Ejercicios y Problemas de Tecnología 4º ESO

Solución:
Respuesta: 1. El símbolo del elemento es Br (Bromo) y su número atómico es 35. 2. Este elemento se encuentra en el grupo 17 y en el periodo 4 de la tabla periódica. 3. La carga del ion que se forma al perder electrones de la capa más externa es -1. Explicación: 1. La configuración electrónica dada se puede desglosar en capas, y al contar el total de electrones llegamos a 35, lo que corresponde al número atómico del bromo (Br). 2. El bromo está en el grupo de los halógenos (grupo 17) y se encuentra en el cuarto periodo de la tabla periódica. 3. El bromo tiene 7 electrones en su capa de valencia (4s² 3d¹⁰ 4p⁵), por lo que al ganar un electrón para completar su capa de valencia, forma un ion Br⁻ con carga -1.

Solución:
Respuesta: 1. El elemento es el yodo (I) y su número atómico es 53. Justificación: La configuración electrónica dada es $[Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5$. Al sumar los electrones podemos ver que hay un total de 53 electrones, lo que corresponde al número atómico del yodo. 2. El grupo del yodo es el 17 (o VIIA) y pertenece al periodo 5. Justificación: El yodo está en el grupo de los halógenos, que son los elementos del grupo 17 de la tabla periódica. Además, se encuentra en el periodo 5 debido a que su nivel de energía más alto es el 5. 3. El yodo es un no metal. Justificación: Los halógenos, incluyendo el yodo, son clasificados como no metales debido a sus propiedades químicas y físicas, como su alta electronegatividad y su tendencia a formar aniones. 4. La configuración electrónica del ion que se forma cuando el yodo gana un electrón es $[Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^6$, que corresponde al ion yoduro (I⁻). Justificación: Al ganar un electrón, el yodo completa su subnivel $5p$, alcanzando una configuración electrónica similar a la del gas noble xenón, lo que le confiere mayor estabilidad.

Solución:
Respuesta: El símbolo del elemento es \( \text{Ar} \) (Argón) y se encuentra en el grupo 18 y período 3 de la tabla periódica. Explicación: La configuración electrónica dada \( 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6 \) indica que el elemento tiene un total de 18 electrones, lo que corresponde al Argón. Este elemento es un gas noble, situado en el grupo 18 (o grupo 0) y en el período 3 de la tabla periódica.

Solución:
Respuesta: 1. La configuración electrónica completa del elemento X (Z = 26) es: \[ \text{1s}^2 \text{2s}^2 \text{2p}^6 \text{3s}^2 \text{3p}^6 \text{4s}^2 \text{3d}^{10} \] 2. El nombre del elemento X es: Hierro (Fe) 3. El número de electrones de valencia es 8. Justificación: Los electrones de valencia son aquellos que se encuentran en el nivel de energía más externo. En el caso del hierro, la configuración electrónica muestra que tiene 2 electrones en el nivel 4s y 6 electrones en el nivel 3p. Por lo tanto, el total de electrones de valencia es: \[ 2 \, (\text{4s}) + 6 \, (\text{3p}) = 8 \] 4. Las propiedades químicas que se pueden inferir de la configuración electrónica del hierro son las siguientes: - El hierro es un metal de transición, lo que implica que puede formar varios estados de oxidación (por ejemplo, +2 y +3). - Tiene una tendencia a perder electrones, lo que le permite participar en reacciones redox. - La presencia de electrones en la subcapa 3d le permite formar compuestos complejos y participar en reacciones de coordinación. - Su configuración electrónica también sugiere que es un buen conductor de electricidad y calor, típico de los metales. Esta información proporciona una visión general de la naturaleza química del hierro y cómo su configuración electrónica influye en sus propiedades.

Solución:
Respuesta: 1. El número atómico del elemento X es 117. 2. El elemento X pertenece al grupo 17 (halógenos) y al periodo 5 de la tabla periódica. 3. La configuración electrónica del ion X$^-$, resultante de la ganancia de un electrón, es $[Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^6$. 4. El nombre del elemento X es astato (At). Las propiedades químicas que se pueden inferir de su configuración electrónica son que es un halógeno, lo que significa que es altamente reactivo y tiene una tendencia a ganar electrones para formar aniones. Además, se espera que presente propiedades similares a las de otros halógenos, como el flúor y el cloro, aunque es menos reactivo debido a su posición en la tabla periódica. --- Si necesitas más información o aclaraciones, no dudes en preguntar.

