Tema W08

Respuesta correcta: B) El modelo de Joseph John Thomson (modelo del budín de pasas)

• A) El modelo de John DaltonIncorrecto. Dalton visualizaba el átomo como una esfera sólida, indivisible y sin subpartículas eléctricas cargadas.
• B) El modelo de Joseph John Thomson (modelo del budín de pasas)¡Correcto! Thomson descubrió el electrón y propuso que los electrones estaban inmersos en una esfera de carga positiva continua.
• C) El modelo de Ernest Rutherford (modelo nuclear)Incorrecto. Rutherford descubrió que la carga positiva estaba concentrada en un núcleo central y que el átomo era mayormente vacío.
• D) El modelo de Niels Bohr (modelo orbital cuantizado)Incorrecto. Bohr propuso que los electrones giraban en órbitas circulares cuantizadas de energía fija de manera circular.

Respuesta correcta: C) Que la carga positiva y casi toda la masa del átomo están concentradas en un núcleo central extremadamente pequeño y denso.

• A) Que toda la masa del átomo se reparte uniformemente en una esfera líquida.Incorrecto. Si la masa fuera uniforme, las partículas alfa la atravesarían sin sufrir desvíos pronunciados o rebotes.
• B) Que los electrones se sitúan en el núcleo central atómico.Incorrecto. Los electrones tienen carga negativa y Rutherford demostró que el núcleo tiene carga positiva concentrada.
• C) Que la carga positiva y casi toda la masa del átomo están concentradas en un núcleo central extremadamente pequeño y denso.¡Correcto! Solo una colisión contra una concentración masiva y positiva de masa (núcleo) explica el rebote violento de las partículas alfa.
• D) Que los neutrones tienen un radio de órbita elíptica mayor al de los electrones.Incorrecto. El neutrón no se había descubierto aún por Rutherford y los neutrones no orbitan en la corteza externa.

Respuesta correcta: A) $1s^2 2s^2 2p^2$

• A) $1s^2 2s^2 2p^2$¡Correcto! El carbono tiene 6 electrones; siguiendo el orden de energía (Aufbau) se llenan primero las subcapas 1s, luego 2s y finalmente la subcapa 2p con 2 electrones.
• B) $1s^2 2s^4$Incorrecto. La subcapa s solo puede albergar un máximo de 2 electrones debido al principio de exclusión de Pauli.
• C) $1s^2 2s^1 2p^3$Incorrecto. Esta configuración corresponde a un estado excitado del carbono, no al estado fundamental de mínima energía.
• D) $1s^2 2s^2 2p^1 3s^1$Incorrecto. Ha llenado la subcapa 3s antes de completar la subcapa de energía inferior 2p, lo que representa un estado excitado.

Respuesta correcta: B) $n = 3$ y $l = 1$

• A) $n = 3$ y $l = 0$Incorrecto. El valor $l = 0$ define a un orbital de tipo s, no de tipo p.
• B) $n = 3$ y $l = 1$¡Correcto! El número que acompaña al orbital es el principal $n = 3$. El orbital tipo p está definido por el número azimutal $l = 1$.
• C) $n = 2$ y $l = 3$Incorrecto. El nivel de energía principal indicado en 3p es de valor 3, no de valor 2.
• D) $n = 1$ y $l = 2$Incorrecto. El número secundario $l = 2$ define a orbitales tipo d, no de tipo p.

Respuesta correcta: A) Disminuye de izquierda a derecha en un período, y aumenta de arriba a abajo en un grupo.

• A) Disminuye de izquierda a derecha en un período, y aumenta de arriba a abajo en un grupo.¡Correcto! Al avanzar a la derecha en un período, aumenta la carga nuclear efectiva atrayendo más a los electrones. Al bajar en un grupo, se añaden capas de energía aumentando la distancia al núcleo.
• B) Aumenta de izquierda a derecha en un período, y disminuye de arriba a abajo en un grupo.Incorrecto. Es justamente lo opuesto; el radio atómico disminuye debido al aumento de protones fijos en un mismo período.
• C) Permanece constante en toda la tabla periódica.Incorrecto. Las dimensiones atómicas varían notablemente de forma sistemática según las fuerzas electrostáticas núcleo-corteza.
• D) Disminuye tanto de izquierda a derecha como de arriba a abajo de forma indefinida.Incorrecto. Al descender en un grupo, el incremento de capas electrónicas principales (mayor n) dilata siempre el tamaño del átomo.

