Download Repaso 01 numeros cuanticos

REFORZAMIENTO 01
QUÍMICA
Números cuánticos - Orbítales – Configuración electrónica.
En esta parte usted debe leer cuidadosamente cada información, entender su contenido y llenar los espacios en
blanco con las respuestas que considere acertadas.
1. Los números cuánticos nos dan información sobre el tamaño, forma y orientación de las zonas donde es altamente
probable hallar electrones.
Las zonas con forma, tamaño y orientación determinada y donde es altamente probable hallar electrones se llaman
orbítales.
Un orbital se puede caracterizar por:
a) su forma;
b) su tamaño;
c) su orientación;
d) todas las anteriores;
e) ninguna de las anteriores
2. Un orbital es una zona del espacio con forma, tamaño y orientación determinadas donde es:
a) poco probable hallar electrones;
b) muy probable hallar electrones;
c) imposible hallar electrones
3. Un orbital es una zona del espacio con forma, orientación, y....................... donde es muy probable hallar un electrón.
4. Un orbital tiene, aparte del tamaño, otras dos características que son:
a) ........................ y b) ........................
5. Las zonas con forma, tamaño y orientación determinadas y donde es muy probable hallar electrones, se
denominan:..................................
6. Las zonas donde es muy probable hallar electrones tienen:
c) ....................................determinadas.
a) ...........................; b) ........................;
7. Defina orbital: .........................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................................
................................................
8. En el siguiente cuadro se resume lo que determina cada número cuántico:
Nombre del número
cuántico
Principal
Símbolo
Determina
n
Secundario o
azimutal
Magnético
l
La energía del electrón y
aproximadamente el
volumen del átomo
Forma de los orbitales
Espín
s
Orientaciones de los
orbitales
Giro de un electrón en torno
a su eje
m
9. El primer número cuántico es conocido por nosotros, por cuanto es el mismo que proviene de la teoría de Bohr y es
llamado .................................................. Su símbolo es ......
10. En lo referente al electrón, el n determina su.............................. ; y en lo referente al átomo como un todo, determina su
............................ aproximado.
11. Otra forma de referirse a lo que determina el número cuántico principal, es decir que: a) determina la energía
del..............................; b) determina el volumen del ..............................
.
12. Complete: Nombre del primer número cuántico ........................................ Simbolo ........
determina ............................................................................
13. El segundo número se denomina ......................................................, se simboliza por la letra l y determina la forma del
orbital.
14. El número cuántico secundario determina la forma del:
a) electrón;
1
b) átomo;
c) orbital;
d) núcleo
15. La forma del orbital está determinada por el segundo número cuántico simbolizado por la letra ......
16. El número cuántico secundario determina ......................................... del orbital.
17. Además de determinar el volumen aproximado del átomo, el número cuántico n también determina
...........................................................................................
18. Complete: Nombre del segundo número cuántico ............................................. Simbolo ....... determina
....................................................................
19. El tercer número cuántico tiene nombre: magnético, símbolo: m y determina: las orientaciones que puede tener el orbital.
Debido a las diferentes interacciones con los campos magnéticos externos, los orbítales pueden tomar orientaciones
diferentes. Estas orientaciones son cuantizadas (especificadas) por el número cuántico ......................................, que se
simboliza por la letra .....
20. Ubique el número que corresponda delante del símbolo de cada número cuántico:
...............(m); .............. (s); ............. (n); ............... (l)
1.- Forma del orbital;
2.- Energía del electrón;
3.- Giro del electrón;
4.- Orientación del orbital
21. La letra m determina ....................................................................................
22. Haga corresponder el símbolo del número cuántico con la afirmación dada respecto de lo que determina. Coloque el
número antes de la letra.
.............l
............n
...........m
............s
1.- Determina la naturaleza intrínseca del electrón.
2.- Determina la orientación del orbital.
3.- Determina el volumen del átomo y energía del electrón.
4.- Determina la energía del átomo y volumen del electrón.
5.- Determina el giro del electrón en su eje.
6.- Determina la forma del orbital.
23. Complete: Nombre del tercer número cuántico ....................................... Simbolo .........determina
.....................................................................
