Problema 5 · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 2 2021

5. Les propietats periòdiques dels elements químics són propietats fisicoquímiques que es repeteixen amb una certa regularitat en els grups i períodes de la taula periòdica dels elements. La raó d'aquesta regularitat té a veure amb la configuració electrònica de l'element. La taula següent recull algunes propietats de quatre elements químics:

· $S$ · $Cl$ · $K^+$ · $F^-$

Primera energia d'ionització ($\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$) · 999,5 · 1 251

Radi iònic (Å) · · · 1,34 · 1,34

a)

Per què la primera energia d'ionització del clor és més gran que la del sofre? El quocient de radis atòmics del potassi i el fluor ($r_{\text{K}}/r_{\text{F}}$) és superior a 1? Justifiqueu les respostes basant-vos en les configuracions electròniques i en el model atòmic de càrregues elèctriques. [1,25 punts]

b)

Justifiqueu per què podem ionitzar el clor atòmic si li fem arribar radiació ultraviolada (UV). La radiació visible no és capaç d'ionitzar el clor, però sí d'excitar-lo. Què succeeix en aquest procés d'excitació? [1,25 punts]

DADES:

Nombres atòmics: $Z(\text{F}) = 9$; $Z(\text{S}) = 16$; $Z(\text{Cl}) = 17$; $Z(\text{K}) = 19$.

Nombre d'Avogadro: $N_A = 6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}$.

Velocitat de la llum en el buit: $c = 3,00 \times 10^8\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}$.

Constant de Planck: $h = 6,63 \times 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}$.

Radiació ultraviolada (UV): longitud d'ona entre $15\text{ nm}$ i $400\text{ nm}$.

$1\text{ m} = 10^9\text{ nm}$.