4
Estructura atómica y molecular
100
SOLUCIONES DE LAS ACTIVIDADES
(páginas 86/101)
Comprueba lo que sabes
1.
¿Es el átomo una esfera de materia homogénea y maci-
za? Explícalo.
No; así lo creía Dalton, e incluso Thomson, si bien este últi-
mo introdujo en esa esfera (cargada de electricidad de signo
positivo) a los recién descubiertos electrones (cargados nega-
tivamente).
Fue el experimento ideado por Rutherford el que probaría
que alrededor de un núcleo esférico, el resto del átomo, una
extensa región denominada, corteza, está prácticamente va-
cío.
2.
Indica la diferencia entre masa atómica de un isótopo y
masa atómica de un elemento.
La masa atómica de un elemento es la media ponderada de
las masas atómicas de los isótopos que contiene.
3.
¿Por qué la mayoría de las masas atómicas se expresan
en números decimales?
La causa principal de que las masas atómicas de los elemen-
tos sean números decimales se debe a que son medias pon-
deradas de las masas atómicas de los isótopos que contie-
nen.
Además, la masa atómica de un isótopo es algo menor que la
debida al conjunto de sus protones y neutrones, cuya causa
es la pérdida de masa que se libera en forma de energía al
constituirse el núcleo.
Actividades
1
Calcula el número de protones, neutrones y electrones
que existen en los siguientes elementos e iones: Al, Al
3
+
,
O y O
2
−
, sabiendo que sus números másicos son 27 para
el Al y 16 para el O, y sus números atómicos, 13 y 8, res-
pectivamente.
Al: n.º protones
=
13; n.º electrones
=
13; n.º neutrones
=
14
Al
3
+
: n.º protones
=
13; n.º electrones
=
10; n.º neutrones
=
14
O: n.º protones
=
8; n.º electrones
=
8; n.º neutrones
=
8
O
2
−
: n.º protones
=
8; n.º electrones
=
10; n.º neutrones
=
8
2
Completa la tabla 4.3 e indica los posibles isótopos exis-
tentes.
Isótopos
Z A
N.° de
protones
N.° de
neutrones
N.° de
electrones
11
5
B
5 11 5
6
5
17
8
O
8 17 8
9
8
37
17
Cl
17
37 17
20
17
235
92
U 92
235
92
143
92
16
8
O 8 16 8
8
8
13
6
C
6
13
6
7
6
109
47
Ag
47
109 47
62
47
20
10
Ne
10
20 10
10
10
35
17
Cl
17 35
17
18
17
Hay dos series de isótopos, dos pertenecientes al elemento
oxígeno y otros dos pertenecientes al elemento cloro.
3
Indica cómo serán los radios de las circunferencias que
describen dos iones de distinta masa y con la misma car-
ga, si entran con igual velocidad en una región donde
existe un campo magnético uniforme perpendicular a
su movimiento.
A igualdad de carga (
Q
), intensidad de campo magnético (
B
)
y velocidad (
v
), cuanto mayor sea la masa (
m
) del ion mayor
será el radio que describe. Esto es lo que se deduce de la
expresión:
r
=
mv
Q
B
4
Completa la siguiente frase incluyendo
menor
o
mayor
según corresponda:
«Cuanto mayor sea la relación
m/Q,
mayor
será el radio que
describen los iones al atravesar el campo magnético».
5
Indica cuáles de los siguientes átomos son isótopos del
mismo elemento:
a)
14
28
A
b)
28
14
B
c)
29
14
C
d)
14
30
D
e)
30
14
E
14
28
A y
14
30
D
6
¿Por qué las masas atómicas de la mayoría de los ele-
mentos se expresan en números decimales?
Porque son medias ponderadas de las masas atómicas de los
isótopos que contienen.
7
Indica el número de electrones, de protones y de neu-
trones de las siguientes especies químicas:
a)
Ag-107
b)
32
S
2
−
c)
27
Al
3
+
Ag-107: n.º electrones
=
47; n.º protones
=
47; n.º neutrones
=
=
107
−
47
=
60
32
S
2
−
: n.º electrones
=
18; n.º protones
=
16; n.º neutrones
=
=
32
−
16
=
16
27
Al
3
+
: n.º electrones
=
10; n.º protones
=
13; n.º neutrones
=
=
27
−
13
=
14
8
La plata natural está constituida por una mezcla de dos
isótopos de números másicos 107 y 109, de abundancia
56% y 44%, respectivamente. Calcula la masa atómica
de la plata natural.
La masa de 100 átomos de Ag, incluidos los dos isótopos, es:
m
=
107 u
⋅
56
+
109 u
⋅
44
=
10788 u
La masa promedio de un átomo de Ag será:
10 788 u
100
=
107,88 u
9
En la naturaleza se encuentran dos isótopos del bromo,
79
Br y
81
Br. Deduce la proporción en que ambos isótopos
forman parte del bromo natural, sabiendo que la masa
atómica del elemento es de 79,9.
La media ponderada de los isótopos es de 79,9. Por tanto,
llamando
x
al porcentaje del primer isótopo, tenemos:
79,9
=
79
x
+
81(100
−
x
)
100
7990
=
79
x
+
8 100 – 81
x
; 2
x
=
110;
x
=
55%
Es decir, el isótopo
79
Br abunda un 55% y el
81
Br un 45%.
