Estructura Atómica

CAPÍTULO

*

*

Profesor:

2

Julio Oria

ESTRUCTURA ATÓMICA ACTUAL Tema

ÁTOMO : - Es un modelo matemático (probabilístico), basado en la Mecánica cuántica. - Es un sistema material, energético, dinámico, eléctricamente neutro. - Es la mínima porción de materia, que identifica a un elemento químico. - Son extremadamente pequeños, del orden de los picómetros, y se estudian con microscopios electrónicos como el microscopio de barrido del efecto túnel (STM). ESTRUCTURA ATÓMICA : NÚCLEO ATÓMICO

ZONA EXTRANUCLEAR

-

Electrón

+

ÁTOMO

+

+

+ +

-

+

-

DIAMANTE (forma alotrópica del Carbono)

Protón

Neutrón

ATÓMICO : * - NÚCLEO Es la parte central del átomo, extremadamente pequeño y de carga eléctrica positiva. - Concentra aproximadamente el 99,97% de la masa total del átomo. 14 3 - Es una zona de alta densidad, cuyo valor aproximado es de 2,44x10 g/cm . - Los nucleones se mantienen unidos mediante la fuerza nuclear o fuerza fuerte, que es la fuerza natural más grande que se conoce y tiene corto alcance, sólo para dimensiones nucleares. - Contiene la mayor cantidad de partículas que posee el átomo (200 aprox.), siendo 2 las principales: protones y neutrones (por ser las más estables) EXTRANUCLEAR : * - ZONA Es la parte que rodea al núcleo, posee carga eléctrica negativa y representa el 99.9% del volumen atómico. - Es una zona de baja densidad. - Esta constituida por los electrones, los cuales se encuentran moviendose a altas velocidades en zonas de energía (orbitales, subniveles y niveles).

Química - 2013

1 Chemistry-2.0

Química

*

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS FUNDAMENTALES MASA MASA CARGA CARGA PARTÍCULA ABSOLUTA RELATIVA ABSOLUTA ELÉCTRICA DESCUBRIDOR (coulomb) RELATIVA (Kg) (uma) -19 -31 J. J. Thomson (1 897) 1Electrón (e-) 9,10939x10 0,00054858 -1,60218x10 +

Protón (p )

1,67262x10

-27

1,00727

+1,60218x10-19

1+

E. Rutherford (1 919)

0

0

J. Chadwick (1 932)

Neutrón (nº) 1,67493x10-27 1,00866

*

Julio Oria

OBSERVACIÓN : +

* A los p , n° y e- se les conoce como partículas fundamentales o principales, ya que generalmente están presentes en cualquier átomo. * A los p+ y n°, por estar en el núcleo, se les denomina "nucleones fundamentales” * Respecto a las masas: mneutrón ³ mprotón >> melectrón mprotón @ 1836melectrón

* Respecto a los diámetros:

Dátomo = 10 000Dnúcleo

* Los electrones son los que forman parte en los enlaces químicos. * El orden de estabilidad de las partículas fundamentales, fuera del sistema atómico: + 32 21 p (10 años) > e (10 años) > nº (16,6 min.) * La neutralidad de los neutrones no se debe a que carezcan de cargas eléctricas, sino a que tienen una carga positiva y una carga negativa que se equilibran entre si. DE PARTÍCULAS SUBATÓMICAS : * LosCLASIFICACIÓN físicos distinguen entre partículas elementales, que no tienen subestructura, y partículas compuestas, formadas por estructuras más pequeñas. También dividen las partículas en fermiones, que son componentes fundamentales de la materia, y bosones, que son básicamente partículas portadoras de fuerza.

Normalmente las antipartículas tienen carga eléctrica opuesta a la de sus partículas correspondientes, aunque en los neutrinos lo que difiere son sus quarks. Es posible que los antineutrinos sean idénticos a los neutrinos.

*

LEPTONES :

Son partículas de masa ligera y de interacción débil. Entre ellas tenemos 6

tipos: - Electrón

*

- Muón

- Tauón

- Neutrinos asociados

HADRONES :

El término hadrón significa partícula de interacción fuerte, están constituidas por ciertas partículas elementales llamadas quarks. Se agrupan en dos grandes familias: bariones y mesones.

Química - 2013

2

Chemistry-2.0

Química

Julio Oria

* Bariones, están formados por la combinación de 3 quarks. - Protón, está constituido por: dos quarks “up” y un quarks “down”. - Neutrón, está costituido por: dos quarks “down” y un quarks “up”

* Mesones, cada mesón está formado por 2 quarks ( un quark y un antiquark). Ejemplos: pión (p), kaón (K) * Quarks, son las partículas más pequeñas que constituyen la materia, por lo tanto son partículas elementales de la materia. Hoy conocemos la existencia de 6 tipos Quark Significado Símbolo

Spin

Carga

Up

arriba

u

38017

+2/3

Down

abajo

d

38017

-1/3

Charm

encanto

c

38017

+2/3

Strange

extraño

s

38017

-1/3

Top

cima

t

38017

+2/3

Botton

profundo

b

38017

-1/3

* La teoría de cuerdas es una propuesta para reconciliar la Mecánica Cuántica y la Teoría de la Relatividad General de Einstein, un esfuerzo que desembocaría en una teoría del todo que pudiese explicar de manera unificada las cuatro fuerzas fundamentales de la física: la gravedad, la electromagnética, la nuclear fuerte, que mantiene a los protones y neutrones unidos en los átomos, y la nuclear débil, responsable de la radiactividad natural.

