Ejercicios resueltos sobre el sistema periódico, nivel de 2º de bachillerato y PAU.

1. -EL SISTEMA PERIÓDICO-
Ejercicios resueltos
MARTÍN DE LA ROSA DÍAZ
2º BACHILLERATO

2. MARTÍN DE LA ROSA DÍAZ – 2º BACHILLERATO OCTUBRE 2013
1.- El europio tiene dos isótopos estables; 151
Eu (150,9199 u) y 153
Eu (152,9212 u). Calcula la abundancia
de cada isótopo. Masa atómica media = 151,96 u
La definición de masa atómica media aplicada al caso del europio es:
X Eu151 m Eu151 + X Eu153 m Eu153 = MEu
Donde X simboliza el porcentaje en tanto por 1 existente de cada isótopo. Sustituyendo los datos:
150,9199X Eu151 + 152,9212X Eu153 = 151,96
Además, X Eu151 + XEu153 = 1. Las dos expresiones nos conducen a un sistema de ecuaciones:
{
150,9199X Eu151 + 152,9212XEu153mEu153 = 151,96
X Eu151 + X Eu153 = 1
Resolviéndolo, se obtienen las soluciones:
X Eu151 = 0,4802 X Eu153 = 0,5197
2.- El cromo (51,9961 u) consta de cuatro isótopos, cuyas masas son 49,9461 u, 51,9401 u, 52,9407 u,
53,9389 u. La abundancia de los dos últimos isótopos es, respectivamente, 9,50 % y 2,36 %. Halla la
abundancia de los otros dos isótopos.
De forma análoga al ejercicio anterior, la masa atómica media es:
49,9461X1 + 51,9401X2 + 52,9407 ∙ 0,095 + 53,9389 ∙ 0,0236 = 51,9961
O equivalentemente:
49,9461X1 + 51,9401X2 = 45,6938
Por otro lado, la suma de los tantos por 1 es, obviamente, la unidad:
X1 + X2 + X3 + X4 = 1 ⟹ X1 + X2 = 1 − X3 − X4 = 0,8814
De nuevo, hemos de resolver un sistema de dos ecuaciones lineales:
{
49,9461X1 + 51,9401X2 = 45,6938
X1 + X2 = 0,8814
X1 = 0,0432 X2 = 0,8381
En tanto por ciento, las abundancias son 4,32 % y 83,81 %, respectivamente.

3. MARTÍN DE LA ROSA DÍAZ – 2º BACHILLERATO OCTUBRE 2013
3.- Indica la configuración electrónica, el período, el grupo y las valencias de los elementos
correspondientes a Z = 31 y a Z = 50
Para Z = 31 la configuración electrónica es 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p1
. Período 4, grupo 13, valencia 3 (tiende
a ceder los electrones del nivel 4 para quedar con pseudoestructura de gas noble).
Para Z = 50 la configuración electrónica es 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p6
5s2
4d10
5p2
. Período 5, grupo 14,
valencias 2 y 4.
4.- La afinidad electrónica del flúor es de -3,45 eV/átomo. Calcula la energía desprendida al obtener 3,6 g
de iones fluoruro a partir de átomos en estado gaseoso y fundamental.
Operando con factores de conversión:
3,6 g F ⋅
1 mol F
19 g F
⋅
6,022 ⋅ 1023
átomos
1 mol F
⋅
−3,45 eV
1 átomo
= −3,93 ⋅ 1023
eV = −6,29 ⋅ 104
J
5.- Para cada caso, ¿cuál es el número total de electrones en un átomo que cumplen los valores
indicados de los números cuánticos? a) n = 3, ℓ = 1; b) n = 3, ℓ = 1, m = -1
a) Son los electrones pertenecientes al nivel 3 y subnivel p, esto es, 6 electrones (m = 1, 0, -1).
b) Son los electrones pertenecientes a un orbital. Por el principio de exclusión de Pauli, solo pueden existir dos
electrones con sendos números cuánticos, de espines opuestos.
6.- El potencial de ionización del sodio es de 5,12 eV. Si se tienen 25 g de este metal, ¿qué cantidad de
energía se necesita para ionizar todos los átomos?
25 g Na ⋅
1 mol Na
23 g Na
⋅
6,022 ⋅ 1023
átomos
1 mol Na
⋅
5,12 eV
1 átomo
= 3,35 ⋅ 1024
eV = 5,36 ⋅ 105
J
7.- ¿Cuál es la configuración electrónica de los halógenos? Explica los valores de radio atómico,
electronegatividad y número de oxidación de cada uno de ellos.
Su configuración característica termina con ns2
ns5
. El volumen atómico de los halógenos aumenta cuan
mayor es el número atómico pues los electrones se colocan en posiciones más alejadas del núcleo. De este
modo, el elemento de menor volumen atómico sería el flúor, y el de mayor volumen, el yodo. La
electronegatividad, por el contrario, será mucho mayor en el flúor que en el yodo al depender la fuerza de
atracción eléctrica del cuadrado del inverso de la distancia. Además, los halógenos son elementos muy
electronegativos por hallarse muy a la derecha de la tabla periódica. De hecho, el flúor es el elemento más
electronegativo que existe. En el caso del flúor (Z = 9), la configuración electrónica acaba en 2p5
, por lo que su
número de oxidación será el -1. Los demás elementos, al poseer más electrones, pueden ceder 1, 3, 5 o 7 para
obtener configuraciones estables.

