7. QUÍMICA A

QUÍMICA SEMANA N° 01: Para los griegos el átomo era la unidad elemental de la materia; el último límite de la división física. Era llamado así porque en griego dicha palabra significa "no se puede dividir". Sin embargo, se sabe actualmente que el átomo tiene estructura interna, formada por varias partículas que se ubican en dos regiones claramente definidas: el núcleo y la nube electrónica.

EL ÁTOMO Convencionalmente el átomo se representa así:  A 

 A = Número de masa

Z

Z = Número atómico

E

Para hallar los neutrones se resta el número de masa  y el número atómico.

Núcleo atómico:  Parte central; muy pequeño y de carga positiva que además concentra la masa del átomo (99,9 %). Nube electrónica:   Es un espacio muy grande, en este espacio se encuentran los electrones.

n° = A - Z

En el ejemplo siguiente, completar: * A =

*e =

*Z=

* n° =

56

Fe

Partículas sub-atómicas Partícula Símbolo Electrón

e-

Protón

p+

Neutrón

Carga relativa

Descubridor

g

-1

J. Thomson

g

+1

E. Rutherford

g

0

J. Chadwick 

Masa -28

9,11×10

-24

1,672×10

-24

1,675×10

26

+

*p=

Completar el siguiente cuadro: Elemento

A

Z

p+

n°

e-

Potasio

39

19

19

20

19

1 1H

Definiciones importantes Número atómico:  Representado por "Z" y nos indica el número de protones del núcleo atómico, este valor nos ayuda a ordenar a los elementos en la tabla periódica.

Z = # de protones = Número atómico

16 8O 12 6

C

14 N 7 39 K  19

Número de masa: Representado por "A" y nos indica el número de nucleones y viene dado por el número de protones más el número de neutrones.

A = #p+ + #n° = Número de masa

7 Li 3 40 Ca 20 24 Mg 12 23 Na 11

Átomo neutro:  Esto se da cuando las partículas positivas (protones) están en igual cantidad que las negativas (electrones).

32 S 16 31 15 P

#p+ = e-

¿Las moléculas están formadas por átomos?

197

Sí, por ejemplo la molécula de azúcar está formada por 45 átomos: 12 de carbono, 22 de hidrógeno y 11 de oxígeno. Como ves es bastante compleja. Pero ... ¿podemos separar estos átomos? Si aplastas un terrón de azúcar verás pequeños cristales. Cada uno de ellos está formado por muchas moléculas de azúcar. Si lo mueles, llegarás a tener un fino polvo, sin que cada diminuta parte de él sea azúcar. Si lo disuelves en agua, no podrás ver los "cristales" pero el sabor te indicará que están ahí. Molécula sacarosa con sus átomos

queratinasas,

¿Qué hacer con las toneladas de plumas de aves de corral que diariamente son desechadas? ¿Y con los restos de pieles de ganado vacuno? ¿Cómo reducir la contaminación de los productos químicos que se emplean en cosmética para depilar y suavizar la piel? Para ello se emplean las

el proceso de degradación, y se em-plea en la cosméstica

enzimas

producidas por hongos filamentosos de

capaces

hidrolizar

las

moléculas de queratina. La

queratina,

como

sabemos, es uno de los principales componentes de tejidos como la piel, las uñas, el pelo y las plumas. Con ello se logra reducir las contaminación por cuero y plumas debido a que se acelera con resultados supe-riores y sin riesgo para el ambiente. No solo se ha desarrollado semin-dustrialmente una técnica para producir la queratinasa

sino que se ha

identificado una cepa capaz de producir siete veces más quera-tinasa.

PRACTIQUEMOS

1. El núcleo del átomo contiene: a) b) c) d) e)

4. Indicar (V) o (F) según corresponda:

neutrones protones electrones protones y electrones protones y neutrones

* La masa del neutrón es similar a la masa del electrón. * El tamaño de un átomo lo determina su nube electrónica. * La cantidad de protones en el núcleo determina la identidad en el átomo.