24. Veamos el último número cuántico. Su nombre es: numero cuántico de espín; se simboliza por la letra s y determina el
giro de un electrón sobre su eje. El eje en el cual gira es imaginario. La letra s simboliza al número ...................................
25. El giro de un electrón sobre su eje está simbolizado por la letra ...........
26. La letra s simboliza el número cuántico ................................. que determina
.......................................................................
27. Repasemos lo que hemos aprendido de los números cuánticos:
a) l determina ......................................;
b) m determina ...............................................
c) s determina ....................................;
d) n determina ................................................
28. Si se desea saber la forma de un orbital, debemos conocer el número cuántico
....................................................
29. Si se desea conocer la orientación de un orbital, debemos usar el número ...................................................................
30. Complete el cuadro siguiente:
Nombre del
Número cuántico
Símbolo
¿Qué determina?
1.2.3.4.-
2
La teoría atómica basada en los números cuánticos determina las características del electrón a través de: a) energía, b)
forma, c) orientación en el espacio, y d) giro en torno a su eje. En la teoría de Bohr, sólo la energía caracterizaba al electrón.
Veremos a continuación que dos electrones de la misma energía no son iguales, puesto que la forma puede diferir, ó la
orientación, ó por último, pueden tener igual energía, igual forma, igual orientación, pero distinto giro. A cada electrón le
corresponde cuatro números cuánticos (n, l, m, s) y existe un principio que establece que en un átomo dos electrones no
pueden tener los mismos valores de sus números cuánticos, es decir, a lo menos difieren en un valor de ellos. Daremos a
continuación los valores que pueden tener los números cuánticos y sus relaciones.
Recordemos que los números son soluciones de una ecuación y que cada uno de ellos representa la energía, forma,
orientación y giro. La siguiente tabla entrega los valores de los números cuánticos:
Nombre
Principal
Símbolo
n
Secundario
l
Magnético
m
Espín
s
Valores
Valores enteros desde 1 a infinito
1,2,3,4,...etc.
Valores enteros desde 0 a (n - 1)
0,1,2,3, .........(n – 1)
Valores enteros desde -l a + l
Para cada valor de l incluyendo el cero
+1/2 y – 1/2 solamente
31.El número cuántico principal recibe valores: ............................................ ......... ....................................................................
32. Los valores de l dependen de n y se puede decir que los valores de l son valores enteros que van desde 0 a (n-1) para
cualquier valor de n. Si l vale 3, n vale .........
33. ¿Cuál es el valor máximo de l si n es igual a 5? ………..
34. Por lo tanto, para cualquier valor que tenga n, los valores de l van de..... a .....................
35. Si n es igual a 1, ¿que valores toma l? ...................................
36. ¿Qué valores toma l si n = 5? .................................................
37 .¿Qué valores toma l si n = 3? .................................................
38.
Complete la siguiente tabla con los valores que toma l, para cada valor de n:
n
1
2
l
39. Complete: a) Los valores de n van de .....a ................................., b) Los valores de l van de .......a ........................
40. Veamos ahora los valores que puede tomar el número cuántico magnético. Este número tiene valores determinados por
l. Para cada valor de l, m recibe valores desde - l a +l, incluyendo al 0. Por lo tanto para determinar los valores de l necesito
los valores ........... ; y para determinar los valores m, necesito los valores de l.
41. Para un valor de l = 2, ¿Cuál es el valor máximo de m? ............... ¿Cuál es el valor mínimo?..................
42. Si tenemos los valores máximos y mínimos, tenemos las condiciones para determinar los valores intermedios. Hágalo:
- 2; ..........; ....... ; ..........; + 2.
43. Si l tiene valor 0, ¿qué valores puede recibir m? ...........................................
44. Si l tiene valor 1, ¿qué valores recibe m? .......................................
45. Complete:
I. Los valores de n van de .......... a ..........................
II. Los valores de l van de .......... a .......... para cualquier valor de n.
III. Los valores de m van de .......... a .......... para cualquier valor del.
3
46. Coloque los valores de l y m sabiendo que n tiene los valores señalados:
n
1
2
3
l
m
47. Los valores que hemos asignado hasta ahora a l, m y n incluyen valores fraccionarios (verdadero/falso) ........... Sin
embargo, el último número cuántico, el de espín, tiene valores + 1/2 y -1/2, y, además estos valores no dependen de los
valores de los demás números cuánticos.
