Altillo.com > Exámenes > UBA - Farmacia y Bioquímica > Química General e Inorgánica I

QUÍMICA GENERAL

1. a). Describa la formación de un enlace químico covalente. Tome como ejemplo laformación de H2a partir de 2 átomos de H.
b) ¿Qué relación existe entre energía de disociación, orden de enlace y longitud del enlace?Responda considerando las entalpías de enlace de N-N, N=N y N≡N (161, 418 y 945kJ/mol, respectivamente). ¿Se puede explicar la energía de disociación sólo con el orden deenlace?

2. a) ¿Qué diferencia hay entre la geometría electrónica y la geometría molecular de unamolécula? Utilice la molécula de amoníaco como ejemplo en su explicación.
b) ¿Qué significa el término orbitales híbridos? ¿Qué importancia tienen los orbitaleshíbridos en la teoría de enlace de valencia? Explique.

3. a) ¿Qué similitudes y diferencias hay entre los orbitales atómicos y los moleculares?
b) Corrija el siguiente enunciado: “Según la teoría de orbitales moleculares, los doselectrones del H2residen en orbitales atómicos 1s del H.”
c) El principio de exclusión de Pauli, ¿aplica a los orbitales moleculares? Explique.

4. a) Describa las moléculas de nitrógeno y de monóxido de carbono de acuerdo a lasteorías de los enlace de valencia y de los orbitales moleculares.
b). Discuta el orden de enlace y la polarización del enlace en los dos casos. Use el conceptode carácter iónico de un enlace covalente.

5. a) Describa la estabilidad de los enlaces covalentes considerando la distribuciónprobabilística de los electrones entre y alrededor de los núcleos atómicos involucrados.
b) Explique e indique con un dibujo la formación de los enlaces (σ y π) en las moléculas denitrógeno y de dióxido de carbono.

6. a) Describa en no más de diez renglones las fuerzas intermoleculares (puentes hidrógenointeracciones dipolo-dipolo permanentes y fuerzas de London).
b) Ubique en orden creciente los puntos de ebullición, dando valores aproximados, de lassiguientes series de sustancias:
(i) NaCl, H2O, CO2, N2y He.
(ii) CH4; CH3-(CH2)2-CH3y CH3-(CH2)10-CH3.
(iii) H2O; CH3OH y CH3CH2OH.
Justifique su respuesta en base a las fuerzas intermoleculares y a las estructurasmoleculares.

7. a) ¿Cuales son los tres estados clásicos de la materia válidos para sustancias químicaspuras? Comente el efecto general de la presión y de la temperatura sobre estos estados.b) Describa las distancias interatómicas o intermoleculares y las fuerzas intermolecularesen los tres estados mencionados. De ejemplos.

8. a) Describa el efecto de un aumento de temperatura sobre las distancias entre las especiesconstitutivas (átomos, iones o moléculas) de una sustancia química, según corresponda, enestado sólido, líquido y gaseoso. De un valor aproximado (en kJ/mol) de la energíainvolucrada en cada caso.b) Enumere los tres estados de la materia en orden de (i) desorden molecular creciente y (ii)fuerzas intermoleculares crecientes.c) Indique propiedades de los líquidos y los sólidos que reflejen la diferencia en el grado deorden de los dos estados.

9. a) Explique y utilice un esquema para ilustrar la formación de soluciones a partir de unsoluto y un solvente. Use los conceptos de interacciones soluto:soluto, soluto:solvente ysolvente:solventeb) ¿Es posible tener una solución (líquida) en ausencia de interacciones entre las moléculasdel soluto y solvente? De ejemplos.

10. Explique en función del tipo de uniones moleculares soluto-solvente:a) el orden de solubilidad en agua de los siguientes gases: He< N2< O2.b) el orden de solubilidad del CH4en los siguientes solventes: CCl4> etanol> agua(constantes dieléctricas: CCl4= 0; etanol = 24,3; agua = 87,7; momento dipolar (µ):CCl4=0,01; etanol = 0,52; agua = 1,86 unidades Debye (uec/A))

11. a) Describa la importancia de las fuerzas intermoleculares entre moléculas en estadogaseoso: (i) en las desviaciones de PV = nRT y (ii) en la licuefacción de gases (por ej., N2yAr).b) Indique en un gráfico la variación de la masa disuelta de un gas (por ej., N2ú O2) enagua en función de la presión del gas para dos temperaturas diferentes. Discuta el fenómenodesde el punto de vista molecular.

12. Indique en dos gráficos (a y b) el efecto de la temperatura (en el eje de las x, abscisas)sobre la solubilidad (mol/L) de: (a) gases (O2, N2; He) y (b) sólidos (AgNO3, NaNO3, KI,Na2SO4). Discuta los fenómenos involucrados. En el caso de los gases, considere elconcepto de presión de vapor.

13. a) Describa la molécula de agua: considerando la estructura de Lewis, la distribución delos pares de electrones, el ángulo de valencia, la hibridación de los orbitales y lapolarización del enlace O-H.b) Describa la formación de puentes de hidrógeno en el hielo y en el agua. Comente elefecto de los puentes de hidrógeno en los puntos de fusión y ebullición del agua (comparecon NH3y SH2).

14. a) Enuncie y discuta la ley de Raoult para líquidos volátiles miscibles. Use como puntocentral de la discusión el concepto de presión de vapor. b) Deduzca la ley de Raoult suponiendo que la velocidad a la que las moléculas del gasregresan a la disolución es proporcional a la presión de vapor, y que la velocidad a la que laabandonan es proporcional a su fracción molar. Discuta el papel de la constante de Raoultcomo constante de equilibrio.

15. Enuncie la ley de Raoult. Con gráficos de presion de vapor en función de fracciónmolar para mezclas de dos líquidos volátiles (A y B) indique:i) un comportamiento ideal. En este caso, discuta las uniones o interacciones molecularesA-B. De un ejemplo.ii) Explique la causa de las desviaciones de la idealidad:ii.1) cuando las uniones intermoleculares A-A son mas energéticas (por ej., 20 kJ/mol) quelas uniones intermoleculares A-B (por ej., 10 kJ/mol). De un ejemploii.2) cuando las uniones intermoleculares A-B son mas energéticas (por ej., 10 kJ/mol) quelas uniones intermoleculares A-A (por ej., 5 kJ/mol).

