Para la resolución de algunos ejercicios, se adjunta una parte de la Tabla Periódica de los Elementos.

1

H 1,0

Número atómico

Masa atómica

2

He 4,0

3

Li 6,9

4

Be 9,0

5

B 10,8

6

C 12,0

7

N 14,0

8

O 16,0

9

F 19,0

10

Ne 20,2

11

Na 23,0

12

Mg 24,3

13

Al 27,0

14

Si 28,1

15

P 31,0

16

S 32,0

17

Cl 35,5

18

Ar 39,9

19

K 39,1

20

Ca 40,0

2013

QUÍMICA MENCIÓN QM-03

MÓDULO DE APRENDIZAJE

MODELO ATÓMICO Y RADIACTIVIDAD

2

I. COMPLETE LA SIGUIENTE TABLA CON DATOS

CONSIDERE:

Número Atómico: Z

Número másico: A Electrones: ē

Neutrones: n

Elemento Z n A ē

C 6 12

N 7 15

O 8 16

P 15 16

Cl 35 17

17 37 18

Al+3 27 10

Mg 12 12

Li+1 3 4

Fe 27 53

S-2 32 18

1 1

3

II. LA SIGUIENTE GRÁFICA PERMITE RELACIONAR EL NÚMERO DE

NEUTRONES(N) CON EL NÚMERO DE PROTONES (P) PRESENTES EN EL

NÚCLEO DE LOS ÁTOMOS

En relación con la gráfica, indique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones. Justifique las falsas.

1. ___ En aquellos núcleos ligeros (Z≤20), la mayor estabilidad se alcanza cuando la relación

entre el número de neutrones y protones es 1.

2. ___ En los núcleos más pesados, la inestabilidad provocada por la repulsión electrostática

entre los protones se minimiza si hay más neutrones que protones.

3. ___ En la región A se ubican aquellos isótopos que presentan en sus núcleos más protones

que neutrones.

4. ___ Si la relación n/p es mayor que 1, entonces los núcleos presentan inestabilidad debido al

exceso de neutrones.

5. ___ En la región A, los núcleos se estabilizan emitiendo una partícula β provocando una

disminución en la proporción neutrón/protón.

6. ___ En la región B, los núcleos poseen una proporción neutrón/protón menor que aquellos

que se encuentran dentro del cinturón de estabilidad.

7. ___ La captura electrónica (por lo general un electrón 1s) ocurre en los núcleos que

pertenecen a la región A.

8. ___ Los núcleos situados por debajo del cinturón de estabilidad se estabilizan transformando

un protón en un neutrón con la emisión de un positrón, de acuerdo con: 1

1 p 1

0 n +0

+1 β

4

III. La siguiente es la serie radiactiva del Uranio-238, al respecto

responda

1. ¿Cuál es el isótopo más estable de esta serie?, indique su número atómico y másico

2. Si la serie radiactiva del U-238 presenta 14 etapas (emisiones). ¿Cuántas partículas y β se

emiten en total hasta que el Uranio transmuta en Plomo-206?

IV. COMPLETE LAS SIGUIENTES ASEVERACIONES

a) El isótopo 117

50 Sn tiene un número de neutrones igual a………

b) Cuando un núclido de número atómico Z emite una partícula el número atómico del núclido

resultante disminuye en………… unidades

c) Si un núcleo radiactivo emite sólo radiación , el número atómico……………………

d) El tecnecio-99 es un núclido utilizado ampliamente en medicina nuclear y tiene un período de

semidesintegración de 6 horas. Al cabo de un día, una muestra de un 1 gramo de este

material se reduce a………..

e) Una muestra radiactiva de 10 gramos se reduce a 1,25 gramos al cabo de 18 años. Por lo

tanto, su período de semidesintegración es de………………

f) Cuando un isótopo artificial de número atómico Z emite un positrón, el número atómico del

núclido resultante disminuye en………… unidad

5

V. CALCULE LA MASA ATÓMICA PROMEDIO PARA CADA ELEMENTO,

CONSIDERANDO SUS ABUNDANCIAS ISOTÓPICAS MENCIONADAS EN

LAS TABLAS CON DATOS

1.

Isótopo % de abundancia Masa atómica (u.m.a)

204Pb

1,40

203,9730

206Pb

24,1

205,9744

207Pb

22,1

206,9759

208Pb

52,4

207,9766

Masa atómica promedio:

2.