2. Para los griegos "Átomo" significaba: a) b) c) d) e)

a) FVF d) FVV

sin división sin neutrones sin protones sin electrones sin partes

"La masa del átomo se encuentra concentrada en: .......". La nube electrónica Los protones Los neutrones El núcleo atómico La zona extranuclear

a) 10 d) 40

b) 20 e) 50

c) FFV

5. De las proposiciones:

3. Completar:

a) b) c) d) e)

b) VFV e) VVF

I. Un átomo es eléctricamente neutro debido a la existencia de los neutrones en el núcleo atómico. II. La nube electrónica es una región de elevada densidad. III. La masa del átomo se concentra casi totalmente en el núcleo atómico. Son incorrectas: a) Solo III d) Solo I

b) I y III e) I, II, III

c) I y II

6. En un átomo el número de neutrones es el triple que el número de protones. Si el número de nucleones es 80, hallar el número atómico. c) 30 7. Descubrió los protones:

198

a) Chadwik c) Thomson e) Briceño

b) Rutherford d) Bohr

8. Descubrió los neutrones: a) Thomson c) Chadwik e) Ames

I. Las cargas del protón y neutrón son iguales. II. La masa del protón es igual a la masa del electrón. III. Los electrones y los neutrones se encuentran en el núcleo atómico. a) VVV d) FVF

b) Rutherford d) Einstein

b) VFV e) VVF

c) FFF

14. Se tienen dos átomos “x” e “y” con el mismo número de protones pero el número de neutrones de “x” es mayor en 2 al número de neutrones de “y”, entonces se puede

9. Descubrió los electrones: a) Rutherford c) Chadwik e) Vizcardo

afirmar que: b) Thomson d) Plank

10. Hallar el número de nucleones con la notación: ; si el número de protones es 9. a) 16 d) 19

b) 17 e) 20

c) 18

11. Si un átomo presenta 180 nucleones y el número de neutrones es el doble que el de protones, hallar el número atómico. a) 56 d) 62

b) 58 e) 64

c) 60

I. Las partículas subatómicas más comunes son el electrón y el núcleo atómico. II. La suma del número de protones más el número de neutrones se denomina número atómico. III. En el núcleo atómico solo hay protones y neutrones. b) VVV e) FFF

"x" e "y" son de elementos diferentes. "x" e "y" tienen el mismo número atómico. El número de masa de "y" es mayor que el de "x". El número de masa de "x" es igual al de "y". "x" tiene mayor carga nuclear que "y".

15. El átomo de un elemento tienen 40 nucleones y posee 18 electrones, ¿cuántos neutrones tiene en el núcleo? a) 18 d) 58

c) FVF

b) 40 e) 29

c) 22

16. En un átomo la relación entre los nucleones neutros y la carga nuclear es de 6 a 5. Si el átomo posee 25 protones, cuál será su número de masa. a) 55 d) 86

12. Señale verdadero (V) o falso (F):

a) VVF d) FFV

a) b) c) d) e)

b) 65 e) 75

c) 70

17. ¿Qué proposiciones son correctas? I. La cantidad de protones en el núcleo determina la identidad del elemento químico. II. En todo átomo el número de neutrones es mayor o igual al número de protones. III. El neutrón fuera del núcleo tiene un periodo de vida muy corto. a) Solo I d) I y III

b) Solo II e) I y II

c) Solo III

TAREA DOMI

13. Señale como verdadero (V) o falso (F):

1. Señale estrictamente el orden creciente de las masas del protón, electrón y neutrón.

a) protón < electrón < neutrón b) electrón < neutrón < protón

199

c) electrón < protón < neutrón d) neutrón < protón < electrón e) protón < neutrón < electrón

7. ¿Cuál de los siguientes pares de elementos tiene igual número de neutrones?

2. Los ... poseen carga positiva, los ... poseen carga negativa y los ... son neutros. El conjunto de palabras que completan correctamente el texto es: a) b) c) d) e)

neutrones - protones - electrones electrones - protones - neutrones protones - electrones - neutrones electrones - neutrones - protones neutrones - electrones - protones

c) e)

12 6C

13 6C

;

14 6C 11 5B

; ;

b)

14 7N

d)

20 10Ne

24 12Mg

;

;

40 18 Ar 16 8O

12 6C

8. Define a un elemento químico: a) carga unitaria c) número de masa e) carga elemental

3. El electrón de un átomo de oxígeno: a) Es idéntico al electrón del átomo de hidrógeno. b) Es más grande que el electrón del átomo de hidrógeno. c) Tiene mayor masa que el electrón del átomo de oxígeno. d) Puede tener mayor o menor carga que el electrón del átomo de hidrógeno. e) Tiene mayor carga que el electrón del átomo de hidrógeno. 4. El número de protones que tiene el núcleo de un átomo constituye su: a) número de masa c) peso atómico e) «a» y «b»

a)