16. Enuncie y explique la Ley de Henry. Haga un diagrama de las presiones de vaporparciales y de la fracción molar de un gas en solución acuosa.b) Explique como varia la solubilidad de un gas en agua con la temperatura y con lapresión. ¿Que concentración de O2hay en el mar Antártico (0 °C): (i) 0 mM O2; (ii) 0,25mM O2; (iii) 0.4 mM O2. Considere que la concentración de O2de agua saturada con aire a25 ° C es 0,25 mM O2.

17. a) Dibuje el diagrama de fases para el agua. Indique el punto triple (Pt) y el puntocrítico (Pc). Explique el significado de esos puntos.b) Con el diagrama de fases del agua responda a las siguientes afirmaciones comoverdaderas o falsas:i) a temperaturas mayores que el punto crítico (Pc) la ebullición ocurre si la presión essuficiente.ii) existe estado líquido a presiones menores que la presión del punto triple.iii) a temperaturas mayores que la temperatura del punto triple es posible producir elcongelamiento del agua si la presión es suficientemente alta.iv) el punto de fusión desciende cuando la presión aumenta.v) el punto triple varía con la presión del sistema.

18. a) Dibuje el diagrama de fases del agua. Indique la curva que describe el equilibriolíquido-vapor en función de la temperatura. ¿Cuál es el efecto de la presión sobre el puntode ebullición del agua? Considere la situación de la altura a 4300 m (62 kPa) y la condiciónde 204,6 kPa en los autoclaves durante la esterilización (1 atm = 102,3 kPa).b) ¿Cuál es el valor de ∆G en cada uno de los puntos del diagrama de fases del agua?Considere los cambios de estado físico del agua y los cambios entálpicos y entrópicos enesos puntos.

19. Defina qué son las propiedades coligativas. Enumérelas e indique las característicasprincipales de cada una de ellas. Tres de las propiedades coligativas son determinadassolamente por la concentración y naturaleza del soluto. En la restante, hay un conceptoadicional. ¿Cuál es este?

20. a) Describa el fenómeno de ósmosis y defina presión osmótica. Defina que es unamembrana semipermeable. De ejemplos. ¿Cómo influye el número de partículas en elproceso osmótico?b) Dibuje el diagrama de fases del agua. Indique en el mismo gráfico, el descenso de lapresión de vapor, el ascenso ebulloscópico y el descenso crioscópico para una solución deglucosa 0,2 M y para una solución de nitrato de potasio 0,1 M. Indique, considerando elfactor i de Van’t Hoff, porque puede usar una sola línea para la glucosa y el nitrato depotasio.

21. a) Haga un gráfico de presión de vapor en función de la temperatura para el agua y paralas soluciones: KCl 0,2 M y sacarosa 0,4 M. Indique los puntos de fusión y de ebullicióndel agua en cada caso.b) ¿Qué son soluciones isoosmóticas? ¿Qué son soluciones isotónicas?Discuta el papel de la membrana semipermeable en el concepto de isotonicidad.

22. a) ¿Cuáles son el descenso crioscópico y el aumento ebulloscópico de una solución de1000 mOsm/L en agua? ¿Son los valores similares para otros solventes?b) ¿Cuál es la osmolaridad de la sangre y del liquido intersticial en los mamíferos? De tresejemplos de soluciones hipotónicas (respecto de los eritrocitos) y una de ellas que seaisoosmótica con el contenido intraeritrocitario.

23. a) ¿Qué es el calor de reacción? ¿Cómo se mide? ¿Qué son las reacciones exotérmicas yendotérmicas? De ejemplos de reacciones endotérmicas y exotérmicas.b) Discuta la validez del siguiente enunciado: “Todas las reacciones químicas tienen uncalor de reacción asociado”. ¿Es el carácter exotérmico (o endotérmico) un criterio deespontaneidad de una reacción química?

24. a) La termoquímica tiene dos leyes de conservación que posibilitan el tratamientoalgebraico del calor de reacción. Enuncie, comente y dé ejemplos de las leyes de Lavoisier-Laplace y de Hess.b) Escriba las ecuaciones termoquímicas para la producción de CO y CO2a partir de suselementos. Los ∆H° de reacción (en realidad ∆H°f) son -110 kJ/mol y –393,5,respectivamente. Considere que el calor ni se crea ni se destruye, y calcule el calor dereacción a presión constante de la oxidación de CO a CO2.

25. a) Indique en un esquema de temperatura en función del tiempo el cambio que seobtiene al disolver un sólido en agua a 25 ºC en un calorímetro adiabático: (i) si el procesoes exotérmico; y (ii) si el proceso es endotérmico. Dé dos ejemplos de sales con estaspropiedades.b) ¿Qué significa el término condiciones estándar en relación con los cambios de entalpía?¿Qué significa el término entalpía de formación? ¿Qué significa el término entalpíaestándar de formación?

26. a) Defina qué es un sistema termodinámico. Mencione sistema, límite, entorno yuniverso. De tres ejemplos de sistemas termodinámicos. b) Enuncie la Primera Ley de la termodinámica en palabras y en forma matemática. Definaentalpía. ¿Qué relación tiene la entalpía con el calor de reacción? Discuta la relación entrelos cambios entálpicos y la formación y ruptura de uniones químicas.

27. a) Enuncie la Segunda Ley de la termodinámica en palabras y en forma matemática.Defina entropía. Discuta la relación de la entropía con la entalpía y con la energía libre deGibbs?b) ¿cuál es el significado de la energía libre de Gibbs? ¿Qué determinación hizo en lostrabajos prácticos que permite calcular directamente la energía libre de Gibbs de un procesoquímico? Enuncie la igualdad correspondiente.