48. Los valores de s son: .......... y ...........
49. Escriba frente a cada valor el símbolo del número cuántico a que pertenece:
a) Valores enteros entre +l a -l: ..........;
b) Valores enteros entre 1 e infinito: ............;
c) Valores + 1/2 y-1/2 ........
d) Valores enteros entre 0 y (n-1).................
50. A continuación le presentamos un cuadro que debe completar.
Símbolo del
Número cuántico
Nombre del
Número cuántico
Qué determina
Valores
51. Hasta aquí usted paso revista a los números cuánticos en general. A continuación nos detendremos en la aplicación de
ellos para la configuración electrónica.
52. Complete: Número cuántico secundario o azimutal; simbolo ..... determina ..............................................Es decir, que al
estudiar el número cuántico secundario, estaremos examinando las formas del orbital, que como veremos dependen de los
valores de l. Analicemos el primer caso, en que n = 1; luego l = 0, y la forma del orbital es s (o símbolo del orbital es s). No
confundir con el numero cuántico s; este s se refiere a una forma de orbital y proviene de la palabra "sharp".
52. Para un valor 0 de l, la forma del orbital se simboliza por ............
53. Cuando n = 2, tenemos: l = 0 y 1 ; símbolo para cada valor: s y p. Para un valor l = 1, la forma del orbital se simboliza
por...........
54. De lo anterior se puede inferir que si tengo una forma de símbolo p, el valor de l es igual a .....
55. Complete:
n
l
1
2
0
0
1
Símbolo del
orbital
4
56. Sigamos aumentando el valor de n. Consideremos un valor 3 para n y tendremos:
n
l
Símbolo del
orbital
3
0
1
2
s
p
d
La nueva forma que se agregó, está simbolizada por la letra .........
57. La forma d corresponde para el valor de l gual a .....
58. Complete:
n
l
1
2
0
0
1
0
1
2
3
Símbolo del
orbital
59. Complete para n = 3:
Valores de l
Símbolo del orbital
60. Complete: Valores de l: 0; 1; 2. Símbolos:...................................
61. El símbolo p corresponde al valor de l igual a .....
62. Si l tiene valor 2, el símbolo del orbital es ......
63. Las letras que simbolizan los orbítales l = 0 y l = 1 son .... y .....
64. A estas alturas ¿recuerda Ud. la definición de orbital? Escríbala ............................................................................
....................................................................................................................
65. Recordemos que el orbital tenía formas y orientaciones, definidas por los números l y m. Estudiemos algo de las
orientaciones. El número cuántico m tiene valores enteros entre ..................... para cada valor de ...........
66. Por lo tanto, si l = 1, este orbital puede tener las siguientes orientaciones o valores de m: ...........................
67. De acuerdo con lo anterior:
n
1
2
l
0
0
1
forma
S
S
p
m
0
0
-1 , 0 , +1
68. Del cuadro se puede deducir que el orbital s tiene .... orientación. Mientras que el p tiene ............orientaciones.
69. Entonces, aunque la forma de orbital p sea .......... puede tener ....................... orientaciones.
5
70. Debido a los valores del número cuántico de espín + 1/2 y -1/2: La cantidad máxima de electrones que puede
contener un orbital es 2.
Si n = 1; l es = 0 y m también 0. Luego l = 0 tiene un orbital de forma...... en el cual la cantidad máxima de electrones que
puede contener es .......
71. Estudiemos la siguiente tabla de valores:
l
Forma del
orbital
0
1
s
p
2
d
0
+1
0
-1
Número de
electrones
2
2
2
2
+2
+1
0
-1
-2
2
2
2
2
2
m
Total de
electrones
2
6
10
¿Cuántos electrones puede haber como máximo en un orbital de forma p?.............
72. ¿Cuántos electrones puede haber en un orbital de forma d?..............
