Examen de Principios de Química y Estructura – Septiembre 2018 | Soluciones de las preguntas 10 y 11

(TEMA 7) 10. La formación de cloruro de sodio es una reacción exotérmica. Tres de las etapas de su ciclo de Born‐Haber son las siguientes:

1) Na(s) ⟶ Na(g)
2) Na(g) ⟶ Na⁺(g) + e^–
3) Na⁺(g) + Cl^–(g) ⟶ NaCl(s)

¿En cuál o en cuáles se libera energía?

(A). 1
(B). 2
(C). 3
(D). 2 y 3

Solución: C. La etapa 1 corresponde a la sublimación del sodio, que es un proceso endotérmico, ya que se debe proporcionar energía al Na(s) para romper los enlaces que mantienen unidos a los átomos de sodio en la red metálica. La etapa 2 corresponde a la ionización del sodio, un proceso también endotérmico porque se necesita darle energía a los átomos de Na para arrancar el electrón más externo del átomo. La etapa 3 corresponde a la formación de la red de cloruro de sodio y la energía asociada a la misma es la energía reticular, que es la energía que se desprende cuando se forma un mol de sustancia cristalina iónica a partir de los correspondientes iones en estado gaseoso separados una distancia infinita. Se trata siempre de un proceso exotérmico.

(TEMA 7) 11. Cuando un metal de transición forma un catión, normalmente pierde primero sus electrones ns y después los (n – 1)d (n es el valor más alto del número cuántico principal para ese elemento). Según eso, ¿cuáles serían, respectivamente, las configuraciones electrónicas de los iones Ti²⁺ y Ti⁴⁺? (El número atómico del Ti es 22).

(A). [Ar] 3d²  y  [Ne] 3s² 3p⁶
(B). 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d²  y  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²
(C). 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²  y  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
(D). [Kr] 4d²  y  [Kr]

Solución: A. La configuración electrónica del Ti es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d², la cual, teniendo en cuenta que este elemento está en el periodo 4, es decir, más adelante que el gas noble argón, se puede escribir como [Ar] 4s² 3d². Según la regla general del enunciado, la configuración del Ti²⁺ sería [Ar] 3d², y la del Ti⁴⁺ sería igual que la del Ar. Ahora bien, no se debe dar la configuración del Ti⁴⁺ como “[Ar]”. La razón es que la forma compacta de la configuración de cada elemento se escribe basándose en la del gas noble anterior. En este caso, “[Ar]” debe expresarse como [Ne] 3s² 3p⁶.