Examen 4

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1. 1. (1 puntos)

   En 1808 John Dalton propuso la primera teoría atómica moderna.

   a) Enuncia tres de sus postulados.

   b) Unos 90 años después, Thomson descubrió el electrón. ¿Qué postulado de Dalton dejó de ser válido? Explica por qué.

2. 2. (1,5 puntos)

   El radio de un átomo es de unos $10^{-10}\ \text{m}$ y el de su núcleo, de unos $10^{-14}\ \text{m}$ (valores aproximados).

   a) ¿Cuántas veces es mayor el radio del átomo que el del núcleo?

   b) Si el núcleo fuera una canica de 1 cm de radio colocada en el centro del estadio Santiago Bernabéu, ¿qué radio tendría el átomo, en metros? ¿Cabría el átomo dentro del terreno de juego, que mide unos 105 m de largo?

   c) Usa este resultado para explicar por qué casi todas las partículas alfa atravesaban la lámina de oro sin desviarse.

3. 3. (1 puntos)

   Un átomo de litio-7 tiene 3 protones, 4 neutrones y 3 electrones.

   a) Calcula cuántas veces es mayor la masa de su núcleo que la de todos sus electrones juntos.

   b) ¿Cuántos electrones harían falta, aproximadamente, para reunir la masa de ese núcleo?

   c) A partir de los resultados, explica por qué al calcular la masa de un átomo se suele despreciar la masa de los electrones.

   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)

   a) Define número atómico ($Z$) y número másico ($A$).

   b) En el símbolo $^{23}_{11}\text{Na}$, ¿qué significan el 23 y el 11?

   c) Un compañero dice: «El argón-40 ($Z = 18$) y el calcio-40 ($Z = 20$) tienen el mismo número másico, así que son el mismo elemento». ¿Tiene razón? Calcula los protones y neutrones de cada uno para justificarlo.

5. 5. (1,5 puntos)

   En algunos hospitales se usa fósforo-32, un isótopo radiactivo del fósforo ($Z = 15$), para tratar ciertas enfermedades de la sangre. El fósforo estable que tomamos con los alimentos es el fósforo-31.

   a) Calcula los protones, neutrones y electrones de un átomo de cada isótopo.

   b) Las células usan el fósforo-32 igual que el fósforo-31 (por ejemplo, para fabricar su ADN). Explica por qué.

   c) Cita un beneficio y un riesgo de usar isótopos radiactivos en medicina.

6. 6. (2 puntos)

   a) Escribe la distribución de electrones en capas del aluminio ($Z = 13$) y del nitrógeno ($Z = 7$).

   b) Predice el ion más probable de cada uno y explica tu razonamiento.

   c) Escribe el símbolo de cada ion y su distribución en capas.

   d) Un compañero dice que el nitrógeno podría formar el ion $\text{N}^{5+}$ perdiendo sus 5 electrones de la última capa. ¿Por qué es mucho más probable que gane 3?

   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)

   a) Define la unidad de masa atómica (u). ¿Por qué no se usa el kilogramo para expresar la masa de los átomos?

   b) En la tabla periódica leemos: H 1,008; C 12,01; O 16,00; Na 22,99. Interpreta qué significa que la masa atómica del oxígeno sea 16,00 u.

   c) ¿Cuántas veces es mayor la masa media de un átomo de oxígeno que la de un átomo de hidrógeno?

   d) La masa de un átomo de flúor-19 es de unas 19,00 u. Calcula su masa en kg sabiendo que $1\ \text{u} = 1{,}66\cdot10^{-27}\ \text{kg}$.