Examen 8

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)

   En el laboratorio, Hugo frota un peine de plástico con un paño de lana y queda con carga negativa. Después frota una varilla de vidrio con un paño de seda y la varilla queda con carga positiva.

   a) ¿Qué ha ganado o perdido el peine? ¿Y la varilla de vidrio?

   b) ¿Con qué carga ha quedado cada paño?

   c) Hugo dice: «La varilla de vidrio queda positiva porque la seda le ha pasado protones». Corrige su error.

2. 2. (1,5 puntos)

   Rutherford sabía que el núcleo del hidrógeno tiene un protón y que el del helio tiene dos protones. Sin embargo, la masa del núcleo de helio es unas cuatro veces la del de hidrógeno.

   a) Si en el núcleo de helio solo hubiera dos protones, ¿cuántas veces más masa que el hidrógeno debería tener?

   b) ¿Qué propuso Rutherford para explicar la masa que «falta»? ¿Qué carga debía tener esa partícula? ¿Por qué?

   c) ¿Quién la descubrió y cuándo? ¿Cuántas tiene el núcleo de helio?

3. 3. (1 puntos)

   a) ¿Cuántas veces es mayor la masa de un neutrón que la de un electrón?

   b) Un átomo de sodio tiene 11 protones, 12 neutrones y 11 electrones. ¿Qué tiene más masa: todos sus electrones juntos o un solo neutrón? Justifícalo con cálculos.

   c) Si el núcleo del sodio fuera una pelota de 1 kg, ¿cuánta masa tendrían, aproximadamente, todos sus electrones juntos? Usa la proporción entre la masa de los electrones y la del núcleo.

   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)

   Resuelve estos dos problemas:

   a) Un átomo neutro tiene número másico 30 y en su núcleo hay dos neutrones más que protones. Calcula $Z$, el número de neutrones y di de qué elemento se trata.

   b) Un ion con carga $3-$ tiene 18 electrones y número másico 31. ¿Cuántos protones y neutrones tiene? ¿De qué elemento es? Escribe su símbolo completo.

   Datos: $Z$: N = 7, O = 8, Si = 14, P = 15, S = 16, Cl = 17.

5. 5. (1,5 puntos)

   Observa estas especies (la letra no es el símbolo del elemento):

   $^{54}_{26}\text{A}$, $\quad ^{58}_{26}\text{E}$, $\quad ^{58}_{28}\text{G}$, $\quad ^{50}_{22}\text{J}$, $\quad ^{50}_{24}\text{L}$, $\quad ^{79}_{35}\text{M}$, $\quad ^{81}_{35}\text{Q}$

   a) ¿Qué parejas son isótopos? Explica por qué.

   b) E y G tienen el mismo número másico. ¿Son isótopos? ¿Por qué?

   c) Calcula los neutrones de los dos isótopos que hayas encontrado de $Z = 35$.

6. 6. (2 puntos)

   La cal viva, que se usa en la construcción, es óxido de calcio: un sólido blanco formado por iones de calcio ($Z = 20$) y de oxígeno ($Z = 8$).

   a) Dibuja el diagrama de capas (núcleo y capas con sus electrones) del átomo de calcio y del de oxígeno.

   b) Indica qué ion forma cada uno, explicando cuántos electrones gana o pierde.

   c) ¿Cuántos protones y electrones tiene cada ion? ¿Qué tienen en común sus distribuciones de electrones?

   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 plátano es rico en potasio. El potasio natural está formado casi solo por dos isótopos (datos aproximados): potasio-39 (38,96 u; 93,3 %) y potasio-41 (40,96 u; 6,7 %). Hay también una cantidad diminuta de potasio-40, radiactivo, que aquí no tendremos en cuenta.

   a) Calcula la masa atómica del potasio.

   b) ¿Por qué la presencia de un isótopo radiactivo no cambia el comportamiento químico del potasio del plátano?

   c) Explica con tus palabras qué es una media ponderada y por qué se usa para calcular masas atómicas.