Profundizando en el área de la química (página 6)

ISÓBAROS

     Son elementos cuyos isótopos tienen en común el número de masa(A). Son frecuentes entre los elementos radiactivos. Por ejemplo:

UNIDAD DE MASA ATÓMICA (uma)

      La unidad de masa atómica, es la masa de la doceava parte del átomo de carbono 12. Su símbolo es u.

      La unidad de masa atómica es la doceava parte (1/12) de la masa de un átomo de carbono 12, al que se le asigna una masa atómica de 12,000 u.

     La masa atómica relativa de un átomo es el cociente entre la masa de un átomo y la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12. La masa atómica relativa no tiene unidades, se expresa simplemente por un número puro.

MASA ATÓMICA PROMEDIO

     La masa atómica química de un elemento es el promedio de las masas atómicas individuales, o números másicos, de sus isótopos. Por ejemplo, el cloro, cuya masa atómica es 35,457 u.m.a, está compuesto por cloro 35 y cloro 37, en una proporción del 76 y el 24% respectivamente.

     Para calcular la  masa atómica promedio (llamado también peso atómico) se toma en cuenta   la masa relativa de cada isótopo, su abundancia en la mezcla y se determina el promedio ponderado.  Este  es un número decimal, no un entero y es el número que aparece en la tabla periódica. Como lo que se calcula es el promedio ponderado, este número tiene  un valor muy cercano a la masa del isótopo más abundante.

Por ejemplo el Bromo:

CUADRO Nº 4

ISOTOPOS DE BROMO

Calculo de la masa atómica promedio

Se multiplica la masa atómica por el % de abundancia de cada isótopo y se divide entre 100, luego se suman los valores.

NOTA:

1 u.m.a= masa de un átomo de hidrógeno=1/12 de la masa del átomo de carbono-12

         Todos los isótopos de los elementos con un número atómico superior a 83 (por encima del bismuto en el sistema periódico) son radiactivos, y también lo son algunos de los isótopos más ligeros, por ejemplo, el potasio 40. Se conocen unos 280 isótopos estables (no radiactivos) existentes en la naturaleza.

     Algunos elementos, como el sodio y el aluminio, están formados por una sola clase de átomos, pero la mayoría presentan varios isótopos, que en conjunto, constituyen una mezcla isotópica: el elemento con más isótopos estables, es el estaño, que tiene 10 de ellos. En  la mezcla, cada  isótopo participa en un determinado porcentaje, que se llama abundancia.

     Hay alrededor de 270 isótopos naturales y se han sintetizado, en  laboratorios de energía atómica,  más de 1000. En la tabla periódica, la masa  atómica  de los elementos sintéticos, se indica  con un número  entero  entre paréntesis. Esta es la masa del isótopo más estable.

TRABAJO DIRIGIDO Nº 4

     Responda las siguientes preguntas en grupos de tres personas en su cuaderno de clase en forma ordenada, clara y concisa.

1. ¿Qué es el átomo?
2. Caracterice las partículas fundamentales que forman el átomo:
3. Realice un dibujo del átomo e indique sus partes.
4. Describa el aporte de los siguientes científicos al desarrollo de la teoría atómica:

-          J.J Thompson y Millikan

-          E. Rutherford

-          Chadwick

5. ¿Por qué se caracteriza un átomo neutro? Explique.
6. ¿Qué es el número atómico y el número másico? Dé tres ejemplos de cada uno.
7. ¿Qué son isótopos e isóbaros? Dé dos ejemplos de cada uno.
8. ¿A qué se denomina masa atómica?
9. ¿Qué es la masa atómica promedio? ¿Cómo se calcula?

INVESTIGACION 1

A.    Investigue sobre el uso de isótopos en diferentes campos de la ciencia: radiación, medicina, etc.

B. Indague por medio de ejemplos sobre los peligros generados por el uso de los isótopos radiactivos.

PRACTICA TEMA IV.

PARTE A

     En muchos de los  ejercicios se utilizan isótopos de los elementos, por esta razón, se escriben números enteros que corresponden al número de masa y en algunos casos, es un isótopo cuyo número másico no coincide con los números indicados en la tabla periódica.  Por ejemplo,  la masa atómica promedio del yodo, es 126,905 uma (se redondea a 127), pero tiene un isótopo con un número de masa de 131uma, que se encuentra en menor porcentaje

1.         A continuación se presentan cuatro afirmaciones relacionadas con el átomo:

I.     Los protones se encuentran en el núcleo y su número es igual al número de electrones.

II.    La masa del electrón es la más pequeña de todas las partículas fundamentales.

III.   A medida que el número atómico aumenta, el número de electrones y de protones

       disminuyen proporcionalmente.