73. Cuando n = 2, l = .......... y m = ........................
74. Si cuando n = 2, l = 0 y 1; m = 0; -1 0,+1; los valores de m están indicando la existencia de ¿cuántos orbítales?
...................
75. ¿Cuantos orbítales existen cuando n = 3? .................................
76. El número de orbítales los determina el número cuántico ...............................
77. El número de electrones si n = 3 es .
78. El número de electrones si n = 1 es
79. El número de orbítales cuando n = 2 es .
80. Los valores de la cantidad total de electrones por conjunto de orbítales es: s..........: p ..........: d ...............
81. En un orbital s tenemos .......... electrones como máximo.
82. En el conjunto de orbítales p caben .......... electrones como máximo.
83. 18 electrones corresponden al contenido máximo para un conjunto de orbítales .............................
84. 6 electrones corresponden al contenido máximo de un conjunto de orbítales ....
85. ¿Cuántos orbítales d pueden existir?......................
86. El conjunto de orbítales con una capacidad máxima de 6 electrones tiene la forma
..........
Hemos estudiado que en un orbital cualquiera caben máximo 2 electrones. Además, hemos visto que para cada l los valores
de m forman un conjunto de orbítales con una capacidad máxima de electrones. Nosotros analizaremos estas capacidades
máximas, pero esto no significa que siempre los conjuntos de orbítales s, p y d aparezcan completos. Los electrones se van
ubicando dentro del átomo según su energía. La distribución de electrones se efectúa desde el nivel de menor energía hacia
los niveles de mayor energía.
87. Recordemos algunos puntos ya estudiados:
Las cantidades máximas de electrones que pueden existir en los conjuntos de orbítales s, p, d son, respectivamente.
........................................................
a). ¿Es posible que existan en un determinado conjunto de orbítales d, sólo 8 electrones? ..........
b) . ¿Es posible que existan en un determinado conjunto de orbítales s, 3 electrones? ..........
6
88. Considerando lo anterior, si usted tiene dos electrones, ellos entrarán al nivel = ........., en donde = ....... u orbital = .........
2
89. En el caso anterior representaríamos el llenado de los orbítales de la siguiente manera: 1s ; en donde 1
representa......................, s representa .................... y el 2 representa el número de electrones.
90. Represente la siguiente afirmación: "en el nivel 2 hay 3 electrones en el orbital p". ......................
91. Represente: en el nivel 1 hay 1 electrón en el orbital s. ..............
1
92. Explique e significado de la representación 3s . ..............................................................................................................
………………........................................................................................................................
6
93. ¿Qué significa 5d ? .
.......................................................................................................................................................................................................
94. Represente: en el nivel 4 hay 7 electrones en el orbital d. ....................
95. Si después de llenar el 1s con 2 electrones, aún nos quedan 2 electrones más, ¿dónde se ubicarán estos electrones?
...........................................................
96. Escriba la configuración electrónica del elemento Z = 30.
.........................................................................................................................................................
Una forma resumida de escribir la configuración electrónica es usando los gases nobles como valores iniciales; así el caso
2
10
anterior quedaría: Ar 4s 3d
[ ]
97. Escriba la forma resumida de la configuración electrónica del elemento Z = 42: ........................................................
98. ¿Cuál es el Z del elemento cuyo último nivel se representa por
4p5 ? .................
99. Los valores de los números cuánticos para el último electrón de
3p3
son: n =
,l=
;m=
;s=
100. Si en el orbital 3s tenemos un electrón con los siguientes valores para los números cuánticos: n = 3; l = 0; m = 0; s = +
1/2 ¿Cuáles son los valores para el otro electrón de este orbital? .................................................................
101. El último electrón de un elemento tiene los siguientes números cuánticos: n = 3; l = 2, m = 0; s = -1/2 ¿cuál es su Z?
102. Si le dicen que un electrón tiene los siguientes números cuánticos: n = 2; l =0; m = 0; s = + 1/2 ¿a cuál electrón
corresponde? ......................................
103. Señale, a partir de
3d 4
, ¿cuál es el valor de m para el tercer electrón del orbital d?......................................
104. Señale, a partir de
2p5
, ¿cuál es el valor del número cuántico de espín para el ultimo electrón?
.………………..…………...................................................
7