Química - 2013

3 Chemistry-2.0

Química

Julio Oria

* Lectura: ¿Qué es el bosón de Higgs? El Modelo Estándar de la física de partículas establece los fundamentos de cómo las partículas y las fuerzas elementales interactúan en el universo. Pero la teoría fundamentalmente no explica cómo las partículas obtienen su masa. Las partículas, o trozos de materia, varían en tamaño y pueden ser más grandes o más pequeñas que los átomos. Los electrones, protones y neutrones, por ejemplo, son las partículas subatómicas que conforman un átomo. Los científicos creen que el bosón de Higgs es la partícula que da a toda la materia su masa (cantidad de materia en los sentidos de gravedad e inercia). ¿Cómo funciona el bosón de Higgs? La teoría propone que un llamado campo de energía Higgs existe en todas partes del universo. A medida que las partículas pasan a toda velocidad en este campo, interactúan y atraen a bosones de Higgs que se agrupan alrededor de las partículas en un número variable. Imagina el universo como una fiesta. Invitados relativamente desconocidos en la fiesta pueden pasar rápidamente a través del salón, desapercibidos, pero los invitados más populares atraen a grupos de personas (bosones de Higgs) que luego ralentizarán su movimiento a través de la habitación. La velocidad de las partículas que se mueven a través del campo de Higgs funciona de manera bastante parecida. Ciertas partículas atraerán grandes grupos de bosones de Higgs; y entre más bosones de Higgs atraiga una partícula, mayor será su

masa.

*

NÚCLIDO :

Es la representación de toda especie nuclear (átomo o ion), que posee un número de protones y neutrones definidos. Existen más de 300 núclidos. El núcleo de un átomo puede quedar bien representado solo por el uso de 2 símbolos, aparte del símbolo químico (E).

A Z

q

En

Ejemplos:

- Número atómico o carga nuclear (Z) - Número de masa (másico) o número de nucleones (A) - Número de neutrones o nucleones neutros (nº) - Carga eléctrica relativa (q) 12 6

C

27 13

Al

200 80

Hg

112 48

Cd

- Número Atómico (Z).- Señala la ubicación del elemento químico en la tabla periódica y la cantidad de protones que tiene el átomo en su núcleo. Z = Número de Protones = #p+ Z es único para cada elemento, tal es así que conociendo "Z" se identifica al elemento. Ejemplos: Hidrógeno (Z=1), Helio (Z=2), Litio (Z=3), Calcio (Z=20), etc.

Química - 2013

5 Chemistry-2.0

Química - En un átomo se cumple: - En un ión se cumple:

Julio Oria

Z = #p+ = #e+ Z = #p ¹ #e

- Número de masa (A).- Llamado así debido a que los protones y neutrones son las partículas fundamentales con mayor masa (las más pesadas) en un átomo. Equivale al número de nucleones (suma de protones y neutrones), así: +

A = #p + #nº

ó

A=Z + n

- Número de Neutrones o nucleones neutros(n).n=A-Z - Símbolo Químico (E).- Ideada por JACOBO BERZELIUS, es la representación literal de expresar de manera abreviada aún elemento químico en particular. Ejemplo: ELEMENTO SÍMBOLO U Sc Al

Ejemplo 01: Si escribimos. 35

17

Cl

A =......... Z =......... NOTACIÓN

Ejemplo 02: Completar el siguiente cuadro

+

# p =......... -# e =......... Z

ÁTOMO DE

n = ............. A

p

+

e

-

n

14 7

N

31 15 14 6

P C

16 8

O

55 25

Mn

200 80

Hg

112 48

Cd S

31 16

* NOTA: - El número de masa es diferente a la masa atómica. - Generalmente se cumple: nº > p A = 2Z + Exceso de neutrones Ejemplos: - Número mínimo de masa (átomo de Rutherford) Se cumple: # protones = # neutrones Amínimo = 2Z Ejemplos:

9 4

Be

12 6

C

23 11

Na

16 8

O

I

200 80

Mg

40 20

127

53

24 12

Hg

Ca

ION : Es todo átomo que presenta carga eléctrica neta, debido a que ha ganado o perdido * electrones. Puede ser de 2 tipos: * ANIÓN O IÓN NEGATIVO : Es aquel ión que se carga negativamente, debido a la ganancia de electrones.

A Z

E

*

x-

# e_FINAL = Z + x

CATIÓN O IÓN POSITIVO : Es aquel ión que se carga positivamente, debido a la pérdida de electrones.

Química - 2013

5 Chemistry-2.0

Química A Z

E

X+

Julio Oria

# e_FINAL = Z - x

EJM: Completar el siguiente cuadro:

+ Z A p e

ION

TIPO

23 + 11Na

Catión monovalente

32 216 S 40 2+ 20 Ca

-

n

Anión divalente

75 333As

* Iones Poliatómicos, están constituidos por un grupo de átomos que tienen carga eléctrica positiva o negativa. 1. Para un ion poliatómico positivo: Ejemplo: + NH4 ¿Número de e-? Sabiendo que: ZN = 7 y ZH = 1 #e- = ZN + 4ZH - #e totales perdidos. #e- = 7 + 4(1) - 1 = 10 electrones 2. Para un ion poliatómico positivo: Ejemplo: -2 CO3 ¿Número de e-? Sabiendo que: ZC = 6 y ZO = 8 #e- = ZC + 3ZO + #e totales ganados #e- = 6 + 3(8) + 2 = 32 electrones

* *

TIPO DE NUCLIDOS :

Son átomos que en sus núclidos presentan una semejanza en común.

ISOTOPOS O HÍLIDOS : Son átomos de un mismo elemento químico, que poseen igual número atómico, pero diferente número de masa y número de neutrones.

A1 Z

A2

En

Z

1

Ejemplo 01:

12 6

En

2

13 6

C

233 92

U

14 6

C

C

235 92

U

238 92

U

El C-12 es el isótopo mas común de los carbonos, el C-13 existe aprox. en un 1%, y una fracción muy pequeña son C-14, el cual posee un núcleo radiactivo, y tiene una vida media de 5730 años, y el decaimiento o desintegración de este núcleo se emplea para determinar la antigüedad de materiales orgánicos de hasta aprox. 50 000 años. Ejemplo 02: Isótopos del Hidrógeno ISÓTOPOS DEL HIDRÓGENO PROTIO (11H)

FORMA CON EL OXÍGENO

% ABUNDANCIA NATURAL

ESTABILIDAD QUÍMICA

Agua común

99.985

Estable

DEUTERIO ( 1H)

Agua pesada

0.015

Estable

TRITIO (31H)

---------------

10-15

Inestable (radiactivo)