IV.   La suma de protones y neutrones es igual el número de masa o número atómico.

 Son correctas:

a)   II  y  IV                   b)   I  y  III                     c)   I  y  IV                    d)   II  y  III

2.         Para identificar un átomo se usa como criterio básico únicamente el número

a)   de electrones          b)  de isótopos c)   másico                   d)   atómico

3.         De las siguientes partículas subatómicas: protones, neutrones, electrones, la o las que determinan la existencia de isótopos son  ________________________                               

4.         Un compuesto con 52 protones, 54 electrones y 78 neutrones se representa como      _____________________________________. 

 5.        Las formas isotópicas de un elemento tienen

I.              Diferente número de protones e igual número de neutrones.

II.             Igual número de protones que de neutrones.

III.            Diferente masa e igual número atómico.

IV.           Igual número de protones y diferente número de neutrones.

De las anteriores afirmaciones son correctas

a)   I  y  II                      b)   II  y  III                    c)   III  y  IV                   d)   I  y  IV

6.         La especie química que tiene 38 protones, 36 electrones y 49 neutrones corresponde al  elemento  llamado

a)  Indio y ha perdido 11 electrones            b) criptón y ha ganado 2 electrones

            c)  estroncio y ha perdido 2 electrones   d) criptón y ha  ganado 2 electrones 

7.                                                       

            La afirmación correcta es la _______________                                                

8.         Un químico llevó a cabo el siguiente proceso:  

El átomo obtenido es:

            I.   Un elemento desconocido.              II.  Un elemento ya conocido

            III. Imposible de ubicar en la tabla periódica      IV. Un isótopo del elemento A

            De las anteriores afirmaciones son correctas:

            a)   I  y  III                     c)  II  y  IV                   

           b)  I,  III  y  IV                d)  II,  III  y  IV

 9.        A continuación se presentan cuatro grupos de posibles  isótopos       

El grupo formado por una mezcla isotópica es el  __________             

17.       De las siguientes especies:

19        Complete el siguiente cuadro                                                                                       

24.       Complete el siguiente cuadro:  

25.       Calcule la masa atómica promedio del elemento galio, con base en los siguientes datos:                                                                                                   R/ 69.717 u.m.a

(Dé la respuesta con 3 decimales)                                                                  

Isótopo            masa atómica             Abundancia

            Ga-69           68,9257                          60,40%

Ga-71             70,9249                        39,60%

26.       La plata natural existe en forma de dos isótopos estables: la plata 107 cuya masa es igual a 106,9041uma  la cual se encuentra en un 51,82% en la mezcla isotópica  y la plata 109 con una masa de 108,904 uma y un porcentaje de 48,18%. Calcule la masa atómica promedio de la plata.                                     R/ 107.868 u.m.a        

27.       Calcule la masa atómica promedio del elemento boro, con base en los siguientes datos:                                                                                           R/ 10.810 u.m.a

(Dé la respuesta con 3 decimales)       

28. Realice el siguiente complete acerca de las tres partículas subatómicas, iones  e isótopos.

COMPLETAR

Complete los siguientes cuadros según lo que se le solicita, protones, electrones, neutrones, numero másico, numero atómico, carga del ion, etc.

REALICE LOS SIGUIENTES CALCULOS.

1-     Determine  la masa atómica promedio de un elemento X cuyos isótopos x1 y X2 tienen un porcentaje de abundancia del 92.58% y 7.42% respectivamente y sus masas atómicas son 7.0160 y 6.0151 respectivamente.                                                                      R/ 6.942 u.m.a

2-     El oxigeno tienen tres isótopos el 16O, 17 O y el 18 O sus masas atómicas y porcentaje de abundancia respectivamente son:                   R/ 15.999 u.m.a

3-      Utilice la tabla de valores y calcule la masa atómica promedio del elemento estroncio.                                                                             R/ 87.618 u.m.a

 NOTA.  Los siguientes dos ejercicios se realizan unicamente para calcular el porcentaje de abundancia de los isótopos. Son opcionales.

4-     Determinar el % de abundancia para los dos isótopos del boro el B10 y el B11 si sus masas atómicas son 10.013 y 11.009 respectivamente y su peso atómico es 10.81 uma.                                                  R/19.98% y 80.02 %

5-     El cobre es un metal utilizado en la fabricación y las instalaciones eléctricas.  Determine el % de abundancia de los isótopos Cu63 y el Cu65 si sus masas atómicas son 62.93 y 64.927 respectivamente y su peso atómico es 63.55 uma.                                                                        R/ 68.953 % y 31.047 %

PARTE B. SELECCIÓN.

