Estructura de la materia y enlace: ejercicios de selectividad de Química (Madrid) · PAU Mentor
Estructura de la materia y enlace: ejercicios de selectividad de Química (Madrid)
24 ejercicios oficiales de Estructura de la materia y enlace de los exámenes de Química de la PAU de Madrid, con el enunciado y un simulacro con corrección.
Pregunta 2A
Considere los siguientes compuestos: LiF, PCl₃, CH₃Br y LiI.
a) (1 punto) Para los compuestos covalentes, indique la geometría molecular según la teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV), y la hibridación del átomo central. Justifique la polaridad.
b) (1 punto) Justifique cuál de los sólidos iónicos tiene mayor energía de red, suponiendo que todos cristalizan con el mismo tipo de red.
c) (0,5 puntos) Explique razonadamente qué tipo de interacciones hay que vencer en cada uno de los siguientes procesos: i) ebullición del CH₃Br, ii) fusión del LiF.
Pregunta 2B
La configuración electrónica de un elemento X es [Ne]ns¹.
Datos. h = 6,626·10⁻³⁴ J·s; c = 3,00·10⁸ m·s⁻¹; 1 eV = 1,602·10⁻¹⁹ J.
a) (1 punto) Indique el valor de «n», el nombre y símbolo del elemento X, así como el grupo y el período a los que pertenece. Razone cómo varía la energía de ionización a lo largo de un grupo de la tabla periódica.
b) (0,5 puntos) Justifique cuál es el catión más estable que puede formar el elemento X. Indique un catión divalente, un elemento neutro y un anión monovalente que sean isoelectrónicos con el catión más estable del elemento X.
c) (0,5 puntos) Si el electrón más externo del elemento X es excitado del orbital ns al orbital np, ¿cómo cambian sus números cuánticos? Explique si se trata de una absorción o de una emisión.
d) (0,5 puntos) Calcule la energía, en electronvoltios, asociada a la transición electrónica anterior, sabiendo que la longitud de onda de la radiación implicada es de 766,5 nm.
a) (0,5 puntos) Deduzca de forma justificada qué anión divalente es isoelectrónico con Na⁺. Escriba su símbolo y carga.
b) (0,5 puntos) Razone cuántos electrones con los números cuánticos n = 4, l = 2 y mₗ = 0 pueden pertenecer a un mismo átomo. Escriba en qué orbital(es) se encuentra(n) dicho(s) electrón(es).
c) (1 punto) Defina la primera energía de ionización y justifique cuál de los elementos, Mg o Be, presenta mayor valor.
d) (0,5 puntos) Razone el tipo de enlace químico presente en el compuesto H₂S. Justifique su solubilidad en agua.
Pregunta 2B
Considere la molécula de difluoruro de azufre y responda a las siguientes cuestiones.
a) (0,5 puntos) Escriba para cada uno de los elementos, flúor y azufre, su símbolo, configuración electrónica, periodo y grupo al que pertenece y el número de electrones desapareados que tiene.
b) (0,5 puntos) Justifique cuál es el ion más estable de cada elemento y escriba el símbolo y la carga. Compare el radio del átomo de azufre con el de su ion más estable, razonando la respuesta.
c) (1 punto) Dibuje la estructura de Lewis de la molécula, y nombre y represente su geometría molecular, utilizando la teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV). Indique la hibridación del átomo central. (Describa la estructura por escrito.)
d) (0,5 puntos) Justifique la polaridad de la molécula.
Pregunta 2A
Dadas las configuraciones electrónicas de tres elementos en estado fundamental X: [Ar]4s², Y: [Ne]3s² 3p² y Z: [He]2s² 2p⁵:
a) (0,5 puntos) Determine su posición en la tabla periódica (periodo y grupo).
b) (0,5 puntos) Indique nombre y símbolo de los elementos Y y Z.
c) (0,75 puntos) Justifique si es posible o no cada una de las siguientes combinaciones de números cuánticos. En los casos afirmativos, razone si puede corresponder al electrón más externo de alguno de los elementos del enunciado, indicando a cuál: (2, 1, 0, +1/2); (3, 0, 1, −1/2); (3, 2, 0, +1/2); (4, 4, 0, +1/2).
d) (0,75 puntos) Defina electronegatividad y justifique cuál de los elementos X, Y o Z es el más electronegativo.