28. a) Escriba la reacción de disociación, autoprotólisis o autoionización del agua. Describala constante de autoprotólisis del agua (Kw). ¿Qué es el pH? De una definición matemáticade pH y describa los conceptos de medio neutro, ácido y básico.b) Indique en el diagrama de fases del agua, los puntos en los cuales hay equilibrio de fasesy donde el ∆G = 0 (para los cambios de fase). ¿Qué relación existe en esos puntos entre loscambios de estado del agua, los cambios entálpicos y los cambios entrópicos?

29. a) ¿Cuál es el significado del cambio de energía libre estándar, ∆Gº, en comparacióncon ∆G?b) ¿Cuál es la relación entre el ∆G de un proceso y la velocidad con que ese proceso selleva a cabo?

30. ¿Qué es la variación de la energía libre de Gibbs? De una explicación por la cual lamayoría de las reacciones exotérmicas son espontáneas, pero algunas no. Explique cómoestán relacionados los signos y magnitudes de ∆H y de ∆S y el efecto de la temperatura conla espontaneidad de un proceso y cómo lo afectan.

31. Describa con ecuaciones químicas el equilibrio químico y con ecuaciones matemáticasel valor de la constante de equilibrio para reacciones en (a) fase gaseosa y (b) en solución,para relaciones estequiométricas reactivos:productos 1:1, 1:2 y 2:2 (por ej. 1 A → 1 C; 1 A→ 2 C; 1 A + 1 B → 1 C + 1 D). Use Kppara la fase gaseosa y Kcpara las reacciones ensolución.

32. a) Enuncie el Principio de Le Chatelier aplicado a un sistema en equilibrio dinámico.b) Discuta el efecto de aumentar la temperatura en un sistema constituido por una reacciónexotérmica en equilibrio.c) Discuta el efecto de modificar solamente la presión (y no la temperatura) sobre: (i) laconstante de equilibrio Kp, y (ii) la posición del equilibrio, en una reacción en fase gaseosacon: (1) igual número de moléculas en los reactivos y productos; (2) mayor número demoléculas en los reactivos que en los productos.

33. En la siguiente reacción en equilibrio:A + B C +D
a) Indique las velocidades de las reacciones directa e inversa. ¿Qué sucede con cada una deellas si se agrega un catalizador?b) Indique en un diagrama de energía libre de la mezcla de reactivos y productos en funcióndel avance de la reacción, la ubicación del equilibrio:(i) si el estado A + B (reactivos) es menos energético (menor G) que el estado C + D(productos).(ii) si el estado A + B (reactivos ) es más energético (mayor G) que el estado C + D(productos).

34. a) Describa los procesos moleculares (disociación, asociación, cambio de fase)implicados en los equilibrios detallados más abajo. Escriba las ecuaciones de velocidadpara los dos semi-procesos unidireccionales de cada proceso, y escriba las dos constantesde equilibrio. Enuncie la constante de equilibrio en función de las constantes de velocidad.(i)N2O4(g)2 NO2(g)(∆Hº = + 28,6 kJ)(ii)H2O (l)H2O (g)(∆Hº = + 39,8 kJ)b) Considere, para los dos procesos, el efecto de la temperatura y de la presión sobre laconstante de equilibrio y sobre la posición de equilibrio.

35. a) En un gráfico de composición química en función del tiempo para la reacciónindicada, indique la evolución de una muestra pura de N2O4y señale cuando la reacciónalcanza el equilibrio.N2O4(g)2 NO2(g)b) Indique en el mismo gráfico, (i) la zona en que Q < K; (ii) la zona en que Q = K; y (iii) lazona donde Q > K y el sentido de la reacción en cada una de las zonas.

36. Explique lo que es incorrecto acerca de los enunciados siguientes:a) En el equilibrio ya no se transforman reactivos en productos.b) En el equilibrio la constante de velocidad de la reacción directa es igual a la de lareacción inversa.c) En el equilibrio hay cantidades iguales de reactivos y productos.

37. a) Defina qué son los electrolitos débiles y los electrolitos fuertes. De un par deejemplos de cada caso y escriba las reacciones correspondientes.b) ¿Qué tipo de electrolito es el agua? Justifique.c) ¿Cuál es la relación entre la constante de disociación del ácido (Ka) y la constante debasicidad (Kb) de un compuesto? ¿Cuál es su relación con Kw? Utilice como ejemplos alácido acético y el amoniaco.

38. a) ¿Qué es el pH? De una definición matemática de pH y describa los conceptos demedio neutro, ácido y básico.b) Calcule el pH final de las siguientes soluciones que se prepararon agregando en a un litrode agua el número de moles que se indica:
a) 0,2 moles de HCN + 0,2 moles de KOH (Ka= 4 x 10-10).b) 0,2 moles de HCl + 0,7 moles de NH3(Kb= 1,8 x 10-5).c) 0,6 moles de HNO3+ 0,5 moles de KOH.

39. a) Haga un gráfico del pH (ordenanda) de 100 mL de una solución de 0,1 N de HCl a laque se le agregan 10 veces 2 mL de una solución 10 N de KOH. Indique el punto deequivalencia.b) Haga un gráfico similar con 100 mL de una solución de 0,1 N de ácido acético a la quese le agregan 10 veces 2 mL de una solución 10 N de KOH.

40. a) ¿Qué es una solución reguladora? Describa la ecuación de Henderson-Hasselbalch eindique cómo calcula el pH de una solución reguladora.b) ¿Qué significan los términos rango útil y capacidad reguladora máxima de una soluciónamortiguadora? ¿De qué depende la capacidad reguladora de una solución amortiguadora?

41. a) Se quiere preparar una solución cuyo pH no se altere al añadir pequeñas cantidadesde ácidos o bases, utilizando ácido acético (Ka = 1,8 x 10-5). Partiendo de la solución deácido acético, ¿qué habrá que hacer?:(i) añadir una base fuerte hasta neutralizar todo el ácido;(ii) añadir una base fuerte hasta neutralizar la mitad del ácido;(iii) añadir una base fuerte hasta llegar a pH 7,0;Justifique sus respuestas.b) Haga un gráfico de pH en función de la cantidad de base fuerte agregada a la solución deácido acético. Indique el punto de equivalencia y la zona reguladora (buffer).

