Exercici 1 · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 1 2025

a) Expliqueu per què, a temperatura ambient, el F₂ és un gas, el Br₂ és un líquid i el I₂ és un sòlid.

Solución: El $\mathrm{F_2}$, el $\mathrm{Br_2}$ i el $\mathrm{I_2}$ estan formats per molècules apolars que formen dipols instantanis entre els quals s'estableixen forces d'atracció (forces de London) i com més grans són aquestes interaccions més alt és el punt d'ebullició d'una substància. Com més grans són les molècules (més massa i volum electrònic) més polaritzables són i més grans són les forces entre dipols instantanis. Per tant, les forces d'atracció entre molècules de $\mathrm{I_2}$ són majors que entre molècules de $\mathrm{Br_2}$, i aquestes són majors que entre molècules de $\mathrm{F_2}$.

a) Raoneu per què aquests tres elements formen molècules diatòmiques i és difícil trobar-los en forma d'àtoms aïllats a la natura.

Solución: Els halògens tenen 7 electrons de valència ($\mathrm{ns^2\,np^5}$) i per arribar a complir la regla de l'octet comparteixen 1 electró formant molècules diatòmiques amb un enllaç covalent entre àtoms d'halogen:

a) Quin tipus d'enllaç s'estableix entre un halogen i un metall alcalí?

Solución: Enllaç iònic

a) Justifiqueu la resposta del tipus d'enllaç entre un halogen i un metall alcalí.

Solución: Quan es combinen un halogen i un metall alcalí formen un enllaç iònic; l'halogen captarà un electró que li cedirà el metall alcalí i així ambdós elements compliran la regla de l'octet:

a) Poseu un exemple d'un compost amb aquest tipus d'enllaç.

Solución: NaCl / LiF / LiCl / LiBr / LiI / NaF / NaBr / NaI

b) Configuració electrònica del Li (Z = 3)

Solución: $1\mathrm{s^2\,2s^1}$

b) Configuració electrònica del Na (Z = 11)

Solución: $1\mathrm{s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1}$

b) Configuració electrònica del F (Z = 9)

Solución: $1\mathrm{s^2\,2s^2\,2p^5}$

b) Raoneu l'assignació de radi i energia d'ionització segons el model atòmic de càrregues elèctriques.

Solución: Radis atòmics: - El radi del Na serà més gran que el del Li perquè estan en el mateix grup, però el Na té més capes amb electrons ($3\mathrm{s^1}$) que el Li ($2\mathrm{s^1}$). L'atracció de les càrregues positives (nucli) amb les negatives (electrons) és més gran en el Li que en el Na $\Rightarrow \text{radi Na} > \text{radi Li}$. - El radi del Li serà més gran que el del F perquè tenen el mateix nombre de capes, però el F té nombre atòmic més gran i atraurà els electrons amb més força cap al nucli (més protons) $\Rightarrow \text{radi Li} > \text{radi F}$. Energies d'ionització: - Com més petit és un àtom més costa d'arrencar-ne un electró perquè aquest se sent més atret pel nucli.

b) Radi atòmic del Liti (Li)

Solución: $1{,}82$

b) Energia d'ionització del Liti (Li)

Solución: $520{,}2$

b) Radi atòmic del Fluor (F)

Solución: $0{,}42$

b) Energia d'ionització del Fluor (F)

Solución: $1681{,}0$

b) Radi atòmic del Sodi (Na)

Solución: $2{,}27$

b) Energia d'ionització del Sodi (Na)

Solución: $496{,}0$

b) Calculeu l'energia del fotó de llum blava de λ = 420 nm

Solución: $4{,}71\cdot 10^{-19}$ J

b) Canvi d'unitats de l'energia d'ionització a J/àtom (per a 520,2 kJ/mol)

Solución: $8{,}64\cdot 10^{-19}$ J / $8{,}64\cdot 10^{-19}$ J/atom

b) Conclusió: seria capaç d'ionitzar l'àtom?

Solución: No