Isótopo % de abundancia Masa atómica (u.m.a)

151Eu

47,81

150,9196

153Eu

52,19

152,9209

Masa atómica promedio:

VI. RESPONDA

El Uranio-238 (U) posee una vida media de aproximadamente 4.56·109 años y transmuta en

Torio-234 (Th) con emisión de una partícula . Éste, a su vez, transmuta en Protactinio-234

(Pa), emitiendo una partícula β.

1. Escribe las ecuaciones nucleares en cada caso

2. Si inicialmente se dispone de 80g de Uranio-238, ¿cuánto quedará al transcurrir 5 vidas

medias?

6

VII. COMPLETE LAS SIGUIENTES ECUACIONES NUCLEARES:

1) 14

7 N + 4

2 He 17

9 F + ______

2) 12

6 C + ______ 16

8 O

3) 7

3 Li + 1

1 H ______ + 1

0 n

4) 9

4 Be + 4

2 He ______ + 1

0 n

5) 108

47 Ag + ______ 108

48 Cd + 1

0 n

6) 10

5 B + 4

2 He ______ + 1

0 n

7

TEST DE EVALUACIÓN MODULO 03

1. La relación correcta entre carga, ion y electrodo (al que migra el ion) es

A) Θ, ánodo anión.

B) , catión ánodo.

C) , catión cátodo.

D) Θ, catión ánodo.

E) Θ, anión cátodo.

2. Si un átomo presenta 7 protones, es correcto afirmar que tiene

A) 7 neutrones.

B) 7 electrones.

C) masa atómica 14.

D) 7 partículas en el núcleo.

E) 21 partículas entre protones, electrones y neutrones.

3. Un átomo presenta igual cantidad de electrones y neutrones, y entre ambas partículas suman

20 unidades. Respecto de lo anterior, es correcto afirmar que

I) el átomo contiene 10 protones.

II) tiene un A igual a 20.

III) la relación (protón / electrón) tiene valor 10.

A) Sólo I.

B) Sólo II.

C) Sólo III.

D) Sólo I y II.

E) I, II y III.

4. Si un átomo neutro R presenta 5 protones en su núcleo y otro átomo L 8 protones, entonces

es correcto afirmar que

A) R es un átomo más positivo que L.

B) L tiene más electrones que R.

C) L tiene 8 neutrones y 8 electrones.

D) R tiene más electrones que L.

E) R y L tienen igual cantidad de neutrones.

8

5. Si una partícula cargada eléctricamente migra hacia un metal que actúa de ánodo, sería

incorrecto afirmar que la (el)

I) partícula es un anión.

II) ánodo está cargado negativamente.

III) partícula y el electrodo presentan distinta carga eléctrica.

A) Sólo I.

B) Sólo II.

C) Sólo I y III.

D) Sólo II y III.

E) I, II y III.

6. El siguiente modelo atómico para un elemento debe contener

I) 8 protones.

II) 8 electrones.

III) 16 nucleones.

A) Sólo I

B) Sólo II.

C) Sólo III.

D) Sólo I y II.

E) Sólo II y III.

7. Considerando el modelo mecánico – cuántico de Erwin Schrödinger, la zona del espacio donde

se puede determinar matemáticamente la probable ubicación de un electrón recibe el nombre

de

A) orbital.

B) órbita.

C) cuantum.

D) nube electrónica.

E) nivel de energía.

9

8. Al unir la columna A (científico) con la columna B (aporte científico) la correcta relación

permite ver que de arriba hacia abajo la secuencia para la columna B será

A B

1. Dalton __ Modelo atómico.

2. Millikan __ Teoría atómica.

3. Einstein __ Efecto fotoeléctrico.

4. Thomson __ Masa y carga del electrón.

A) 4 – 1 – 3 – 2

B) 3 – 2 – 1 – 4

C) 4 – 3 – 1 – 2

D) 2 – 3 – 4 – 1

E) 4 – 2 – 3 – 1

9. En el modelo de estado estacionario propuesto por Niels Bohr, los electrones

I) al acercarse al núcleo emiten energía.

II) se ubican en niveles de energía cuantizados.

III) los electrones giran alrededor del núcleo en orbitas definidas.

