4 Los átomos y su complejidad

4 Los átomos y su complejidad
PA R A
P E N S A R
M Á S
4.43 Hay dos isótopos del cloro en la naturaleza: el cloro 35, con una abundancia relativa del 75%, y el cloro 37,
con una del 25 %. Indica:
a) Los protones y los neutrones que hay en el núcleo de cada uno de estos isótopos.
b) La configuración electrónica de cada uno de ellos.
c) La masa atómica del cloro (en u).
a) En ambos isótopos: número de protones ⫽ número atómico (Z) ⫽ 17.
Número de neutrones:
18 en el cloro 35 (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 35 ⫺ 17 ⫽ 18)
20 en el cloro 37 (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 37 ⫺ 17 ⫽ 20)
b) En ambos isótopos: número de electrones ⫽ número atómico (Z) ⫽ 17. La configuración electrónica de ambos es: 2 electrones en
la 1.a capa, 8 en la 2.a y 7 en la 3.a
c) La masa media ponderada de las masas de los isótopos es:
75
25
m ⫽ 35 ⭈ ᎏᎏ ⫹ 37 ⭈ ᎏᎏ ⫽ 35,5 u
100
100
4.44 El carbono 14 es menos abundante en la naturaleza que el carbono 12. Consulta la siguiente página web
y, a continuación, contesta las cuestiones.
www.e-sm.net/fq3eso07
a) ¿Qué abundancia relativa tienen cada uno de los isótopos?
b) Describe la utilidad principal del carbono 14.
a) La abundancia del C⫺12 es del 98,94 %, mientras que la del C⫺14 es del 1,2 ⭈ 10⫺12 %.
b) El isótopo C⫺14 se usa principalmente para estimar la edad de un resto orgánico. La proporción entre los isótopos C⫺12 y C⫺14,
isótopo radiactivo, se mantiene constante mientras un organismo vive. A su muerte deja de recibir aporte de carbono, de ninguno
de sus isótopos, mientras que su contenido de C⫺14 va disminuyendo al desintegrarse este isótopo. Como el ritmo de desintegración es conocido, se puede calcular el tiempo transcurrido entre la muerte del organismo y la actualidad.
4.45 Un átomo neutro de azufre tiene 16 electrones.
a) Indica su distribución en las capas K, L y M de la corteza atómica.
b) ¿Cómo se sitúan dentro de los subniveles energéticos?
a) Capa K: 2 electrones; capa L: 8 electrones; capa M: 6 electrones.
b) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
4.46 El níquel (Z ⴝ 28) que se encuentra en la naturaleza
está formado por los siguientes isótopos:
a) Señala los protones y los neutrones que hay en el núcleo
de cada uno de estos isótopos.
b) Calcula la masa atómica del elemento níquel.
c) ¿Cuántos átomos hay en un gramo de níquel?
d) Identifica a qué clase de elementos pertenece el níquel
y enumera algunas de sus propiedades.
Isótopo
Abundancia relativa
Masa (u)
Níquel 58
68,3 %
57,94
Níquel 60
26,1 %
59,93
Níquel 61
1,1 %
60,93
Níquel 62
3,6 %
61,93
Níquel 64
0,9 %
63,93
4 Los átomos y su complejidad
a) En todos los isótopos, el número de protones es el número atómico (Z ⫽ 28). El número de neutrones es:
30 en el níquel 58 (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 58 ⫺ 28 ⫽ 30)
32 en el níquel 60 (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 60 ⫺ 28 ⫽ 32)
33 en el níquel 61 (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 61 ⫺ 28 ⫽ 33)
34 en el níquel 62 (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 62 ⫺ 28 ⫽ 34)
36 en el níquel 64 (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 64 ⫺ 28 ⫽ 36)
b) La masa atómica del níquel natural es la masa media ponderada de las masas de los isótopos:
68,3
26,1
1,1
3,6
0,9
m ⫽ 57,94 ⭈ ᎏᎏ ⫹ 59,93 ⭈ ᎏᎏ ⫹ 60,93 ⭈ ᎏᎏ ⫹ 61,93 ⭈ ᎏᎏ ⫹ 63,93 ⭈ ᎏᎏ ⫽ 58,70 u
100
100
100
100
100
c) La masa promedio de un átomo de níquel natural es: m ⫽ 58,70 u ⫽ 58,70 (u) ⭈ 1,66 ⭈ 10⫺24 (g/u) ⫽ 9,74 ⭈ 10⫺23 g
1 (g)
En 1 gramo de níquel, el número de átomos es: N ⫽ ᎏᎏᎏ
⫽ 1,03 ⭈ 1022 átomos
d) El níquel es un metal. Por tanto, se caracteriza por su brillo metálico, es sólido a temperatura ambiente, es maleable y dúctil, es
buen conductor del calor y de la electricidad y tiene tendencia a formar iones positivos.
4.47 Los elementos del grupo 16 se denominan anfígenos.
a) Realiza en tu cuaderno un dibujo de los modelos nucleares correspondientes a los cuatro primeros elementos del grupo.
b) Escribe sus configuraciones electrónicas.
a)
b)
1s2 2s2p4
1s2 2s2p6 3s2p4
1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p4
1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p4