Pregunta 6 · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 1 2024

a) Reacció de la primera energia d'ionització del rubidi

Solución: $\text{Rb(g)} \rightarrow \text{Rb}^+(\text{g}) + 1\text{ e}^-$

a) Valor de l'entalpia de la primera energia d'ionització del rubidi

Solución: 403 kJ/mol

a) Reacció de l'afinitat electrònica del clor

Solución: $\text{Cl(g)} + 1\text{ e}^- \rightarrow \text{Cl}^-(\text{g})$

a) Valor de l'entalpia de l'afinitat electrònica del clor

Solución: -349 kJ/mol

a) Reacció de formació del clorur de rubidi

Solución: $\text{Rb(s)} + \frac{1}{2}\text{Cl}_2(\text{g}) \rightarrow \text{RbCl(s)}$

a) Valor de l'entalpia de formació del clorur de rubidi

Solución: -435 kJ/mol

a) Digueu si la primera energia d'ionització del sodi serà més gran o més petita que la del rubidi

Solución: Més gran

a) Configuracions electròniques i justificació (Na vs Rb)

Solución: Configuracions: $Z(\text{Na}) = 11: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$ $Z(\text{Rb}) = 37: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^{10} 4p^6 5s^1$ Justificació: L'electró a arrencar en el Na està en l'orbital 3s, mentre que en el Rb està en el 5s. Com més intern és l'orbital, menys apantallament pateix i més atret està pel nucli, fent que costi més d'arrencar.

b) Plantejament del cicle de Born-Haber per a l'energia reticular del RbCl

Solución: $\Delta H_5 = \Delta H_1 + \frac{1}{2}\Delta H_2 + \Delta H_3 + \Delta H_4 + \Delta H_6$ $\Delta H_6 = \Delta H_5 - \Delta H_1 - \frac{1}{2}\Delta H_2 - \Delta H_3 - \Delta H_4$ $\Delta H_6 = -435 - 82 - \frac{1}{2}(240) - 403 - (-349) = -691\text{ kJ mol}^{-1}$

b) Calculeu el valor de l'energia reticular del clorur de rubidi

Solución: -691 kJ/mol

b) Indiqueu si l'energia reticular del fluorur de sodi (NaF) serà més gran o més petita que la del clorur de rubidi

Solución: Més gran

b) Configuracions electròniques i raonament qualitatiu (NaF vs RbCl segons la llei de Coulomb)

Solución: Configuracions: $Z(\text{F}) = 9: 1s^2 2s^2 2p^5$ $Z(\text{Cl}) = 17: 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5$ Raonament: Segons la llei de Coulomb $F = K\frac{q_1 q_2}{r^2}$, la força d'atracció és inversament proporcional al quadrat de la distància entre nuclis. Com que $\text{Na}^+$ té menys capes que $\text{Rb}^+$ i $\text{F}^-$ té menys capes que $\text{Cl}^-$, els ions de NaF són més petits i es troben més a prop. Per tant, l'energia reticular en valor absolut és més gran per al NaF.