Pregunta 2B
Considere las siguientes moléculas, cuyas temperaturas de ebullición se indican entre paréntesis: CH₃OH (338 K), HCHO (254 K) y CH₄ (111 K).
a) (0,5 puntos) Dibuje la estructura de Lewis de los tres compuestos. (Describa las estructuras por escrito.)
b) (0,75 puntos) Indique la hibridación del átomo de carbono y la geometría de cada una de las moléculas del enunciado utilizando el modelo de RPECV.
c) (0,75 puntos) Justifique los diferentes valores de las temperaturas de ebullición indicadas.
d) (0,5 puntos) ¿Cuál/es es/son soluble/s en agua? Justifique la respuesta.
Pregunta 2A
Considere los elementos X (el metal alcalino cuyo monocatión contiene 10 e⁻), Y (el elemento del grupo 14 del segundo periodo) y Z (el halógeno del tercer periodo). Responda a las siguientes cuestiones.
a) (0,75 puntos) Identifique los elementos X, Y y Z con nombre y símbolo, y escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos en su estado fundamental.
b) (0,75 puntos) Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: i) El elemento Z es el que presenta el mayor radio atómico. ii) El elemento X es el que posee una menor afinidad electrónica. iii) El elemento Y es capaz de formar únicamente orbitales híbridos sp³ y sp².
c) (1 punto) Indique el tipo de enlace y justifique las fuerzas intermoleculares que se establecen cuando se forman los compuestos XZ e YZ₄.
Pregunta 2B
Responda a las siguientes cuestiones relacionadas con las moléculas tricloruro de boro, ácido etanoico y clorometano.
a) (0,5 puntos) Dibuje la estructura de Lewis de cada molécula. (Describa las estructuras por escrito.)
b) (1 punto) Determine la geometría molecular a partir de la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (RPECV) del tricloruro de boro y el clorometano. Indique la polaridad de esas moléculas y las fuerzas intermoleculares que se establecen.
c) (0,5 puntos) Justifique cuál de las tres moléculas presenta mayor temperatura de ebullición.
d) (0,5 puntos) Indique la hibridación de cada uno de los átomos de carbono de las moléculas dadas.
Considere los elementos A, B y C, con números atómicos Z, Z+1 y Z+2, respectivamente. Sabiendo que B es el gas noble del segundo periodo, responda a las siguientes preguntas:
a) (0,5 puntos) Para cada elemento identifique su nombre y símbolo, escriba su configuración electrónica, e indique cuántos electrones desapareados tiene.
b) (0,5 puntos) Justifique cuál es el ion más estable de los elementos A y C, indicando el tipo de ion y el símbolo.
c) (0,5 puntos) Razone cuál de ellos tiene el mayor radio iónico.
d) (0,5 puntos) Formule y nombre el compuesto formado con los elementos A y C, y explique qué tipo de enlace presenta.
Considere las moléculas: PF₃ y OCS, y responda a las siguientes cuestiones:
a) (0,75 puntos) Represente sus estructuras de Lewis e indique cuántos pares de electrones no enlazantes tiene el átomo central. (Describa las estructuras por escrito.)
b) (0,75 puntos) Indique y represente sus geometrías moleculares de acuerdo con la teoría RPECV, y escriba la hibridación del átomo central.
c) (0,5 puntos) Justifique la polaridad de cada una.
Dados cuatro elementos: A, B, C y D, cuyos electrones de mayor energía poseen una configuración en su estado fundamental de: 3s¹, 3p¹, 3p⁴ y 3p⁵, respectivamente:
a) (0,5 puntos) Identifique cada elemento con su configuración electrónica, nombre, símbolo, grupo y periodo.
b) (0,5 puntos) Justifique cuál presenta mayor energía de ionización.
c) (0,5 puntos) Escriba el símbolo de sus iones más estables y ordene esos iones en orden decreciente de su tamaño, justificando la respuesta.
d) (0,5 puntos) Indique qué tipo de enlace se establece entre A y C y entre D con D. Escriba las fórmulas de las especies formadas.
a) (0,5 puntos) Indique su geometría molecular según la teoría RPECV.
b) (0,5 puntos) Indique la hibridación que presenta el átomo central.
c) (0,5 puntos) Justifique su polaridad y escriba el tipo de fuerzas intermoleculares que presenta.
d) (0,5 puntos) Razone cuál de ellas es más soluble en agua.