2

- Solo en el protio el #nº = 0, en general #nº ³ #p+

Química - 2013

7 Chemistry-2.0

Química

Julio Oria

- El tritio es un isótopo radiactivo con una vida media de 12 años. Se está formando continuamente por el impacto de los rayos cósmicos contra los átomos de la atmósfera superior. Una aplicación que posee es en medicina como rastreador. Características: - Sus propiedades físicas son diferentes y sus propiedades químicas son semejantes. Observaciones: - Pueden ser naturales o artificiales, estos últimos son todos inestables o radiactivos (radioisótopos). - Los isótopos artificiales fueron descubiertos por Irene Joliot Curie (1934) - No todos los elementos químicos poseen isótopos naturales, entre los que se encuentran 4 9 19 23 31 45 alrededor de 20. Ejemplo: 2He, 4Be, 9F, 11Na, 15P, 21Sc, etc. - Es posible producir artificialmente, isótopos de cualquier elemento químico (radioisótopos), mediante Transmutación nuclear. - Generalmente el isótopo más pesado es el más abundante (Z > 20) - Un elemento químico es la mezcla de sus isótopos naturales. : Son átomos de diferentes elementos químicos, con diferente número atómico * y ISOBAROS número de neutrones pero igual número de masa. Poseen propiedades físicas y químicas diferentes. Representación: Ejemplos:

Xn

Z1

113 48

Cd

Yn

Z2

113 49

In

40 18

Ar

40 20

Ca

2

Isobaros

Isobaros

ISOTONOS :

Son átomos de elementos diferentes, con igual número de neutrones; pero diferente número atómico y diferente número de masa. Poseen propiedades físicas y químicas diferentes. Representación: Ejemplos:

A1

A2

Z1

Z2

Xn

78 33

Yn

ESPECIES ISOELÉCTRONICAS : * electrones.

As

79 34

Se

39 19

K

40 20

Ca

644474448 644474448

*

1

A

644474448 644474448

A

Isotonos

Isotonos

Pueden ser átomos o iones que poseen igual número de

En el caso de átomos neutros o iones monoatómicos, para que sean isoelectrónicos deben cumplir 3 condiciones: +2 40 40 -3 31 1°. Poseer diferente número atómico. Ejemplos: 20 18 15 2°. Poseer igual número de electrones. 3°. Tener igual distribución electrónica. Isoelectrónicos : 18e-

Ca

P

644474448

ISODIÁFEROS : * neutrones.

Ar

Son átomos de elementos diferentes, que tienen el mismo exceso de

Exceso de neutrones = n - Z Ejemplo: 235 92

U

Química - 2013

143

Isodiáferos

231 90

Exceso de neutrones en U = 143-92= 51 Exceso de neutrones en Th= 141-90= 51

Th

141

8 Chemistry-2.0

Química

Química - 2013

Julio Oria

8 Chemistry-2.0

Química

Química - 2013

Julio Oria

5 Chemistry-2.0

Estructura Atómica D) Número de nucleones, número de neutrones. E) Número de isótopos, número de protones.

Reforzando lo aprendido * Preguntas de Autoevaluación: NIVEL I 01. Descubrió los protones: A) Chadwick B) Rutherford C) Thomson D) Bohr E) Lavoisier

08. Con respecto a: 80

Br Se puede decir que se tiene: A) 35 neutrones B) 80 neutrones C) 45 protones D) 35 nucleones E) 115 partículas fundamentales 35

02. Descubrió los neutrones: A) Thomson B) Rutherford C) Einstein D) Chadwick E) Newton

09. Ordena por medio de los números, en los espacios entre paréntesis, las afirmaciones que correspondan: 1.- protón ( ) Partícula sin carga, localizada en el núcleo 2.- neutrón ( ) Partícula de carga negativa, localizada en las capas o niveles 3.- electrón ( ) partícula de carga positiva, localizada en el núcleo. A) 1,2,3 B) 2,3,1 C) 3,2,1 D) 1,3,2 E) 2,3,1

03. Los átomos que poseen igual Z pero diferente número de neutrones se llaman: A) isóbaros B) isótopos C) isotonos D) isoelectrónicos E) N.A. 04. Dos átomos poseen diferente símbolo pero igual número de neutrones, estos son: A) isóbaros B) isótopos C) isoelectrónicos D) isótonos E) N.A.

10. Si dos átomos diferentes, tienen el mismo "n", se tratan de: A) isóbaros B) isotonos C) nucleones D) isótopos E) átomos radiactivos

05. Señale las partículas fundamentales del átomo: A) solo protones B) solo neutrones C) protones, neutrones D) electrones y protones E) protones, neutrones y electrones

11. El núcleo de un átomo puede contener: a) neutrones y protones b) neutrones y electrones c) solamente electrones d) protones y electrones e) neutrones, protones y electrones

a

06. Con respecto a un núclido bX los números "a" y "b" representan respectivamente: A) número de neutrones, número de electrones. B) número de masa, número de neutrones. C) número de masa, carga nuclear. D) número de nucleones, número de neutrones. E) número de isótopos, número de protones.

12. El número atómico de un elemento es 60. ¿Cuántos protones tiene el núcleo? a) 17 b) 68 c) 60 d) 58 e) 30 13. El electrón de un átomo de hidrógeno: A) Es idéntico a un electrón del átomo de oxígeno. B) Tiene mayor masa que el electrón del átomo de oxígeno. C) Es más grande que el electrón del átomo de oxígeno. D) Tiene mayor carga que el electrón del átomo de oxígeno.

07. Con respecto a 11950Sn los números mostrados señalan: A) número de neutrones, número de electrones. B) Número másico, número de neutrones. C) Número de masa, carga nuclear.

Química - 2013

9 Chemistry-2.0

Química E) Falta información.

describiendo órbitas concéntricas o elípticas, formando una especie de nube, llamada nube electrónica.

14. El núcleo de un átomo es básicamente: a) Neutro b) positivo c) negativo d) no se puede predecir e) ligero

20. Coloque verdadero (V) o falso (F) según corresponda: ( ) Los isótopos tienen diferente número de neutrones. ( ) Los isobaros tienen igual número de protones. ( ) Siempre se cumple que #n° = A - Z ( ) Los isotonos tienen diferente número de protones. A) VFVF B) FVFV C) VVVF D) VFVV E) VVFF

15. Relacione número-letra en forma adecuada lo siguientes enunciados: 1. Electrón 2. Protón 3. Neutrón a. Chadwick b. Thompson c. Rutherford A) 1a, 2c, 3b B) 1c, 2b, 3a C) 1b, 2c, 3a D) 1a, 2b, 3c E) 1b, 2a, 3c 16. El isótopo de hidrógeno más pesado se denomina: a) Protio b) Hidruro c) Deuterio d) Helio e) Tritio

21. Los protones: A) Son partículas fundamentales ubicadas en la nube electrónica. B) Son partículas fundamentales sin carga eléctrica, ubicada en el núcleo. C) Son partículas fundamentales del átomo. D) Al igual que los positrones se encuentran en la envoltura. E) Son partículas positivas, ubicadas en el núcleo atómico.