42. Diga en qué difiere la titulación de un ácido fuerte con una base fuerte de la titulaciónde un ácido débil con una base fuerte con respecto a los puntos siguientes:a) Cantidad de mL de base requeridos para alcanzar el punto de equivalencia;b) el pH al inicio de la titulación;c) el pH en el punto de equivalencia;d) el pH después de la adición de un ligero exceso de base;e) la selección del indicador para determinar el punto de equivalencia.Justifique sus respuestas.

43. a) Describa el equilibrio químico en una solución de CO2en agua. Escriba la ecuaciónquímica señalando el ácido y la base de Brönsted.b) Describa el efecto del pH, en la ecuación anterior, en cuanto a la liberación del CO2gas.Considere pH = 1,8 (jugo gástrico), pH = 7,4 (sangre) y 4,3 (solución de ácido cítrico, co-constituyente de las pastillas efervescentes).

44. a) Describa una reacción química en fase gaseosa. Use como ejemplo la reacción deformación de HCl a partir de H2y Cl2. Mencione los conceptos de choque molecular yformación de uniones químicas.b) ¿Qué es una reacción elemental?

45. a) Escriba las ecuaciones de velocidad de reacción en función de la concentración decada reactivo para cada una de las siguientes reacciones en fase gaseosa y en el sentidoindicado por las flechas:i) H2+ Cl2→ 2 HClii) 2 SO2+ O2→ 2 SO3iii) N2+ 3 H2→ 2 NH3b) Defina qué son reacciones de primer orden y de segundo orden. Escriba ejemplos de lasreacciones químicas y las ecuaciones matemáticas con las constantes de velocidad paracada caso.

46. Dibuje y explique el diagrama de energía en función del grado de avance de la siguientereacción e indique en el mismo la energía de activación. Marque y explique cómo semodificaría el diagrama en presencia de un catalizador y cómo se afecta la velocidad de lareacción.FeN2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g)

47. a) ¿Qué es una reacción redox? ¿Cómo afecta la reacción redox el número de oxidaciónde los elementos? Analice la reacción de formación de MgCl2a partir de Mg (metal) y Cl2(gas) en forma global y con dos hemi-reacciones.b) Discuta los mecanismos moleculares de oxidación y reducción de Fe2+y Cu2+,respectivamente en reacciones químicas y por un electrodo de metal inerte.

48. a) Describa con hemi-reacciones químicas y con una reacción global el proceso queocurre al intoducir una tira de zinc metálico en una solución azul de sulfato de cobre.Describa los cambios físicos que se observan.b) escriba con las dos hemi-reacciones y con la reacción global las reacciones de MnO4-yH2O2y de MnO4-y H2C2O4(ácido oxálico), ambas en medio ácido.

49. a) Una solución alcalina de iones hipoclorito reacciona con hidróxido de cromo (III)sólido (Cr(OH)3) para dar iones cromato (CrO42-) e iones cloruro. Escriba las dos hemi-reacciones y la reacción global igualadas.b) ¿Qué es una reacción de dismutación? ¿Cuál es el número mínimo de estados deoxidación de un elemento para que pueda generar una reacción de dismutación? Escribados reacciones de dismutación. Los elementos que experimentan dismutación son : O, N, P,S, Cl, Br, I, Mn Cu, Au y Hg.

50. a) ¿Qué es un potencial estándar de reducción?b) ¿Por qué no es posible medir el potencial estándar de reducción de una sola mediareacción?c) ¿Qué es un electrodo estándar de hidrógeno?

51. a) Calcule el potencial de la siguiente pila: un electrodo está formado por el parFe3+/Fe2+(E° = 0,771 V) en el cual [Fe3+] = 1 M y [Fe2+] = 0,1 M. El otro es el par NO3-/NO (E° = 0,96 V) en la cual [NO3-] es 100 mM, [NO] = 25 mM y [H+] = 1 mM. Escribalas ecuaciones y haga un diagrama de la pila.b) ¿Cuál es la FEM de una pila cuando la reacción redox llega al equilibrio? Justifique surespuesta.

52. Dada la pila Ag / AgNO3(0,01M) // Cd(NO3)2(0,1M) /Cd , operando a 25 oC y 1 atm :a) Calcule su FEM estándar (Eo(Ag+/Ag) = + 0,80 V; Eo(Cd2+/Cd) = - 0,40 V)b) Determine, en base a un cálculo termodinámico sencillo, si la pila funciona,espontáneamente, en las condiciones establecidas.c) Escriba las reacciones en el cátodo y en el ánodo de la pila.

53. a) Escriba las ecuaciones que relacionan el ∆Gº y la Keq con la FEM estándar de unacelda. Defina todos los términos.b) En condiciones de estado estándar, ¿qué reacción espontánea se llevará a cabo ensolución acuosa entre los iones Ce4+, Ce3+, Fe3+y Fe2+? Calcule el ∆Gº y la Keq de lareacción.

54. a) Describa el proceso de electrólisis de una solución de NaCl al 10 % con ánodo degrafito y diafragma. Haga un esquema de la celda electrolítica e indique las reacciones en elcátodo y en el ánodo.b) Enuncie la primera Ley de Faraday. Aplíquela a la electrólisis de la primera parte de lapregunta en un proceso en el que circulan 9650 C y calcule los volúmenes (CNPT) de H2yCl2producidos (El hidrógeno obtenido por esta electrólisis agua será posiblemente elcombustible del siglo XXI).QUÍMICA INORGÁNICA

55. a) ¿Qué es la tabla periódica de los elementos o tabla de Mendeleyev? ¿Qué es elnúmero atómico?b) ¿Cómo están ubicados los electrones en los átomos? ¿Cómo se relacionan los electronesexternos con las propiedades químicas de los elementos? Mencione: valencia, periodicidady octeto.

56. a) ¿Qué son los grupos y los períodos de la tabla periódica? Haga un esquema.b) ¿Qué significan bloques s, p y d?c) Escriba la configuración electrónica e indique la carga nuclear y el número de electronespara los 12 siguientes elementos e indique a que grupo de la tabla periódica pertenece cadauno: H, He, Li, Be, B, C, N, O, F, Ne, Na, Mg.

