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Capítulo 2.- La estructura electrónica del átomo

Ejercicio .- Di cuántos protones, neutrones y electrones hay en el: a) nitrógeno–14; b) nitrógeno–15; c) tántalo–179; d) uranio–234; e) sodio–23 monopositivo; f) oxígeno–16 dinegativo.
Ejercicio .-¿Cuáles de los siguientes pares son isótopos?: a) 2H+ y 3H; b) 3He y 4He; c) 12C y 14N+; d) 3H y 4He‑.
Ejercicio - Si se desplazan a la mismavelocidad, ¿quien tiene mayor longitud de onda, un electrón o un protón?
Ejercicio .- ¿Por qué aparece únicamente la serie de Lyman en un espectro atómico de absorción?
Ejercicio .- ¿Cómo puede un electrón pasar a un estado excitado?
Ejercicio .- ¿Cuáles son los cuatro números cuánticos de un electrón en el átomo de hidrógeno? ¿Cuáles son los valores permitidos para cada uno de ellos?
Ejercicio .-¿Cuál es la principal diferencia entre una órbita de Bohr y un orbital en mecánica cuántica?
Ejercicio .- Da el valor del momento cuántico azimutal y di cuántos orbitales tiene cada una de las siguientes subcapas: a) 3s, b) 4p, c) 5p, d) 3d, e) 2s, f) 5s, g) 4f.
Ejercicio .- ¿Cuántos orbitales hay en cada una de las siguientes capas o subcapas? a) capa n= 1, b) capa n= 2, c) capa n= 3, d) subcapa3d, e) subcapa 4 p.
Ejercicio .- ¿Cuáles de los siguientes orbitales no pueden existir? a) 2d, b) 5p, c) 3f, d) 10s, e) 1p, f) 4f, g) 4g, h) 4d.
Ejercicio .- ¿Qué tipo de soluciones son aceptables en la ecuación de ondas para la función de ondas de un electrón bajo la atracción del núcleo atómico?
Ejercicio .- Comenta el significado de las siguientes afirmaciones:
a) el número de nodos delas funciones radiales R n,l(r) es (n‑l‑1).
b) el radio más probable (valor de r para el que 4πr2R2(r) es máximo) aumenta al aumentar n, siendo l constante.
c) el primer máximo relativo de la función 4πr2R2(r) se da a mayores radios al aumentar el valor de l, siendo n constante.

Ejercicio .- Di si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones, razonando la respuesta:
a) las funcionesradiales para el átomo de hidrógeno constan del producto de una constante por un polinomio y por una función que crece exponencialmente al aumentar el radio.
b) el orbital 1s no tiene dependencia angular. Sin embargo, el orbital 3s sí tiene dependencia angular.
c) el orbital pz es independiente de  y, por tanto, presenta simetría a lo largo del eje z.
d) la representación gráfica del cuadradode la parte angular de la función de ondas Y2(px) da lóbulos alargados, de signo contrario, a lo largo del eje x.

Ejercicio .- Di cuántos nodos radiales (esféricos) y angulares tiene cada uno de los siguientes orbitales: a) 4s, b) 3d, c) 2p, d) 5p.
Ejercicio .- Di qué es lo que entiendes por orbital.
Ejercicio .- Dadas las funciones angulares:

a) ¿en qué direcciones presentarán el máximovalor para Y2?
b) ¿a qué orbitales pertenecen estas funciones?

Ejercicio .- ¿En qué dirección o direcciones es máxima la probabilidad de encontrar un electrón para un orbital: a) s, b) px, c) dxy, d) dx2‑y2?
Ejercicio .- Para cada uno de los siguientes orbitales, di si la probabilidad de encontrar el electrón en la dirección del eje z es máxima, mínima o nula. a) px, b) py, c) pz.Ejercicio .- ¿Cómo es la densidad de probabilidad para un orbital p z en un punto de coordenadas radiales r= 1 Å, = 90°, = 45°?
Ejercicio .- Indica como variará en función del radio la probabilidad de encontrar el electrón en los orbitales 3s, 2py y 3dz2 en los puntos de coordenadas (r, 0°, 0°).
Ejercicio - ¿Cuál es la relación entre la energía del estado fundamental de los iones monoelectrónicosHe+ y Be3+? ¿Cómo esperarías que fuesen las primeras energías de ionización del H, He+, Li2+y Be3+ al compararlas?
Ejercicio .- Calcula la ecuación general de Rydberg para un átomo monoelectrónico de número atómico Z.

Problemas

Datos generales
h = 6,626·10–34J·s
me= 9,109·10–31kg
1 eV= 1,602·10–19J
R= 3,29·1015s–1
NA= 6,022·1023mol–1
1 Å= 10–10m
c= 2,998·108m s–1

1 Naturaleza...