1. Razona si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Cuando un electrón pasa de un estado fundamental a un excitado emite energía.

b) La energía de cualquier electrón de un átomo es siempre negativa.

c) En el espectro de absorción los electrones pasan de un estado fundamental a uno excitado y ΔE > 0.

(Sol: a) F ; b) V ; c) V)

2. Contesta breve y razonadamente lo que se plantea en los apartados siguientes:

a) ¿Qué son los modelos atómicos y qué utilidad tienen?

b) Cita dos modelos atómicos que sirvan para indicar la situación energética del electrón.

c) ¿La distribución de todas las partículas que forman parte del los átomos está descrita por los modelos atómicos que has descrito en el apartado b)?

d) Explica las diferencias entre los conceptos de órbita y orbital.

3. ¿Son continuas la masa y la energía de los sistemas materiales? Explica tu respuesta.

(Sol: No son continuas sino que son discretas)

4. Explica brevemente en qué consisten los principios de dualidad onda-corpúsculo e incertidumbre y cómo influyen en el cambio conceptual entre el concepto de órbita y orbital.

5. Responde razonadamente:

a) ¿Los orbitales 2p_x, 2p_y y 2p_z tienen la misma energía?

b) ¿Por qué hay cinco orbitales de tipo d?

(Sol: a) Sí ; b) Porque son cinco los valores de m)

6. ¿El orbital (3, 0, 3) es posible? ¿Y el (3, 2, -2)? Justifica tus respuestas.

(Sol: No y sí)

7. Indica los números cuánticos de:

a) Los tres últimos electrones del átomo de nitrógeno.

b) Los electrones de la capa más externa del titanio.

c) Los seis últimos electrones del átomo de molibdeno.

4. El color amarillo de la luz del sodio posee una longitud de onda de 5 890 Å. Calcula la diferencia energética correspondiente a la transición electrónica que se produce expresada en eV. (Datos: h = 6,626·10^-34 J·s; 1 eV = 1,602·10^-19 J ; 1 Å = 10^-10 m).

(Sol: 2,1 eV)

5. Calcula la energía emitida, expresada en julios, por 0,2 mol de fotones producidos por una radiación de 60 s^-1 de frecuencia.

(Dato: h = 6,626·10^-34 J·s)

(Sol: 4,8·10^-9 J)

6. ¿Qué energía cinética tendrán 1 mol de electrones desprendidos de la superficie metálica del sodio al iluminarla con una radiación de 4 800 Å, si la frecuencia umbral del sodio es de 5·10¹⁴ s^-1. (Dato: 1 Å = 10^-10 m).

(Sol: 49,86 kJ)

7. Calcula:

a) La energía de un fotón cuya longitud de onda es de 5 500 Å.

b) La energía de un mol de esos fotones.

(Sol: a) 3,6·10^-19 J ; b) 217,6 kJ)

8. Calcula la energía de un fotón de una lámpara de vapor de mercurio cuya longitud de onda es de 546 nm.

(Sol: 3,64·10^-19 J)

9. Calcula frecuencia y la longitud de onda de la radiación emitida por un electrón que pasa de un estado excitado, cuya energía es de -3,4 eV, al estado fundamental de energía -13,6 eV.

(Sol: ν = 2,47·10¹⁵ s^-1 ; λ = 121,6 nm)

10. La capa de ozono absorbe las radiaciones ultravioleta, que pueden producir alteraciones en las células de la piel, cuya longitud de onda está comprendida entre 200 y 300 nm. Calcula la energía de un mol de fotones de luz ultravioleta de longitud de onda 250 nm.

(Sol: 479 kJ)

11. Una línea de la serie de Balmer de un espectro de emisión tiene una longitud de onda igual a 434 nm. ¿Cuál será el nivel de energía desde el que se produce la transición electrónica? (Dato: R = 1,097·10⁷ m^-1).