Respuesta correcta: C) La capacidad relativa que posee un átomo de atraer hacia sí los electrones de un enlace químico que comparte con otro átomo.

• A) La cantidad de energía liberada por un átomo neutro en estado gaseoso al capturar un electrón libre.Incorrecto. Esto corresponde a la definición de la electroafinidad o afinidad electrónica.
• B) La energía mínima requerida para arrancar el electrón más débilmente unido de un átomo neutro en estado gaseoso.Incorrecto. Esto describe a la energía o potencial de ionización de un elemento.
• C) La capacidad relativa que posee un átomo de atraer hacia sí los electrones de un enlace químico que comparte con otro átomo.¡Correcto! La electronegatividad es una medida de la atracción de electrones compartidos en enlaces químicos.
• D) La velocidad con la que se mueven las ondas de electrones alrededor de las órbitas cuánticas.Incorrecto. La electronegatividad es una fuerza electrostática de atracción, no una velocidad de partículas.

Respuesta correcta: B) El principio de exclusión de Pauli

• A) El principio de incertidumbre de HeisenbergIncorrecto. Heisenberg postula que es imposible conocer de forma simultánea y con precisión absoluta la posición y la velocidad de una partícula.
• B) El principio de exclusión de Pauli¡Correcto! Wolfgang Pauli estableció que un orbital atómico puede albergar un máximo de 2 electrones con números cuánticos de espín opuestos.
• C) La regla de máxima multiplicidad de HundIncorrecto. Hund establece que en orbitales degenerados se deben semiocupar los orbitales con espines paralelos antes de aparear electrones.
• D) La ley de conservación de la carga eléctrica de FaradayIncorrecto. Esta ley describe propiedades electromagnéticas de sistemas de conductores, no rige el acoplamiento cuántico.

Respuesta correcta: C) Los electrones solo emiten o absorben energía en forma de fotones individuales ($E = h \cdot f$) cuando realizan una transición o salto cuántico entre órbitas permitidas de energía fija discretas.

• A) Los electrones viajan en órbitas continuas perdiendo energía de forma constante en forma de calor.Incorrecto. Si perdieran energía continuamente, caerían en espiral hacia el núcleo colapsando el átomo, y emitirían espectros de emisión continuos.
• B) Los neutrones saltan entre niveles de energía emitiendo fotones masivos.Incorrecto. Los neutrones no participan de transiciones energéticas de emisión luminosa atómica; están fijos en el núcleo.
• C) Los electrones solo emiten o absorben energía en forma de fotones individuales ($E = h \cdot f$) cuando realizan una transición o salto cuántico entre órbitas permitidas de energía fija discretas.¡Correcto! Los saltos de electrones entre niveles cuantizados emiten energía de frecuencias fijas características.
• D) La gravedad del núcleo desvía los fotones que intentan entrar a la corteza interna.Incorrecto. Las fuerzas gravitatorias subatómicas son despreciables frente a las fuerzas electrostáticas y no cuantizan espectros.

Respuesta correcta: A) 7 electrones de valencia

• A) 7 electrones de valencia¡Correcto! La configuración electrónica del cloro es $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5$. La capa de valencia más externa es la $n=3$, la cual alberga $2 + 5 = 7$ electrones.
• B) 5 electrones de valenciaIncorrecto. Cinco es la cantidad de electrones de la subcapa $3p$, pero olvidas sumar los 2 electrones del orbital $3s$ del mismo nivel.
• C) 17 electrones de valenciaIncorrecto. Diecisiete es el número total de electrones que posee el átomo de cloro en total, no la cantidad de valencia externa.
• D) 8 electrones de valenciaIncorrecto. El cloro pertenece al grupo VIIA (halógenos) y requiere de un electrón adicional para completar el octeto de 8 electrones.

Respuesta correcta: D) Los halógenos (Grupo VIIA o 17)

• A) Los metales alcalinos (Grupo IA)Incorrecto. Los metales alcalinos tienden a perder electrones para alcanzar estabilidad, no a capturarlos de forma de ionización.
• B) Los gases nobles (Grupo VIII o 18)Incorrecto. Los gases nobles tienen capas de valencia completas y estables; capturar un electrón extra es energéticamente desfavorable.
• C) Los metales alcalinotérreos (Grupo IIA)Incorrecto. Poseen configuraciones estables de subcapa s completa, por lo que tienen baja afinidad por electrones adicionales.
• D) Los halógenos (Grupo VIIA o 17)¡Correcto! Los halógenos tienen 7 electrones de valencia y al captar uno solo completan su octeto estable, liberando mucha energía.

