Lic. José A. García Ale ogía}}}}}}}} 3° Ciencia y Tecnología Institución Educativa Emblemática “Coronel Bolognesi” TEMA Nro. 1 EL ATOMO Y QUIMICA NUCLEAR ESTUDIANTE: ……………………………………………………………………………….…..… GRADO/SECCIÒN: …..…….. FECHA: 24/07/2020 1. EL ATOMO: Es un sistema dinámico y energético en equilibrio 2. PARTES DEL ATOMO Son dos: 2.1 EL NUCLEO: Es la parte central, muy pequeña y de carga positiva, donde se encuentran los protones y neutrones (nucleones) *Protones (p+): Son partículas de carga eléctrica positiva. *Neutrones (nº) : No tienen carga. Son buenos agentes desintegradores A los protones y neutrones se les llama nucleones 2,2 ENVOLTURA O NUBE ELECTRONICA: Es un espacio muy grande (constituye el 99,99% del volumen atómico), donde se encuentran los electrones que son partículas con carga negativa o partculas extranucleares, de igual valor que el protón pero de signo contrario NOTA: A los protones, neutrones y electrones se les llama partículas fundamentales 3. QUARKS.:Son las partículas mas pequeñas que constituyen la materia, por lo tanto son partículas elementales de la materia. Los físicos norteamericanos Friedman y Kendall y el canadiense R. Taylor ganaron el premio Nobel de Física en 1990 por sus trabajos que han conducido a demostrar que los quarks son las mínimas expresiones de la materia hasta ahora encontradas. Murray Gell Mann, en 1972, propuso 3 quarks: up (u), down (d), strange (s). Actualmente se añadio 3 más: charm (c), bottom (b) y top (t); osea se conocen 6 tipos de quarks, cuya combinacion en triadas (grupos de 3) forman los bariones. 2Mesones, son los hadrones mas ligeros, poseen spin entero (o, 1, 2, etc..) y cada mesón está formado por 2 quarks (un quark y un antiquark). Entre ellos tenemos los mesones π (pión) y mesones K (kaón). 4. PROPIEDADES NUCLEARES Número atómico o carga nuclear (Z): Es una propiedad característica de cada elemento químico cuyo valor indica el número de protones existentes en el núcleo de un átomo Para átomo eléctricamente neutro se cumple: Z = #p+ = #e Número másico (A): es una propiedad que indica el número de partículas fundamentales ( número total de nucleones (protones + neutrones)) existentes en el núcleo atómico Número másico (A) = número de p+ (Z) + número de nº(n) Notación de un átomo neutro (E) A E q Z n Lic. José A. García Ale ogía}}}}}}}} 3° Ciencia y Tecnología Institución Educativa Emblemática “Coronel Bolognesi” Donde: E: Símbolo de elemento correspondiente Z: Número atómico o carga nuclear A:Número de masa o número de nucleones = p + n n: Numero de neutrones = A – z 5. TIPOS DE ÁTOMOS: Son 4 Isoelectrónicos: Son átomos o iones que poseen igual número de electrones. Ejemplos 0 8 O2 9 F 11Na 10 e _ 10 Ne - Tiene 10 e- Tiene 10 e-Tiene 10 eTiene 10e 6. IONES: Es todo átomo cargado eléctricamente. z E ±q Existen dos IONES ANIÓN CATIÓN Carga positiva electrones Ejemplos: pierde Carga negativa electrones Ejemplos: gana Lic. José A. García Ale ogía}}}}}}}} 3° Ciencia y Tecnología Institución Educativa Emblemática “Coronel Bolognesi” Ejm.: Interpretando la notación de cada ión, completar la siguiente tabla Ión A Z n P E q Tipo de Ión 56 3 26 Fe 56 26 30 26 23 +3 Catión 31 3 15 P 31 15 16 15 18 -3 Anión 40 2 20 Ca 40 20 20 20 18 +2 Catión 1 1H 1 1 0 1 0 +1 Catión Ión negativo o anión: Se forma cuando el átomo gana electrones y se carga negativamente. Ejemplo: Cl –1 ; S –2 ; O –2 Ión positivo o catión: Se forma cuando el átomo pierde electrones y se carga positivamente. Ejemplo: Cu +1; Ca + 2 ;Al + 3 En general: z = #e – + q QUIMICA NUCLEAR 1. Radiactividad: Fenómeno descubierto por Henry Becquerel (1896), Rutherford demostró que los elementos radiactivos emitía partículas alfa () y beta (). El científico Paul Villard identificó el tercer tipo de radiación : gamma Los rayos alfa se desvían hacia el polo negativo Los rayos beta se desvían hacia el polo positivo Los rayos gamma no se desvían Fenómeno de radiactividad ; Descomposición espontánea del núcleo atómico inestable con la consiguiente emisión de partículas nucleares y radiación electromagnética 2. Características de las radiaciones Rayos Alfa (α) Beta (β) Gamma (Y) Características Naturaleza Corpuscular Corpuscular Electromagnética Poder de penetración Bajo Regular Alto Masa 4.2008 uma 1/1108 una 0 Carga relativa +2 -1 0 Velocidad de salida del núcleo 20 000 km /s 270000 km/s 300 000 km/s Poder de ionización Alta Baja Muy Baja El núcleo inestable nunca emite simultáneamente los tres tipos de radiaciones, sino en forma discontinua El poder de penetración está en la siguiente relación: α ‹ β ‹ γ Lic. José A. García Ale ogía}}}}}}}} 3° Ciencia y Tecnología Institución Educativa Emblemática “Coronel Bolognesi” 3. TIPOS DE REACCIONES NUCLEARES FISIÓN NUCLEAR: Es la división de un núcleo pesado e inestable en núcleos más ligeros y radiactivos. Este tipo de reacción nuclear libera gran cantidad de energía. Ejemplo: 92 U 0 n 38 Sr 54 Xe 3 0 n energía El isótopo de U –235 al ser bombardeado por un neutrón produce los isótopos radiactivos Sr – 90 y Xe – 143 emitiendo 3 neutrones y liberando gran cantidad de energía, denominado energía de fisión. FUSION NUCLEAR: Es unión de dos núcleos ligeros para obtener un núcleo relativamente más pesado y más estable. Se produce a una temperatura del orden de 10 8 ºC; por esto, se le conoce como reacción Termonuclear. 2 3 42 He 01 n energía Ejemplo: 1 H 1 H La energía nuclear de fusión es mucho mayor que la de fisión, por lo tanto una bomba de hidrógeno es 1000 veces más mortífera que una bomba atómica 235 1 90 143 1 4. ECUACION NUCLEAR: Es la representación esquemática de los procesos que ocurren en una reacción nuclear, se expresa de la siguiente manera: A + X B + Y + E A (X,Y) B A= Núcleo a bombardear ; X= partícula de bombardeo B=Núcleo obtenido, Y= Partícula emitida, E= Energía liberada 5. PARTICULAS RADIACTIVAS Partícula Alfa Representación 4 He ; 4 2 2 Beta 0 1 Gamma 0 0 Deuterón ; 0 1 Partícula Neutrino Neutrón e Positrón Y Protón 2 1H Representación 0 0 1 0 n 0 1 ; 0 1 e 1H; 1p 1 1 6. BALANCE DE ECUACIONES NUCLEARES: Para que se cumpla el balance es necesario que la suma de los subíndices (números atómicos) sean iguales en ambos miembros de la ecuación. De igual manera deben ser iguales los superíndices (números másicos). A A1 A A A Z 2 x Z 3 B Z 4 y Z1 2 3 4 A1+ A2 = A3+ A 4 Z1+ Z2 = Z3 + Z 4 A y B=núcleos atómicos; x,y=partículas(bombardeo y emisión). 7. VIDA MEDIA O PERIODOD E SEMIDESINTEGRACION m m ni f 2 y mf; masa final mo; masa inicial, n: Nro. de desintegraciones, t ½ ; tiempo de vida media t; tiempo n t t1/2 Lic. José A. García Ale ogía}}}}}}}} 3° Ciencia y Tecnología Institución Educativa Emblemática “Coronel Bolognesi” PROBLEMAS PROPUESTOS 1. 1. Respecto al átomo actual, indicar V o F ( ) El átomo es un sistema energético en equilibrio ( ) Los nucleones son los protones y neutrones ( ) En la envoltura se encuentran los electrones A) FFV B) VVF C) FVV D) VVF 2. De las siguientes afirmaciones I. El número atómico es la carga nuclear que indica el número de protones en el núcleo. II. Al número de masa se denomina también masa nuclear III. Los protones tienen carga negativa Son ciertas A) Sólo I B) II y III C) Sólo II D) I y II E) VVV E) Todas 3. Indicar la verdad (V) o falsedad (F) ( ) Becquerel descubrió el fenómeno de la radiactividad natural ( ) La fisión nuclear es la unión de los núcleos de los átomos y la fusión nuclear es el rompimiento de los núcleos ( ) Los rayos gamma son de mayor poder de penetración A) VVF B) FVF C) VVV D) FFV E) VFV 4. Complete el siguiente cuadro: Elemento A Z 19 F 1 9 #e 9 31 3 15 P 59 Co 2 27 31 119 Sn 4 50 119 #p #n q 9 Tipo de Ión -1 15 27 80 Br 1 35 32 46 35 3 5. Para la siguiente especie 56 Señale lo incorrecto 26 Fe A) B) C) D) E) Es un catión trivalente Presenta 23 electrones en la zona extra nuclear Su carga nucleares 26 En su núcleo hay 26 protones y 30 neutrones Presenta 78 partículas fundamentales 6. La masa de un átomo neutro es el triple de su número atómico, si posee 48 neutrones. Determine su número de electrones. a) 21 b) 22 c) 23 d) 24 e) 25 Lic. José A. García Ale ogía}}}}}}}} 3° Ciencia y Tecnología Institución Educativa Emblemática “Coronel Bolognesi” 7. Indique que tipo de átomo es a) 6 ……………………………. Li y 7 Li 3 3 b) 32 y 16 S 31 15 P ……………………………. c) 15 y 13 5B 7 N ……………………………. d) 12 C y 6 Isótopos e) 40 Ar 18 13 C 6 y 40 K 19 ……………………………. f) 19 ……………………………. F 1 Y 27 Al 3 9 13 8. En la siguiente reacción nuclear ¿Cuál es el valor de A y Z del átomo “X” ? 227 89 Ac ZA X 10 0 0 Solucion: Hallando A: Se iguala los números de masa (números de arriba) entre si 227 = A + 0 + 0 227 = A Hallando z: Se iguala los números atómicos (números de abajo) entre si 89 = z + (-1) + 0 90 = z A) A=227 ; Z=90 9. Si el 226 Ra 88 B) A=227 ; Z=91 C) A=227 ; Z=92 D) A=227 ; Z=93 E) N.A. al desintegrarse emite dos rayos alfa y dos rayos beta. Cuál es el valor de A y Z del átomo X en la siguiente ecuación : 226 A Ra 88 Z A) A=224 ; Z=90 B) A=222 ; Z=92 X 2 42 2 10 C) A=220 ; Z=88 D) A=218 ; Z=86 E) N.A. 10. Se dispone de 400 mg del radionúclido Tc-99. Después de cuantas horas queda una traza de 12,5 mg ( t ½ = 6 h)