(Sol: n₂ = 5)

12. Basándote en la hipótesis de De Broglie, calcula:

a) La longitud de onda de la onda asociada a un electrón que se mueve a una velocidad de 4,7·10⁶ m·s^-1.

b) La frecuencia de esa onda y la zona del espectro a la que pertenece.

(Datos: m_e = 9,1·10^-31 kg ; h = 6,63·10^-34 J·s).

(Sol: a) 1,55·10^-10 m ; b) 1,94·10¹⁸ s^-1 ; Rayos X)

13. ¿Cuál sería la velocidad a la que ha de moverse un protón para que la longitud de onda de su onda asociada tenga un valor de 8,63·10^-13 m?

(Datos: m_e = 1,67·10^-27 kg ; h = 6,63·10^-34 J·s).

(Sol: 4,6·10⁵ m·s^-1)

14. Según el modelo de Bohr, ¿qué tránsito electrónico es más energético, desde el nivel 2 al nivel 1 o desde el nivel 4 al nivel 2 del átomo? Razona la respuesta.

(Sol: Desde el nivel 2 al nivel 1)

15. El potencial de ionización del hidrógeno es 1 310 kJ/mol. Explica si una radiación ultravioleta de λ = 50 nm, al incidir sobre átomos de hidrógeno en estado gaseoso y fundamental, provocará su ionización.

(Datos: h = 6,63·10^-34 J·s ; c = 3·10⁸ m·s^-1).

(Sol: Sí se ionizan los átomos de hidrógeno)

16. Una radiación con λ = 200 nm incide sobre la superficie de una lámina de magnesio. Determina la velocidad y la longitud de onda asociada a los fotoelectrones  emitidos, si el trabajo de extracción es 3,7 eV.

(Datos: h = 6,63·10^-34 J·s ; m_e = 9,1·10^-31 kg ; c = 3·10⁸ m·s^-1).

(Sol: v = 9,4·10⁵ m·s^-1 ; λ = 7,6·10^-10 m)

17. La velocidad de un electrón se estima en 6,2·10⁵ m·s^-1 con una incertidumbre del 12%. ¿Cuál será la indeterminación en su posición? Considera la masa del electrón constante.

(Datos: h = 6,63·10^-34 J·s ; m_e = 9,1·10^-31 kg).

(Sol: Δx = 7,8·10^-10 m)

18. Un electrón es acelerado en el seno de un campo eléctrico cuya diferencia de potencial es 1 800 V.

a) ¿Cuál será la longitud de onda asociada al electrón en movimiento?

b) ¿Cuál será la indeterminación en la posición del electrón si la precisión en la velocidad calculada es del 10%?

(Datos: h = 6,63·10^-34 J·s ; m_e = 9,1·10^-31 kg ; qe = 1,6·10^-19 C ; c = 3·10⁸ m·s^-1).

(Sol: a) λ = 2,89·10^-11 m ; b) Δx = 2,30·10^-11 m)

19. Enuncia el principio de Aufbau, la regla de máxima multiplicidad y el principio de exclusión de Pauli. ¿Cuáles de las siguientes configuraciones electrónicas no son posibles de acuerdo con el principio de exclusión de Pauli?

a) 1s²3s¹.

b) 1s²2s²2p⁷.

c) 1s²2s²2p⁶3s³.

d) 1s²2s²2p¹.

(Sol: No son posibles b) y c))

20. Justifica si es posible o no que existan electrones con los siguientes números cuánticos:

a) (3, -1, 1, -½)

b) (3, 2, 0, ½)

c) (2, 1, 2, ½)

d) (1, 1, 0, -½)

(Sol: a) No ; b) Sí ; c) No ; d) No)

21. Justifica si es posible o no que existan electrones con los siguientes números cuánticos:

a) (2, -1, 1, ½)

b) (3, 1, 2, ½)

c) (2, 1, -1, ½)

d) (1, 1, 0, -2)

(Sol: a) No ; b) No ; c) Sí ; d) No)