Respuesta correcta: B) Describe el sentido de rotación o giro intrínseco del electrón sobre su propio eje; sus valores son $+1/2$ y $-1/2$.

• A) Describe la orientación espacial de los orbitales en tres dimensiones; sus valores van de $-l$ a $+l$.Incorrecto. Esto describe al número cuántico magnético, no al espín.
• B) Describe el sentido de rotación o giro intrínseco del electrón sobre su propio eje; sus valores son $+1/2$ y $-1/2$.¡Correcto! El espín es el momento angular intrínseco del electrón, con dos posibles estados cuánticos de proyección.
• C) Describe la forma geométrica tridimensional del orbital; sus valores varían de $0$ a $n-1$.Incorrecto. Esto describe al número cuántico secundario o azimutal.
• D) Describe la distancia radial media del electrón al núcleo; sus valores son enteros positivos de 1 a infinito.Incorrecto. Esto corresponde al número cuántico principal.

Respuesta correcta: A) $1s^2 2s^2 2p^6$

• A) $1s^2 2s^2 2p^6$¡Correcto! El sodio neutro tiene configuración de valencia externa 3s1. Al perder el electrón más externo para formar el catión, adquiere una configuración estable con 10 electrones.
• B) $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$Incorrecto. Esta es la configuración electrónica de un átomo de sodio en estado neutro, no del catión.
• C) $1s^2 2s^2 2p^5 3s^1$Incorrecto. El electrón se debe remover del nivel principal de energía más alto o externo, no de subcapas de energía inferior como 2p.
• D) $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$Incorrecto. Esta configuración corresponde al anión sodio cargado negativamente, no al catión.

Respuesta correcta: D) El Neón ($Ne$, $Z=10$)

• A) El Litio ($Li$, $Z=3$)Incorrecto. El litio es un metal alcalino y tiene el radio atómico más grande de su período, facilitando la remoción de su electrón de valencia con baja energía.
• B) El Oxígeno ($O$, $Z=8$)Incorrecto. El oxígeno tiene alta energía de ionización, pero es menor que la del elemento del extremo derecho estable de su mismo período.
• C) El Flúor ($F$, $Z=9$)Incorrecto. El flúor es el más electronegativo, pero su energía de ionización es ligeramente inferior a la del gas noble de su período.
• D) El Neón ($Ne$, $Z=10$)¡Correcto! El neón es un gas noble; posee una capa de valencia completa y un radio pequeño, por lo que desestabilizar su estructura estable demanda un enorme gasto energético.

Respuesta correcta: C) La carga nuclear efectiva disminuirá, haciendo que el núcleo atraiga con menor fuerza a los electrones externos.

• A) La carga nuclear efectiva aumentará de manera lineal.Incorrecto. Mayor apantallamiento reduce la fuerza neta nuclear percibida por electrones externos.
• B) Permanecerá idéntica al número atómico real.Incorrecto. El número atómico es la carga total de protones nucleares; el apantallamiento siempre reduce este valor percibido.
• C) La carga nuclear efectiva disminuirá, haciendo que el núcleo atraiga con menor fuerza a los electrones externos.¡Correcto! De acuerdo con la fórmula aproximada de Slater, un mayor apantallamiento reduce directamente la carga neta percibida.
• D) Los electrones de valencia se fusionarán de inmediato en el núcleo central.Incorrecto. Las fuerzas cuánticas impiden que los electrones caigan de esta forma en el núcleo central.

Respuesta correcta: B) Las subcapas d completamente llenas ($d^{10}$) o semiocupadas ($d^5$) poseen una simetría cuántica de especial estabilidad y menor energía.

• A) La subcapa 4s posee mayor estabilidad energética al estar vacía de electrones.Incorrecto. El orbital 4s no queda vacío; retiene un electrón de espín paralelo estable.
• B) Las subcapas d completamente llenas ($d^{10}$) o semiocupadas ($d^5$) poseen una simetría cuántica de especial estabilidad y menor energía.¡Correcto! Promover un electrón del orbital 4s al orbital 3d minimiza la repulsión interelectrónica global de la capa interna.
• C) El cobre es un elemento de aleación que destruye sus electrones de valencia.Incorrecto. El cobre es un metal de transición de amplio uso tecnológico, no se descompone espontáneamente.
• D) El número cuántico magnético del cobre es infinito en estado neutro.Incorrecto. No existen números cuánticos infinitos en orbitales atómicos de átomos estables.