57. a) Indique como varía el radio atómico (o el radio covalente) a través de los grupos dela tabla periódica. Discuta la paradoja de la disminución del radio atómico con el aumentodel número atómico en los períodos. ¿En qué unidades se mide el radio atómico? ¿Cuál esel rango para los elementos del período 2? Use su tabla periódica.b) ¿Cómo se formaron los elementos? Discuta la abundancia relativa de los elementos en:(i) el cosmos; (ii) la corteza terrestre (océanos y continentes); (iii) los seres vivos, y (iv) elcuerpo humano. ¿Qué porcentaje en peso del cuerpo humano es agua?

58. a) Indique como varía el radio iónico a través de los grupos 1, 2, 15, 16, y 17 (loselementos mas importantes con capacidad para formar iones). ¿En qué unidades se mide elradio iónico? ¿Cuál es el rango para los iones de los grupos 1, 2 y 17? Use su tablaperiódicab) Discuta los ordenamientos de los elementos de la tabla periódica: (i) el histórico (1869-1940) basado en la masa atómica, y (ii) el actual (1950 → ) basado en los númerosatómicos. Consulte su tabla periódica.

59. a) ¿Cuál es la diferencia entre átomo e ión? Discuta con ejemplos y valores los tamañoscorrespondientes (átomos e iones) de los elementos de los grupos 1, 2, 15, 16 y 17.¿Cómo mediría el radio iónico? (¿cristales?)b) ¿Cual es la densidad de carga relativa de los iones Na+, K+y Cl-? ¿Cuál de los tres ionestiene una mayor cantidad de moléculas de agua de solvatación? (solvatación = hidratacióndel ión por moléculas de agua unidas en forma electrostática al ión). Considere a los ionescomo esferas de radio igual al radio iónico. Consulte su tabla periódica.

60. a) ¿Qué es la energía de ionización (o potencial de ionización o energía de primeraionización)? ¿Cómo varía en los grupos y en los períodos de la tabla periódica? ¿En queunidades se mide y cuáles son los valores aproximados para los elementos del grupo 1? (1eV (electrón-volt) = 96,5 kJ/mol). Consulte su tabla periódica.b) Comente cómo son los valores de energías de segunda, tercera y cuarta ionizaciónrespecto de los valores de energía de primera ionización.

61. a) ¿Qué son los metales? Comente sus principales propiedades físicas y químicas.b) Comente el siguiente concepto: “Los elementos que se comportan como metales están enla parte inferior izquierda de la tabla periódica” utilizando los valores de las energías deprimera ionización. Consulte su tabla periódica.

62. a) ¿Qué es afinidad electrónica? ¿En que unidades se mide y cuales son los valoresaproximados para el flúor, cloro y bromo? (los valores positivos de energía liberada NOsiguen la convención termodinámica de signo). Compare la afinidad electrónica con laenergía de ionización (energía para arrancar un electrón), use al flúor y al litio como casoslímite.b) Indique cómo varían la electronegatividad, según la electronegatividad de Pauling, parala serie de los elementos del segundo período (litio al neón). Comente el derivado carácteriónico de uniones químicas. Consulte su tabla periódica.

63. a) Discuta las propiedades físicas del H2. Comente la abundancia natural de los isótoposprotio (1H1), deuterio (2D1) y tritio (3T1))b) Escriba la reacción termoquímica de combustión del hidrógeno molecular (la reacciónproductora de energía del futuro). Calcule el ∆H de combustión del hidrógeno (por mol deH2O) si 0,2016 g de H2reaccionan en exceso de O2(reacción iniciada por chispa eléctrica) yproducen 28,6 kJ de calor de reacción en el calorímetro.

64. a) Escriba las reacciones balanceadas de formación de H2:(i) en la reacción de Naoy agua
(ii) en reacciones de metales con ácidos(iii) en la electrólisis de una solución de NaClb) Describa los hidruros de los elementos del tercer período P, S y Cl. Escriba lasestructuras de Lewis y mencione propiedades físicas y químicas de cada uno de ellos.

65. a) Describa los productos de la reacción los metales alcalinos del grupo 1 con: (i)oxígeno; (ii) hidrógeno; (iii) agua; y (iv) halógenos. Indique las principales propiedadesfísicas y químicas de los productos formados.b) Ordene en orden creciente de punto de ebullición: H2S, H2O, H2Te, H2Se. Justifique. Usesu tabla periódica.

66. a) Describa la unión electrostática. Use como ejemplos los cristales cúbicos tipo I (concontraión central) de los haluros de los metales alcalinos.b) Describa el concepto de entalpía reticular. Describa el uso del ciclo de Born-Haber paracalcular la entalpía reticular.

67. a) A partir de las entalpías reticulares (datos en kJ/mol) de las sales de los metalesalcalinos con flúor (LiF 1046; NaF 929; KF 826), con cloro (LiCl 861, NaCl 787, KCl717), con bromo (LiBr 818; NaBr 751; KBr 689) y con yodo (LiI 759; NaI 700; KI 645) (i)grafique las entalpías reticulares en función de los radios iónicos de los elementos del grupo1 (use la tabla periódica), y (ii) comente el efecto del radio iónico de cationes y aniones enla energía reticular.b) Describa la mayor fragilidad (ruptura por golpes, por ej. un martillazo o los choques enun molino de esferas de porcelana) de los sólidos iónicos comparados con los metales.

68. a) Describa el proceso de disolución física de una sal (por ej., LiCl, NaCl ó KCl; conentalpías reticulares de 861, 787 y 717 KJ/mol, respectivamente) en agua. Utilice losconceptos de unión electrostática, cristal, constante dieléctrica e hidratación de los iones.Los ∆H de disolución son: -37,0 kJ/mol para LiCl, +3,9 kJ/mol para NaCl y +17,2 kJ/molpara KCl.b) Describa, con ecuaciones químicas, las reacciones de los sólidos CaO, MgO y BaO enmedio alcalino (NaOH 5 M) y en medio ácido (H2SO45 M).

