PAU Química 2023 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 1

1. El diagrama de la figura adjunta representa l’ener- gia d’alguns orbitals que poden ser ocupats per l’electró més extern de l’àtom de sodi. a) Definiu el terme orbital atòmic segons el model ondulatori de l’àtom, i escriviu la configuració electrònica de l’àtom de sodi en estat fona- mental. Expliqueu què és l’energia d’ionització d’un àtom i calculeu-ne el valor per a l’àtom de sodi, expressat en kJ mol–1. [1,25 punts] b) En l’espectre d’emissió del sodi s’observa una línia intensa que correspon a la transició elec- trònica 3p → 3s. De quin color és aquesta radiació? [1,25 punts] Dades: Nombre atòmic: Z(Na) = 11. Nombre d’Avogadro: NA = 6,02 × 1023 mol–1. Constant de Planck: h = 6,63 × 10–34 J s. Velocitat de la llum en el buit: c = 3,0 × 108 m s–1. 1 nm = 10–9 m. 1 eV = 1,60 × 10−19 J. Espectre electromagnètic visible: Color de la radiació violat blau verd groc taronja vermell Longitud d’ona (nm) 380-450 450-495 495-570 570-590 590-620 620-750

Pregunta 1a Definició d’orbital atòmic [0,3 p] Un orbital atòmic, segons el model ondulatori de l’àtom, és una funció d’ona que ens descriu una regió de l’espai on hi ha una alta probabilitat de trobar un electró en un determinat estat energètic, fixats els nombres quàntics (n, l i m). Escriure la configuració electrònica del sodi [0,2 p] Z (Na) = 11  el sodi té 11 electrons Configuració electrònica del sodi: 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 Definició d’energia d’ionització [0,3 p] L’energia d’ionització és l’energia que cal subministrar a un element en estat gasós per arrencar un electró. Opcional: X(g)  X+(g) + e- Calcular l’energia d’ionització Dades del diagrama: - L’energia de l’electró més extern, que es troba a l’orbital 3s, te una energia de -5,14 eV/àtom. - Quan l’electró s’arrenca té una energia de 0. Energia d’ionització: Ei = E electró arrencat – E electró, orbital 3s = 0 – (-5,14)  Ei = 5,14 eV/àtom [0,2 p] Ho transformem a kJ/mol: Ei = 5,14 eV/àtom x (1,60 x 10-19 J / 1 eV) x ( 1 kJ […]