Pregunta 2 · Química I URV 2022

a) Què és Ĥ?

Solución: Operador hamiltonià / Operador hamiltonià del sistema

b) Amb quina magnitud física es relaciona Ĥ?

Solución: Energia total / Energia total (cinètica més potencial)

c) Sobre què opera Ĥ?

Solución: Funció d'ona / Funció d'ona (Ψ)

d) És d'esperar que la diferència entre el 2n i el 3r potencial d'ionització del Ca sigui:

Solución: 2. gran

d) Justificació: diferència entre el 2n i el 3r potencial d'ionització del Ca

Solución: El calci té configuració [Ar] 4s². El segon potencial d'ionització extreu l'últim electró de valència 4s generant Ca²⁺ (configuració estable de gas noble, [Ar]). El tercer potencial d'ionització requereix arrencar un electró d'una capa interna completa (3p), molt més pròxima al nucli i fortament atreta, per la qual cosa I₃ ≫ I₂.

e) El radi de l'anió S⁻ serà major que el radi atòmic del P?

Solución: 1. Veritat

e) Justificació: comparació del radi de l'anió S⁻ amb el radi atòmic del P

Solución: El sofre té nombre atòmic Z = 16 i el fòsfor Z = 15. En guanyar un electró, l'anió S⁻ augmenta la repulsió interelectrònica i l'apantallament a la capa de valència sense augmentar la càrrega nuclear, fent que el radi de S⁻ superi el radi atòmic neutre del fòsfor.

f) Indiqueu, en base a la configuració electrònica, quants electrons desaparellats té el catió Ti²⁺.

Solución: 2

f) Justificació / configuració electrònica del catió Ti²⁺

Solución: El titani neutre (Z = 22) té configuració [Ar] 4s² 3d². En ionitzar-se a Ti²⁺ es perden primer els electrons 4s, quedant [Ar] 3d². Segons la regla de Hund, aquests dos electrons ocupen dos orbitals d diferents amb espíns paral·lels, de manera que té 2 electrons desaparellats.