Ejercicios: orbitales, números cuánticos

1.- ¿Qué es un orbital? Explica las diferencias entre órbita en el átomo de Bohr y orbital en la Mecánica cuántica.

2.- ¿En qué se parecen y en qué se diferencian: (a) Los orbitales 1s y 2s de un átomo. (b) Los orbitales 2px y 2py de un átomo?.

3.- En las siguientes combinaciones de números cuánticos, indica cuáles representan una solución permitida de la ecuación de onda y cuáles no. Justifica la respuesta.

(1,0,0,1/2), (3,2,-2,-1/2), (3,-2, 0,1/2), (2,0,-1,1/2), (2,1,0,0), (2,1,1,1/2)

4.- Para que las siguientes expresiones sean correctas en el espacio en blanco hay que situar la palabra orbital o subnivel. Indica qué palabra situarías en cada caso y en qué casos se pueden situar las dos.

Justifica la respuesta.

a) El electrón puede ocupar el ----- 2s.

b) Hay un------que se llama 2p.

c) El electrón puede estar en el ----- 3p.

d) En el ------ 3d puede haber 10 electrones

e) Para los mismos valores de n siempre hay tres----- p diferentes.

f) Un ------dado nunca puede tener más de dos electrones.

5.- ¿Cuántos electrones caben en los orbitales del nivel n = 3?

6.- a) Indica cuáles de los siguientes grupos de números cuánticos son posibles para un electrón en un átomo: (4,2,0,+1/2); (3,3,2, -1/2); (2,0,1,+1/2); (3,2,-2,-1/2); (2,0,0,-1/2).

b) De las combinaciones de números cuánticos anteriores que sean correctas, indica el orbital donde se encuentra el electrón.

c) Enumera los orbitales del apartado anterior en orden creciente de energía.

7.- Escribe los valores de los cuatro números cuánticos para los electrones del berilio.

8.- Calcula en ergios y electrón-voltios la diferencia de energías entre las órbitas 1s y 2p del átomo de cobre, sabiendo que la longitud de onda de la radiación emitida cuándo el electrón salta entre estos niveles es 1,54 A. Datos: Constante de Planck; h = 6,62·10^-27 erg.s; carga del electrón = 1,6·10^-19 C. Sol: 8,06.10^-3 eV

9.- Calcula la longitud de onda que corresponde a un 1 neutrón emitido en la fisión del uranio en una pila atómica, con una energía de 0,0500 eV.

Datos: Carga del electrón = 1,60.10^-19 C; masa del neutrón = 1,67.10^-27 kg. Sol: 1,28.10^-10 m

10.- Calcula en ergios/átomo y en electrónvoltio/átomo la diferencia de energía entre los orbitales 1s y 2p del átomo de cobre a partir de los siguientes datos:Frecuencia de la radiación emitida en la transición 2p al 1s : 1,95.10^12 Hz; h = 6,62 10^-34 J.s; carga del electrón, e= 1,6.10^-19C. Sol:1,209.10^-14erg.

11.- Explica y compara los conceptos de órbita y orbital. ¿Cuántos orbitales pueden llamarse 3px, 4s, 3d?

12.- ¿Qué son los números cuánticos? ¿Cuáles de los siguientes números cuánticos (listados en el orden n, l, ml y ms) son imposibles para un electrón en un átomo? A:(4, 2, 0, +1); B:(3, 3, -3, -1/2); C:(2, 0, +1,+1/2) y D:(4, 3, 0, +1/2).. Sol: A, B y C

13.- Coloque las siguientes series de números cuánticos en orden creciente de energía: a) 3, 2, -1,+1/2. b) 1,0,0,1/2 c) 2, 1, 1, -1/2. d) 3,2,1,+1/2. e) 3,1,0,+1/2. f) 2,0,0,+1/2 SOL b