De las anteriores es (son) correcta(s)

A) sólo I.

B) sólo II.

C) sólo I y II.

D) sólo I y III.

E) I, II y III.

10. ¿Qué científico utilizó partículas alfa para proponer un nuevo modelo atómico?

A) Dalton

B) Thomson

C) Rutherford

D) Bohr

E) Schrödinger

10

11. Un material radiactivo X emite partículas alfa y beta de acuerdo con el siguiente decaimiento

Analizando la serie radiactiva se infiere correctamente que

I) X y W son isótopos.

II) Y, Z y W son isóbaros.

III) la masa atómica de W es mayor que la de X.

A) Sólo I.

B) Sólo III.

C) Sólo I y II.

D) Sólo II y III.

E) I, II y III.

12. Sólo una de las siguientes transmutaciones es natural, indíquela

A) 238

92U 234

90Th + 4

2He

B) 14

7N + 4

2He 17

8O + 1

1H

C) 238

92U + 1

0n 239

93Np + 0

-1e

D) 14

7N + 1

0n 14

6C + 1

1H

E) 6

3Li + 1

0n 3

1H + 4

2He

13. El iodo-131 es un isótopo radiactivo que posee un período de semi-desintegración (t1/2) de 8

días y es utilizado ampliamente en medicina nuclear, puesto que mide la actividad metabólica

de la glándula tiroides. Según lo anterior, si a un paciente se le inyectan 400 miligramos de

este radioisótopo a su torrente sanguíneo ¿qué porcentaje de la muestra inicial quedará en el

organismo del paciente al cabo de 24 días?

A) 25%

B) 6,25%

C) 50%

D) 12,5%

E) 87,5%

14. El isótopo 24

11Na, usado en medicina nuclear con el objeto de detectar obstrucciones del

sistema circulatorio, posee una vida media de 14 horas. Esto implica que el isótopo disminuye

su masa a la mitad en

A) 3,5 horas.

B) 7 horas.

C) 28 horas.

D) 19 horas.

E) 14 horas.

X Y Z W T

11

15. La siguiente gráfica corresponde a la desintegración del Radio-226 con respecto al tiempo.

Del análisis de la gráfica se infiere correctamente que

I) la vida media para este elemento es de 1620 años.

II) a los 4860 años el porcentaje de átomos sin desintegrarse es de un 25%

III) a los 3240 años se ha desintegrado un 75% de los átomos de radio.

A) Sólo I.

B) Sólo II.

C) Sólo I y II.

D) sólo I y III.

E) I, II y III.

16. Considerando el siguiente esquema. ¿Cuál de las siguientes aseveraciones es correcta respecto

al comportamiento de tres tipos de emisiones radiactivas frente a un campo eléctrico?

A) X es una radiación con carga eléctrica negativa.

B) la emisión Z corresponde a un positrón.

C) Y presenta ambos tipos de carga eléctrica.

D) Z presenta carga eléctrica negativa.

E) Y es una radiación que no presenta masa.

12

17. En la reacción nuclear X corresponde a un

27

13Al + 4

2He X + 1

0n

I) átomo con número atómico 27.

II) isótopo del 27

13Al.

III) átomo número másico 30.

Es (son) correcta(s)

A) sólo I.

B) sólo II.

C) sólo III.

D) Sólo II y III.

E) I, II y III.

18. Cuando un átomo de potasio se transforma en un catión,

A) capta un electrón.

B) cede un electrón.

C) capta un protón.

D) capta un electrón y emite energía.

E) capta un protón y emite energía.

19. El Se-2 posee 36 electrones y su número másico es 79. Por tanto, la cantidad de protones y

neutrones son, respectivamente,

A) 34 y 43.

B) 36 y 45.

C) 32 y 45.

D) 36 y 43.

E) 34 y 45.

20. “Ha sido el evento más increíble que he observado en mi vida. Fue tan sorprendente que

equivale a disparar balas de cañón sobre una hoja de papel y descubrir que en algunos casos

ellas rebotaban”. El análisis de la descripción anterior permitió a Ernerst Rutherford descubrir

A) los electrones.

B) los orbitales atómicos.

C) los niveles de energía.

D) el fenómeno radiactivo.

E) el núcleo de los átomos.

DMTR-QM03

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