EjerciciosFyQ

PAU Madrid: química (junio 2026) - ejercicio 2B (8683)

F_y_Q — 2026-07-30T04:15:26Z

La configuración electrónica de un elemento «X» es $$$ [\text{Ne}]n\text{s}^1$$$.

a) Indica el valor de «n», el nombre y símbolo del elemento «X», así como el grupo y el periodo a los que pertenece. Razona cómo varía la energía de ionización a lo largo de un grupo de la tabla periódica.

b) Justifica cuál es el catión más estable que puede formar el elemento «X». Indica un catión divalente, un elemento neutro y un anión monovalente que sean isoelectrónicos con el catión más estable del elemento «X».

c) Si el electrón más externo del elemento «X» es excitado del orbital «ns» al orbital «np», ¿cómo cambian sus números cuánticos? Explica si se trata de una absorción o de una emisión de energía.

d) Calcula la energía, en electronvoltios, asociada a la transición electrónica anterior, sabiendo que la longitud de onda de la radiación implicada es de 766.5 nm.

Datos. $$$ \text{h} = 6.626\cdot 10^{-34}\ \text{J}\cdot \text{s}$$$; $$$ \text{c} = 3.00\cdot 10^8\ \text{m}\cdot \text{s}^{-1}$$$; $$$ 1\ \text{eV} = 1.602\cdot 10^{-19}\ \text{J}$$$.

a) El enunciado te da la configuración electrónica simplificada (kernel) del elemento «X». Debes saber que el neón (Ne) tiene como configuración electrónica externa $$$ \color{royalblue}{\bf 2s^2 2p^6}$$$, por lo que el siguiente nivel de energía es el tercero y eso implica que $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf n = 3}}$$$. Su número atómico es Z = 11, siendo el $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf \text{sodio (Na)}}}$$$. Está en el $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf \text{grupo uno y tercer periodo}}}$$$.

En los grupos, el tamaño del átomo aumenta a medida que descendemos porque se abren nuevas capas de energía. Esto hace que los electrones externos estén más lejos del núcleo atómico. Como las capas internas están llenas, el efecto apantallamiento es mayor y la carga nuclear efectiva, por lo tanto, es menor, haciendo que la energía necesaria para extraer el electrón de la última capa sea menor. Al descender en un grupo, disminuye la energía de ionización.

b) El catión más estable que puede formar el sodio es el resulta de ceder el electrón más externo que está en la capa tres. De ese modo, queda con la capa dos llena, siendo su capa más externa. El catión resultante es $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf Na^+}}$$$

El catión sodio tiene un total de diez electrones. Las especies isoelectrónicas son las que tienen el mismo número de electrones, por lo tanto:

El catión divalente será el del elemento con Z = 12 que pierde dos electrones, es decir, $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf Mg^{2+}}}$$$
El elemento será el que tenga número atómico Z = 10: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf Ne}}$$$
El anión monovalente será el que tenga Z = 9 y gana un electrón: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf F^-}}$$$

c) Los números cuánticos para el electrón del nivel «3s» son $$$ \color{royalblue}{\bf (3, 0, 0, \frac{1}{2})}$$$. El orbital al que promociona será el nivel «3p», por lo que no varía el valor de «n», pero sí lo hacen el valor de «l» y los posibles valores de «m». La cuaterna que describe esa situación sería $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf (3, 1, m, \frac{1}{2})}}$$$, siendo -1, 0, 1 los tres posibles valores de «m».

Se trata de una absorción de energía porque el orbital «3p» es de mayor energía que el orbital «3s». Aunque tienen el mismo valor de «n» la suma «n + l» es mayor en el caso del orbital «p». Para poder promocionar al nivel «3p» es necesario que el átomo absorba un fotón.

d) Usando la ecuación de Planck puedes calcular la energía a partir del valor de la longitud de onda de la radiación. La ecuación la puedes escribir en función de la frecuencia o de la longitud de onda:

$$$ E = \text{h}\cdot \nu\ \to\ \color{forestgreen}{\bf E = \dfrac{h\cdot c}{\lambda}}$$$

Si tienes en cuenta la equivalencia del prefijo «nano» y sustituyes en la ecuación:

$$$ \require{cancel} E = \dfrac{6.626\cdot 10^{-34}\ \text{J}\cdot \cancel{\text{s}}\cdot 3\cdot 10^8\ \cancel{\text{m}}\cdot \cancel{\text{s}^{-1}}}{766.5\cdot 10^{-9}\ \cancel{\text{m}}} = \color{royalblue}{\bf 2.593\cdot 10^{-19}\ J}$$$

Lo último que debes hacer es convertir el resultado a la unidad indicada:

$$$ \require{cancel} 2.593\cdot 10^{-19}\ \cancel{\text{J}}\cdot \dfrac{1\ \text{eV}}{1.602\cdot 10^{-19}\ \cancel{\text{J}}} = \color{firebrick}{\boxed{\bf 1.62\ eV}}$$$

[P(1303)] Longitud de onda de un fotón de energía conocida (8548)

F_y_Q — 2025-10-13T03:36:53Z

Clica sobre este enlace para ver el enunciado y la solución al problema que se resuelve en el vídeo.