17. ¿Qué partícula(s) fundamental(es) es (son) responsabilidad de la carga nuclear? A) Protones y neutrones B) Electrones y protones C) Sólo los electrones D) Sólo los protones E) Sólo los neutrones 18. Marque verdadero (V) o falso (F) sobre el modelo atómico actual: I. Está formado por el núcleo atómico y la zona extranuclear. II.En el núcleo atómico se encuentran protones y neutrones. III. Los electrones se encuentran fuera del átomo. a) VFF b) VVF c) VFV d) FVF e) VVV

NIVEL II 01. Indicar como (V) o (F) según corresponda: I. El tritio es el isótopo pesado del hidrógeno. II. El C-12 es el isótopo radiactivo del carbono. III. El deuterio es el isótopo más abundante del hidrógeno. IV. La carga absoluta se mide en coulomb A) VVVV B) VFVF C) VFFV D) FVFF E) FFFV

19. Ordena con el número correspondiente la afirmación que se expresa, con respecto al átomo y a sus partes. 1.- átomo 2.- Núcleo 3.- niveles de energía ( ) Es la parte céntrica del átomo, esta formado por la reunión de protones y neutrones. ( ) Es la mínima proporción de materia capaz de tener existencia independiente y ser divisible, con capacidad de combinación. ( ) Es la parte que rodea al núcleo, donde se encuentran los electrones girando y

Química - 2013

Julio Oria

02. Si un átomo pierde un electrón, entonces: A) Su número de masa disminuye en uno. B) Su número atómico disminuye en uno. C) El número de masa y número atómico disminuyen en uno. D) No varía ni el número atómico, ni el de masa. E) La carga nuclear disminuye en uno. 03. Una especie química presenta número de masa igual a 31, número atómico 15 y carga nuclear +3 entonces:

4 Chemistry-2.0

Química I. En su núcleo posee 31 neutrones. II. Presenta 12 electrones alrededor del núcleo. III. Es un isótopo del fósforo 15P IV. Tiene 46 partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. Son correctas: a) I, II, III b) II, III c) II, III, IV d) I, IV e) sólo IV

descubiertos por Yukawa. 07. Acerca de los isótopos, indique verdadero o falso según corresponda: I. No todos los elementos tienen isótopos naturales. II. Presentan propiedades físicas similares. III. Se pueden generar isótopos artificialmente. IV. Sus átomos neutros tienen igual número de electrones. A) VFVV B) VFFV C) FVFF D) FFVV E) VFVF

04. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta? A) El núcleo de un átomo contiene protones y neutrones. B) Los protones poseen carga positiva, los neutrones no tienen carga y los electrones tienen carga negativa. C) El neutrón es una partícula subatómica de masa similar al protón pero sin carga eléctrica. D) De acuerde a sus masas: electrón < protón < neutrón E) El electrón del átomo de hidrógeno es más pequeño que el electrón del átomo de oxígeno.

08. De las proposiciones: 80 200 I. El bromo 35Br y el mercurio 80Hg son isóbaros II. Un elemento químico puede presentar átomos considerados isóbaros. III. El U-235 y U-238 son isótopos del Uranio. IV. El agua formada con deuterio se conoce como agua pesada Son correctas: a) I, II, IV b) II, III c) III y IV d) I, II, III e) solo III

05. Respecto a la estructura atómica actual indique verdadero (V) o falso (F): I. Los electrones se desplazan a gran velocidad y son las partículas más livianas. II. La carga relativa de un protón es +1 coulomb y del electrón es -1 coulomb. III. El tamaño de los átomos está determinado por la zona extranuclear. A) VFF B) VFV C) FFF D) FVF E) VVV

09. Con respecto a los isótopos, y algunos de sus compuestos, indique la alternativa incorrecta. A) El Cl-35 y Cl-37 poseen propiedades químicas iguales. B) Los isótopos artificiales son estables C) Presentan la misma carga nuclear. D) No pueden ser de diferentes elementos. E) El D2O y H2O poseen densidades diferentes.

06. El modelo atómico actual considera algunos aspectos, indique lo que no corresponde. A) Concentra su masa en una región muy pequeña denominada núcleo. B) Las partículas fundamentales tienen las mismas propiedades para todos los átomos. C) Los electrones presentan una trayectoria indefinida. D) Los nucleones son solo protones y neutrones. E) Las partículas que son responsables de la cohesión nuclear son los mesones

Química - 2013

Julio Oria

NIVEL III 01. (UNI 07-I): Dadas las siguientes +3 proposiciones sobre el catión 44Ru +2 I. Es isoelectrónico con 43Tc II. Es paramagnético III. El orbital “s” del nivel más externo contiene un electrón. Son correctas: A) solo I B) solo II C) solo III D) I y II E) I y III 02. La gasolina de 84 octanos contiene alto contenido de plomo (Z=82, A= 207) y el

4 Chemistry-2.0

Química petróleo contiene azufre (Z= 16, A= 32). Indique verdadero o falso según corresponda: I. Entre los dos átomos hay 98 electrones. II. El catión tetravalente del plomo tiene 122 neutrones mas que el anión divalente del azufre. III. Un átomo de plomo pesa más que un átomo de azufre. A) VVV B) VVF C) FFV D) VFV E) VFF

NOTACIÓN +2 63 29 Cu

p+

A

e

-

45 21

n

Zn

W

ÁTOMO DE

Z

A

p+

e

-

56 26

Fe+3

35 17

Cl+5

06. El número de masa de un elemento es 138 y el número atómico 72. El número de protones que existe en el núcleo de este elemento es: a) 138 b) 146 c) 92 d) 210 e) 72

n

80 35 31 15

Br-1 P-3

N-3

122 51

Sc+3

05. Si un elemento presenta número atómico 24 y masa atómica 52 ¿Cuántos electrones tiene su átomo neutro? a) 76 b) 24 c) 52 d) 48 e) 66

