Problema 1 de Química de la Selectivitat 2024

Juny 2024, Sèrie 5 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Temes: Estructura atòmica i enllaç, Propietats periòdiques dels elements

Enunciat

1. L'indi (Z=49), el neodimi (Z=60) i el tàntal (Z=73) són elements que es troben a diferents blocs de la taula periòdica i que són clau en els components de les noves tecnologies. Aquests elements, tal com indica el fragment de la taula de la figura següent, actualment es troben en perill. [Imatge: Fragment de la taula periòdica de l'EuChemS que mostra l'abundància i disponibilitat dels elements, amb una llegenda que indica el nivell d'amenaça, disponibilitat, origen sintètic, minerals de conflicte i ús en telèfons intel·ligents]. FONT: Fragment de la taula de l'EuChemS dels noranta elements que es troben a la natura i que ho constitueixen tot, segons la seva abundància. Les configuracions electròniques dels elements són: In: [Kr] 4d^{10} 5s^2 5p^1; Nd: [Xe] 4f^3 6s^2; Ta: [Xe] 4f^{14} 5d^3 6s^2. a) Argumenteu, a partir de la seva configuració electrònica, a quin bloc i període pertany cadascun d'aquests tres elements, si es tracta d'elements de les anomenades terres rares i si la substància elemental és un metall o no. Representeu els electrons de la seva configuració electrònica i justifiqueu les representacions tenint en compte la regla de Hund i el principi d'exclusió de Pauli. [1,25 punts] b) Quines són i com s'enuncien les bases fonamentals del model atòmic mecanicoquàntic actual? Quins nombres quàntics (n, l, m_l) tindran els orbitals 5p d'un àtom d'indi? I l'orbital 6s d'un àtom de neodimi o tàntal? Argumenteu si la combinació dels nombres quàntics següents, (4, 1, -1) i (5, 3, 0), determinen algun orbital. En cas afirmatiu, de quin tipus d'orbital es tracta? [1,25 punts]

Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.

• Problema següent de l'examen
• Tot l'examen de Química 2024 (Juny 2024, Sèrie 5)