4. MARTÍN DE LA ROSA DÍAZ – 2º BACHILLERATO OCTUBRE 2013
8.- Conocido el número de electrones de los elementos A(2), B(11), C(9), D(12) y E(13), justifica el
elemento que:
a) Es un gas noble.
b) Es el más electronegativo.
c) Es un metal alcalino.
d) Presenta valencia 3.
e) Puede formar un nitrato cuya fórmula es X(NO3)2
a) Será el A, al presentar el nivel 1 lleno.
b) El C. Dado que su configuración electrónica termina con 2p5
, presenta una gran tendencia a captar un
electrón para adquirir la configuración de gas noble.
c) El B, pues su configuración electrónica acaba en 3s1
.
d) El E, cuya configuración acaba con 3s2
3p1
. Si cede tres electrones, pasa a tener estructura de gas noble.
e) Se precisará un elemento de estado de oxidación +2. Se trata del D, cuya configuración confirma que su
forma más estable es aquella en la que ha perdido dos electrones.
9.- Dadas las configuraciones que corresponden a átomos neutros: A (1s2
2s2
2p3
), B (1s2
2s2
2p5
), C
(1s2
2s2
2p6
), D (1s2
2s2
2p6
3s1
), E (1s2
2s2
2p6
3s2
):
a) Ordénalas de forma que aumente gradualmente el primer potencial de ionización, indicando la
configuración electrónica de cada átomo ionizado.
b) Indica el elemento cuyo segundo potencial de ionización es el más elevado e indica la configuración
electrónica del átomo doblemente ionizado.
c) Indica el elemento con mayor afinidad electrónica.
d) Indica el elemento más electronegativo.
e) Indica los elementos que presentan carácter metálico y ordénalos de mayor a menor.
a) D (1s2
2s2
2p6
) < E (1s2
2s2
2p6
3s1
) < A (1s2
2s2
2p2
) < B (1s2
2s2
2p4
) < C (1s2
2s2
2p5
).
b) El D, ya que su configuración pasaría a ser la de un gas noble si pierde un electrón, siendo necesaria pues
una gran energía para quitarle otro de estos leptones. 1s2
2s2
2p5
.
c) El B, pues al obtener un electrón pasaría a tener estructura de gas noble.
d) El B, por el mismo motivo.
e) Son aquellos que tienen tendencia a ceder electrones. Son D > E, y solo esos dos.
10.- Define el concepto de electronegatividad. Explica su variación en la tabla periódica. Comenta alguna
aplicación de este concepto.
Se define como la tendencia de un átomo a atraer los electrones de enlace. Cuantos más protones formen el
núcleo atómico, mayor será la atracción electrostática sobre los electrones. Por tanto, la electronegatividad
aumenta hacia la derecha en la tabla periódica. Dentro de un mismo grupo, los electrones se sitúan cada vez
más lejos conforme descendemos, lo que supone una importante disminución de la atracción eléctrica al ser
esta inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Concluimos que la electronegatividad crece hacia
arriba en un mismo grupo.
Como aplicación podemos citar el puente de hidrógeno en la molécula de agua, el cual surge a causa de la
diferencia de electronegatividades del hidrógeno y oxígeno. El puente de hidrógeno tiene gran importancia,
pues es gracias a este que el agua es líquida y no gaseosa.