Nd

S-2 Te-2

117 50

n

04. Un átomo neutro tiene 24 partículas positivas, entonces este átomo contiene: a) 24 neutrones b) 24 electrones c) 12 neutrones d) 12 electrones e) 12 neutrones y 12 electrones

144 60

32 16 127 52

-

03. El número de masa de un elemento es 238 y su número atómico es 92. El número de protones que existe en el núcleo del elemento es: a) 238 b) 92 c) 146 d) 330 e) Faltan datos

Ir

14 7

e

02. Un átomo posee, 29 protones y 35 neutrones. Indique su número atómico y su número de masa respectivamente. A) 29 y 35 B) 35 y 29 C) 29 y 64 D) 35 y 64 E) 29 y 32

186 75 Re 192 77

NOTACIÓN -2 79 34 Se

p+

Pb

Ga Te

183 74

A

59 +2 27 Co +4 192 77

70 31 120 52 65 30

Z

Hg+1 Pt+4

* Preguntas de cálculo: NIVEL I: 01. Completar los siguientes cuadros:

Z

ÁTOMO DE

200 80 195 78

03. Identifique al átomo neutro que presenta 21 neutrones y tiene un electrón más que un átomo cuya carga en la zona extranuclear es 2,88x10- ⁸C. A) 19 ⁹K B) 20⁴⁰Ca C) ⁴⁰K 19 D) 21⁴ Sc E) 18 ⁶Kr

ÁTOMO DE 27 13Al

Julio Oria

07. Un átomo que contiene 12 protones, 12 electrones y 14 neutrones tendrá una carga positiva nuclear de .................. un número de masa de ............... y un número atómico de ............... . a) +12, 26, 12 b) +18, 26, 14 c) +24, 12, 12 d) +26, 28, 18 e) +12, 28, 32

Sn-4 Sb-3

08. El núcleo de un átomo de número atómico

Química - 2013

4 Chemistry-2.0

Química 8 y de número de masa 16 contiene: A) 16 neutrones B) 8 protones C) 8 protones y 10 neutrones D) 16 protones E) 8 protones y 16 neutrones

Hallar el número atómico. A) 16 B) 18 C) 20 D) 22

18. Se tiene un ión tetrapositivo, con 28 electrones. Hallar su número atómico. A) 30 B) 31 C) 32 D) 33 E) 34

10. El número de electrones de un elemento neutro es 34. ¿Cuántos protones tiene en el núcleo? a) 17 b) 34 c) 68 d) 10 e) 53

19. Si el anión divalente de un átomo contiene 15 electrones. Hallar su número atómico. A) 10 B) 11 C) 12 D) 13 E) 14

11. Se tiene la siguiente representación de un a núclido: a/3E . Determinar el número de partículas positivas sabiendo que el núcleo cuenta con 30 neutrones. a) 5 b) 12 c) 10 d) 45 e) 20

20. Un catión divalente presenta 36 electrones y 38 neutrones. Calcular el número de masa. A) 74 B) 75 C) 76 D) 77 E) 78

+2

21. Un anión pentavalente, tiene un número de masa que es el quíntuplo de su número atómico. Determine su carga nuclear si posee 128 neutrones. a) 26 b) 32 c) 37 d) 39 e) 42

12. El núcleo de la especie 29Cu posee: A) Sólo 29 protones. B) 64 protones, 29 neutrones y 31 electrones. C) 29 protones, 35 neutrones. D) 29 protones, 35 neutrones y 27 electrones. E) Sólo 35 neutrones. 13. ¿Qué afirmación es falsa para el ion A) posee 9 protones B) presenta 19 nucleones C) contiene 10 neutrones D) contiene 10 protones E) presenta 10 electrones.

3X-1

F-1? 23. El núclido 2xE3(x-8) presenta 4 neutrones. Hallar el número de partículas positivas. A) 28 B) 56 C) 14 D) 36 E) 24 24. ¿Cuántos electrones tiene 99ZE-3 ; si su cantidad de partículas neutras es 30 ? A) 52 B) 61 C) 83 D) 72 E) 64

14. ¿Qué afirmación es correcta para el ion 27 +3 ? 13 Al A) posee 13 electrones B) presenta 10 protones C) exhibe 14 neutrones D) su A = 30 E) presenta 16 electrones.

25. La suma de los números atómicos de 2 isotonos es 18 y la diferencia de sus masas atómicas es 6. Hallar sus números atómicos. A) 12, 6 B) 8, 4 C) 6,3 D) 18,9 E) N.A.

15. En un catión trivalente hay 36 electrones. ¿Cuántos protones posee su núcleo? A) 33 B) 39 C) 36 D) 38 E) 30

26. En dos isótopos, la suma de los números de masa es 78 y la suma de neutrones es 34. Hallar el número atómico. A) 18 B) 19 C) 17 D) 22 E) N.A.

16. Un catión divalente tiene 18 electrones.

Química - 2013

+3

22. El núclido X+1E presenta 18 neutrones. Hallar el número de electrones. A) 6 B) 5 C) 9 D) 8 E) 7 19

9

E) 24

17. Un ión de carga (-2) posee 66 electrones y 64 neutrones. ¿Cuál es el número de masa de la especie? A) 130 B) 128 C) 126 D) 114 E) 140

09. Si un elemento tiene número atómico 24 y peso atómico 52. ¿Cuántos electrones tiene un átomo neutro? A) 24 B) 76 C) 52 D) 28 E) 48

64

Julio Oria

4 Chemistry-2.0

Química d) 28 27. Se tienen 2 isótopos de un elemento donde la suma de sus números de masa es 84, y la suma de sus neutrones es 44. ¿Cuál será su número atómico? a) 20 b) 25 c) 30 d) 35 e) 40

Julio Oria e) 16

35. La semisuma de los números de masa de 3 isótopos de un elemento es 27. Si el triple de la suma de sus neutrones es 72, determine el número atómico correspondiente. a) 8 b) 19 c) 10 d) 12 e) 15

28. El número de protones están en relación 2 a 3 con el número de neutrones. Si el número de masa es 205. Calcular el número atómico. A) 41 B) 53 C) 82 D) 76 E) 90

36. Los números atómicos de dos isóbaros son 6 y 7 respectivamente, si la suma de sus neutrones es 15. ¿Cuál es el número de masa de un isóbaro? A) 51 B) 13 C) 12 D) 7 E) 14

29. En el núcleo de un átomo, los neutrones y protones están en la relación de 6 a 4, si su número atómico es 48. Hallar su número de masa. A) 100 B) 110 C) 120 D) 140 E) N.A.

