Examen 3

Hazlo en papel, sin mirar los apuntes, en unos 50 minutos. Cuando termines, pulsa «He terminado» para ver las soluciones y ponerte la nota.

1. 1. (1 puntos)

   Completa en tu hoja una tabla que compare los modelos de Dalton y de Thomson con estas filas:

   1. ¿Cómo es el átomo? (descripción y dibujo sencillo)
   2. ¿Se puede dividir el átomo?
   3. ¿Tiene cargas eléctricas?

   Después explica qué descubrimiento obligó a abandonar el modelo de Dalton y a proponer el de Thomson.

2. 2. (1,5 puntos)

   Tres alumnos comentan el modelo de Rutherford. Di quién tiene razón en cada caso y corrige las frases erróneas:

   • Lucía: «Como el átomo está casi vacío, si miráramos una mesa con un supermicroscopio veríamos sobre todo huecos.»
   • Pablo: «Los electrones están en el núcleo junto con los protones, porque los dos tienen carga.»
   • Aisha: «Casi toda la masa del átomo está en la corteza, porque la corteza ocupa casi todo el volumen.»
   • Diego: «El núcleo es positivo porque en él están los protones.»

3. 3. (1 puntos)

   Un átomo de aluminio-27 tiene 13 protones, 14 neutrones y 13 electrones.

   a) Calcula la masa de su núcleo y la masa de sus electrones, en kg.

   b) ¿Qué porcentaje de la masa total del átomo corresponde a los electrones?

   c) ¿Dónde está, por tanto, casi toda la masa del átomo?

   Datos: $m_p = 1{,}673\cdot10^{-27}\ \text{kg}$; $m_n = 1{,}675\cdot10^{-27}\ \text{kg}$; $m_e = 9{,}109\cdot10^{-31}\ \text{kg}$; carga elemental $e = 1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{C}$; $1\ \text{u} = 1{,}661\cdot10^{-27}\ \text{kg}$.

4. 4. (1,5 puntos)

   Observa estos tres átomos neutros: $^{36}_{16}\text{S}$, $^{36}_{17}\text{Cl}$ y $^{36}_{18}\text{Ar}$.

   a) Calcula los protones, neutrones y electrones de cada uno.

   b) ¿Qué tienen en común? ¿Son átomos del mismo elemento? Razónalo.

   c) ¿Cuál de ellos tiene más neutrones? Explica por qué, si todos tienen $A = 36$, no tienen el mismo número de neutrones.

5. 5. (1,5 puntos)

   El boro natural ($Z = 5$) es sobre todo boro-11, con aproximadamente un 20 % de boro-10. El boro-10 absorbe muy bien los neutrones, y por eso se usa en las barras de control de las centrales nucleares.

   a) ¿Cuántos protones, neutrones y electrones tiene un átomo de cada isótopo?

   b) ¿En qué se parecen y en qué se diferencian los dos isótopos? Piensa en su masa y en sus propiedades químicas.

   c) ¿Se pueden separar el boro-10 y el boro-11 con una reacción química? ¿Por qué?

6. 6. (2 puntos)

   El agua del mar contiene, entre otros, estos iones: sodio $\text{Na}^{+}$, potasio $\text{K}^{+}$, calcio $\text{Ca}^{2+}$ y cloruro $\text{Cl}^{-}$.

   Datos: $Z$: Na = 11, Cl = 17, K = 19, Ca = 20.

   a) Para cada ion, indica si es catión o anión, si el átomo ha ganado o perdido electrones y cuántos electrones tiene el ion.

   b) Escribe la distribución en capas del átomo de potasio y del ion $\text{K}^{+}$.

   c) El agua del mar es eléctricamente neutra. Si contiene cationes, ¿qué tiene que haber también? ¿Por qué?

   Recuerda: en las capas caben, como máximo, 2 electrones en la 1.ª y 8 en la 2.ª; en los 20 primeros elementos, la 3.ª se llena hasta 8 y después se empieza la 4.ª.

7. 7. (1,5 puntos)

   El europio, que hace brillar bajo la luz ultravioleta algunas marcas de seguridad de los billetes de euro, está formado por dos isótopos (datos aproximados): europio-151, de masa 150,92 u y abundancia 47,8 %, y europio-153, de masa 152,92 u y abundancia 52,2 %.

   a) Calcula la masa atómica del europio.

   b) Antes de calcular, ¿esperarías que la masa atómica quedase muy cerca de 151, muy cerca de 153 o hacia la mitad? ¿Por qué?

   c) La masa atómica del cloro es 35,45 u. ¿Por qué la masa atómica de un elemento casi nunca es un número entero?