Los iones X²⁺ e Y⁻ presentan las siguientes configuraciones electrónicas: X²⁺ (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶) e Y⁻ (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶). Responda a las siguientes cuestiones.
a) (0,5 puntos) Justifique el número atómico de los elementos X e Y, e indique su posición (periodo y grupo) en el sistema periódico.
b) (0,5 puntos) Razone qué elemento, X o Y, tiene mayor radio atómico.
c) (0,5 puntos) Indique qué tipo de enlace presenta a temperatura ambiente cada una de las sustancias X e Y por separado.
d) (0,5 puntos) Justifique la estequiometría y el tipo de enlace del compuesto que forma el elemento X con el elemento Y.
a) (0,5 puntos) Indique el tipo de enlace que presenta cada una de ellas.
b) (0,5 puntos) Justifique si conducen la corriente eléctrica a temperatura ambiente.
c) (0,5 puntos) Escriba las estructuras de Lewis de aquellas que sean covalentes. (Describa las estructuras por escrito.)
d) (0,5 puntos) Justifique si cada una de ellas es soluble en agua o no.
a) (0,5 puntos) Escriba la configuración electrónica e indique el nombre, símbolo, grupo y periodo de ambos.
b) (0,5 puntos) Justifique cuál es el elemento de mayor energía de ionización.
c) (0,5 puntos) Justifique cuál es el ion más estable de cada elemento y escriba sus configuraciones electrónicas.
d) (0,5 puntos) Explique si el radio del ion más estable de cada elemento es mayor o menor que el de su respectivo átomo neutro.
a) (0,5 puntos) Indique y represente la geometría molecular aplicando el método de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (RPECV).
b) (0,5 puntos) Indique la hibridación del átomo central.
c) (0,5 puntos) Justifique su polaridad.
d) (0,5 puntos) Justifique la fuerza intermolecular más importante que presenta cada una de ellas.
a) (0,5 puntos) Escriba la configuración electrónica de cada uno.
b) (0,5 puntos) Identifique el nombre, símbolo, grupo y periodo de cada elemento.
c) (0,5 puntos) Justifique cuál es el elemento de menor energía de ionización.
d) (0,5 puntos) Formule el compuesto binario formado por los elementos A y B, nómbrelo e indique el tipo de enlace que presenta.
Dadas las siguientes especies: Fe, BH₃, CHCl₃ y MgF₂.
a) (0,5 puntos) Justifique qué tipo de enlace presenta cada una de ellas.
b) (0,5 puntos) Indique cuál/es conducirán la corriente en estado sólido y cuál/es lo harán en estado fundido.
c) (1 punto) Para las especies covalentes: indique y represente la geometría molecular, diga la hibridación del átomo central, y justifique su polaridad.
Considere los elementos A (un halógeno cuyo anión contiene 18 e⁻), B (un metal alcalinotérreo del tercer periodo) y C (un elemento del grupo 16 que contiene 16 e⁻).
a) (1 punto) Identifique los elementos A, B y C con su nombre y símbolo, y escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos en su estado fundamental.
b) (1 punto) Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: b.1. El elemento C es el que presenta una mayor energía de ionización. b.2. El elemento con mayor radio atómico es el B.
a) (1 punto) Justifique, mediante el tipo de enlace y las distintas fuerzas intermoleculares presentes, qué punto de ebullición corresponde a cada molécula: −33,3 °C, −85,1 °C, 1396 °C y −161,6 °C.
b) (1 punto) Indique la hibridación del átomo central y la geometría de las moléculas NH₃ y CH₄.
Dados los elementos A (Z=17), B (Z=35), C (Z=19) y D (Z=11):
a) (1 punto) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) (0,5 puntos) Justifique cuáles se encuentran en el mismo periodo.
c) (0,5 puntos) Razone si el elemento D (Z=11) presenta mayor afinidad electrónica que el A (Z=17).
a) (0,75 puntos) Justifique si la molécula NH₃ es polar utilizando la teoría de hibridación y su geometría.
b) (0,75 puntos) Explique si los siguientes compuestos presentan enlace de hidrógeno: H₂O, CH₄ y HCl.
c) (0,5 puntos) Justifique por qué el bromuro de sodio tiene un punto de fusión menor que el cloruro de sodio.
a) (0,75 puntos) Considere los elementos: A (1s² 2s² 2p⁶ 3s²), B (1s² 2s² 2p²) y C (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴). Identifique cada elemento y especifique el grupo y el periodo al que pertenece.
b) (0,5 puntos) Considere los elementos D (1s² 2s¹) y E (1s² 2s² 2p⁶). La primera energía de ionización de uno de ellos es 2080,7 kJ·mol⁻¹ y la del otro 520,2 kJ·mol⁻¹. Justifique qué valor de la energía de ionización corresponde a cada uno.
c) (0,75 puntos) ¿Cuántos electrones desapareados existen en los átomos de Na, N y Ne?
a) (0,5 puntos) Dibuje sus estructuras de Lewis.
b) (0,75 puntos) Justifique las fuerzas intermoleculares presentes en el compuesto que forma cada molécula.
c) (0,75 puntos) Indique la hibridación y el número de pares de electrones enlazantes y libres del átomo central de cada una de ellas.