1.     En sus compuestos químicos el oro puede presentar los estados de oxidación que corresponden a los valores

A)      1+, 3+

B)      3+, 4+

C)      1+, 2+, 4+

D)      1+, 3+, 5+, 7+

2.     Los valores que corresponden a los electrones y neutrones de un átomo ionizado de azufre (S2 – ), número atómico 16, se ubican en la opción

A)         14 e-  y  32 n

B)         14 e-  y  16 n

C)         18 e-  y  32 n

D)        18 e-  y  16 n

3.     De los siguientes símbolos de especies químicas,

          ¿cuál es el número de protones respectivo?

A)               26 – 7 – 15

B)               27 – 4 – 31

C)               24 – 10 – 15

D)              26 – 10 – 31

4.   De un átomo se conocen las siguientes características.

Número de protones =  56

Número de neutrones =  81

Se puede afirmar que los valores para Z y A del átomo, se ubican en la opción

A)         Z= 56, A = 81

B)         Z= 81, A = 56

C)         Z= 56, A = 137

D)        Z= 137, A = 56

5.   Lea la siguiente información relacionada con la existencia de los isótopos.

    1.   Como tienen el mismo número de electrones, los isótopos presentan propiedades químicas semejantes.

    2.   Al presentar diferente número de neutrones las propiedades físicas, de estos átomos, varían.

3.  La masa atómica de un elemento es la masa promedio de las masas de los diferentes isótopos tomando en cuenta su abundancia relativa.

          ¿Cuáles números corresponden a la información correcta?

A)         Solo la 1

B)         Solo la 3

C)         1, 2 y 3

D)        2 y 3

6.     El cloro se presenta en la naturaleza por medio de dos isótopos cuyos porcentajes de abundancia y números de masa se ofrecen seguidamente.

       ¿Cuál es la masa atómica promedio del cloro?

A)         71,9          C)   36,0

B)         35,1          D)   35,5

7.     El número de neutrones y de electrones en la siguiente especie química, respectivamente se ubica en la opción

A)    16 y 14

B)    16 y 18

C)    31 y 14

D)    31 y 16

8.   Observe la siguiente representación:

¿Cuál es el número másico de la especie representada?

A)    15                     C)   18

B)    12                     D)   32

9.   Las siguientes son características de una especie química.

La especie química tiene un número

A)        másico igual a 66

B)        de protones igual a 66

C)       de neutrones igual a 45

D)       de electrones igual a 45

10.  De acuerdo con la siguiente información:

         ¿Cuál es la masa atómica promedio del elemento anterior, en uma?

A)               2430 uma

B)               75,95 uma

C)               174,9 uma

D)               24,31 uma

11.  Lea la siguiente información.

La información planteada ejemplifica la aplicación de

A)        dos elementos químicos diferentes.

B)        dos compuestos químicos.

C)        los coloides.

D)        los isótopos.

12. Observe la siguiente representación.

¿Cuál es el número de protones, electrones y neutrones del átomo representado, en orden respectivo?

A)       114, 54, 50

B)       114, 46, 50

C)         50, 54, 64

D)         50, 46, 64

13.  Observe la especie química que se representa a continuación.

El número 16 corresponde al número

A)        másico.

B)        atómico.

C)      de protones.

D)      de neutrones.

14.                Un átomo presenta las siguientes características.

En relación con las características indicadas se puede afirmar que el

A)     átomo ganó 2 protones.

B)     número atómico es de 80.

A)       átomo perdió 2 electrones.

D)     número másico es de 205.

15.  En el laboratorio de Química, podemos encontrar fichas como la que se ilustra seguidamente.

Ayude a los estudiantes obteniendo el valor que falta.

A)      0,017 uma

B)      57,31 uma

C)      170,3 uma

D)      587,3 uma

16.  Lea con atención el siguiente texto.

“Algunos isótopos son útiles en arqueología ya que permiten determinar la fecha en que un      objeto fue elaborado.  Por ejemplo:  ___________ se utiliza para aproximar la fecha en que      murió un ser vivo ___________ y ___________ se utilizan para determinar la edad de rocas, particularmente, las que se han utilizado para tallar imágenes.”

¿En cuál opción se indican los isótopos que llenan los espacios en blanco?

17. Una especie química tiene el siguiente número de partículas subátomicas.

¿Cuáles valores corresponden a su número atómico y másico, en orden respectivo?

A)      23  y  44

B)      23  y  39

C)      21  y  44

D)      21  y  39

18. Observe la siguiente representación de una especie química.

¿Cuál es el número de neutrones y electrones que tiene la especie representada, en orden respectivo?

A)      24  y  18

         B)       21  y  45

C)         21  y  24

D)        18  y  24

19. Observe la siguiente información.

En relación con los isótopos del carbono, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

A)         Presentan propiedades físicas semejantes porque las partículas nucleares no varían.