5. Para determinar el número atómico de un elemento se necesita conocer: a) en que circunstancia fue descubierto el elemento. b) el número de neutrones y protones que tiene el núcleo. c) la variedad de compuestos binarios que pueden formarse con el oxígeno. d) El número de protones en el núcleo de sus átomos o de electrones alrededor de estos núcleos. e) «a» y «b» 6. ¿Qué datos suministra los números del símbolo: a) 15 = número atómico; 7 = número de neutrones b) 15 = número de masa; 7 = número atómico c) 15 = número de electrones; 7 = número de masa d) 15 = número de neutrones; 7 = número atómico e) 15 = número de carga; 7 = número de neutrones

9. El número atómico de un elemento es 34, ¿cuántos protones tiene el núcleo? a) 32 c) 68 e) 35

b) 64 d) 34

10. Si un átomo posee 38 protones en su núcleo, determinar su número atómico. a) 46 c) 52 e) 60

b) 38 d) 49

11. El núcleo de un átomo de número atómico 35 y número de masa 80 contiene:

b) número atómico d) fórmula molecular

15 7X

b) número atómico d) peso atómico

?

SEMANA N° 02: Isótopos:  Llamados también hílidos, son átomos de un mismo elemento, que poseen igual número de protones pero diferente número de masa.

a) 14 neutrones b) 35 protones y 45 neutrones c) 45 neutrones y 35 electrones d) 35 electrones e) 45 protones y 35 neutrones 12. Con respecto a a) b) c) d) e)

40 20 Ca

:

Posee 40 electrones Posee 20 neutrones y 40 electrones Posee 20 protones y 20 neutrones Posee 22 neutrones Posee 24 electrones

13. Con respecto a a) 35 c) 18 e) 16

35 17 Cl

; indicar su número de protones. b) 17 d) 35

CARGA IÓNICA

Los primeros isótopos, los del Neón(Ne), fueron descubiertos por Aston (1913).

200

Ejemplo: Isótopos del hidrógeno 1

1H

Protio

2

1H

Abundancia: 99,9 % Denominado el más común o el más abundante.

Ion positivo (Catión) 3 1H

Deuterio

Abundancia: 0,015 % Formador del agua pesada. (D2O)

 A

Tritio

Z

Abundancia: 10-15 % Radiactivo, aparece en forma natural en las emanaciones volcánicas. Es inestable.

Isóbaros: Átomos de elementos diferentes, poseen igual número de masa (de nucleones) pero diferentes número atómico. Ejemplo: 40 20 Ca

18 p+

20 n°

22 n°

11

12 electrones

2+

        # p+ = 11    

# e = 11 - 2 = 9

Ion negativo (Anión)     A x   # p+ = Z E Z   

# e = Z +x 16 8

Na

4-

      # p+ = 8   

Especies isoelectrónicas

40 nucleones

Son aquellas especies químicas (átomos, iones, moléculas) que poseen igual número de electrones y la misma configuración electrónica. Ejemplo: 40

32

18 Ar 23 11 Na

11 S

35

2-

17 Cl



1-



# e - = 18

# e - = 18

# e - = 18

11 protones (=)

12 neutrones

Na

# e = 8 + 4 = 12

Ejemplo:

12 protones

23

Ejemplo:

Isótonos: Átomos de elementos diferentes, poseen igual número de neutrones.

24 12 Mg

Ejemplo:

40 18 Ar

20 p+

40 nucleones

E

      # p+ = Z    # e = Z- x

x+

(=)

12 neutrones

11 electrones

Iones: Son especies químicas que poseen carga eléctrica neta positiva o negativa, esto debido a una pérdida o ganancia de electrones respectivamente.

PRACTIQUEMOS 1. Se les denomina con el nombre de hílidos: a) isótopos c) isótonos e) isomásicos

b) isóbaros d) isoelectrónicos

2. Los átomos que tienen el mismo número de neutrones son: a) isótopos b) isóbaros c) hílidos d) isoelectrónicos

201

e) isótonos

31

3. Aquellos átomos cuyos números másicos son iguales se denominan: a) isótonos c) isóbaros e) hílidos

b) isoelectrónicos d) isótopos

4. El isótopo del hidrógeno que se encuentra en la naturaleza, en las emanaciones volcánicas y es radiactivo se llama: a) protio c) tritio e) mesón

b) deuterio d) positrón

5. El isótopo más abundante del hidrógeno es el: a) protio c) tritio e) mesón

b) deuterio d) positrón

6. Los siguientes átomos son isótopos, hallar "x" 40 2x 1 E

a) 16 d) 19

c) 18

15 8O

y

16 8O

b) isóbaros

40 19 K 

y

40 20 Ca

c) isótonos

37 17 Cl

y

40 20 Ca



d) isoelectrónicos e) Ninguna

b) El átomo

1

Br

60 27 Co

es un catión que ganó 3

posee 6 electrones en la zona

tiene 10 protones.