37. Los números atómicos de dos isóbaros son 94 y 84 respectivamente. Si la suma de sus neutrones es 306. Cual es el número de masa de un isóbaro. A) 141 B) 242 C) 484 D) 322 E) N.A.

30. Calcular el número atómico de un elemento que posee 2 isótopos, sabiendo que la suma de sus números de neutrones es 15 y la suma de sus masas atómicas es igual a 29. A) 14 B) 7 C) 9 D) 29 E) 15

38. La masa atómica de un átomo es el triple de su número atómico, si posee 48 neutrones. Determine el número de electrones. A) 12 B) 24 C) 36 D) 48 E) 52

31. En cierto átomo el número de protones es el número de neutrones como 3 es a 4. Si el número de masa es 84, determinar el número atómico. a) 12 b) 24 c) 36 d) 44 e) 48

39. Un átomo posee 40 neutrones y su número másico es el triple de su número de protones. Hallar el número de electrones. A) 24 B) 23 C) 25 D) 20 E) 26

32. Un átomo neutro posee 24 partículas negativas, si la cantidad de sus partículas neutras excede en 4 unidades a las partículas positivas. ¿Cuál es el número de masa de dicho átomo? A) 50 B) 52 C) 56 D) 51 E) 40

40. Si el número de masa de un átomo es 120 y su número de neutrones excede en 30 al número atómico. Hallar el número de neutrones. A) 45 B) 75 C) 65 D) 85 E) N.A.

33. Los números de masa de dos isótopos se encuentra en la relación de 7 a 5 y la diferencia de sus neutrones es 4. hallar la suma de sus números de masa. a) 22 b) 24 c) 28 d) 32 e) 36

41. Un átomo presenta 32 partículas extranucleares y 40 partículas neutras. Hallar la cantidad de nucleones. A) 72 B) 68 C) 32 D) 38 E) 40 42. Si el número de masa de un elemento es el quíntuplo del número atómico y presenta 84 neutrones. Hallar el número de masa. A) 45 B) 105 C) 125 D) 115 E) 63

34. La suma de los números de masa de dos isótopos es 60 y la diferencia de sus neutrones es 4. determinar el mayor número de masa. a) 64 b) 56 c) 32

Química - 2013

4 Chemistry-2.0

Química 43. El número de masa de un átomo es 132; si el número de electrones es al de neutrones como 4 es a 8, ¿cuál es el valor del número atómico? A) 11 B) 22 C) 33 D) 43 E) 44

03. Un catión trivalente es isoelectrónico con el 18Ar. Además es isótono con 3115P. Hallar el número de masa del ión. A) 35 B) 36 C) 37 D) 39 E) 41 04. Un elemento químico posee un átomo que tiene 55 electrones, si su número de masa es el doble de su número atómico, más 8 unidades. ¿Cuántos neutrones tiene? A) 118 B) 55 C) 76 D) 63 E) 95

44. La suma de los números de masa de dos isótopos de un elemento es 35, si el número total de neutrones que posee es 19. Hallar su número atómico. A) 8 B) 10 C) 12 D) 14 E) 16 45. En un cierto átomo neutro se cumple: #n°/#e- = 7/6. Si posee 52 nucleones fundamentales. ¿Cuántos protones posee? A)24 B) 2 C) 28 D) 22 E) 30

40

05. El átomo X es isóbaro con el 19K e isótono con el 21Sc41. ¿Cuál es el número de electrones que posee el ión X+2? A) 18 B) 19 C) 20 D) 21 E) 22 06. Dos isótopos poseen números másicos consecutivos cuya suma es 49, si poseen en total 25 neutrones. ¿Cuántos neutrones posee el hílido con mayor masa? A) 10 B) 14 C) 11 D) 13 E) 12

46. La suma de los números de masa de dos isótopos es 120 y la suma de sus neutrones es 70. Determinar la carga nuclear correspondiente. a) 20 b) 23 c) 24 d) 25 e) 27

07. Dos isótopos de un elemento al ionizarse con carga tripositiva cada uno, generan que la suma de sus electrones sea menor en 8 que la suma de sus neutrones. Si la suma de sus números másicos es 54. Hallar Z: a) 16 b) 13 c) 23 d) 26 e) 21

47. Un ión de carga (-2) es isoelectrónico con el Kriptón 36Kr. Si el número de masa del ión es 80. ¿Cuál es el número de neutrones? A) 34 B) 36 C) 44 D) 46 E) 38

08. En un átomo neutro se cumple la siguiente relación: A + Z + N = 3 Hallar: E = A - Z + N

48. Un elemento de número atómico 20 presenta 3 isótopos cuyos números de masa son consecutivos. Si la suma de los números de masa es 132, determinar el número de neutrones del isótopo más pesado. a) 22 b) 23 c) 24 d) 25 e) 27

Z

N

A) 4

B) 6

C) 5

D) 2

E) 3

09. La semidiferencia entre la cantidad de neutrones y protones de un átomo es 60, 200 además es isóbaro del 80E . Halle su carga nuclear: A) 30 B) 40 C) 50 D) 60 E) 70

NIVEL II 01. Cual es el valor de “Z” para un elemento que posee un número de masa igual a 90 y cumple: Z2 + n2 = 2Zn A) 40 B) 45 C) 30 D) 35 E) 60

10. Una especie química presenta un número de neutrones que está en relación 5:4 con el número de electrones. Además el número de neutrones está en relación 9:7 con el número de protones. Indique el número atómico mínimo y la carga posible del ión. A) 70, +2 B) 17, -1 C) 35, -1 D) 43, +3 E) 72, -2