Solución:
Respuesta: 1. El símbolo del elemento es \( \text{I} \) (yodo) y su número atómico es 53. 2. Se encuentra en el grupo 17 (halógenos) y en el periodo 5 de la tabla periódica. 3. El elemento es un no metal. Explicación: La configuración electrónica \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5 \) indica que el elemento tiene un total de 53 electrones, lo que corresponde al número atómico 53. Este elemento pertenece al grupo 17, donde se encuentran los halógenos, y está en el periodo 5, ya que su nivel de energía más alto es 5. Los elementos del grupo 17 son conocidos por ser no metales, lo que justifica que el yodo sea clasificado como tal.

Solución:
Respuesta: 1. El símbolo químico de este elemento es \( \text{As} \) (arsénico). 2. Se encuentra en el grupo 15 y en el período 4 de la tabla periódica. 3. Este elemento tiene 5 electrones de valencia. Explicación: 1. La configuración electrónica dada es \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3\). Al contar los electrones, se observa que el total es 33, lo que corresponde al arsénico (As) en la tabla periódica. 2. El arsénico se ubica en el grupo 15, donde se encuentran los elementos del grupo de los nitrogenados, y en el período 4, que corresponde a la fila de los elementos con 4 capas electrónicas. 3. Los electrones de valencia son aquellos que se encuentran en la capa más externa. En este caso, los electrones en la capa 3 son \(3s^2 3p^3\), sumando un total de 5 electrones de valencia.

Solución:
Respuesta: 1. El número atómico de este elemento es 74. 2. Este elemento se encuentra en el grupo 6 y en el periodo 6 de la tabla periódica. 3. El posible ion positivo más estable que podría formarse a partir de este elemento es \( \text{W}^{4+} \). Esto se debe a que el elemento con la configuración electrónica dada es el tungsteno (W), que tiende a perder 4 electrones (dos del orbital 6s y dos de los orbitales 5d) para alcanzar una configuración electrónica más estable. Explicación adicional: - La configuración electrónica \( [Xe] 6s^2 4f^{14} 5d^6 \) corresponde al tungsteno (W), que tiene un número atómico de 74. - En la tabla periódica, el tungsteno se encuentra en el grupo 6 (metales de transición) y en el periodo 6. - Los metales de transición suelen formar iones positivos al perder electrones de sus orbitales más externos, y el tungsteno es más estable como \( \text{W}^{4+} \), dado que al perder 4 electrones se acerca a una configuración más estable.

Solución:
Respuesta: 1. El símbolo químico de este elemento es Cl (cloro). 2. Su número atómico es 17. 3. Está ubicado en el periodo 3 y en el grupo 17 (grupo de los halógenos) de la tabla periódica. 4. La configuración electrónica del ion que se formaría al ganar un electrón es $1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6$ (Cl⁻). Explicación: 1. La configuración electrónica proporcionada nos indica que el elemento tiene 17 electrones, lo que corresponde al número atómico 17, que es el cloro (Cl). 2. En la tabla periódica, el cloro se encuentra en el tercer periodo y en el grupo 17, donde se agrupan los halógenos. 3. Al ganar un electrón, el cloro se convierte en un ion negativo (Cl⁻), completando su capa de valencia y alcanzando una configuración electrónica similar a la del gas noble más cercano, el argón.

Solución:
Respuesta: 1. El símbolo del elemento es At (Astato) y su número atómico es 85. 2. El elemento es un no metal. 3. La configuración electrónica en forma abreviada es: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6p⁵. En forma completa, sería la misma, dado que ya se muestra en su totalidad. 4. Este elemento tiene 7 electrones de valencia (2 en el orbital 6s y 5 en el orbital 6p) y corresponde al grupo 17 de la tabla periódica (halógenos). Explicación: - El número atómico se obtiene sumando los exponentes de la configuración electrónica: \(2 + 14 + 10 + 5 = 31\), lo que indica que el elemento es el astato, que tiene el número atómico 85. - La clasificación de metal, no metal o metaloide se basa en su posición en la tabla periódica; el astato es un no metal. - La configuración electrónica ya está en su forma abreviada y completa, mostrando todos los electrones en los niveles de energía correspondientes. - Los electrones de valencia son aquellos en el nivel más externo (6s y 6p), y su grupo en la tabla periódica se refiere a los halógenos, donde se encuentran los elementos más reactivos.