 A Z

a) 26 d) 29

E

3

b) 27 e) 30

c) 28

11. Indicar verdadero (V) o falso (F) respecto a los isótopos del hidrógeno. * El tritio es el isótopo más inestable y por lo tanto el menos abundante. * El agua formada con el deuterio se conoce como "Agua pesada". * El isótopo más común es el protio.

54

Xe y

a) b) c) d) e)

b) VVF e) FFF

c) FVF

55

Cs1

Agregamos un protón al átomo. Quitamos un protón al átomo. Agregamos un electrón. Quitamos un electrón. No es posible cargarlo positivamente.

13. Completar el siguiente cuadro para las especies isoelectrónicas Cl1- y S2-. Hallar "m+n"



Especie

S2-

tiene 34 electrones.

contiene solo 27 nucleones.

Z

e-

Cl1-

9. Determina la alternativa correcta: 35

F

3

10. Determinar el número atómico si el ion representado tiene 26 electrones:

8. Un catión trivalente contiene 76 electrones y 118 neutrones. Señale el número másico. a) 191 b) 195 c) 197 d) 185 e) 183

a) La especie

1

9

P

12. Para cargar positivamente a un átomo:

7. ¿Qué alternativa es incorrecta? a) isótopos

e) El anión

15

14 6C

d) El átomo nuclear.

a) VVV d) FFV

58 37 E

b) 17 e) 20

c) La especie: electrones.

a) 87 d) 67

n b) 78 e) 64

35

A

n°

m

20

19 c) 81

TAREA DOMICILIARIA Tipos de átomos e iones

c) isóbaros e) isómeros

1. Si dos átomos tienen el mismo "Z" pero diferente "A" se trata de: a) nucleones

b) isótopos

d) isótonos

2. Los isóbaros poseen igual número de: a) nucleones

b) electrones

202

c) protones e) partículas neutras

d) atómico 11. Las especies:

3. Los isótonos son aquellos que poseen igual número de: a) neutrones c) nucleones e) electrones

b) masa d) protones

4. Los isoelectrónicos son aquellos que poseen igual número de: a) Neutrones c) masa e) electrones

b) nucleones d) protones y neutrones

a) b) c) d) e)

un protón y un neutrón solo un protón solo dos protones un protón y dos neutrones un protón y tres neutrones

12. Las especies:

c) e)

3 1H

c) e)

3 1H

12 6C

,

son: b) isóbaros d) hílidos

41 20 Ca

y

42 20 Ca

son:

8

b) isóbaros d) isómeros 2

O

19

y

9

1

F

son:

a) hílidos c) isóbaros e) isótonos b) d)

2 1H 4 1H

7. Señalar el "DEUTERIO" a)

b) isótonos d) hílidos

a) isótopos c) isótonos e) isodiasferos 14. Las especies:

2 2H

1 1H

son:

a) isótonos c) isótopos e) isoelectrónicos

b) isótopos d) isoelectrónicos 40

a)

44 21Y

,

11 5B

16

6. Señalar el "PROTIO" 1 1H

X

a) isótopos c) isoelectrónicos e) isóbaros

13. Las especies:

5. El núcleo del isótopo más común del hidrógeno tiene:

44 20

15. Las especies:

20

2

Ca

a) isótopos c) isótonos e) isoelectrónicos

35

y

17

1

Cl

son: b) hílidos d) isóbaros

16. Señalar el isótopo más abundante del hidrógeno. b) d)

2 1H 4 1H

2 2H

a)

3 1H

c) deuterio e) tritio

b) protio d)

2 1H

8. Señalar el "TRITIO" a) c) e)

1 1H 3 1H

b) d)

2 1H 4 1H

2 2H

9. Forma el "agua pesada" a)

1 1H 3 1H

c) e) deuterio

b) protio d)

4 1H

10. Es un isótopo "radiactivo". a)

1 1H

2

c) 1H e) tritio

b) deuterio d) protio

203