02. Se tienen dos isótonos donde sus números de masa son el doble y el triple de sus números atómicos respectivamente. ¿Cuál será el número atómico del isótono más liviano si se diferencian en 7 protones? A) 5 B) 6 C) 7 D) 14 E) 12

Química - 2013

Julio Oria

1 Chemistry-2.0

Química 11. Un anión monovalente de número de masa 35 posee un número de electrones que es igual al número de neutrones. Hallar el número atómico. A) 35 B) 20 C) 18 D) 17 E) 16

a) 38

c) 40

d) 33

e) 37

21. Con respecto a la relación: 209 207 222 200 I. 84Po II. 82Pb III. 86Rn IV. 80Hg Son isotonos: A) I, II B) II, III C) II, IV D) I, III E) III, IV

13. El número de protones están en relación 2:3 con el número de neutrones. Si la suma de los números de masa y atómico es 175. Calcular la carga nuclear del átomo. a) 25 b) 50 c) 75 d) 35 e) 70

22. La suma del número de masa de dos isótopos es igual a 100 y la suma de sus neutrones es igual a 40. Determinar el número atómico correspondiente. a) 20 b) 25 c) 30 d) 35 e) 40

54

14. El átomo X tiene número de masa y número atómico que son el doble y la mitad de sus respectivos números atómicos y de masa de otro átomo “Y”. Si los neutrones de “X” e “Y” suman 53. Hallar el número de masa de “Y” A) 60 B) 58 C) 56 D) 54 E) 52

23. Un elemento químico de número atómico 17, posee dos isótopos cuyos números de masa son consecutivos. Si el número de neutrones del isótopo pesado es 19. indique la suma de los números de masa. a) 68 b) 69 c) 70 d) 71 e) 72

15. Los iones x+3 e y-1 poseen en total 54 electrones. ¿Cuántos electrones poseen en -2 +1 total los iones x e y ? a) 56 b) 57 c) 58 d) 59 e) 51

24. La relación de las masas de 2 isótopos es 7/5 y la diferencia de sus neutrones es 4. ¿Cuál es la suma de sus masas? a) 12 b) 24 c) 36 d) 48 e) 52

-2

16. El ión R es isoelectrónico con el ión 30T ¿Cuántos protones posee el ión R-1? a) 26 b) 32 c) 28 d) 34 e) 30

25. Señalar cuántos son isoelectrónicos: +3 +2 I. 13Al II. 20Ca -1 -2 -2 III. 9F IV. 8O V. 16S A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

17. Se tiene 3 isótopos cuya suma de masas atómicas es 39 y la suma de sus neutrones es 21. ¿Cuántos electrones tiene su catión divalente: A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 E) 10

4x

26. Si el siguiente elemento x +9E tiene 21 neutrones. Hallar el número atómico y número de masa respectivamente: A) 19; 40 B) 10; 40 C) 9; 42 D) 40; 19 E) 10; 21

18. La suma de los números atómicos de dos isóbaros es 13. El de menor Z, tiene 8 neutrones y el otro 7. Hallar el número de masa. a)10 b)12 c) 14 d)16 e) 18

27. Al analizar el agua de mar, se encontró que contenía una sal binaria, donde sus componentes iónicos monovalentes presentan cargas iguales en la zona extranuclear. Si uno de ellos posee 18e–; calcule la carga nuclear del metal. A) 17 B) 18 C) 19 D) 20 E) 21

19. En un átomo se cumple que el número de neutrones excede en 5 unidades al número de protones, si en total posee 65 nucleones fundamentales. ¿Cuántos neutrones posee el átomo?

Química - 2013

b) 35

20. La semidiferencia entre el número de neutrones y el número de protones de un átomo con número de masa 77 es 2.5. Determinar el número de electrones que presenta dicho átomo. A) 28 B) 30 C) 34 D) 36 E) 33

12. La diferencia de cuadrados del número de masa y atómico de un átomo es 481. Si su número de neutrones es 13. Calcular su número de masa. A) 25 B) 12 C) 13 D) 24 E) 26

+2

Julio Oria

3 Chemistry-2.0

Química 28. Se tienen 3 isótopos cuyos números de masa son números consecutivos; si el promedio aritmético de los números de masa es 16; y el isótopo más liviano posee 7 neutrones. Determinar la suma de los neutrones de los otros dos. a) 13 b) 15 c) 17 d) 19 e) 21

D) 122

E) 125

35. Hallar el número de masa de un átomo X, -3 sabiendo que es isoelectrónico con 33As y 72 además es isótono con el 32Ge . A) 76 B) 74 C) 72 D) 70 E) 68 36. No es isótono con los demás: A) 19779Au B) 19678Pt C) 19476Os 200 205 D) 80Hg E) 87Fr

28. El número de masa de un elemento químico es igual a 77, mientras que el número de protones es tres cuartas partes del número de neutrones. Determinar la relación entre el número atómico y el número de masa. A) 3/4 B) 7/4 C) 7/3 D) 3/7 E) 4/3

37. Un átomo tiene masa atómica de 40, siendo la relación de su número atómico y su número de neutrones como 3 es a 5. calcular el número de neutrones. a) 20 b) 10 c) 25 d) 30 e) 15

29. Cierto átomo tiene una relación de neutrones a protones como 9 a 8, además n - Z= 2. Determine el número de electrones del catión divalente de dicho átomo. A) 16 B) 14 C) 15 D) 18 E) 12

38. La suma de cuadrados de los números de masa y atómico es 180. si el número de neutrones es 6. hallar el número de masa. a) 16 b) 14 c) 12 d) 10 e) 8 39. La diferencia de los cuadrados de la masa atómica y el número atómico es igual a la suma de la masa atómica y numero atómico. Hallar el número de neutrones. a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) N.A.

30. En un átomo neutro se cumple que su número de nucleones es a su número de electrones como 8 es a 3. Determine el número de nucleones positivos si posee 50 neutrones. a) 25 b) 30 c) 35 d) 40 e) 45

40. Un átomo “X” posee número atómico y número de masa que son la mitad y el doble respectivamente del número de masa y número atómico de un átomo “Y”. si “X” es isótono del 3517Cl e “Y” es isóbaro del 3216S. calcular el número de neutrones en total de los átomos “X” e “Y”. a) 33 b) 34 c) 35 d) 36 e) N.A.

