Preguntas sobre estructura atómica y principios de la química

¿Qué establece el principio de exclusión de Pauli con respecto a la ocupación de orbitales?

• Un orbital puede ser ocupado por cualquier número de electrones.

• No más de dos electrones pueden ocupar un solo orbital y, si lo hacen, sus espines deben estar apareados.

• Los electrones siempre ocupan orbitales de forma individual antes de aparearse.

• Todos los electrones en un átomo deben tener los mismos cuatro números cuánticos.

Answer explanation

El principio de exclusión de Pauli establece que no más de dos electrones pueden ocupar un mismo orbital, y si lo hacen, sus espines deben estar apareados. Esto asegura que los electrones en un átomo tengan configuraciones únicas.

¿Cómo afecta el apantallamiento a la carga nuclear experimentada por un electrón?

• Aumenta la carga nuclear experimentada.

• No tiene ningún efecto sobre la carga nuclear experimentada.

• Reduce la carga nuclear experimentada debido al efecto de otros electrones.

• Solo afecta a los electrones en el orbital s.

Answer explanation

El apantallamiento ocurre cuando otros electrones reducen la carga nuclear efectiva que siente un electrón. Esto significa que la carga nuclear experimentada por un electrón se reduce debido a la repulsión de otros electrones.

En un átomo polielectrónico, ¿cuál es el orden general de energía para los subniveles s, p, d y f dentro de un mismo nivel debido a la penetración y el apantallamiento?

• f<d<p<s

• s<p<d<f

• p<s<f<d

• Todos tienen la misma energía.

Answer explanation

En un átomo polielectrónico, los subniveles de energía se ordenan como s < p < d < f. Esto se debe a que los electrones en los subniveles s tienen mayor penetración y menor apantallamiento, lo que les confiere menor energía en comparación con los otros subniveles.

¿Qué es la penetración en el contexto de la estructura atómica?

• La capacidad de un electrón para moverse entre diferentes átomos.

• La presencia de un electrón dentro de los niveles de otros electrones, más cerca del núcleo.

• La fusión de dos orbitales atómicos.

• La expulsión de un electrón del átomo.

Answer explanation

La penetración se refiere a la capacidad de un electrón para situarse en niveles de energía más cercanos al núcleo, superando la repulsión de otros electrones. Esto es clave en la estructura atómica y la configuración electrónica.

Según la regla de Hund, ¿cómo ocupan los electrones los orbitales degenerados (de igual energía)?

• Los electrones ocupan los orbitales apareándose lo más rápido posible.

• Los electrones ocupan orbitales separados y lo hacen con espines paralelos.

• Los electrones ocupan orbitales separados con espines opuestos.

• El orden de ocupación de orbitales degenerados es aleatorio.

Answer explanation

Según la regla de Hund, los electrones ocupan orbitales degenerados de manera que maximicen el número de electrones con espines paralelos en orbitales separados antes de aparearse, lo que minimiza la repulsión.

El radio atómico generalmente ________ dentro de un grupo en la tabla periódica.

• aumenta

• disminuye

• permanece igual

• varía aleatoriamente

Answer explanation

El radio atómico aumenta dentro de un grupo en la tabla periódica debido a que se añaden capas de electrones, lo que incrementa la distancia entre el núcleo y los electrones más externos.

¿Cómo varía generalmente el radio atómico a lo largo de un grupo en la tabla periódica?

• Disminuye hacia abajo en el grupo.

• Aumenta hacia abajo en el grupo.

• Permanece constante.

• Varía de forma irregular sin una tendencia clara.

Answer explanation

El radio atómico aumenta hacia abajo en un grupo debido a la adición de capas de electrones, lo que incrementa la distancia entre el núcleo y los electrones más externos, haciendo que el tamaño del átomo sea mayor.

¿Cómo varía generalmente el radio atómico a lo largo de un periodo en la tabla periódica (de izquierda a derecha)?

• Aumenta de izquierda a derecha.

• Disminuye de izquierda a derecha.

• Permanece constante.

• Primero disminuye y luego aumenta.

Answer explanation

El radio atómico disminuye de izquierda a derecha en un periodo debido al aumento de la carga nuclear efectiva, que atrae más fuertemente a los electrones, reduciendo el tamaño del átomo.

¿Qué es la contracción lantánida y qué efecto tiene sobre los radios atómicos?

• Es un aumento inesperado en el radio atómico de los lantánidos.

• Es la reducción del radio atómico por debajo de lo esperado para los elementos que siguen a los lantánidos, debido al pobre apantallamiento de los electrones 4f.

• Es un fenómeno que solo afecta las propiedades magnéticas de los lantánidos.

• Es el aumento de la reactividad química de los lantánidos.

Answer explanation

La contracción lantánida se refiere a la reducción del radio atómico de los elementos que siguen a los lantánidos, debido al pobre apantallamiento de los electrones 4f, lo que provoca que el núcleo atraiga más a los electrones.

Generalmente, ¿cómo se compara el tamaño de un anión con el átomo neutro del que se origina?

• El anión es más pequeño.

• El anión es más grande.

• El anión tiene el mismo tamaño.

• El tamaño relativo depende del elemento específico.

Answer explanation

Un anión se forma cuando un átomo neutro gana electrones, lo que aumenta la repulsión entre los electrones y provoca que el tamaño del anión sea mayor que el del átomo neutro original. Por lo tanto, el anión es más grande.