69. a) Describa, con ecuaciones químicas, la reacción de los metales alcalinos (grupo 1)con: (i) oxígeno; (ii) hidrógeno; (iii) agua y (iv) halógenos. Indique las principalespropiedades físicas y químicas de los productos formados.b) a) Describa, con ecuaciones químicas, la reacción de los metales alcalinotérreos (grupo2) con: (i) oxígeno; (ii) hidrógeno; (iii) agua y (iv) halógenos. Indique las principalespropiedades físicas y químicas de los productos formados.

70. a) ¿Cuál es el estado natural de los elementos Na, K, Ca y Mg? Describa brevemente susignificado biológico. Describa con ecuaciones químicas balanceadas las reacciones deestos cuatro elementos en su estado puro con el agua y con el oxígeno. Nombre los 8productos estables e indique sus principales propiedades físicas y químicas.b) Describa con ecuaciones químicas balanceadas las reacciones en las soluciones deCaCl2, NaCl, y KF a las que se adiciona NaOH ó H2SO4(puede no haber reacción).
Describa el comportamiento de soluciones de 0,05 M CaCl2y 0,05 M Na3PO4a pH 11,0 ya pH 3,0.

71. a) Describa con ecuaciones químicas balanceadas las reacciones con el oxígenomolecular de: (i) un metal alcalino (grupo 1; ejemplo Na); un metal alcalinotérreo (grupo 2;ejemplo Ca); y (iii) un metal propiamente dicho (Fe, numero atómico 26, elemento detransición, bloque d). Utilice el concepto de Lavoisier: metal + oxígeno = óxido. A veceshay más de un óxido. Nombre los que conozca.d) Describa con ecuaciones químicas balanceadas las reacciones de los productosdescriptos en (a) con H2SO4y con NaOH.

72. a) Describa con ecuaciones químicas balanceadas las propiedades anfóteras delaluminio elemento y del hidróxido de aluminio. Describa el uso del óxido de aluminio(alúmina γ) en el laboratorio y del hidróxido de aluminio como antiácido estomacal (use losvalores de pH de las suspensiones de hidróxido de aluminio, pH = 8,0, y del contenidogástrico, pH 1,4-1,6).b) Describa las propiedades y usos del aluminio metálico. Describa el proceso Hall deobtención electrolítica de aluminio metálico desarrollado en 1886 (utilizado actualmentepor Aluar en Puerto Madryn y por numerosas compañías en el mundo).

73. a) Describa las relaciones diagonales entre elementos de la tabla periódica e indiquealguno de esos pares de elementos.b) Explique en qué consiste el efecto par de electrones inerte. ¿En que grupos de elementosrepresentativos se observa este fenómeno?

74. a) Indique cuáles son los estados de hibridación posibles del C. ¿En cuáles estados dehibridización se forman uniones π? Indique y escriba los tipos de uniones (σ y π) delmetano, eteno y acetileno, y del CO y el CO2.b) Describa las estructuras químicas (con esquemas) y las propiedades físicas de los tresestados alotrópicos naturales del carbono.

75. Considere la descomposición del carbonato de calcio:CaCO3 (s) CO2(g) + CaO (s)a) Considerando ∆H° = + 178 kJ/mol y ∆S° = + 160 J/mol, discuta la espontaneidad de lareacción, tal como está descripta a 25 ºC y a 1200 ºC y el efecto de la presión sobre laconstante (Kp) y la posición del equilibrio.b) Describa dos métodos de preparación de CO2en el laboratorio. Describa el estadonatural del gas CO2, las fuentes más importantes del CO2en la atmósfera y su relación conel efecto invernadero.

76. a) ¿Qué es la sílice y cual es su estado natural? Compare la estructura cristalina de lasílice con la del diamante. Comente el uso de la sílice en la industria electrónica.b) Escriba la estructura química de los ácidos metasilícico y ortosilícico. Describa que es elgel de sílice y para que se usa en el laboratorio. Comente las propiedades de los silicatoscomplejos: vidrio, asbestos, talco, mica y granito.c) Describa la estructura de las siliconas y su uso en prótesis.

77. En el grupo 14 se encuentran los metales estaño y plomo, metales conocidos desde laantigüedad (se comenta que la caída del Imperio Romano se debió a la intoxicación porplomo provenientes de los recipientes donde se transportaban y guardaban agua y vino).a) Explique, en función de la configuración electrónica externa, los distintos compuestosque pueden formar el estaño y el plomo. ¿Cuáles son los estados de oxidación másimportantes? Consulte su tabla periódica.b) El dióxido de plomo es un agente oxidante fuerte. ¿A qué se debe su poder oxidante?c) Describa el carácter ácido de los iones Pb2+y Sn2+.

78. Escriba las fórmulas químicas y las estructuras de Lewis de: amoníaco, amonio,hidracina, nitrógeno, monóxido de dinitrógeno, óxido de nitrógeno, dióxido de nitrógeno,tetraóxido de dinitrógeno, pentóxido de dinitrógeno, ácido nitroso y ácido nítrico, e indique,en cada caso, el número de oxidación del nitrógeno.

79. a) Describa el proceso Haber-Weiss de obtención industrial de amoníaco. Mencione laespontaneidad de la reacción y el uso de la temperatura, catalizador y extracción (lavado)con agua.b) Describa el proceso de Ostwald de obtención industrial de ácido nítrico.

80. a) ¿Qué oxoácidos del fósforo conoce? Incluya al ácido hipofosforoso. Escriba lasestructuras de Lewis de cada uno y señale los hidrógenos ácidos de cada compuesto.Discuta la fuerza ácida de cada uno de ellos mediante el uso de las Reglas de Pauling.(Nota: no incluya a los ácidos polifosfóricos).b) Comente la importancia de las uniones químicas pirofosfato y polifosfato en sistemasbiológicos.

81. a) ¿Cuál es estado natural de los elementos C, N, P y S? Describa brevemente susignificado biológico. Describa con ecuaciones químicas balanceadas las reacciones de loselementos mencionados (i) con agua y (ii) con oxígeno. Indique si la temperaturaconsiderada es ambiente (25 ºC) o alta (350 ºC).b) Describa con ecuaciones químicas balanceadas las reacciones de formación de 9 ácidosimportantes del C, N, P y S a partir de los óxidos correspondientes. Considere para estaenumeración a los ácidos -oso e -ico de N, P y S, al ácido hipofosforoso, y al anióncarbonato ácido (bicarbonato) como la base de Brönsted de un ácido.