31. Si un átomo “E” tiene 10 neutrones y se cumple: A2-Z2 = 300. Hallar el número de masa. a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 32. Determinar el número de neutrones que representa un átomo, si tenemos los 2 2 siguientes datos: A -Z = 16 ; 8 - Z = A a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10

41. Un elemento químico posee 2 isótopos cuyos números de masa suman 67 y un total de 33 neutrones. Hallar el número atómico del elemento. a) 15 b) 16 c) 17 d) 18 e) 19

33. Determinar el número de masa y el número atómico de un átomo respectivamente, si su diferencia de cuadrados es 675 y su número de neutrones es 15. a) 60, 45 b) 45, 30 c) 20, 5 d) 25, 10 e) 30, 15

42. La diferencia de los números másicos de dos isótonos es 14; y la suma de sus números atómicos es 20. determinar el promedio de los números de electrones de cada átomo neutro. a) 8 b) 9 c) 10 d) 12 e) N.A.

34. Los átomos A, B y C poseen 126 electrones en total. ¿Cuántos electrones poseen los -1 -2 +4 iones A , B , C en total? A) 126 B) 128 C) 124

Química - 2013

Julio Oria

43. Se tienen 2 isótonos cuyos números atómicos suman 76. si la diferencia de

4 Chemistry-2.0

Química números de masa es 4. indique el número atómico del isótopo pesado. a) 40 b) 36 c) 42 d) 38 e) 44

que el anión monovalente del F (Z=9)? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 05. El aluminio es un metal usado en la industria aeronáutica, por ser muy liviano. Determine el número másico si su catión trivalente es isoelectrónico con el anión divalente del oxigeno (Z=8), además su cantidad de neutrones es menor en dos unidades que el número de neutrones de el catión tetravalente del azufre (Z=16, A= 32). a) 28 b) 27 c) 30 d) 31 e) 29

44. La relación de números de masa de 2 isotonos es 7/5; si estos difieren en 20 electrones. ¿Cuál será la suma de sus números de masa? a) 100 b) 110 c) 120 d) 140 e) N.A. 45. La diferencia en el número de neutrones de dos isótopos de un elemento es 2 y la suma de los números de masa es 72. cuantos neutrones tiene el isótopo más pesado, si el átomo neutro de dicho elemento contiene 17 electrones. a) 22 b) 17 c) 20 d) 37 e) 18

06. Un elemento X tiene tres isótopos, donde sus números de masa están en progresión aritmética de razón 4 y si tomamos los isótopos de acuerdo al orden decreciente de sus masas atómicas, el % de abundancia aumenta en progresión geométrica de razón 2. Hallar el número de masa del isótopo intermedio si el P.A es 40,14. A) 52 B) 42 C) 55 D) 57 E) 56

NIVEL III 01. Se tiene dos isótonos “X” y “W” cuyos números de masa se diferencian en una unidad. cuantos protones tiene el isótono de mayor numero de masa, si el isótono W al emitir una partícula beta pasa a ocupar el octavo lugar en la tabla periódica. ( beta, número atómico -1) a) 6 b) 7 c) 1 d) 5 e) 13

07. (UNI): Un catión tiene una carga absoluta de 3,2x10-19C, tiene igual número de electrones que un átomo de carga nuclear -18 de 4,8x10 C y es isóbaro con el Co-60. Determine el número de partículas neutras del catión. a) 31 b) 32 c) 33 d) 28 e) 30

02. La suma de los números atómicos de dos isóbaros es igual a 167 y la diferencia en el número de neutrones es igual a la unidad. cuantos neutrones tiene el isóbaro de mayor número atómico, si este al emitir una partícula alfa genera un núcleo con número de masa 210. A) 210 B) 120 C) 110 D) 130 E) 167

08. (UNI): Un átomo tiene número másico trece unidades más que su carga nuclear multiplicada por dos, dicho átomo es isótono con el átomo de Ru-102 (Z=44), determine: - Número de electrones que le corresponde al anión trivalente del átomo inicial. - La carga nuclear absoluta de dicho átomo -19 A) 45 y 7,2x10 C B) 42 y 7,2x10-17C C) 48 y 7,2x10-18C D) 48 y 7,2x10-18C -20 E) 45 y 7,2x10 C

03. Cual será la cantidad de neutrones expresada en función del número atómico para que se cumpla la relación propuesta a continuación: A = Z3 a) n = Z(Z2+1) b) n = Z3-1 c) n = Z-1 d) n = Z(Z2-1) e) n=Z 04. ¿Cuántos electrones ha ganado un anión que tiene igual número de electrones que el catión trivalente de Al (Z= 13), si al inicio el átomo tenía 3 electrones menos

Química - 2013

Julio Oria

09. (UNI): Con respecto a los isótopos, y algunos de sus compuestos, indique la

5 Chemistry-2.0

Química

Julio Oria

alternativa incorrecta. A) Presentan la misma carga nuclear. B) No pueden ser de diferentes elementos C) El D2O y H2O poseen densidades diferentes. D) El Cl-35 y el Cl-37 poseen propiedades químicas iguales. E) Los isótopos artificiales son estables. 10. (UNI): Un catión tetravalente tiene una -18 carga nuclear absoluta de 4x10 C y es isóbaro con un isótopo del hierro (Fe); Z=26, el cual presenta 29 neutrones, determine el número de partículas neutras fundamentales del catión pentavalente del átomo que tiene 25 protones en su núcleo. a) 10 b) 30 c) 35 d) 20 e) 25 11. (UNI): Identifique al átomo neutro que presenta 21 neutrones y tiene un electrón más que un átomo cuya carga en la zona extranuclear es 2,88x10-18C. 40 39 36 A) 20Ca B) 19K C) 18Kr 40 42 D) 19K E) 21Sc 12. El número de protones y el número de neutrones de un átomo “R” se encuentran en la relación numérica de 4 a 5 respectivamente. Si el número de nucleones cumplen con: 3 A - 27 = (A+1)(A-1)A Determinar el valor de la carga nuclear absoluta. A) +1,92.10-19C B) +1,6.10-18C -18 C) +1,92.10 C D) +7,2.10-28C -19 E) +1,6.10 C

Química - 2013

4 Chemistry-2.0

Química

Química - 2013

Julio Oria

4 Chemistry-2.0