5. MARTÍN DE LA ROSA DÍAZ – 2º BACHILLERATO OCTUBRE 2013
11.- a) Indica el número de protones, neutrones y electrones que hay en un átomo neutro del isótopo 17
del oxígeno (Z = 8).
b) ¿En qué especie se convertiría si añades un neutrón?
c) ¿Y si se eliminase un electrón de su corteza?
d) ¿Y si se añadiese un protón más a su núcleo?
a) 8 protones, 8 electrones, 9 neutrones.
b) En el isótopo 18 del oxígeno.
c) En el catión O8
17 1+
d) En el elemento de número atómico 9, esto es, flúor.
12.- Dados tres elementos del sistema periódico A, B y C de números atómicos 8, 16 y 19
respectivamente:
a) Escribe su configuración electrónica.
b) Indica el elemento cuyo primer potencial de ionización es mayor.
c) Indica el tipo de enlace y dos características de los compuestos formados por los elementos A y B.
a) A (1s2
2s2
2p4
), B (1s2
2s2
2p6
3s2
3p4
), C (1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
).
b) Como el potencial de ionización crece hacia la derecha y hacia arriba, el elemento de mayor potencial de
ionización es A. Además, los electrones se hallarán más próximos al núcleo que en B y la atracción eléctrica
será mayor.
c) A y B son no metales y formarían un enlace covalente. Podemos asegurar que no serían buenos
conductores eléctricos ni térmicos.
13.- a) Define energía de ionización y escribe la ecuación que representa el proceso de ionización.
b) Explica razonadamente por qué, para un mismo elemento, las sucesivas energías de ionización
aumentan.
a) Es la energía que se ha de aportar (o se desprende) en el proceso de separación del electrón más externo
de un átomo en estado gaseoso. Se representa del siguiente modo:
A(g) → A(g)
1+
+ e−
b) Porque los electrones que son arrancados se hallan a una distancia cada vez menor del núcleo y la fuerza
de atracción electrostática es mayor.
14.- Los números atómicos de los elementos A, B y C son, respectivamente, 19, 31 y 36.
a) Escriba las configuraciones electrónicas de estos elementos.
b) Indique qué elementos, de los citados, tienen electrones desapareados.
c) Indique los números cuánticos de esos electrones desapareados.
a) A (1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
), B (1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p1
), C (1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p6
).
b) El A presenta un electrón desapareado en el orbital 4s, el B tiene un electrón desapareado en uno de los
orbitales 4p, el C no tiene electrones desapareados.
c) Para el electrón de A, n = 4, ℓ = 0, m = 0, s = ½ o -½.
Para el electrón de B, n = 4, ℓ = 1, m = -1, 0, 1; s = ½ o –½.

6. MARTÍN DE LA ROSA DÍAZ – 2º BACHILLERATO OCTUBRE 2013
15.- Una disolución acuosa de CH3COOH, del 10 % en peso, tiene 1,055 g/mL de densidad. Calcule:
a) La molaridad.
b) Si se añade un litro de agua a 500 mL de la disolución anterior, ¿cuál es el porcentaje en peso de
CH3COOH de la disolución resultante? Suponga que la densidad del agua es 1 g/mL.
(C = 12, H = 1, O = 16)
a) Aplicando factores de conversión:
10
100
g soluto
g disolución
⋅
1 mol soluto
60 g soluto
⋅
1055 g disolución
1 L disolución
= 1,76 M
b) En 500 mL de disolución se tendrían los siguientes gramos de ácido acético:
500 mL disolución ⋅
1,76 moles soluto
1000 mL disolución
⋅
60 g soluto
1 mol soluto
= 52,8 g HAc
500 mL de disolución corresponden a una masa:
500 mL disolución ⋅
1,055 g disolución
1 mL disolución
= 527,5 g disolución
Un litro de agua son 1000 mL, que se traducen en 1000 g. En definitiva, resultaría el siguiente porcentaje en
masa:
52,8 g soluto
527,5 + 1000 g disolución
⋅ 100 = 3,46 %
16.- a) ¿Cuál es la masa, expresada en gramos, de un átomo de calcio?
b) ¿Cuántos átomos de cobre hay en 2,5 g de este elemento?
c) ¿Cuántas moléculas hay en una muestra que contiene 20 g de tetracloruro de carbono?
(C = 12, Ca = 40, Cu = 63,5, Cl = 35,5)
a) La masa de un átomo de calcio será:
40 g Ca
1 mol Ca
⋅
1 mol Ca
6,022 ⋅ 1023 átomos Ca
= 6,64 ⋅ 10−23
g
b) Tendremos que:
2,5 g Cu ⋅
1 mol Cu
63,5 g Cu
⋅
6,022 ⋅ 1023
átomos Cu
1 mol Cu
= 2,37 ⋅ 1022
átomos Cu

7. MARTÍN DE LA ROSA DÍAZ – 2º BACHILLERATO OCTUBRE 2013
c) Pues resulta que:
20 g CCl4 ⋅
1 mol CCl4
154 g Cu
⋅
6,022 ⋅ 1023
moléculas CCl4
1 mol CCl4
= 7,82 ⋅ 1022
moléculas CCl4
17.- El número de protones de los núcleos de cinco elementos es A: 2; B: 11; C: 9; D: 12; E: 13. Justifique
mediante la configuración electrónica el elemento que:
a) Es un gas noble.
b) Es el más electronegativo.
c) Pertenece al grupo 1 del sistema periódico.
a) El elemento A es un gas noble al presentar el nivel 1 completo.
b) El elemento C es el más electronegativo pues, de obtener un electrón, pasaría a tener estructura de gas
noble.
c) El elemento B pertenece al grupo 1, lo cual se deduce de que su configuración termina en 3s1
.