82. En el grupo 15 se encuentran los metaloides arsénico y antimonio y el metal bismuto.a) Describa los hidruros, los óxidos y los ácidos del arsénico y compárelos con los delfósforo.b) Mencione los efectos tóxicos, crónicos y agudos, del arsénico (se comenta que Napoleónfue envenenado en Santa Elena, ya que sus cabellos tenían un contenido muy alto dearsénico). Indique los (casi olvidados) usos farmacológicos del antimonio. Escriba laestructura química del subnitrato y del subcarbonato de bismuto (sales básicas de bismutousadas en el tratamiento de úlceras de estómago).

83. a) Describa la molécula de oxígeno indicando el radio covalente y distribuciónelectrónica de acuerdo a los orbitales moleculares y sus propiedades físicas(paramagnetismo). Indique su estado natural y el origen (geológico y actual) del oxígenoatmosférico.b) Compare las electronegatividades de los elementos del grupo 16 e indique los tres tiposde óxidos que forma el oxígeno y con que elementos los forma.

84. a) Describa al ozono, alótropo del oxígeno. Describa a la molécula con la estructura deLewis y con la teoría RPENV indique el ángulo de valencia del átomo central.b) Describa la formación del ozono en la atmósfera y en el laboratorio. Indique propiedadesquímicas del ozono distintas del oxígeno. ¿Qué es la capa de ozono, cómo se forma y cómose destruye?

85. a) Describa la molécula de peróxido de hidrógeno e indique su forma usando la teoríaRPENV. Indique las propiedades químicas del peróxido de hidrógeno como oxidante ycomo reductor.b) La solución de peróxido de hidrógeno se llama (según la tradición latina y laFarmacopea Argentina) agua oxigenada. Indique como se mide la concentración de H2O2en estas soluciones y que uso se da a las distintas concentraciones.

86. a) Describa el arreglo de los átomos de azufre en anillos. Indique el estado natural delazufre en la naturaleza, como elemento y como sales (entre ellas los sulfuros galena,cinabrio y pirita).b) Indique las propiedades del hidruro de azufre (H2S), físicas (en relación al H2O), y comoácido. Indique la solubilidad de los sulfuros.

87. a) Describa el proceso industrial de obtención de ácido sulfúrico.b) Indique, con ecuaciones, las propiedades del ácido sulfúrico como ácido fuerte, comooxidante y como deshidratante. ¿Qué es la lluvia ácida y cuales son sus consecuencias en elambiente?

88. Escriba las fórmulas químicas, las estructuras químicas con los enlaces de valencia y lasestructuras de Lewis de los óxidos del carbono, silicio, nitrógeno, fósforo y azufre.Nómbrelos. Indique el estado de la materia que corresponde a cada uno. Indique, en loscasos que corresponda, a que ácidos (con nombre y estructura) lleva la hidratación de esosóxidos.b) Enumere para cada uno de los ácidos una sal soluble y una sal insoluble (en el caso quehubiere).

89. Dos hidruros del tipo XH3se sumergen en agua. Uno de ellos (A) reaccionafuertemente con el agua dando una reacción alcalina y el otro (B) da una reacciónlevemente ácida. Indique que elementos pueden ser A y B, escriba las ecuaciones de lasreacciones con el agua, e indique otras propiedades diferenciales.b) ¿Cómo varia la acidez en la serie de los hidruros PH3, H2S y HCl? Explique lasdiferencias.

90. a) Ordene en forma creciente los puntos de fusión y ebullición de los halógenos.Discuta el comportamiento al descender en la columna que corresponde al grupo. Indiquelos tipos de uniones intermoleculares en los estados sólidos y líquidos.b) Calcule las diferencias de electronegatividad de Pauling entre el hidrógeno y el halógenoen: HF, HCl, HBr y HI. Estime en base a ello la secuencia de los valores de la constante deacidez (Ka). ¿Se ajusta dicha predicción a la realidad?

91. a) Discuta cómo varía la fuerza ácida de los oxoácidos del Cl (Use las Reglas dePauling). Dibuje la estructura de Lewis del oxoácido en el que el cloro se encuentra enestado de oxidación VII y nombre el compuesto.b) Considerando los potenciales de reducción de los halógenos explique porqué el bromopuede reaccionar con el ioduro, pero no con el fluoruro.(Eº F2/ F-= +2,87 V; Eº Br2/ Br-= +1,08 V; Eº I2/I-= +0,54 V).

92. Escriba la reacción de formación de bromuro de hidrógeno a partir de sus elementos enestado gaseoso. La reacción tiene un ∆G° = -53,4 kJ/mol. Discuta la espontaneidad de lareacción, tal como está descripta y el efecto de la presión y la temperatura sobre laconstante y la posición del equilibrio. La reacción es usualmente iniciada por iluminacióncon luz ultravioleta ¿cuál es el mecanismo molecular del efecto catalítico de la luz?

93. a) Dibuje la tabla periódica y marque las áreas donde se encuentren los siguienteselementos: (i) los metales alcalinos; (ii) Los metales alcalinotérreos; (iii) Los metales delgrupo 13; (iv) los metales de transición; (v) la primera serie de transición y (vi) loslantánidos y los actínidos.b) En Estocolmo (Suecia, temperatura media anual –10 ºC-20 °C) los químicos consideranque DOS elementos de la tabla periódica están en estado líquido: (i) nómbrelos e indiquesus puntos de fusión. En Guayaquil (Ecuador, temperatura media anual 30 ºC-35 °C) losquímicos consideran que CUATRO elementos de la tabla periódica están en estado líquido:(i) nombre a los dos elementos adicionales (de la observación ecuatoriana) e indique suspuntos de fusión. Consulte su tabla periódica.

94. ¿Cuales son las características principales de los elementos del grupo 18 o gasesnobles? Escriba la configuración electrónica e indique la carga nuclear y el número deelectrones para los 6 gases nobles. Indique el estado físico, la estructura atómico-molecular,y la reactividad química de los gases nobles. Indique usos de los gases nobles. Consulte sutabla periódica.