Solución:
Respuesta: 1. El elemento es el bromo y su símbolo químico es \( \text{Br} \). 2. La configuración electrónica en su forma abreviada es \( [\text{Ar}] 4s^2 3d^{10} 4p^5 \). 3. El bromo se encuentra en el grupo 17 y en el período 4 de la tabla periódica. 4. Este elemento tiene 7 electrones de valencia (2 en el subnivel \(4s\) y 5 en el subnivel \(4p\)). Esto influye en su reactividad química, ya que el bromo tiende a aceptar un electrón para completar su capa de valencia, lo que lo hace un elemento altamente reactivo, especialmente con metales y otros no metales. La configuración electrónica indica que el bromo es un halógeno, lo que es clave para entender su comportamiento en reacciones químicas.

Solución:
Respuesta: 1. El símbolo del elemento es \( \text{I} \) (yodo) y su número atómico es 53. 2. Pertenece a la familia de los halógenos y está en el periodo 5 de la tabla periódica. 3. Tiene 7 electrones de valencia y podría formar enlaces covalentes, además de participar en reacciones de tipo oxidación y reducción. Explicación breve: La configuración electrónica \( [Kr] 5s^2 4d^{10} 5p^5 \) indica que el elemento tiene 5 electrones en el subnivel \( p \) del nivel energético más alto (5), lo que significa que está en la familia de los halógenos. Los halógenos son conocidos por su tendencia a formar compuestos con otros elementos, generalmente mediante enlaces covalentes, debido a su alta electronegatividad y su capacidad para aceptar electrones.

Solución:
Respuesta: 1. El número atómico del elemento es 35. 2. El elemento es el bromo (Br) y se encuentra en el grupo 17 (halógenos) de la tabla periódica. 3. La configuración electrónica del ion negativo (\(Br^-\)) es \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6\), conteniendo un total de 36 electrones. Explicación: 1. Para determinar el número atómico, contamos el total de electrones en la configuración electrónica dada. La suma es: \[ 2 (1s) + 2 (2s) + 6 (2p) + 2 (3s) + 6 (3p) + 2 (4s) + 10 (3d) + 5 (4p) = 35 \] El número atómico (Z) es igual al número de electrones en un átomo neutro. 2. El bromo (Br) tiene un número atómico de 35 y se sitúa en el grupo 17 de la tabla periódica, que incluye a los halógenos, elementos con alta electronegatividad y tendencia a ganar electrones. 3. Al formar el ion negativo \(Br^-\), el bromo gana un electrón, pasando de tener 35 electrones a 36 electrones. Esto se refleja en la configuración electrónica, donde el subnivel \(4p\) se completa con 6 electrones, resultando en: \[ 4p^6 \] Esto demuestra que el ion negativo tiene una configuración similar a la del gas noble más cercano, el criptón (Kr), lo que le confiere estabilidad.

Solución:
Respuesta: La configuración electrónica completa del átomo de oxígeno es \(1s^2 2s^2 2p^4\). En su nivel de energía más externo (nivel 2), el oxígeno tiene 6 electrones (2 en \(2s\) y 4 en \(2p\)). El oxígeno puede formar un enlace covalente con un átomo de hidrógeno, compartiendo electrones para completar su octeto. Explicación: El oxígeno tiene 6 electrones en su capa de valencia (nivel más externo), lo que lo hace tendente a compartir electrones para alcanzar la configuración estable de 8 electrones (regla del octeto). Al unirse con hidrógeno (que tiene un electrón), el oxígeno puede formar enlaces covalentes, resultando en la formación de moléculas como el agua (H₂O).

Solución:
Respuesta: La configuración electrónica completa del oxígeno es \(1s^2 2s^2 2p^4\). El oxígeno tiene 6 electrones de valencia, que son aquellos en la capa más externa (\(2s^2 2p^4\)). La importancia de los electrones de valencia radica en que son los responsables de la formación de enlaces químicos entre átomos. Estos electrones determinan la reactividad de un elemento y su capacidad para formar compuestos. En el caso del oxígeno, su configuración electrónica le permite formar enlaces covalentes al compartir electrones con otros átomos, lo que es esencial para la formación de moléculas como el agua (\(H_2O\)) y muchos compuestos biológicos.

