha en un periodo, aumenta la carga nuclear efectiva, entonces los electrones de la capa de valencia se sienten más atraídos por el núcleo haciendo que el átomo se contraiga, por tanto rA > rB. Al bajar en un grupo tenemos más capas electrónicas y los electrones sentirán menos la atracción del núcleo haciendo que el radio sea mayor. Por tanto rC > rA > rB.

Ejercicio 2

a)

+1 +7 -2 +1 +4 -2 +1 +6 -2 +2 +6 -2 +1 +6 -2 +1 +6 -2

KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + Na2SO4

El Mn disminuye su estado de oxidación por tanto dará la reacción de reducción, siendo el KMnO4 el agente oxidante. El S aumenta su estado de oxidación por tanto dará la reacción de oxidación siendo el Na2SO3 el agente reductor.

x2) MnO4– + 8H+ + 5e– → Mn+2 + 4H2O semirreacción de reducción

x5) SO3-2 + H2O → SO4-2 + 2H+ + 2e– semirreacción de oxidación

2MnO4– + 6H+ + 5SO3-2 → 2Mn+2 + 3H2O + 5SO4-2

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 3H2O

b) mKMnO4 = ?

125 g MnSO4 reales x 100 g MnSO4 teóricos / 70 g MnSO4 reales x 1 mol MnSO4 / 150,94 g MnSO4 x 2 mol KMnO4 / 2 mol MnSO4 x 158,04 g KMnO4 / 1 mol KMnO4 = 186,97 g KMnO4

Ejercicio 3

a) Ka = [CH3-COO–(ac)]eq[H3O+]eq / [CH3-COOH(ac)]eq = x2 / C0 – x = 1,8 x 10-5

x = [H3O+] = √(C0Ka) = 9,95 · 10−4 M pH = -log([H3O+]) = 3. El grado de disociación es α = x/c0 = 0,0181, o sea, 1,81%

b) HCl(ac) + H2O(l) → Cl–(ac) + H3O+(ac)

Si queremos que una disolución de HCl tenga el mismo pH debe tener la misma concentración de H3O+, que será 10-3 M (10-pH), y como este ácido es fuerte su [H3O+] = c0 = 10–3 M.

Ejercicio 4

Mg (Magnesio): Grupo 2, Periodo 3

Al (Aluminio): Grupo 13, Periodo 3

Si (Silicio): Grupo 14, Periodo 3

P (Fósforo): Grupo 15, Periodo 3

a) Dado que todos estos elementos están en el mismo periodo (Periodo 3), el radio atómico disminuye de izquierda a derecha. Por lo tanto, el elemento con el menor radio atómico es el que está más a la derecha: P (Fósforo).

b) El aluminio tiene una configuración electrónica (3s23p1) que es menos estable que la de magnesio (3s2), haciendo más fácil remover un electrón del Al comparado con Mg. Si y P están más a la derecha, y por tanto, generalmente tendrán mayores energías de ionización que Al. Al (Aluminio)

c) Argón es un gas noble con una configuración electrónica estable, y por lo tanto, tiene muy baja afinidad electrónica. Los metales alcalinos (Na y K) también tienen bajas afinidades electrónicas, pero el potasio (K) tiene un valor aún menor debido a su mayor tamaño y menor atracción por el electrón adicional comparado con sodio (Na). Magnesio (Mg), aunque también es bajo, no será tan bajo como K. K (Potasio)

Ejercicio 5

Se (Selenio): Grupo 16, Periodo 4

Br (Bromo): Grupo 17, Periodo 4

Kr (Kriptón): Grupo 18, Periodo 4

Rb (Rubidio): Grupo 1, Periodo 5

Sr (Estroncio): Grupo 2, Periodo 5

a) Ordenando de mayor a menor radio atómico: Rb > Sr > Se > Br > Kr

b)

  • Se (Selenio): Tiende a ganar 2 electrones para formar Se2−
  • Br (Bromo): Tiende a ganar 1 electrón para formar Br−
  • Kr (Kriptón): Generalmente no forma iones estables porque ya tiene una configuración de gas noble.
  • Rb (Rubidio): Tiende a perder 1 electrón para formar Rb+
  • Sr (Estroncio): Tiende a perder 2 electrones para formar Sr2+

c)

  • Rb+: Configuración de [Kr] pero ha perdido un electrón, radio menor que el de Rb.
  • Sr2+: Configuración de [Kr] pero ha perdido dos electrones, radio aún menor que el de Rb+
  • Se2−: Configuración de [Kr] pero ha ganado dos electrones, radio mayor que el de Br−
  • Br−: Configuración de [Kr] pero ha ganado un electrón, radio mayor que el de Kr.

Ordenando de mayor a menor radio iónico: Se2− > Br− > Rb+ > Sr2+

Ejercicio 6

a) El hex-3-eno tiene la fórmula CH3−CH2−CH=CH−CH2−CH3 y puede presentar isomería geométrica (cis-trans).

b) Etilmetil éter (CH3−O−CH2−CH3) y propan-1-ol (CH3−CH2−CH2−OH) presentan isomería de función.

c) El compuesto CH3−CHBr−CH2−CHOH−CH2−CH3 presenta isomería óptica debido a la presencia de carbonos quirales.

Ejercicio 7

a) (2, 1, -1, -1/2)

  • n = 2 es válido.
  • l = 1 es válido.
  • ml = −1 es válido en el rango de −l a +l (-1, 0, 1)
  • ms = −1/2 es válido.

b) ¿Cuál será la configuración electrónica de un átomo situado en el grupo 10 y el periodo 5?

El grupo 10 del periodo 5 corresponde a los elementos del bloque d, específicamente al Paladio (Pd).

Configuración electrónica de Paladio (Pd): Pd (Z=46): [Kr] 4d10

c)

Cs (Cesio): Grupo 1, Periodo 6 (muy baja electronegatividad).

Fe (Hierro): Grupo 8, Periodo 4 (moderada electronegatividad).

Si (Silicio): Grupo 14, Periodo 3 (relativamente baja electronegatividad).

N (Nitrógeno): Grupo 15, Periodo 2 (alta electronegatividad).

F (Flúor): Grupo 17, Periodo 2 (muy alta electronegatividad, de hecho el elemento más electronegativo).

Ordenando de menor a mayor electronegatividad: Cs < Si < Fe < N < F