95. La tabla periódica tiene de 36 elementos conocidos como “elementos de transición” ycaracterizados por tener variadas propiedades físicas y químicas y sus electrones másexternos en orbitales d. Entre ellos, se destaca el Fe por sus vitales funciones en losanimales.a) Escriba la configuración electrónica e indique la carga nuclear y los electrones en losorbitales 4s y 4d de los siguientes elementos metálicos del cuarto período: Sc, Ti, V, Cr,Mn, Fe, Co, Ni, Cu y Zn. Indique los iones que forma cada elemento.b) ¿Qué propiedades son características de los elementos de transición? c) Describa los principales números de oxidación que presenta la primera serie de loselementos de transición. Explíquelos teniendo en cuenta la configuración electrónica.

96. a) Escriba seis (6) estructuras de complejos y nombre a cada uno de ellos según lasreglas de la IUPAC. Use un ión metálico (Cr3+, Fe3+, ó Co2+), ligandos monodentados(NH3, H2O, CO, NO, HO-, Cl-, CN-y SCN-), ligandos bidentados (en, etilendiamina, H2N-CH2-CH2-NH2; y oxalato -OOC-COO-) y un ligando polidentado (EDTA,etilediaminotetraacetato). Use uno o más de un tipo de ligando por complejo.b) Describa qué es un compuesto de coordinación mencionando el ión central, el contraion,el número y la disposición de los ligandos y el tipo de unión química entre los ligandos y elion central. Describa el concepto de constante de estabilidad de un ion complejo y devalores aproximados.

97. a) Describa el “desdoblamiento del campo cristalino” (∆o) para complejos octaédricosconsiderando los electrones del ión central y la perturbación producida por los pares deelectrones aportados (covalencia dativa) por los ligandos. (el nombre de “campo cristalino”viene del uso de la teoría de la distribución geométrica de los átomos en cristales para loscomplejos o compuestos de coordinación). Describa como el desdoblamiento produceabsorción de luz visible, lo que se manifiesta con los colores de los complejos.b) Con los datos espectroscópicos de complejos con el mismo ión central y distintosligandos, se ha establecido la “serie espectroquímica”, que indica la capacidad de losligandos para desdoblar las energías de los orbitales d.CO > CN-> en > NH3> H2O > F-> HO-> SCN-> Cl-> Br-> I-Discuta la propiedad de ligandos fuertes (a la izquierda de la serie) en relación a losligandos débiles (a la derecha de la serie) en base a sus propiedades de bases de Lewis(aceptor de electrones) y al carácter electronegativo del átomo que aporta el par deelectrones no compartidos.

98. a) Teniendo en cuenta que el complejo [Ti(H2O)6]3+absorbe luz a la longitud de onda(λ) correspondientes a 510 nm, calcule la energía involucrada en el desdoblamiento delcampo cristalino (∆o). Considere las igualdades c (velocidad de la luz; 2,99 × 108m/seg) =λ × ν; y ∆ο= h (constante de Planck; 6,63 × 10-34J x seg) × ν. Compare el valor obtenidocon la entalpía de la reacción de neutralización (H++ HO-→ H2O; ∆H = 55,8 kJ/mol).b) Una solución de CuSO4de color azul pálido se titula con cloruro de bario. Se forma unprecipitado blanco y la solución conserva su color azul. El agregado de una solución deamoniaco produce un viraje del color a un azul-violeta profundo Indique que es elprecipitado blanco y escriba las ecuaciones químicas de formación de nuevas especiesquímicas. Explique el viraje de color en base a los ligandos involucrados.

99. a) ¿Cómo se denomina la constante de equilibrio aplicada a la formación de ionescomplejos? Escriba la constante de equilibrio para los siguientes iones complejos: (i)[Pt(H2O)6]4+; (ii) [Co(SCN)6]3-; (iii) [Fe(Cl)6]3-b) ¿Qué es un quelato? De un ejemplo. ¿Cómo afecta a las propiedades químicas y elpotencial redox de un ion la quelación? De un ejemplo de un agente quelante.

100. Los complejos de coordinación del hierro tienen una importancia decisiva en losanimales. Merecen destacarse las coordinaciones octaédricas del hierro con los tetrapirrolessustituidos en la hemoglobina, el transportador de oxígeno en los vertebrados, y en loscitocromos, o pigmentos respiratorios celulares.a) Calcule la “energía de desdoblamiento del campo cristalino” en la hemoglobina ( Hb)(ligandos = 5 con N como átomo de enlace, 4 pirrólicos y 1 imidizólico, y 1 molécula deagua) y al pasar a la oxihemoglobina (HbO2) el ligando H2O es substitudo por O2). Losmáximos de absorción de la Hb y la HbO2son 430 nm y 415 nm.b) Con el resultado obtenido, ¿cómo considera al O2molecular, un ligando de campo fuerteo un ligando de campo débil? ¿Hay alguna relación entre estos desdoblamientos de campocristalino y las constantes de asociación (afinidad) basadas en el concepto de equilibrio?

101. a) ¿En qué posiciones de la tabla periódica se encuentran los elementos que formanparte constitutiva de los seres vivos? Con su tabla periódica, haga una lista de aquelloselementos que son indispensables para la vida. Cuéntelos y señale brevemente su función.Haga una lista de los elementos que se encuentran en el cuerpo humano pero que no sonparte constitutiva del mismo (contaminante, tóxicos, etc.). Cuéntelos.b) ¿En qué posiciones de la tabla periódica se encuentran los elementos reconocidos comotóxicos, ya sea como elementos, iones o compuestos. Considere a los elementosradioactivos. Comente, para algún elemento que resulte adecuado, el concepto de Paracelso(un alquimista o iatroquímico del siglo XVI) “Toda sustancia puede ser un remedio o unveneno dependiendo de la dosis”

102. a) Comente el uso de compuestos inorgánicos como principios activos demedicamentos autorizados por el ANMAT (Administración Nacional de Medicamentos,Alimentos y Tecnología Médica).b) Mencione usos específicos de las sales de los grupos 1 y 2 como medicamentos.