Solución:
Respuesta: La configuración electrónica del elemento químico con número atómico 17 (Cloro, Cl) es: \[ 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^5 \] ► Explicación de los principios: 1. Principio de Aufbau: Este principio establece que los electrones ocupan los orbitales atómicos en orden de energía creciente, comenzando por el nivel más bajo. Es decir, primero se llenan los orbitales 1s, luego 2s, después 2p, y así sucesivamente. 2. Principio de exclusión de Pauli: Este principio indica que en un mismo orbital no pueden haber dos electrones con los mismos números cuánticos. Por lo tanto, en cada orbital puede haber como máximo dos electrones, y deben tener spins opuestos. 3. Regla de Hund: Según esta regla, los electrones deben ocupar los orbitales de igual energía (como los tres orbitales p) de manera que se maximice el número total de electrones con espines paralelos. Esto significa que se debe llenar cada orbital individualmente antes de que se empiecen a emparejar los electrones en un mismo orbital. Esta configuración electrónica refleja cómo se distribuyen los 17 electrones del cloro en sus orbitales atómicos, siguiendo estos principios fundamentales de la mecánica cuántica.

Solución:
Respuesta: La configuración electrónica del elemento con número atómico 12 es \(1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2\). El nombre del elemento es Magnesio (Mg) y se encuentra en la columna 2 (metales alcalinotérreos) de la tabla periódica. Explicación: El número atómico 12 corresponde al Magnesio, que tiene 12 electrones. La configuración electrónica se determina distribuyendo estos electrones en los diferentes niveles de energía según el principio de Aufbau. Así, se llena primero el primer nivel (1s), luego el segundo nivel (2s, 2p) y finalmente el tercer nivel (3s).

Solución:
Respuesta: 1. Nombre del elemento: Cobre 2. Configuración electrónica: - Notación estándar: \( \text{[Ar]} \, 4s^1 \, 3d^{10} \) - Notación de niveles de energía: \( 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^6 \, 4s^1 \, 3d^{10} \) 3. Electrones en la capa de valencia: 1 electrón. 4. Tipo de enlace químico: El cobre puede formar enlaces metálicos y covalentes. En enlaces metálicos, los electrones de valencia se comparten entre muchos átomos, lo que contribuye a la conductividad eléctrica y térmica. En enlaces covalentes, el cobre puede compartir su electrón de valencia con otros elementos, formando compuestos. Explicación: El cobre tiene un número atómico \( Z = 29 \), lo que significa que tiene 29 electrones. Su configuración electrónica muestra que tiene un electrón en la capa de valencia (\( 4s^1 \)) y 10 electrones en el subnivel \( 3d \). La presencia de un solo electrón en la capa de valencia le confiere propiedades metálicas y la capacidad de formar diferentes tipos de enlaces. La teoría de la configuración electrónica nos ayuda a entender cómo se comportan los electrones en los átomos y cómo esto influye en la formación de enlaces químicos.

Solución:
Respuesta: La configuración electrónica del elemento en el grupo 15 y período 3 es \( 1s^2 \, 2s^2 \, 2p^6 \, 3s^2 \, 3p^3 \). Tiene 5 electrones de valencia y su estado de oxidación más común es -3. Explicación: El elemento que se encuentra en el grupo 15 y período 3 de la tabla periódica es el fósforo (P). La configuración electrónica se determina contando los electrones hasta el nivel de energía correspondiente, que en este caso es 15. Los electrones de valencia son aquellos que se encuentran en la capa más externa, que en el fósforo son 5: 2 en el orbital \( 3s \) y 3 en el orbital \( 3p \). El estado de oxidación más común del fósforo es -3, ya que puede ganar tres electrones para completar su octeto.

Solución:
Respuesta: El elemento que se encuentra en el grupo 14 y periodo 2 de la tabla periódica es el Carbono (C). Su configuración electrónica es \(1s^2 2s^2 2p^2\), y tiene 4 electrones en su última capa (nivel 2). Explicación: La configuración electrónica se determina llenando los orbitales según el principio de Aufbau, comenzando desde el más bajo en energía. El Carbono tiene un total de 6 electrones: 2 en el orbital \(1s\), 2 en el \(2s\), y 2 en los orbitales \(2p\), lo que da un total de 4 electrones en su última capa (nivel 2).