B)         Sus propiedades químicas varían porque en ellos cambia el número de electrones.

C)         La masa atómica es la masa del átomo de carbono que presenta mayor abundancia.

D)        La masa atómica expresa a la masa atómica promedio del carbono, considerando la abundancia de cada isótopo.

20. El siguiente esquema representa una muestra de un elemento puro.  En él se indican las masas atómicas de sus átomos.

¿Cuál es la masa atómica promedio en umas de la materia del elemento representado anteriormente?

A)         642 uma

B)         80,3 uma

C)         0,125 uma

D)      5 136 uma

21. Lea las siguientes afirmaciones identificadas con los números 1, 2, 3 y 4.

¿Cuáles afirmaciones hacen referencia al  núcleo atómico?

A)       1, 2 y 3

B)       2, 3 y 4

C)       1 y 3 solamente

D)       2 y 4 solamente

22.  En la parte del átomo denominada nube electrónica encontramos partículas con las siguientes propiedades:

A)      eléctricamente neutras, masa despreciable.

B)      eléctricamente positivas, masa despreciable.

C)      eléctricamente negativas, masa igual a 1,67 x 10 24 g .

D)      eléctricamente negativas, participan en las reacciones químicas.

23. Observe las representaciones de las siguientes especies químicas.

El número de electrones para cada una de las especies químicas, en el orden respectivo, se ubica en la opción

A)         30, 64 y 80.

B)         36, 29 y 34.

C)         33, 29 y 35.

D)        30, 29 y 36.

24. De un isótopo se conocen las siguientes características.

Se  puede afirmar que los valores de Z y A  del isótopo, se ubican en la opción

A)         Z = 48  y  A = 119

B)         Z = 51 y  A = 122

C)         Z = 48  y A = 122

          D)      Z = 51 y  A = 48

25.  Lea la siguiente información.

El magnesio (Mg) presenta tres isótopos naturales.  El isótopo de masa 23, el de masa 24 y  el de masa 25; siendo más abundante el de masa 24.

En relación con el texto anterior, se puede afirmar que los isótopos del magnesio

A)      tienen igual peso atómico.

B)      poseen igual  número másico.

C)      poseen diferente número atómico.

D)      tienen diferente número de neutrones.

26.  Con base en el siguiente cuadro, en el que se detalla información sobre tres especies químicas,

¿cómo se clasifican las especies anteriores, en el orden respectivo?

A)         1 – anión, 2 – anión, 3 – catión.

B)         1 – anión, 2 – catión, 3 – anión.

C)         1 – catión, 2 – anión, 3 – catión.

D)        1 – catión, 2 – catión, 3 – anión.

27.  Lea los siguientes enunciados.

I.       Las partículas que se ubican en esta parte del átomo, participan en las reacciones químicas.

II.      En esta parte se concentra casi la totalidad de la masa   del átomo.

III.       Ocupa la mayor cantidad del volumen del átomo.

IV.     Posee partículas con carga positiva.

          Los enunciados que hacen referencia a la nube electrónica se identifican con los números

A)         I, II y IV.

B)         I, II y III.

C)         I y IV solamente.

D)        II y III solamente.

28.  ¿Cuál de los siguientes nombres corresponde a la partícula  subatómica que posee: masa, carga y se ubica en el núcleo?

A)           Electrón.

B)           Neutrón.

C)          Mesón.

D)          Protón.

29. Observe la siguiente información.

¿Cuál opción contiene los valores que completan los datos del cuadro anterior?

A)            e- = 54,  n = 71, p+ = 51

B)            e- = 48,  n = 71, p+ = 51

C)            e- = 51,  n = 71, p+ = 48

D)        e- = 51,  n = 68,  p+ = 54

30.  Observe los siguientes datos correspondientes a un átomo neutro.

¿Cuál es el número atómico y  la masa atómica de la especie química, en orden respectivo?

A)         31 y 15

B)         15 y 31

C)         16 y 31

D)        31 y 16

31. Observe los siguientes datos que se refieren a una especie química.

Los valores que corresponden al número de electrones y neutrones, en orden respectivo, se ubican en la opción

A)         30  y  65

B)            65  y  30

C)            35  y  30

D)           30  y  35

32.  Una especie química presenta las siguientes características:

Las características anteriores hacen referencia a un

A)         anión.

B)         catión.

C)         átomo.

D)        isótopo.

33. Dos especies químicas presentan las siguientes características:

• Su número de neutrones  es diferente.
• Su número atómico  es  igual

Las características anteriores evidencian que ambas especies se denominan

            A)         aniones.

B)         isóbaros.

C)         cationes.

D)        isótopos.

34. Analice la siguiente información.