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Estructura de la materia
1
QUÍMICA 2º Bachillerato
CUESTIONES Y PROBLEMAS DE LAS PRUEBAS PARA EL ACCESO A LA
UNIVERSIDAD (Madrid)
ESTRUCTURA DE LA MATERIA
1.- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando la respuesta.
a) Un fotón con frecuencia 2000 s-1
tiene mayor longitud de onda que otro con
frecuencia 1000 s-1
.
b) De acuerdo al modelo de Bohr, la energía de un electrón de un átomo de hidrógeno
en el nivel n = 1 es cuatro veces la energía del nivel n = 2.
c) Cuando un átomo emite radiación, sus electrones pasan a un nivel de energía
inferior.
d) Los números cuánticos (3, 1, 1, +1/2) corresponden a un electrón de la configuración
electrónica fundamental del átomo de carbono. (Modelo 11/12)
2.- Para el conjunto de números cuánticos que aparecen en los siguientes apartados,
explique si pueden corresponder a un orbital atómico y, en los casos afirmativos, indique de
qué orbital se trata.
a) n = 5, l = 2, ml = 2 (Posible, 5d)
b) n = 1, l = 0, ml = –1/2 (No es posible)
c) n = 2, l = –1, ml = 1 (No es posible)
d) n = 3, l = 1, ml = 0 (Posible, 3p) (Modelo 09/10)
3.- Considere las configuraciones electrónicas en el estado fundamental:
a) 1s2
2s2
2p7
; b) 1s2
2s3
; c) 1s2
2s2
2p5
; d) 1s2
2s2
2p6
3s1
Razone cuáles cumplen el principio de exclusión de Pauli.
Deduzca el estado de oxidación más probable de los elementos cuya configuración sea correcta.
(Junio 00/01)
4.- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando en cada caso la
respuesta:
a) La configuración electrónica 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d1
corresponde al estado fundamental de
un átomo.
b) La configuración electrónica 1s2
2s2
2p7
3s1
es imposible.
c) Las configuraciones electrónicas 1s2
2s2
2p6
3s1
3p1
y 1s2
2s2
2p5
2d1
3s2
corresponden a dos
estados posibles del mismo átomo.
d) La configuración electrónica 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d1
corresponde a un elemento
alcalinotérreo. (Junio 10/11)
5.- Conteste breve y razonadamente lo que se plantea en los apartados siguientes:
a) ¿Qué son los modelos atómicos y qué utilidad tienen?
b) Cite dos modelos atómicos que sirvan para indicar la situación energética del
electrón.
c) ¿La distribución de todas las partículas que forman parte de los átomos está descrita
por los modelos atómicos que ha citado en el apartado b)?
d) Explique si hay diferencia entre órbita y orbital. (Junio 98/99)
Estructura de la materia
2
6.- Indique razonadamente si son ciertas o falsas cada una de las siguientes afirmaciones:
a) Dos iones de carga +1 de los isótopos 23 y 24 del sodio (Z=11) tienen el mismo
comportamiento químico.
b) El ion de carga -2 del isótopo 16 del oxígeno (Z=8) presenta la misma reactividad
que el ion de carga -1 del isótopo 18 del oxígeno.
c) La masa atómica aproximada del cloro es 35,5, siendo este un valor promedio
ponderado entre las masas de los isótopos 35 y 37, de porcentajes de abundancia 75 y
25%, respectivamente.
d) Los isótopos 16 y 18 del oxígeno se diferencian en el número de electrones que
poseen. (Junio 01/02)
7.- a) De las siguientes secuencias de iones, razone cuál se corresponde con la ordenación en
función de sus radios iónicos:
(I) Be2+
< Li+
< F-
< N3-
(II) Li+
< Be2+
< N3-
< F-
b) Ordene de mayor a menor los radios de los elementos de que proceden. (Junio 96/97)
8.- Justifique qué especie de cada una de las parejas (átomos o iones) siguientes tiene mayor
volumen:
a) (Fe, Kr) b) (Fe, K) c) (Fe, C) d) (Fe, Fe3+
) (Junio 99/00)
9.- Considere los elementos Be (Z=4), O (Z=8), Zn (Z=30) y Ar (Z=18).
a) Según el principio de máxima multiplicidad o regla de Hund, ¿cuántos electrones
desapareados presenta cada elemento en la configuración electrónica de su estado
fundamental?
b) En función de sus potenciales de ionización y afinidades electrónicas, indique los
iones más estables que pueden formar y escriba sus configuraciones electrónicas.
Justifique las respuestas. (Modelo 99/00)
10.- Dados los elementos de números atómicos: 19, 23 y 48:
a) Escriba la configuración electrónica en el estado fundamental de estos elementos.
b) Explique si el elemento de número atómico 30 pertenece al mismo periodo y/o al
mismo grupo que los elementos anteriores.
c) ¿Qué característica común presentan en su configuración electrónica los elementos de
un mismo grupo? (Septiembre 99/00)
11.- Teniendo en cuenta los elementos Z=7, Z=13 y Z=15, conteste razonadamente:
a) ¿Cuáles pertenecen al mismo periodo?
b) ¿Cuáles pertenecen al mismo grupo?
c) ¿Cuál es el orden decreciente de radio atómico?
d) De los dos elementos Z=13 y Z=15, ¿cuál tiene el primer potencial de ionización
mayor? (Septiembre 00/01)
12.- Las energías de ionización sucesivas para el berilio (Z=4), dadas en eV son: E1= 9,3;
E2=18,2; E3= 153,4…
a) Defina “primera energía de ionización” y represente el proceso mediante la ecuación
química correspondiente.
b) Justifique el valor tan alto de la tercera energía de ionización. (Junio 01/02)
13.- Explique razonadamente por qué se producen los siguientes hechos:
a) El elemento con Z=35 posee más estados de oxidación estables que los elementos con
Z=19.
b) Los elementos con Z=10, Z=18 y Z=36 forman pocos compuestos.
c) El estado de oxidación más estable del elemento Z=37 es +1.
d) El estado de oxidación +2 es menos estable que el +1 para el elemento Z=11.
(Septiembre 01/02)
Estructura de la materia
3
14.- Dado el elemento A (Z=17), justifique cuál o cuáles de los siguientes elementos: B (Z=19),
C (Z=35) y D (Z=11)
a) Se encuentran en su mismo periodo.
b) Se encuentran en su mismo grupo.
c) Son más electronegativos.
d) Tienen menor energía de ionización. (Junio 02/03)
15.- Considere los elementos con números atómicos 4, 11, 17 y 33:
a) Escriba la configuración electrónica señalando los electrones de la capa de valencia.
b) Indique a qué grupo del sistema periódico pertenece cada elemento y si son metales o
no metales.
c) ¿Cuál es el elemento más electronegativo y cuál el menos electronegativo?
d)¿Qué estados de oxidación serán los más frecuentes para cada elemento?
(Junio 03/04)
16.- La configuración electrónica del último nivel energético de un elemento es 4s2
4p3
. De
acuerdo con este dato:
a) Deduzca la situación de dicho elemento en la tabla periódica.
b) Escriba los valores posibles de los números cuánticos para su último electrón.
c) Deduzca cuántos protones tiene un átomo de dicho elemento.
d) Deduzca los estados de oxidación más probables de este elemento.
(Septiembre 05/06)
17.- Dados los siguientes elementos: F, P, Cl, Na
a) Indique su posición (periodo y grupo) en el sistema periódico.
b) Determine sus números atómicos y escriba sus configuraciones electrónicas.
c) Ordene razonadamente los elementos de menor a mayor radio atómico.
d) Ordene razonadamente los elementos en función de su primera energía de ionización.
(Junio 06/07)
18.- Para el elemento alcalino del tercer periodo y para el segundo elemento del grupo de los
halógenos:
a) Escriba sus configuraciones electrónicas. (1s2
2s2
2p6
3s1
; 1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
)
b) Escriba los cuatro números cuánticos del último electrón de cada elemento.
((3,0,0,1/2); (3,1,-1,1/2))
c) ¿Qué elemento de los dos indicados tendrá la primera energía de ionización menor?
Razone la respuesta. (Alcalino)
d) ¿Cuál es el elemento que presenta mayor tendencia a perder electrones? Razone la
respuesta. (Alcalino) (Modelo 05/06)
19.-Dados los elementos Na, C, Si y Ne:
a) Escriba sus configuraciones electrónicas.
b) ¿Cuántos electrones desapareados presenta cada uno en su estado fundamental?
c) Ordénelos de menor a mayor primer potencial de ionización. Justifique la respuesta.
d) Ordénelos de menor a mayor tamaño iónico. Justifique la respuesta. (Junio 07/08)
20.- La primera y la segunda energía de ionización para el átomo A, cuya configuración
electrónica es 1s2
2s1
, son 520 y 7300 kJ·mol-1
, respectivamente:
a) Indique qué elemento es A, así como el grupo y periodo a los que pertenece.
b) Defina el término energía de ionización. Justifique la gran diferencia existente entre
los valores de la primera y la segunda energía de ionización del átomo A.
c) Ordene las especies A, A+
y A2+
de menor a mayor tamaño. Justifique la respuesta.
d) ¿Qué elemento presenta la misma configuración electrónica que la especie iónica A+
?
(Junio 08/09)
Soluciones: a) Li, alcalino, segundo periodo. b) Teoría. c) r(A2+
)<r(A+
)<r(A). d) He
Estructura de la materia
4
21.- Para cada uno de los elementos con la siguiente configuración electrónica en los niveles de
energía más externos: A=2s2
2p4
; B=2s2
; C=3s2
3p2
; D=3s2
3p5
a) Identifique el símbolo del elemento, el grupo y el periodo en la tabla periódica.
b) Indique los estados de oxidación posibles para cada uno de esos elementos.
c) Justifique cuál tendrá mayor radio atómico: A o B.
d) Justifique cuál tendrá mayor electronegatividad: C o D. (Modelo 07/08)
Solución: a) A=O ; periodo 2, grupo 16; B=Be; periodo 2, grupo 2; C=Si; periodo 3, grupo 14;
D=Cl, periodo 3, grupo 17. b) A=-2,1,0; B=+2,0; C=+2,+4,0; D=-1,+1,0,+3,+5,+7. c) B d)D.
22.- Considerando los elementos Na, Mg, Si y Cl:
a) Indique los números cuánticos del electrón más externo del Na.
b) Ordene los elementos por orden creciente de su radio atómico y justifique la respuesta.
c) Ordene los elementos por orden creciente de su primer potencial de ionización y justifique la
respuesta.
d) Escriba la configuración electrónica de las especies Na+,
Mg2+
, Si y Cl–
. ( Septiembre 09/10)
23.- Para el segundo elemento alcalinotérreo y para el tercer elemento del grupo de los
halógenos:
a) Escriba su configuración electrónica. (1s2
2s2
2p6
3s2
; 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p5
)
b) Escriba los cuatro números cuánticos de su último electrón. ((3,0,0,1/2); (4,1,-1,1/2))
c) ¿Cuál de los dos elementos tendrá mayor afinidad electrónica, en valor absoluto? Justifique la
respuesta. (El halógeno)
d)¿Cuál de los dos elementos es más oxidante? Justifique la respuesta (Halógeno) (Mod.10/11)
24.- Para los elementos A, B, C y D, de números atómicos 3, 10, 20 y 35, respectivamente:
a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) Indique su situación en la tabla periódica (periodo y grupo).
c) Justifique si los siguientes números cuánticos pueden corresponder a los electrones más
externos de alguno de ellos, indicando a cuál: (2,1,0,+1/2); (3,0,1,+1/2); (3,2,1,+1/2);
(4,1,1,+1/2).
d) Justifique cuál de estos elementos tiene la menor reactividad química. (Septiembre 10/11)
25.- Se tienen los elementos de números atómicos 12, 17 y 18. Indique razonadamente:
a) La configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) Los números cuánticos del último electrón de cada uno de ellos.
c) ¿Qué ion es el más estable para cada uno de ellos? ¿Por qué?
d) Escriba los elementos del enunciado en orden creciente de primer potencial de ionización,
justificando su respuesta. (Septiembre 12/13)
26.- Considere un elemento X del grupo de los alcalinotérreos y un elemento Y del grupo de los
halógenos. Conteste razonadamente a las siguientes preguntas:
a) Si X e Y se encuentran en el mismo periodo, ¿cuál tiene mayor radio atómico?
b) Si X e Y se encuentran en el mismo periodo, ¿cuál tiene mayor afinidad electrónica?
c) Si X se encuentra en el periodo siguiente a Y, ¿qué iones de ambos elementos tienen la
misma configuración electrónica?
d) ¿Cuál de los dos iones del apartado c) tiene mayor radio atómico? (Junio 13/14)
27.- Considere las cuatro configuraciones electrónicas siguientes:
(A) 1s2
2s2
2p7
, (B) 1s2
2s3
, (C) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d5
, y (D) 1s2
2s2
2p6
3s2
.
a) Razone cuál(es) no cumple(n) el principio de exclusión de Pauli.
b) Indique el grupo y el periodo de los elementos a los que pertenecen las configuraciones que sí
lo cumplen e indique su carácter metálico o no metálico.
c) Escriba las posibles combinaciones de números cuánticos para un electrón situado en un
orbital 3d.
d) Justifique cuál será el ion más estable del elemento D. (Septiembre 14/15)
Estructura de la materia
5
28.- Conteste a cada una de las siguientes preguntas, justificando su respuesta.

a) Determine para el átomo de hidrógeno según el modelo de Bohr qué transición electrónica
requiere una mayor absorción de energía, la de n = 2 a n =3, la de n=5 a n=6 o la de n =9 a n= 2.
b) Indique el grupo al que pertenece el elemento X si la especie X2-
tiene 8 electrones externos.
c) En el átomo Z = 25 ¿es posible que exista un electrón definido como (3, 1, 0, −1/2)? 

d) En el sistema periódico los elementos Z = 25 y Z = 30 se encuentran en el mismo periodo.
Explique cuál 
de ellos tiene un proceso de ionización más endotérmico. 
 (Junio 15/16)
29.- Considere los siguientes elementos: A es el alcalinotérreo del quinto periodo, B es el
halógeno del cuarto periodo, C es el elemento de número atómico 33, D es el kriptón y E es el
elemento cuya configuración electrónica de la capa de valencia es 5s
1
.
a) Indique el grupo al que pertenece cada uno de los átomos.

b) Justifique cuántos electrones con m = −1 posee el elemento E.

c) Razone cuáles son los iones más estables que forman los elementos B y E.
d) Indique razonadamente si el radio del ion A
2+
es mayor que el del ion B
−
. (Modelo 15/16)
30.- Si la energía de ionización del K gaseoso es de 418 kJ/mol:
a) Calcule la energía mínima que ha de tener un fotón para poder ionizar un átomo de K.
b) Calcule la frecuencia asociada a esta radiación y, a la vista de la tabla, indique a qué
región del espectro electromagnético pertenece.
c) ¿Podría ionizarse este átomo con luz de otra región espectral? Razone la respuesta.
En caso afirmativo, indique una zona del espectro que cumpla dicho
requisito
Datos: h= 6,63·10-34
J.s; c= 3·108
m/s; NA =6,022·1023
mol-1
(Modelo 04/05)
Solución: a) 6,94·10-19
J; b) 1,05·1015
s-1
UV; c) Sí, Rayos X o g.
31.- El espectro visible corresponde a radiaciones de longitud de onda comprendida entre 450 y
700 nm.
a) Calcule la energía correspondiente a la radiación visible de mayor frecuencia.
b) Razone si es o no posible conseguir la ionización del átomo de litio con dicha
radiación.
Datos: e=1, 6·10-19
C; c= 3·108
m/s; 1 nm = 10-9
m; h = 6,63·10-34
J·s;
primera energía de ionización del litio = 5,40 eV. (Junio 01/02)
32.- Sabiendo que la energía que posee el electrón de un átomo de hidrógeno en su estado
fundamental es 13,625 eV, calcule:
a) La frecuencia de la radiación necesaria para ionizar el hidrógeno. (3,29·1015
Hz)
b) La longitud de onda en nm y la frecuencia de la radiación emitida cuando el electrón
pasa del nivel n=4 al nivel n=2. (486 nm; 6,18·1014
Hz)
Datos: h= 6,63·10-34
J.s; e= 1,6·10-19
C; c=3·108
m/s (Septiembre 05/06)
λ(m) 10-1
10-3
10-6
4·10-7
3·10-9
10-12
Radio Microondas Infrarrojo Visible Ultravioleta Rayos X Rayos γ
Estructura de la materia
6
33.- En el espectro del átomo de hidrógeno hay una línea situada a 434,05 nm.
a)Calcule ΔE para la transición asociada a esa línea expresándola en kJ/mol (276kJ/mol)
b) Si el nivel inferior correspondiente a la transición es n=2, determine cuál será el nivel
superior. (n=5)
Datos: h= 6,63·10-34
J.s; c= 3·108
m/s; NA =6,022·1023
mol-1
; RH=2,18·10-18
J (Modelo 07/08)
34.- Cuando una muestra de átomos del elemento con Z = 19 se irradia con luz ultravioleta, se
produce la emisión de electrones, formándose iones con carga +1.
a) Escriba la configuración electrónica del átomo, indicando su grupo y periodo.
b) Razone si el segundo potencial de ionización de estos átomos será mayor o menor que el
primero.
c) Calcule la velocidad de los electrones emitidos si se utiliza una radiación de l= 200 nm,
sabiendo que el valor del primer potencial de ionización es 418,8 kJ·mol−1.
Datos. me = 9,11•10−31
kg; h = 6,626•10−34
J·s; c = 3•108
m·s−1; NA = 6,022•1023
mol−
1.
(Modelo 13/14)
35.- En la tabla adjunta se recogen las dos primeras energías de ionización (E.I., en kJ·mol
–1
) y
las electronegatividades (EN) de tres elementos pertenecientes al tercer periodo: cloro,
magnesio y sodio.
a)Defina los conceptos de energía de ionización y de electronegatividad.
b) Escriba las configuraciones electrónicas de los tres elementos mencionados en el enunciado.
c) Utilizando las energías de ionización, justifique cuáles son los elementos X, Y y Z. 

d) Justifique los valores de las electronegatividades de la tabla. 
 (Modelo 15/16)
36.- Conteste a cada una de las siguientes preguntas, justificando su respuesta.

a) Determine para el átomo de hidrógeno según el modelo de Bohr qué transición electrónica
requiere una mayor absorción de energía, la de n=2 a n=3, la de n=5 a n = 6 o la de n = 9 a n =2.
b) Indique el grupo al que pertenece el elemento X si la especie X
2−
tiene 8 electrones
externos. 

c)En el átomo Z = 25 ¿es posible que exista un electrón definido como (3, 1, 0, −1/2)? 

d) En el sistema periódico los elementos Z = 25 y Z = 30 se encuentran en el mismo periodo.
Explique cuál 
de ellos tiene un proceso de ionización más endotérmico. 
 (Junio 15/16)
37.- Dados los siguientes elementos: A (Z = 11), B (Z = 17) y C (Z = 20).
a) Para cada uno de ellos, escriba su configuración electrónica e indique el nombre y el símbolo
del elemento que está situado en el mismo grupo y en el periodo anterior.
b) Justifique qué ion, B
−
o C
2+
, tiene menor radio. 

c) Indique razonadamente cuántos electrones con m = 0 (número cuántico magnético) tiene el
elemento A. 

d) ¿Cuál de los elementos dados necesita más energía para convertirse en un ion monopositivo?
Razone 
su respuesta. 
 (Septiembre 16/17)
Estructura de la materia
7
38.-Considere los cuatro elementos con la siguiente configuración electrónica en los niveles de
energía más externos: A : 2s2
2p4
; B: 2s2
; C: 3s2
3p2
; D: 3s2
3p5
.
a) Identifique los cuatro elementos con nombre y símbolo. Indique grupo y periodo al que
pertenecen.
b) Indique un catión y un anión que sean isoelectrónicos con A2–
.
c) Justifique si la segunda energía de ionización para el elemento A es superior o inferior a la
primera.
d) En el espectro del átomo hidrógeno hay una línea situada a 434 nm. Calcule ΔE, en kJ·mol−1
,
para la transición asociada a esa línea.
Datos. h = 6,62×10−34
J·s; NA = 6,023×1023
; c = 3,00×108
m·s−1
. (Modelo 17/18)
39.-Responda justificadamente a las siguientes preguntas:
a) Para los átomos A (Z=7) y B (Z=26) escriba la configuración electrónica, indique el número
de electrones desapareados y los orbitales en los que se encuentran.
b) Los iones K+
y Cl-
tienen aproximadamente el mismo valor de sus radios iónicos, alrededor
de 0,134 nm. Justifique si sus radios atómicos serán mayores, menores o iguales a 0,134 nm.
c) Calcule la menor longitud de onda en nm de la radiación absorbida del espectro de hidrógeno.
Datos. RH= 1,097x107
m-1
. (Junio 17/18)
40.- Considere los elementos Mg y Cl:
a) Escriba la configuración electrónica de Mg2+
y Cl-
.
b) Indique los números cuánticos del electrón más externo del Mg.
c) Ordene los elementos por orden creciente de tamaño y justifique la respuesta.
d) Ordene los elementos por orden creciente de primera energía de ionización y justifique la
respuesta (Julio 17/18)
41.-Considere los elementos aluminio y magnesio.
a) Escriba la configuración electrónica de cada elemento.
b) Justifique qué elemento presenta mayor radio atómico.
c) Explique si la segunda energía de ionización del aluminio es mayor, igual o menor que la
primera.
d) Sabiendo que la primera energía de ionización del magnesio es 738,1 kJ·mol–1
, razone si es
posible ionizar un mol de átomos de magnesio gaseosos con una energía de 500 kJ.
(Julio 19/20)
42.-Dados los elementos A, B y C cuyos números atómicos son 12, 14 y 17 respectivamente,
indique:
a) Nombre, símbolo y configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) El orden decreciente de electronegatividad. (Julio 20/21)
43.-A las especies X+
, Y2–
y Z, les corresponden los números atómicos 11, 16 y 18,
respectivamente.
a) Identifique cada uno de los elementos X, Y y Z, indicando su nombre, símbolo, grupo y
periodo.
b) La primera y segunda energías de ionización para el átomo X son 495,8 y 4562 kJ mol–1
,
respectivamente. Justifique la gran diferencia existente entre estos dos valores.
c) Ordene los elementos X, Y, Z de mayor a menor tamaño. Justifique la respuesta.
(Julio 20/21)
Estructura de la materia
8
44.-Responda las siguientes cuestiones:
a) Considere los elementos: A (1s2
2s2
2p6
3s2
), B (1s2
2s2
2p2
) y C (1s2
2s2
2p6
3s2
3p4
). Identifique
cada elemento y especifique el grupo y el periodo al que pertenece.
b) Considere los elementos D (1s2
2s1
) y E (1s2
2s2
2p6
). La primera energía de ionización de uno
de ellos es 2080,7 kJ·mol−1
y la del otro 520,2 kJ·mol−1
. Justifique qué valor de la energía de
ionización corresponde a cada uno.
c) ¿Cuántos electrones desapareados existen en los átomos de Na, N y Ne? (Julio 20/21)
45.-Considere la configuración electrónica 1s2
2s2
2p6
.
a) Si perteneciese a un átomo neutro, identifíquelo indicando grupo, período, símbolo y nombre.
con nombre y símbolo.
c) Justifique qué dos aniones, uno con carga -1 y otro con carga -2, la presentan. Identifíquelos
con nombre y símbolo. (Junio 20/21)
46.-Dados los elementos A (Z=17), B (Z=35), C (Z=19) y D (Z=11):
a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.
b) Justifique cuáles se encuentran en el mismo periodo.
c) Razone si el elemento D (Z=11) presenta mayor afinidad electrónica que el A (Z=17).
(Junio 20/21)
47.-Considere los elementos cuyas configuraciones electrónicas son: A: 1s2
2s2
2p4
; B: 1s2
2s2
;
C: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p2
; D: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
.
a) Identifique el nombre y símbolo de cada elemento, e indique el grupo y periodo a los que
pertenece.
b) Para los elementos A y B, justifique cuál de ellos tiene mayor radio atómico.
c) Indique el estado o estados de oxidación más probable(s) de cada elemento.
d) Justifique qué elemento, C ó D, tiene mayor energía de ionización (Modelo 20/21)

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Estructura atómica y configuraciones electrónicas

  • 1. Estructura de la materia 1 QUÍMICA 2º Bachillerato CUESTIONES Y PROBLEMAS DE LAS PRUEBAS PARA EL ACCESO A LA UNIVERSIDAD (Madrid) ESTRUCTURA DE LA MATERIA 1.- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando la respuesta. a) Un fotón con frecuencia 2000 s-1 tiene mayor longitud de onda que otro con frecuencia 1000 s-1 . b) De acuerdo al modelo de Bohr, la energía de un electrón de un átomo de hidrógeno en el nivel n = 1 es cuatro veces la energía del nivel n = 2. c) Cuando un átomo emite radiación, sus electrones pasan a un nivel de energía inferior. d) Los números cuánticos (3, 1, 1, +1/2) corresponden a un electrón de la configuración electrónica fundamental del átomo de carbono. (Modelo 11/12) 2.- Para el conjunto de números cuánticos que aparecen en los siguientes apartados, explique si pueden corresponder a un orbital atómico y, en los casos afirmativos, indique de qué orbital se trata. a) n = 5, l = 2, ml = 2 (Posible, 5d) b) n = 1, l = 0, ml = –1/2 (No es posible) c) n = 2, l = –1, ml = 1 (No es posible) d) n = 3, l = 1, ml = 0 (Posible, 3p) (Modelo 09/10) 3.- Considere las configuraciones electrónicas en el estado fundamental: a) 1s2 2s2 2p7 ; b) 1s2 2s3 ; c) 1s2 2s2 2p5 ; d) 1s2 2s2 2p6 3s1 Razone cuáles cumplen el principio de exclusión de Pauli. Deduzca el estado de oxidación más probable de los elementos cuya configuración sea correcta. (Junio 00/01) 4.- Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando en cada caso la respuesta: a) La configuración electrónica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 corresponde al estado fundamental de un átomo. b) La configuración electrónica 1s2 2s2 2p7 3s1 es imposible. c) Las configuraciones electrónicas 1s2 2s2 2p6 3s1 3p1 y 1s2 2s2 2p5 2d1 3s2 corresponden a dos estados posibles del mismo átomo. d) La configuración electrónica 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 corresponde a un elemento alcalinotérreo. (Junio 10/11) 5.- Conteste breve y razonadamente lo que se plantea en los apartados siguientes: a) ¿Qué son los modelos atómicos y qué utilidad tienen? b) Cite dos modelos atómicos que sirvan para indicar la situación energética del electrón. c) ¿La distribución de todas las partículas que forman parte de los átomos está descrita por los modelos atómicos que ha citado en el apartado b)? d) Explique si hay diferencia entre órbita y orbital. (Junio 98/99)
  • 2. Estructura de la materia 2 6.- Indique razonadamente si son ciertas o falsas cada una de las siguientes afirmaciones: a) Dos iones de carga +1 de los isótopos 23 y 24 del sodio (Z=11) tienen el mismo comportamiento químico. b) El ion de carga -2 del isótopo 16 del oxígeno (Z=8) presenta la misma reactividad que el ion de carga -1 del isótopo 18 del oxígeno. c) La masa atómica aproximada del cloro es 35,5, siendo este un valor promedio ponderado entre las masas de los isótopos 35 y 37, de porcentajes de abundancia 75 y 25%, respectivamente. d) Los isótopos 16 y 18 del oxígeno se diferencian en el número de electrones que poseen. (Junio 01/02) 7.- a) De las siguientes secuencias de iones, razone cuál se corresponde con la ordenación en función de sus radios iónicos: (I) Be2+ < Li+ < F- < N3- (II) Li+ < Be2+ < N3- < F- b) Ordene de mayor a menor los radios de los elementos de que proceden. (Junio 96/97) 8.- Justifique qué especie de cada una de las parejas (átomos o iones) siguientes tiene mayor volumen: a) (Fe, Kr) b) (Fe, K) c) (Fe, C) d) (Fe, Fe3+ ) (Junio 99/00) 9.- Considere los elementos Be (Z=4), O (Z=8), Zn (Z=30) y Ar (Z=18). a) Según el principio de máxima multiplicidad o regla de Hund, ¿cuántos electrones desapareados presenta cada elemento en la configuración electrónica de su estado fundamental? b) En función de sus potenciales de ionización y afinidades electrónicas, indique los iones más estables que pueden formar y escriba sus configuraciones electrónicas. Justifique las respuestas. (Modelo 99/00) 10.- Dados los elementos de números atómicos: 19, 23 y 48: a) Escriba la configuración electrónica en el estado fundamental de estos elementos. b) Explique si el elemento de número atómico 30 pertenece al mismo periodo y/o al mismo grupo que los elementos anteriores. c) ¿Qué característica común presentan en su configuración electrónica los elementos de un mismo grupo? (Septiembre 99/00) 11.- Teniendo en cuenta los elementos Z=7, Z=13 y Z=15, conteste razonadamente: a) ¿Cuáles pertenecen al mismo periodo? b) ¿Cuáles pertenecen al mismo grupo? c) ¿Cuál es el orden decreciente de radio atómico? d) De los dos elementos Z=13 y Z=15, ¿cuál tiene el primer potencial de ionización mayor? (Septiembre 00/01) 12.- Las energías de ionización sucesivas para el berilio (Z=4), dadas en eV son: E1= 9,3; E2=18,2; E3= 153,4… a) Defina “primera energía de ionización” y represente el proceso mediante la ecuación química correspondiente. b) Justifique el valor tan alto de la tercera energía de ionización. (Junio 01/02) 13.- Explique razonadamente por qué se producen los siguientes hechos: a) El elemento con Z=35 posee más estados de oxidación estables que los elementos con Z=19. b) Los elementos con Z=10, Z=18 y Z=36 forman pocos compuestos. c) El estado de oxidación más estable del elemento Z=37 es +1. d) El estado de oxidación +2 es menos estable que el +1 para el elemento Z=11. (Septiembre 01/02)
  • 3. Estructura de la materia 3 14.- Dado el elemento A (Z=17), justifique cuál o cuáles de los siguientes elementos: B (Z=19), C (Z=35) y D (Z=11) a) Se encuentran en su mismo periodo. b) Se encuentran en su mismo grupo. c) Son más electronegativos. d) Tienen menor energía de ionización. (Junio 02/03) 15.- Considere los elementos con números atómicos 4, 11, 17 y 33: a) Escriba la configuración electrónica señalando los electrones de la capa de valencia. b) Indique a qué grupo del sistema periódico pertenece cada elemento y si son metales o no metales. c) ¿Cuál es el elemento más electronegativo y cuál el menos electronegativo? d)¿Qué estados de oxidación serán los más frecuentes para cada elemento? (Junio 03/04) 16.- La configuración electrónica del último nivel energético de un elemento es 4s2 4p3 . De acuerdo con este dato: a) Deduzca la situación de dicho elemento en la tabla periódica. b) Escriba los valores posibles de los números cuánticos para su último electrón. c) Deduzca cuántos protones tiene un átomo de dicho elemento. d) Deduzca los estados de oxidación más probables de este elemento. (Septiembre 05/06) 17.- Dados los siguientes elementos: F, P, Cl, Na a) Indique su posición (periodo y grupo) en el sistema periódico. b) Determine sus números atómicos y escriba sus configuraciones electrónicas. c) Ordene razonadamente los elementos de menor a mayor radio atómico. d) Ordene razonadamente los elementos en función de su primera energía de ionización. (Junio 06/07) 18.- Para el elemento alcalino del tercer periodo y para el segundo elemento del grupo de los halógenos: a) Escriba sus configuraciones electrónicas. (1s2 2s2 2p6 3s1 ; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ) b) Escriba los cuatro números cuánticos del último electrón de cada elemento. ((3,0,0,1/2); (3,1,-1,1/2)) c) ¿Qué elemento de los dos indicados tendrá la primera energía de ionización menor? Razone la respuesta. (Alcalino) d) ¿Cuál es el elemento que presenta mayor tendencia a perder electrones? Razone la respuesta. (Alcalino) (Modelo 05/06) 19.-Dados los elementos Na, C, Si y Ne: a) Escriba sus configuraciones electrónicas. b) ¿Cuántos electrones desapareados presenta cada uno en su estado fundamental? c) Ordénelos de menor a mayor primer potencial de ionización. Justifique la respuesta. d) Ordénelos de menor a mayor tamaño iónico. Justifique la respuesta. (Junio 07/08) 20.- La primera y la segunda energía de ionización para el átomo A, cuya configuración electrónica es 1s2 2s1 , son 520 y 7300 kJ·mol-1 , respectivamente: a) Indique qué elemento es A, así como el grupo y periodo a los que pertenece. b) Defina el término energía de ionización. Justifique la gran diferencia existente entre los valores de la primera y la segunda energía de ionización del átomo A. c) Ordene las especies A, A+ y A2+ de menor a mayor tamaño. Justifique la respuesta. d) ¿Qué elemento presenta la misma configuración electrónica que la especie iónica A+ ? (Junio 08/09) Soluciones: a) Li, alcalino, segundo periodo. b) Teoría. c) r(A2+ )<r(A+ )<r(A). d) He
  • 4. Estructura de la materia 4 21.- Para cada uno de los elementos con la siguiente configuración electrónica en los niveles de energía más externos: A=2s2 2p4 ; B=2s2 ; C=3s2 3p2 ; D=3s2 3p5 a) Identifique el símbolo del elemento, el grupo y el periodo en la tabla periódica. b) Indique los estados de oxidación posibles para cada uno de esos elementos. c) Justifique cuál tendrá mayor radio atómico: A o B. d) Justifique cuál tendrá mayor electronegatividad: C o D. (Modelo 07/08) Solución: a) A=O ; periodo 2, grupo 16; B=Be; periodo 2, grupo 2; C=Si; periodo 3, grupo 14; D=Cl, periodo 3, grupo 17. b) A=-2,1,0; B=+2,0; C=+2,+4,0; D=-1,+1,0,+3,+5,+7. c) B d)D. 22.- Considerando los elementos Na, Mg, Si y Cl: a) Indique los números cuánticos del electrón más externo del Na. b) Ordene los elementos por orden creciente de su radio atómico y justifique la respuesta. c) Ordene los elementos por orden creciente de su primer potencial de ionización y justifique la respuesta. d) Escriba la configuración electrónica de las especies Na+, Mg2+ , Si y Cl– . ( Septiembre 09/10) 23.- Para el segundo elemento alcalinotérreo y para el tercer elemento del grupo de los halógenos: a) Escriba su configuración electrónica. (1s2 2s2 2p6 3s2 ; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 ) b) Escriba los cuatro números cuánticos de su último electrón. ((3,0,0,1/2); (4,1,-1,1/2)) c) ¿Cuál de los dos elementos tendrá mayor afinidad electrónica, en valor absoluto? Justifique la respuesta. (El halógeno) d)¿Cuál de los dos elementos es más oxidante? Justifique la respuesta (Halógeno) (Mod.10/11) 24.- Para los elementos A, B, C y D, de números atómicos 3, 10, 20 y 35, respectivamente: a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos. b) Indique su situación en la tabla periódica (periodo y grupo). c) Justifique si los siguientes números cuánticos pueden corresponder a los electrones más externos de alguno de ellos, indicando a cuál: (2,1,0,+1/2); (3,0,1,+1/2); (3,2,1,+1/2); (4,1,1,+1/2). d) Justifique cuál de estos elementos tiene la menor reactividad química. (Septiembre 10/11) 25.- Se tienen los elementos de números atómicos 12, 17 y 18. Indique razonadamente: a) La configuración electrónica de cada uno de ellos. b) Los números cuánticos del último electrón de cada uno de ellos. c) ¿Qué ion es el más estable para cada uno de ellos? ¿Por qué? d) Escriba los elementos del enunciado en orden creciente de primer potencial de ionización, justificando su respuesta. (Septiembre 12/13) 26.- Considere un elemento X del grupo de los alcalinotérreos y un elemento Y del grupo de los halógenos. Conteste razonadamente a las siguientes preguntas: a) Si X e Y se encuentran en el mismo periodo, ¿cuál tiene mayor radio atómico? b) Si X e Y se encuentran en el mismo periodo, ¿cuál tiene mayor afinidad electrónica? c) Si X se encuentra en el periodo siguiente a Y, ¿qué iones de ambos elementos tienen la misma configuración electrónica? d) ¿Cuál de los dos iones del apartado c) tiene mayor radio atómico? (Junio 13/14) 27.- Considere las cuatro configuraciones electrónicas siguientes: (A) 1s2 2s2 2p7 , (B) 1s2 2s3 , (C) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 , y (D) 1s2 2s2 2p6 3s2 . a) Razone cuál(es) no cumple(n) el principio de exclusión de Pauli. b) Indique el grupo y el periodo de los elementos a los que pertenecen las configuraciones que sí lo cumplen e indique su carácter metálico o no metálico. c) Escriba las posibles combinaciones de números cuánticos para un electrón situado en un orbital 3d. d) Justifique cuál será el ion más estable del elemento D. (Septiembre 14/15)
  • 5. Estructura de la materia 5 28.- Conteste a cada una de las siguientes preguntas, justificando su respuesta.
 a) Determine para el átomo de hidrógeno según el modelo de Bohr qué transición electrónica requiere una mayor absorción de energía, la de n = 2 a n =3, la de n=5 a n=6 o la de n =9 a n= 2. b) Indique el grupo al que pertenece el elemento X si la especie X2- tiene 8 electrones externos. c) En el átomo Z = 25 ¿es posible que exista un electrón definido como (3, 1, 0, −1/2)? 
 d) En el sistema periódico los elementos Z = 25 y Z = 30 se encuentran en el mismo periodo. Explique cuál 
de ellos tiene un proceso de ionización más endotérmico. 
 (Junio 15/16) 29.- Considere los siguientes elementos: A es el alcalinotérreo del quinto periodo, B es el halógeno del cuarto periodo, C es el elemento de número atómico 33, D es el kriptón y E es el elemento cuya configuración electrónica de la capa de valencia es 5s 1 . a) Indique el grupo al que pertenece cada uno de los átomos.
 b) Justifique cuántos electrones con m = −1 posee el elemento E.
 c) Razone cuáles son los iones más estables que forman los elementos B y E. d) Indique razonadamente si el radio del ion A 2+ es mayor que el del ion B − . (Modelo 15/16) 30.- Si la energía de ionización del K gaseoso es de 418 kJ/mol: a) Calcule la energía mínima que ha de tener un fotón para poder ionizar un átomo de K. b) Calcule la frecuencia asociada a esta radiación y, a la vista de la tabla, indique a qué región del espectro electromagnético pertenece. c) ¿Podría ionizarse este átomo con luz de otra región espectral? Razone la respuesta. En caso afirmativo, indique una zona del espectro que cumpla dicho requisito Datos: h= 6,63·10-34 J.s; c= 3·108 m/s; NA =6,022·1023 mol-1 (Modelo 04/05) Solución: a) 6,94·10-19 J; b) 1,05·1015 s-1 UV; c) Sí, Rayos X o g. 31.- El espectro visible corresponde a radiaciones de longitud de onda comprendida entre 450 y 700 nm. a) Calcule la energía correspondiente a la radiación visible de mayor frecuencia. b) Razone si es o no posible conseguir la ionización del átomo de litio con dicha radiación. Datos: e=1, 6·10-19 C; c= 3·108 m/s; 1 nm = 10-9 m; h = 6,63·10-34 J·s; primera energía de ionización del litio = 5,40 eV. (Junio 01/02) 32.- Sabiendo que la energía que posee el electrón de un átomo de hidrógeno en su estado fundamental es 13,625 eV, calcule: a) La frecuencia de la radiación necesaria para ionizar el hidrógeno. (3,29·1015 Hz) b) La longitud de onda en nm y la frecuencia de la radiación emitida cuando el electrón pasa del nivel n=4 al nivel n=2. (486 nm; 6,18·1014 Hz) Datos: h= 6,63·10-34 J.s; e= 1,6·10-19 C; c=3·108 m/s (Septiembre 05/06) λ(m) 10-1 10-3 10-6 4·10-7 3·10-9 10-12 Radio Microondas Infrarrojo Visible Ultravioleta Rayos X Rayos γ
  • 6. Estructura de la materia 6 33.- En el espectro del átomo de hidrógeno hay una línea situada a 434,05 nm. a)Calcule ΔE para la transición asociada a esa línea expresándola en kJ/mol (276kJ/mol) b) Si el nivel inferior correspondiente a la transición es n=2, determine cuál será el nivel superior. (n=5) Datos: h= 6,63·10-34 J.s; c= 3·108 m/s; NA =6,022·1023 mol-1 ; RH=2,18·10-18 J (Modelo 07/08) 34.- Cuando una muestra de átomos del elemento con Z = 19 se irradia con luz ultravioleta, se produce la emisión de electrones, formándose iones con carga +1. a) Escriba la configuración electrónica del átomo, indicando su grupo y periodo. b) Razone si el segundo potencial de ionización de estos átomos será mayor o menor que el primero. c) Calcule la velocidad de los electrones emitidos si se utiliza una radiación de l= 200 nm, sabiendo que el valor del primer potencial de ionización es 418,8 kJ·mol−1. Datos. me = 9,11•10−31 kg; h = 6,626•10−34 J·s; c = 3•108 m·s−1; NA = 6,022•1023 mol− 1. (Modelo 13/14) 35.- En la tabla adjunta se recogen las dos primeras energías de ionización (E.I., en kJ·mol –1 ) y las electronegatividades (EN) de tres elementos pertenecientes al tercer periodo: cloro, magnesio y sodio. a)Defina los conceptos de energía de ionización y de electronegatividad. b) Escriba las configuraciones electrónicas de los tres elementos mencionados en el enunciado. c) Utilizando las energías de ionización, justifique cuáles son los elementos X, Y y Z. 
 d) Justifique los valores de las electronegatividades de la tabla. 
 (Modelo 15/16) 36.- Conteste a cada una de las siguientes preguntas, justificando su respuesta.
 a) Determine para el átomo de hidrógeno según el modelo de Bohr qué transición electrónica requiere una mayor absorción de energía, la de n=2 a n=3, la de n=5 a n = 6 o la de n = 9 a n =2. b) Indique el grupo al que pertenece el elemento X si la especie X 2− tiene 8 electrones externos. 
 c)En el átomo Z = 25 ¿es posible que exista un electrón definido como (3, 1, 0, −1/2)? 
 d) En el sistema periódico los elementos Z = 25 y Z = 30 se encuentran en el mismo periodo. Explique cuál 
de ellos tiene un proceso de ionización más endotérmico. 
 (Junio 15/16) 37.- Dados los siguientes elementos: A (Z = 11), B (Z = 17) y C (Z = 20). a) Para cada uno de ellos, escriba su configuración electrónica e indique el nombre y el símbolo del elemento que está situado en el mismo grupo y en el periodo anterior. b) Justifique qué ion, B − o C 2+ , tiene menor radio. 
 c) Indique razonadamente cuántos electrones con m = 0 (número cuántico magnético) tiene el elemento A. 
 d) ¿Cuál de los elementos dados necesita más energía para convertirse en un ion monopositivo? Razone 
su respuesta. 
 (Septiembre 16/17)
  • 7. Estructura de la materia 7 38.-Considere los cuatro elementos con la siguiente configuración electrónica en los niveles de energía más externos: A : 2s2 2p4 ; B: 2s2 ; C: 3s2 3p2 ; D: 3s2 3p5 . a) Identifique los cuatro elementos con nombre y símbolo. Indique grupo y periodo al que pertenecen. b) Indique un catión y un anión que sean isoelectrónicos con A2– . c) Justifique si la segunda energía de ionización para el elemento A es superior o inferior a la primera. d) En el espectro del átomo hidrógeno hay una línea situada a 434 nm. Calcule ΔE, en kJ·mol−1 , para la transición asociada a esa línea. Datos. h = 6,62×10−34 J·s; NA = 6,023×1023 ; c = 3,00×108 m·s−1 . (Modelo 17/18) 39.-Responda justificadamente a las siguientes preguntas: a) Para los átomos A (Z=7) y B (Z=26) escriba la configuración electrónica, indique el número de electrones desapareados y los orbitales en los que se encuentran. b) Los iones K+ y Cl- tienen aproximadamente el mismo valor de sus radios iónicos, alrededor de 0,134 nm. Justifique si sus radios atómicos serán mayores, menores o iguales a 0,134 nm. c) Calcule la menor longitud de onda en nm de la radiación absorbida del espectro de hidrógeno. Datos. RH= 1,097x107 m-1 . (Junio 17/18) 40.- Considere los elementos Mg y Cl: a) Escriba la configuración electrónica de Mg2+ y Cl- . b) Indique los números cuánticos del electrón más externo del Mg. c) Ordene los elementos por orden creciente de tamaño y justifique la respuesta. d) Ordene los elementos por orden creciente de primera energía de ionización y justifique la respuesta (Julio 17/18) 41.-Considere los elementos aluminio y magnesio. a) Escriba la configuración electrónica de cada elemento. b) Justifique qué elemento presenta mayor radio atómico. c) Explique si la segunda energía de ionización del aluminio es mayor, igual o menor que la primera. d) Sabiendo que la primera energía de ionización del magnesio es 738,1 kJ·mol–1 , razone si es posible ionizar un mol de átomos de magnesio gaseosos con una energía de 500 kJ. (Julio 19/20) 42.-Dados los elementos A, B y C cuyos números atómicos son 12, 14 y 17 respectivamente, indique: a) Nombre, símbolo y configuración electrónica de cada uno de ellos. b) El orden decreciente de electronegatividad. (Julio 20/21) 43.-A las especies X+ , Y2– y Z, les corresponden los números atómicos 11, 16 y 18, respectivamente. a) Identifique cada uno de los elementos X, Y y Z, indicando su nombre, símbolo, grupo y periodo. b) La primera y segunda energías de ionización para el átomo X son 495,8 y 4562 kJ mol–1 , respectivamente. Justifique la gran diferencia existente entre estos dos valores. c) Ordene los elementos X, Y, Z de mayor a menor tamaño. Justifique la respuesta. (Julio 20/21)
  • 8. Estructura de la materia 8 44.-Responda las siguientes cuestiones: a) Considere los elementos: A (1s2 2s2 2p6 3s2 ), B (1s2 2s2 2p2 ) y C (1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ). Identifique cada elemento y especifique el grupo y el periodo al que pertenece. b) Considere los elementos D (1s2 2s1 ) y E (1s2 2s2 2p6 ). La primera energía de ionización de uno de ellos es 2080,7 kJ·mol−1 y la del otro 520,2 kJ·mol−1 . Justifique qué valor de la energía de ionización corresponde a cada uno. c) ¿Cuántos electrones desapareados existen en los átomos de Na, N y Ne? (Julio 20/21) 45.-Considere la configuración electrónica 1s2 2s2 2p6 . a) Si perteneciese a un átomo neutro, identifíquelo indicando grupo, período, símbolo y nombre. con nombre y símbolo. c) Justifique qué dos aniones, uno con carga -1 y otro con carga -2, la presentan. Identifíquelos con nombre y símbolo. (Junio 20/21) 46.-Dados los elementos A (Z=17), B (Z=35), C (Z=19) y D (Z=11): a) Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos. b) Justifique cuáles se encuentran en el mismo periodo. c) Razone si el elemento D (Z=11) presenta mayor afinidad electrónica que el A (Z=17). (Junio 20/21) 47.-Considere los elementos cuyas configuraciones electrónicas son: A: 1s2 2s2 2p4 ; B: 1s2 2s2 ; C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 ; D: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 . a) Identifique el nombre y símbolo de cada elemento, e indique el grupo y periodo a los que pertenece. b) Para los elementos A y B, justifique cuál de ellos tiene mayor radio atómico. c) Indique el estado o estados de oxidación más probable(s) de cada elemento. d) Justifique qué elemento, C ó D, tiene mayor energía de ionización (Modelo 20/21)