Respuesta correcta: A) La región del espacio tridimensional alrededor del núcleo donde existe una altísima probabilidad de encontrar al electrón.

• A) La región del espacio tridimensional alrededor del núcleo donde existe una altísima probabilidad de encontrar al electrón.¡Correcto! En este modelo mecánico, los electrones no viajan en trayectorias planas circulares predecibles, sino que se describen mediante mapas probabilísticos de orbital.
• B) La trayectoria circular plana precisa y de radio fijo que describe un electrón orbitando el núcleo.Incorrecto. Las trayectorias deterministas de órbitas pertenecen al modelo de Bohr, descartado por la física cuántica actual.
• C) El conducto físico membranoso que separa los protones de los neutrones nucleares.Incorrecto. Los orbitales son de naturaleza electrónica probabilística matemática y el núcleo se mantiene coordinado por la fuerza fuerte.
• D) La velocidad exacta a la que gira el espín electrónico alrededor de las capas.Incorrecto. El principio de incertidumbre prohíbe conocer posiciones y velocidades atómicas de forma exacta simultánea.

Respuesta correcta: C) Período 5 y Grupo VA o 15 (nitrogenoideos)

• A) Período 4 y Grupo IIA (metales alcalinotérreos)Incorrecto. El nivel de energía principal ocupado más alto es n = 5, lo que define al período 5.
• B) Período 5 y Grupo IIIA o 13 (térreos)Incorrecto. El número total de electrones externos en n=5 es 2 + 3 = 5, lo que pertenece al grupo de nitrogenoideos.
• C) Período 5 y Grupo VA o 15 (nitrogenoideos)¡Correcto! El nivel principal más externo es $n=5$ (Período 5). Los electrones de valencia en este nivel son los de $5s^2$ y $5p^3$, sumando 5 (Grupo VA).
• D) Período 4 y Grupo VIIA o 17 (halógenos)Incorrecto. Revisa el análisis del nivel cuántico máximo externo ocupado en la capa de valencia dada.

Respuesta correcta: B) En la esquina inferior izquierda, cerca del cesio ($Cs$).

• A) En la esquina superior derecha, cerca del flúor ($F$).Incorrecto. Esta región alberga a los no metales más electronegativos con nulo carácter metálico.
• B) En la esquina inferior izquierda, cerca del cesio ($Cs$).¡Correcto! Tienen radios atómicos gigantescos y muy bajas energías de ionización, perdiendo sus electrones con facilidad.
• C) En el centro exacto del bloque p, cerca del carbono ($C$).Incorrecto. Estos son no metales o metaloides con energías de ionización medias.
• D) Únicamente en el grupo de los gases nobles estables.Incorrecto. Los gases nobles son no metales gaseosos inertes químicamente, carentes de propiedades metálicas.

Respuesta correcta: A) El Carbono-14 posee dos neutrones más en su núcleo que el Carbono-12.

• A) El Carbono-14 posee dos neutrones más en su núcleo que el Carbono-12.¡Correcto! Los isótopos tienen el mismo número atómico de protones (Z=6), pero difieren en el número de masa debido a una cantidad diferente de neutrones.
• B) El Carbono-14 posee dos electrones adicionales orbitando en su capa de valencia.Incorrecto. Al ser ambos átomos neutros del mismo elemento (carbono), tienen exactamente 6 electrones.
• C) El Carbono-14 tiene dos protones más en su núcleo atómico.Incorrecto. Si variara la cantidad de protones, cambiaría el número atómico y se trataría de otro elemento diferente, no de carbono.
• D) El Carbono-12 carece por completo de masa nuclear.Incorrecto. El Carbono-12 posee una masa nuclear definida que corresponde a la suma de sus protones y neutrones.

Respuesta correcta: C) La fuerza nuclear fuerte.

• A) La fuerza de atracción gravitatoria.Incorrecto. La gravedad es la fuerza más débil de la naturaleza, despreciable a distancias subnucleares.
• B) La fuerza electromagnética.Incorrecto. La fuerza electromagnética es la que causa la repulsión de cargas iguales entre protones.
• C) La fuerza nuclear fuerte.¡Correcto! Es una fuerza atractiva de corto alcance que opera entre nucleones a distancias extremadamente pequeñas, superando la repulsión de cargas.
• D) La fuerza nuclear débil.Incorrecto. La interacción débil es la responsable de desintegraciones nucleares, pero no mantiene cohesionado el núcleo.