[P(1006)] Efecto fotoeléctrico: variación de la energía cinética y del trabajo de extracción al oxidarse un metal (8078)

F_y_Q — 2023-10-20T03:32:32Z

Si quieres ver el enunciado y las respuestas del problema que se resuelve en el vídeo, haz clic en este enlace.

Energía máxima de los fotoelectrones emitidos por el cobre (8077)

F_y_Q — 2023-10-19T06:58:30Z

La frecuencia umbral para la emisión fotoeléctrica del cobre es . ¿Cuál será la energía máxima (en electronvoltios) de los fotoelectrones emitidos cuando una luz de frecuencia incide sobre una superficie de cobre?

La energía máxima de los fotoelectrones será la diferencia entre la energía de la luz que incide sobre la superficie y la energía umbral del cobre:

Como conoces las frecuencias de ambas energías solo tienes que utilizar la ecuación de Planck para describir cada energía:

Sustituyes los valores y calculas la energía:

Lo último que tienes que hacer es convertir el resultado a la unidad pedida en el enunciado del problema:

[P(1002)] Energía de los fotones del espectro visible (8076)

F_y_Q — 2023-10-18T07:30:38Z

Puedes ver el enunciado y la solución del problema que se resuelve en el vídeo si haces clic aquí.

Longitud de onda de un fotón para que pueda disociar una molécula de nitrógeno (8075)

F_y_Q — 2023-10-17T05:18:46Z

Calcula la longitud de onda máxima de un fotón que pueda producir la reacción:

2N(g)\ \ \ \ \ \Delta H = 225\ \frac{kcal}{mol}}" title="\ce{N2(g) -> 2N(g)\ \ \ \ \ \Delta H = 225\ \frac{kcal}{mol}}" />

Datos: ;

Como la entalpía de reacción viene dada por mol, es necesario que la conviertas a julios y la refieras a un único fotón:

A partir de la ecuación de Planck y de la relación entre la frecuencia y la longitud de onda, puedes obtener la ecuación para calcular la longitud de onda:

Sustituyes los valores y calculas:

[P(1005)] Efecto fotoeléctrico: trabajo de extracción y energía cinética de los fotoelectrones (8074)

F_y_Q — 2023-10-16T07:07:34Z

Para ver el enunciado y las respuestas al problema que se resuelve en el vídeo, puedes hacer clic aquí.

[P(8017)] EBAU Madrid: física (junio 2022) - ejercicio B.5 (8018)

F_y_Q — 2023-08-14T04:13:45Z

Puedes ver el enunciado y las respuestas al problema resuelto en el vídeo clicando en este enlace.

- 12 - Física Relativista / Transformación de Lorentz, Teoría de Planck, EBAU, Selectividad, EvAU

EBAU Madrid: física (junio 2022) - ejercicio B.5 (8017)

F_y_Q — 2023-08-13T05:04:51Z

Un electrón relativista ha llegado a adquirir una energía cinética equivalente a la energía de un fotón de de longitud de onda en el vacío. Calcula:

a) La energía cinética del electrón, en eV.

b) La velocidad del electrón.

Datos: ; ; ; .

a)

b)

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

EBAU Madrid: física (junio 2021) - ejercicio A.5 (7991)

F_y_Q — 2023-07-18T05:38:33Z

Un material posee un sistema de tres niveles energéticos electrónicos (nivel fundamental, primer nivel, y segundo nivel). Para que un electrón pase desde el nivel fundamental al segundo nivel, el material absorbe radiación de 450 nm; tras lo cual el material emite radiación de 600 nm debido al decaimiento del primer nivel hasta el fundamental.

a) Determina las diferencias de energía entre el primer nivel y el nivel fundamental, y entre el segundo nivel y el nivel fundamental, expresadas en eV.

b) Calcula la energía por unidad de tiempo que produce la emisión si el material emite .

Datos: ; ;

a) La diferencia de energía entre el nivel fundamental y el primer nivel de energía está relacionada con la emisión de radiación de 600 nm:

Es necesario que hagas la conversión a la unidad requerida por el enunciado:

El cálculo para el segundo nivel energético es análogo al anterior:

Es necesario que hagas la conversión a la unidad requerida por el enunciado:

b) La energía por unidad de tiempo es la potencia, que es el producto de los fotones emitidos por la energía de la radiación emitida: