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1 ÁTOMOS, ELEMENTOS Y COMPUESTOS

PARA COMENZAR

1.1. Si añades una gota de tinta o de colorante a un recipiente con agua, ¿qué sucede? ¿Y si añades sal a un vaso con agua? ¿Inducen estas experiencias a pensar que la materia está compuesta por partículas? ¿Por qué?

Las partículas que componen la tinta se dispersan en el agua y, finalmente, acaban por disolverse. Cuanto más caliente esté el agua, menos tardará en disolverse la tinta.

Al añadir sal al agua ocurre lo mismo: si el agua está caliente y además se remueve, se disolverá antes, ya que aumentarán los choques entre las partículas que forman el soluto.

Efectivamente, tanto la tinta como la sal están formadas por partículas que se dispersan en el disolvente, formando una disolución.

1.2. ¿Qué hay en el interior de los átomos?

Los átomos están formados por partículas más pequeñas: protones, neutrones y electrones.

1.3. ¿La carga de los electrones y los protones es la misma?

Sí, la carga de los electrones y los protones es la misma, pero de signo contrario. La de los electrones es negativa, y la de los protones, positiva.

1.4. ¿Cuántos tipos de átomos hay?

Tantos como tipos de elementos químicos.

1.5. Librosvivos. Observa este vídeo y contesta: ¿cómo se llama el microscopio utilizado para observar los átomos? ¿Este microscopio utiliza una lente para observar el interior de la materia? ¿Cuántos aumentos son necesarios para observar los átomos?

Microscopio de efecto túnel.

Este microscopio no utiliza una lente para observar el interior de la materia, sino una aguja muy fina que detecta la posición de las partículas, que son recogidas por un ordenador.

Si se utilizara una lente, harían falta más de un millón de aumentos para poder ver el interior de la materia.

1.6. Esta imagen ha sido tomada con un microscopio efecto túnel. ¿Puedes identificar los átomos en la imagen?

Cada uno de los picos que se observan corresponde a un átomo.

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ACTIVIDADES PROPUESTAS

1.7. Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas según el modelo atómico de Dalton.

a) Explica la naturaleza eléctrica de la materia.b) Todas las partículas subatómicas tienen carga.c) Todos los átomos de un mismo elemento químico son idénticos en masa y propiedades.

a) Falsa. El modelo atómico de Dalton no habla de la carga eléctrica de las partículas.b) Falsa. El modelo atómico de Dalton no habla de la carga eléctrica de las partículas y, además,

el neutrón no tiene carga eléctrica.c) Verdadera. La teoría de Dalton considera idénticos los átomos de un mismo elemento químico.

1.8. En el modelo atómico de Thomson:

a) ¿Qué partículas contienen la carga negativa y dónde se encuentra la carga positiva?b) ¿Dónde se sitúan los electrones?c) ¿Son diferentes los electrones de un átomo de los de otro?

a) Los electrones son las partículas con carga negativa, y se encuentran inmersos en un fluido de carga positiva.

b) Los electrones se encuentran inmersos en el fluido de carga positiva.c) Los electrones son idénticos para todos los tipos de átomos.

1.9. Busca información sobre la concepción atomista de Demócrito.

a) ¿En qué época vivió Demócrito? b) En su concepción atomista, ¿los átomos son perceptibles por los sentidos? ¿Por qué?c) ¿Tenía algún apoyo experimental la teoría atomista de Demócrito?

a) En el siglo V antes de nuestra era.

b) No, los átomos son muy pequeños y no pueden ser percibidos por los sentidos.

c) La teoría atomista de Demócrito era una especulación teórica y carecía de apoyo experimental.

1.10. Después de Dalton, ¿quién propuso el siguiente modelo atómico? ¿Cómo se podía explicar la electrización de la materia?

El modelo de Dalton era insuficiente porque no explicaba la naturaleza eléctrica de la materia. Thomson propuso un modelo formado por unas partículas con carga eléctrica negativa (electrones), inmersas en un fluido de carga eléctrica positiva, que daba como resultado un átomo eléctricamente neutro. De este modo se explicaba que la materia pudiera electrizarse al ganar o perder electrones.

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1.11. En la teoría atómica de Dalton, la representación de algunos elementos y compuestos es errónea. Observa la representación de algunos compuestos según Dalton y, a partir de su fórmula química, indica qué compuesto de los siguientes es correcto.

El único compuesto correcto es el óxido de nitrógeno, ya que aparece representado con dos átomos de nitrógeno y uno de oxígeno.

1.12. Explica por qué los científicos consideraron insuficiente el modelo atómico de Dalton.

Lo consideraron insuficiente porque no explicaba la naturaleza eléctrica de la materia.

1.13. Explica por qué Rutherford propuso que el átomo debía tener un núcleo.

Rutherford lanzó partículas con carga positiva sobre una lámina de oro y observó que la mayoría de ellas atravesaban la lámina sin desviarse, pero algunas lo hacían en direcciones diferentes. Para explicar este hecho, Rutherford propuso que la mayor parte de la masa del átomo estaba concentrada en una región muy pequeña del mismo (el núcleo) con carga positiva. Esta zona era la que repelía a las partículas lanzadas, y por eso se desviaban.

1.14. Completa en tu cuaderno utilizando estos términos:

átomo, Dalton, electrón, modelo, núcleo, Rutherford

El descubrimiento del electrón por Thomson demostró que el átomo no era indivisible, como sostenía la teoría atómica de Dalton. El modelo atómico de Thomson permitía explicar la naturaleza eléctrica de la materia, pero no podía ser aceptado tras los experimentos de Rutherford. La mayor parte de la masa del átomo está concentrada en el núcleo, en torno al que giran los electrones.

1.15. Explica mediante el modelo de Rutherford por qué el átomo es eléctricamente neutro.

Porque hay el mismo número de electrones en la corteza que de protones en el núcleo.

1.16. Indica qué tipo de carga eléctrica tienen las distintas partículas subatómicas.

El electrón tiene carga negativa; el protón, carga positiva, y el neutrón no tiene carga eléctrica.

1.17. Si un átomo contiene 35 protones en su núcleo y es eléctricamente neutro, indica cuántos electrones habrá en su corteza.

Tendrá también 35 electrones.

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1.18. ¿Por qué Rutherford decidió lanzar partículas alfa sobre una fina lámina de oro?

La radiactividad había sido descubierta a finales del siglo XIX, y Rutherford supuso (con acierto) que las partículas alfa debían de tener un tamaño parecido al de los átomos. Para saber cómo es el interior de algo desconocido (los átomos entonces), lo mejor es lanzar sobre él un proyectil de su tamaño y estudiar su comportamiento.

El oro se puede estirar en láminas, y Rutherford supuso que una fina lámina de oro contendría pocas filas de átomos (suposición también correcta, aunque lo ideal hubiese sido que solo tuviera una fila), de forma que se pudiese observar qué pasaba al chocar la partícula alfa con las bolas macizas que constituían los átomos.

1.19. Investiga sobre el tamaño de los átomos y el tamaño de sus núcleos. ¿Hay pruebas experimentales de estos valores?

El radio de los átomos se suele medir en ángstroms (Å): 1 Å = 10−10 m. Por ejemplo, un átomo de oxígeno tiene un radio de 0,66 Å, y su núcleo es unas 100 000 veces menor: si el átomo tuviera el tamaño de un estadio de fútbol, su núcleo tendría el tamaño de una canica.

El propio resultado del experimento de Rutherford es una prueba de ello: la mayoría de las partículas alfa pasan sin perturbarse a través del átomo, y solo una de cada 10 000 rebota como si hubiese chocado con algo compacto (el núcleo).

1.20. Busca información acerca del descubrimiento del neutrón.

a) ¿Quién lo descubrió?b) ¿En qué fecha tuvo lugar?

a) El neutrón fue descubierto por James Chadwick.b) En 1932.

1.21. Los números atómicos del hidrógeno, helio y oxígeno son, respectivamente, 1, 2 y 8. Indica cuántos protones y electrones tienen estos átomos.

Suponiendo que estén todos en estado neutro:

– Hidrógeno: 1 protón y 1 electrón

– Helio: 2 protones y 2 electrones

– Oxígeno: 8 protones y 8 electrones

1.22. Explica por qué un elemento químico no puede identificarse por el número de neutrones que posee su núcleo atómico, y sí por el número de protones.

Porque los isótopos son átomos del mismo elemento que difieren en el número másico, pero tienen el mismo número atómico; por tanto, poseen el mismo número de protones, pero distinto número de neutrones.

1.23. Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.

a) El número atómico de un elemento es el número de neutrones que tiene en su núcleo.b) El número másico de un elemento es igual al número de partículas que tiene su núcleo.c) La suma de electrones y de neutrones de un átomo neutro es igual a su número másico.

a) Falsa. El número atómico es el número de protones que tiene en su núcleo.b) Verdadera. El número másico es igual a la suma de protones y neutrones.c) Verdadera. Ya que el número de protones es igual al de electrones y el número másico es igual

a la suma de protones o electrones y neutrones.

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1.24. El tritio es un isótopo del hidrógeno (Z = 1) de número másico 3. Indica:

a) El número atómico del tritio.b) El número de neutrones que tiene el tritio.

a) Número atómico = 1

b) Número de neutrones = 3 – 1 = 2

1.25. Ejercicio resuelto en el libro.

1.26. Calcula el número de protones, de electrones y de neutrones de los isótopos del oxígeno: O-16, O-17 y O-18.

Para los tres isótopos, el número de protones = número de electrones = 8

Para el O-16, el número de neutrones = 16 – 8 = 8

Para el O-17, el número de neutrones = 17 – 8 = 9

Para el O-18, el número de neutrones = 18 – 8 = 10

1.27. Calcula el número de protones, de neutrones y de electrones de los siguientes átomos.

a) : 4 protones, 4 electrones y 5 neutrones

b) : 10 protones, 10 electrones y 10 neutrones

c) : 12 protones, 12 electrones y 12 neutrones

1.28. La masa atómica del calcio es de 40,1 u. Expresa el valor en gramos.

1.29. El aluminio (masa atómica: 27,0 u) es un material muy utilizado en la vida cotidiana. Calcula el valor en gramos de la masa de un átomo de aluminio.

1.30. Justifica cuál de las siguientes afirmaciones está de acuerdo con el modelo de Bohr.

a) La energía del electrón en una órbita puede tomar cualquier valor.b) Los electrones permanecen en una órbita estable sin poder saltar a otras órbitas.c) El núcleo atómico es eléctricamente neutro.d) La mayor parte de la masa del átomo está concentrada en su núcleo.

a) No. La energía de un electrón en una órbita solo puede tener un valor determinado.b) No. Los electrones pueden saltar de unas órbitas a otras absorbiendo o cediendo energía.c) No. El núcleo atómico tiene carga eléctrica positiva.d) Sí. Como en el modelo de Rutherford, el núcleo concentra casi toda la masa del átomo.

1.31. Ejercicio resuelto en el libro.

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1.32. Escribe la distribución en capas o niveles electrónicos de los electrones de los siguientes elementos.

a) Oxígeno (Z = 8): 2 electrones en la primera capa y 6 electrones en la segunda.b) Azufre (Z = 16): 2 electrones en la primera capa, 8 electrones en la segunda y 6 electrones en

la tercera.c) Argón (Z = 18): 2 electrones en la primera capa, 8 electrones en la segunda y 8 electrones en

la tercera.d) Calcio (Z = 20): 2 electrones en la primera capa, 8 electrones en la segunda, 8 electrones en la

tercera y 2 electrones en la cuarta.

1.33. Indica el número máximo de electrones que puede albergar la capa N (nivel 4).

La capa N puede albergar como máximo 32 electrones.

1.34. Escribe la distribución en capas o niveles electrónicos de los electrones del isótopo Na-23 sabiendo que tiene 12 neutrones en su núcleo.

El Na-23 tendrá 23 – 12 = 11 electrones en su corteza, distribuidos de la siguiente manera: 2 electrones en la primera capa, 8 electrones en la segunda y 1 electrón en la tercera.

1.35. Librosvivos. Observa cómo se distribuyen los electrones en los diferentes niveles energéticos. ¿Cuántos electrones hay en el segundo nivel del cloro?

En el segundo nivel del cloro hay 8 electrones.

1.36. ¿Cuántos niveles son necesarios para situar los electrones en cualquier átomo sabiendo que el más complejo tiene 32 electrones? ¿Cuántos subniveles hay en el nivel 3?

Se precisan cuatro niveles energéticos.

En el nivel 3 hay tres subniveles: s, p y d.

1.37. ¿Qué información tienes de la configuración electrónica del cloro: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5?

El cloro tiene 2 electrones en el subnivel 1s, 2 en el subnivel 2s, 6 en el 2p, 2 en el 3s y 5 en el 3p.

1.38. Observa las configuraciones electrónicas del Li, Na y K expuestas en la teoría. ¿Qué diferencias encuentras? ¿Qué semejanzas?

Diferencias: para distribuir los 3 electrones del litio se precisan dos niveles energéticos; para los 11 electrones del sodio se necesitan tres, y para los 19 del potasio, cuatro.

Semejanzas: en todas ellas se observa que tienen un solo electrón en su última capa, lo que les confiere propiedades semejantes.

1.39. Indica cuántos electrones caben como máximo dentro de los siguientes subniveles:

2p: 6 electrones 3d: 10 electrones 4s: 2 electrones

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1.40. Un átomo neutro de azufre tiene 16 electrones.

a) Indica su distribución en las capas o niveles K, L y M de la corteza electrónica.

b) ¿Cómo se sitúan dentro de los subniveles energéticos? Escribe su configuración electrónica.

a) El azufre tiene 2 electrones en la capa K, 8 en la capa L y 6 en la capa M.

b) La capa K tiene solo el subnivel s, en el que se sitúan 2 electrones. La capa L tiene dos subniveles: s, en el que se sitúan 2 electrones, y p, en el que se sitúan 6. En la capa M, 2 electrones se sitúan en el subnivel s, y los 4 restantes, en el subnivel p.

La configuración electrónica es, por tanto, 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

1.41. El hidrógeno (Z = 1), el carbono (Z = 6), el nitrógeno (Z = 7) y el oxígeno (Z = 8) son elementos constituyentes de los organismos vivos. Escribe sus respectivas configuraciones electrónicas.

H: 1s1

C: 1s2 2s2 2p2

N: 1s2 2s2 2p3

O: 1s2 2s2 2p4

1.42. Ejercicio resuelto en el libro.

1.43. Indica el número de protones, neutrones y electrones de los siguientes iones.

a) H+ (Z = 1, A = 1): 1 protón, 0 electrones y 0 neutronesb) Mg2+ (Z = 12, A = 24): 12 protones, 10 electrones y 12 neutrones

1.44. Describe la distribución en capas o niveles de los electrones en los iones O2– (Z = 8), Mg2+ (Z = 12) y Al3+ (Z = 13).

El ion O2− se forma al ganar 2 electrones el átomo de O: número de electrones = 8 + 2 = 10.

El ion Mg2+ se forma al perder 2 electrones el átomo de Mg: número de electrones = 12 − 2 = 10.

El ion Al3+ se forma al perder 3 electrones el átomo de Al: número de electrones = 13 − 3 = 10.

Todos ellos tienen 10 electrones y la misma distribución en capas: 2 en la primera capa y 8 en la segunda.

1.45. Completa en tu cuaderno esta tabla para los iones S2− (Z = 16, A = 32) y Ca2+ (Z = 20, A = 40).

ION ZNÚMERO

DE PROTONES

NÚMERO DE

NEUTRONES

NÚMERO DE ELECTRONES

K L MS2– 16 16 16 2 8 8

Ca2+ 20 20 20 2 8 8

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1.46. Según Lavoisier, ¿podría una sustancia ser considerada hoy como simple y mañana no?

Según Lavoisier: “Ciertas sustancias se comportan como sustancias simples porque todavía no hemos descubierto el modo de separarlas”. Lo que significa que en el momento en que una sustancia considerada simple se consiga separar en otras más básicas, aquella dejará de ser considerada simple.

1.47. ¿Qué diferencia fundamental existe entre la definición de “elemento” de Boyle y Lavoisier, y las definiciones anteriores, como la de Aristóteles?

Aristóteles únicamente establecía la existencia de cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego. Mientras que Boyle y Lavoisier ampliaron la definición de “elemento” a cualquier sustancia en la que se pueden descomponer los cuerpos. Además, la definición de Boyle y Lavoisier es experimental y, por tanto, sus conclusiones están sujetas a revisión, en contra de todas las anteriores definiciones de “elemento químico”.

1.48. Establece, si la hay, alguna diferencia entre “elemento químico” y “sustancia simple”.

El ozono (O3) y el oxígeno (O2) son dos sustancias simples, cada una de ellas con propiedades diferentes. Y el elemento químico que forma estas dos sustancias simples es el oxígeno (O).

Otro ejemplo es el del elemento químico carbono, que se presenta en la naturaleza como grafito o como diamante. Ambas son sustancias simples con propiedades muy diferentes, pero formadas por el mismo elemento carbono.

1.49. Completa las siguientes frases.

a) Un elemento químico está formado por átomos cuyo núcleo contiene el mismo número de protones.

b) Los átomos de un elemento químico tienen el mismo número atómico.

1.50. Según Dalton, ¿cuál es la parte más pequeña de un elemento que se puede aislar?

La parte más pequeña de un elemento que se puede aislar es el átomo.

1.51. ¿Cómo puedes averiguar a qué elemento representa el siguiente modelo nuclear de átomo? Recuerda la definición de “isótopo” y dibuja otro átomo distinto del mismo elemento.

Según el dibujo, el átomo tiene 2 protones, 2 electrones y 2 neutrones, lo que corresponde al elemento químico de número atómico 2, es decir, al helio; concretamente, el isótopo He-4.

Otro átomo del helio podría ser el isótopo He-3, que tendría 1 solo neutrón en lugar de 2, o el He-5, que tendría 3 neutrones.

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1.52. En la siguiente ficha puedes ver los nombres de algunas de las sustancias simples descritas por Lavoisier.

¿Observas algún nombre que no se corresponda con algún elemento químico de los reconocidos actualmente?

Busca en internet más información acerca de Lavoisier y elabora un documento con su biografía y sus principales descubrimientos.

En la ficha se pueden leer sustancias como “Lumière”, “Calorique”, los radicales y el “Étain”, que no se corresponden con elementos químicos reconocidos actualmente.

1.53. Comenta la siguiente frase:

“Desde un punto de vista puramente físico, las estrellas son hornos nucleares enormes. Mediante un proceso conocido como fusión nuclear y usando el hidrógeno y el helio como combustibles, producen el resto de elementos químicos más pesados”.

¿Qué significa la frase: “Somos hijos de las estrellas”?

Entra en este enlace www.e-sm.net/4divct42. ¿Cuál es aproximadamente la temperatura a la que funciona ese horno y cómo se clasifican las estrellas en función de ella?

El hidrógeno y el helio son los constituyentes fundamentales de una estrella, y en ella, a temperaturas enormes, se producen procesos nucleares que hacen que los núcleos de hidrógeno y helio se fusionen para dar elementos más pesados como el carbono, el cual forma parte de los seres vivos.

De ahí que la frase “somos hijos de las estrellas” signifique que el carbono que constituye nuestro cuerpo se ha formado a partir de estos procesos de fusión.

1.54. Librosvivos. Observa en la siguiente animación cómo está organizada la tabla periódica y practica con las actividades interactivas.

Actividad resuelta en la página web.

1.55. Completa en tu cuaderno la siguiente tabla, en la que se relacionan los elementos con su símbolo y su estado físico.

ELEMENT

O SÍMBOL

O ESTADO FÍSICO

Oxígeno O GasSilicio Si SólidoOro Au SólidoMercurio Hg Líquido

1.56. Escribe la configuración electrónica de los elementos Be, Mg y Ca, y comprueba que tienen el mismo número de electrones de valencia.

Be: 1s2 2s2 Mg: 1s2 2s2 2p6 3s2 Ca: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Todos ellos tienen el mismo número de electrones de valencia, 2 electrones en su última capa.

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1.57. Explica en tu cuaderno si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.

a) Cuando se forma Ca2+, el calcio pierde 2 electrones y cumple la regla del octeto.

b) En el ion Cl2−, el cloro no cumple la regla del octeto.

c) Si el Al gana 1 electrón, se convierte en Si.

d) Realmente, un elemento queda definido por su número de electrones.

e) El hidrógeno y el litio adquieren su estabilidad con 2 electrones en su última capa, no con 8.

a) Verdadera. La estructura electrónica del calcio por niveles es 2-8-8-2. Si pierde 2 electrones, cumplirá la regla del octeto.

b) Verdadera. El cloro, de estructura electrónica 2-8-7, solo cumplirá la regla del octeto cuando forme el ion Cl−, de estructura electrónica por niveles 2-8-8.

c) Falsa. El ganar o perder electrones no modifica la esencia de un elemento, que viene dada por Z, es decir, por su número de protones.

d) Falsa. Por el mismo motivo que en el apartado anterior.

e) Verdadera. Porque la capa K se completa con 2 electrones, al hidrógeno le falta uno para ser estable y al litio le sobra uno para tener la capa completa.

1.58. ¿Qué elementos componen nuestra atmósfera principalmente? ¿Y nuestros cuerpos?

La atmósfera está compuesta principalmente por oxígeno y nitrógeno.

Nuestros cuerpos contienen principalmente carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, calcio y fósforo.

1.59. En los siguientes modelos de moléculas, indica si se trata de sustancias simples o de compuestos.

El cloro y el ozono son moléculas de sustancias simples, pues son átomos unidos iguales y en pequeñas cantidades determinadas.

El dióxido de carbono y el trióxido de azufre son moléculas de compuestos, pues son átomos diferentes unidos y en pequeñas cantidades determinadas.

1.60. Lee el siguiente texto y contesta razonadamente.

“En el caso de que nos dijesen que una agrupación estable de átomos está formada por 3 átomos, 2 de oxígeno y 1 de azufre”:

a) ¿Nos estarían hablando de una molécula o de un cristal?

b) ¿Correspondería a un elemento o a un compuesto?

a) Nos estarían hablando de una molécula, pues las moléculas están formadas por un número definido de átomos, generalmente pequeño. En este caso, la agrupación formada por dos átomos de oxígeno y uno de azufre constituye una molécula (SO2).

b) La molécula es de un compuesto, ya que está formada por átomos diferentes.

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1.61. Analiza la siguiente afirmación.

“Una agrupación estable de átomos está formada por millones de átomos iguales ordenados en el espacio”. Esta agrupación:

a) ¿Sería una molécula o un cristal?

b) ¿Correspondería a un elemento o a un compuesto?

a) Se trata de una red cristalina o cristal, pues está formada por un número muy grande de átomos que se disponen formando una estructura tridimensional regular.

b) Corresponde a un elemento, ya que todos sus átomos son iguales.

1.62. Existen agrupaciones de átomos denominadas amorfos que forman estructuras sin un orden definido entre sus átomos. Busca más información sobre las mismas.

Tanto los cristales como los materiales amorfos son estructuras gigantes, es decir, se trata de la unión de trillones de átomos. La diferencia está en el orden de los mismos. En los cristales se puede encontrar un orden definido por elementos de simetría, y en los materiales amorfos, no.

Un mismo compuesto puede presentarse en forma amorfa o cristalina. Por ejemplo, según la disposición espacial de las moléculas de sílice (SiO2) se puede obtener una estructura cristalina (el cuarzo) o un sólido amorfo (el vidrio).

1.63. En el siguiente modelo de cristal, indica si se trata de una sustancia simple o de un compuesto.

Se trata de un cristal de compuesto, pues está formado por átomos diferentes unidos en grandes cantidades indeterminadas.

1.64. Librosvivos. Entra y comprueba si sabes distinguir entre elementos y compuestos.

Actividad resuelta en la página web.

1.65. Un sólido es soluble en agua y conduce la corriente eléctrica disuelto y fundido. Además, su punto de fusión es elevado y se trata de un material duro. Indica el enlace más probable que unirá sus átomos.

Las propiedades que se citan corresponden a compuestos iónicos; por tanto, lo más probable es que el enlace sea iónico.

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1.66. Un cristal de sal común (NaCl), ¿conduce la corriente eléctrica? Explica por qué un compuesto iónico es conductor cuando está fundido o disuelto.

El cristal de sal común solo conducirá la corriente eléctrica cuando se encuentre en estado fundido o disuelto, ya que los iones dejan de estar fijos en la red y tienen movilidad, lo que les permite conducir la corriente eléctrica.

1.67. Explica los siguientes hechos.

a) Si se combina un átomo de Ca con otro de S, se forma un compuesto iónico.b) Las redes cristalinas iónicas son frágiles.

a) En efecto, el calcio pierde 2 electrones y se transforma en el ion Ca2+, y el azufre gana 2 electrones y se convierte en el ion S2–. Iones Ca2+ e iones S2– se unen por fuerzas eléctricas formando un cristal iónico (CaS).

b) Las redes cristalinas iónicas son frágiles debido a que, al desplazar las capas de iones, alternativamente positivos y negativos, pueden coincidir (+) con (+) y (–) con (–) a lo largo de un gran número de iones, con lo cual se genera una fuerza repulsiva de origen eléctrico que hace que el cristal se fracture.

1.68. Explica cuál de estas afirmaciones es verdadera.

a) Las redes cristalinas metálicas son las que presentan más dureza.

b) Las redes cristalinas covalentes son las únicas que no conducen la electricidad.

c) Las redes cristalinas covalentes son muy poco solubles en agua.

Es correcta la c.

1.69. Tanto las redes cristalinas iónicas como las redes cristalinas metálicas poseen iones en su estructura.

a) ¿Qué diferencias hay entre ellas?

b) Diseña un experimento sencillo que permita distinguir entre cristales de cada clase.

a) La red iónica tiene iones de distinto signo (aniones y cationes), mientras que la red metálica solo tiene cationes que han cedido sus electrones a la red.

b) La conductividad es una propiedad que permite diferenciar ambas redes, pues la red metálica es conductora, y la iónica, no. Se puede colocar en una cápsula de porcelana un sólido e introducir en él dos electrodos de grafito conectados a una pila para comprobar su conductividad.

1.70. Dadas las sustancias N2, CO2, CaO, MgCl2 y SiCl4:

a) Clasifícalas según su tipo de enlace.

b) A temperatura ambiente, dos de ellas son gases, otras dos son sólidos y la restante es un líquido volátil. Identifícalas.

a) Presentan enlace iónico CaO y MgCl2. Presentan enlace covalente N2, CO2 y SiCl4.

b) Son gases a temperatura ambiente N2 y CO2. Son sólidos los compuestos iónicos CaO y MgCl2. Y líquido volátil es SiCl4.

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1.71. Librosvivos. Observa en estas animaciones cómo se forman los distintos enlaces y sus propiedades. ¿Dónde se encuentran los electrones en el enlace iónico?

El enlace iónico se forma por atracción electrostática entre cationes y aniones. Los metales ceden sus electrones a los no metales, formando, respectivamente, cationes y aniones, que se atraen por fuerzas eléctricas y forman compuestos iónicos.

1.72. Si aceptamos que solo son iónicos los compuestos formados por metal y no metal, ¿cuáles de estos compuestos no lo son?

KCl, CO2, CCl4, NaI, KBr

No son compuestos iónicos CO2 y CCl4.

1.73. El número atómico del sodio es 11. Describe el tipo de enlace que forma con el oxígeno. ¿Qué propiedades pueden esperarse para ese compuesto resultante?

La estructura electrónica del sodio es 1s2 2s 2p6 3s1, lo que significa que dispone de un electrón de valencia.

La estructura electrónica del oxígeno es 1s2 2s 2p4, lo que significa que le faltan dos electrones para cumplir la regla del octeto y completar la capa.

Por tanto, harán falta dos átomos de sodio que aporten un electrón cada uno al oxígeno para formar dos iones Na+ y un ion O2–. Estos iones se unirán mediante enlace iónico, formando el compuesto iónico Na2O.

Este compuesto es sólido a temperatura ambiente, con punto de fusión elevado. Duro y difícil de rayar. Soluble en agua. No conductor de la electricidad en estado sólido, pero sí en estado fundido o disuelto.

1.74. Clasifica los siguientes compuestos según su tipo de enlace.

SiO2, KCl, Na2S, Br2, CuEnlace iónico: KCl y Na2S

Enlace covalente: SiO2 y Br2

Enlace metálico: Cu

1.75. Teniendo en cuenta el tipo de enlace que forma cada sustancia, completa en tu cuaderno la siguiente tabla poniendo Sí o No en las casillas.

SUSTANCIA

SÓLIDO A TEMPERATURA

AMBIENTE

SOLUBLE EN AGUACONDUCTOR EN ESTADO SÓLIDO

Hg No No Sí

KCl Sí Sí NoSiO2 Sí No No

O2 No Sí (muy poco) No

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1.76. Completa en tu cuaderno el mapa conceptual con las siguientes palabras: moléculas, redes cristalinas, iónico, covalente, metálico, cloruro de potasio (KCl), óxido de nitrógeno (II) (NO), cobre (Cu) y cuarzo (SiO2).

1.77. Ejercicio resuelto en el libro.

1.78. Calcula la masa molecular de un compuesto de fórmula LiNO3. Las masas atómicas de sus átomos (expresadas en unidades de masa atómica) son N = 14, O = 16, Li = 6,94.

Masa molecular = 1 · 6,94 + 1 · 14 + 3 · 16 = 68,94 u

1.79. Halla la masa molecular de los siguientes compuestos.

a) AgCl b) Au2S3 c) PdBr2 d) Ca(ClO3)2

Busca los datos que necesites en el sistema periódico.

a) AgCl = 107,87 + 35,45 = 143,32 u

b) Au2S3 = 2 · 196,97 + 3 · 32,07 = 490,15 u

c) PdBr2 = 106,4 + 2 · 79,90 = 266,2 u

d) Ca(ClO3)2 = 40,08 + 2 · 35,45 + 6 · 16 = 206,98 u

1.80. Ejercicio resuelto en el libro.

1.81. Determina la masa en gramos de un millón seiscientas mil moléculas de hidrógeno, de fórmula H2, sabiendo que la masa de un átomo de hidrógeno es 1 u.

Masa molecular: H2 = 2 · 1 = 2 u

Esto significa que 2 g de H2 contienen 6,02 · 1023 moléculas, luego 1,6 · 106 moléculas de H2

tendrán una masa de 5,3 · 10–18 g.

1.82. Calcula la masa molecular de la sacarosa, cuya fórmula es C12H22O11. Determina la masa en kilogramos de una molécula de sacarosa.

Masa molecular de la sacarosa = 12 · 12 + 22 · 1 + 11 · 16 = 342 u

Esto significa que 342 g de sacarosa contienen 6,02 · 1023 moléculas, luego 1 molécula de sacarosa tendrá una masa de 5,68 · 10–22 g = 5,68 · 10–25 kg.

1.83. La fórmula de la sal común es NaCl. ¿Se trata de una fórmula molecular o de una fórmula empírica?

Para describir las redes cristalinas como el NaCl se utilizan las fórmulas empíricas, en las que los índices indican la proporción en la que se encuentran los iones en la red.

86

1.84. Con ayuda del sistema periódico, razona si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.

a) La masa molecular del cloruro de calcio, de fórmula CaCl2, es de 111 u.

b) Una molécula de agua tiene una masa de 18 g.

c) La masa de un átomo de cobre es de 1,05 · 10−22 g.

d) No se puede dar la masa de un átomo en gramos.

a) En efecto, 40 + 35,5 · 2 = 111 u.

b) Falsa, ya que una molécula de agua tiene una masa molecular de 18 u.

c) Verdadera. Un átomo de Cu equivale a 63,5 u, es decir, 63,5 · 1,66 · 10–24 = 1,05 · 10–22 g.

d) Falsa. Se puede dar la masa de un átomo en gramos realizando las operaciones oportunas.

1.85. Ejercicio resuelto en el libro.

1.86. Un trozo de níquel contiene 2 moles de níquel. ¿Cuántos gramos son? ¿Cuántos átomos hay en esa cantidad de níquel?

Masa atómica del Ni = 58,7 u.

Un mol de níquel equivale a 58,7 g, luego los 2 moles equivaldrán a 117,4 g.

Si en un mol de níquel hay 6,02 · 1023 átomos de níquel, en los 2 moles habrá 1,2 · 1024 átomos.

1.87. Un mol de cierto compuesto pesa 112 g.

a) ¿Cuál es la masa de una molécula de ese compuesto en unidades de masa (u)?

b) ¿Cuántas moléculas de compuesto hacen falta para completar 200 g?

a) La masa de una molécula se expresa con el mismo número, pero en unidades atómicas, es decir, 112 u.

b) Para completar 200 g tenemos en cuenta que 6,02 · 1023 moléculas son 112 g. Por tanto:

Hacen falta 1,075 · 1024 moléculas para completar 200 g.

1.88. Ejercicio resuelto en el libro.

1.89. Realiza los cálculos necesarios y completa en tu cuaderno el siguiente párrafo:

La masa molar del ácido sulfúrico (H2SO4) es de 98 u; por tanto, 200 g de ácido son 2,04 moles. A partir de esta cantidad de azufre se pueden obtener 2,04 moles de átomos de azufre, 4,08 moles de átomos de hidrógeno y 8,16 moles de átomos de oxígeno.

Masa molecular del H2SO4 = 2 · 1 + 32 + 4 · 16 = 98 u

Moles de H2SO4 =

87

1.90. Ordena de menor a mayor las masas de las siguientes muestras.

a) 8 moles de ozono (O3)

b) 0,5 moles de sacarosa (C12 H22 O11)

c) 60 moles de amoniaco (NH3)

a) 8 · 16 · 3 = 384 g

b) 0,5 · (12 · 12 + 22 · 1 + 16 · 11) = 171 g

c) 60 · (14 + 3) = 1020 g

Ordenado, quedaría: (b) 171 g < (a) 384 g < (c) 1020 g

1.91. Se ha preparado una disolución de cloruro de potasio (KCl) disolviendo 5 g en agua destilada y completando hasta obtener 500 mL de disolución. Calcula su concentración molar.

Masa molecular del KCl = 39,1 + 35,45 = 74,55

Número de moles del KCl =

Concentración molar, c =

1.92. Con ayuda de la tabla periódica, decide si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Razona la respuesta.

a) 1 mol de N2O4 contiene el mismo número de moléculas que 2 moles de NO2.

b) 1 mol de N2O4 equivale a 92 g de sustancia.

c) 2 moles de NO2 equivalen a 92 g de sustancia.

a) Falsa. Un mol de cualquier sustancia contiene siempre el mismo número de moléculas.

b) Verdadera. Su masa molecular es de 28 + 64 = 92 g/mol.

c) Verdadera. Su masa molecular es de 14 + 32 = 46 g/mol. Como son 2 moles, serán 92 g.

CIENCIA PASO A PASO

1. ¿Qué conclusión extraes si es soluble en agua o en tetracloruro de carbono? ¿Y de que conduzca la electricidad en estado sólido o disuelto?

Si es soluble, se tratará de un compuesto iónico o una sustancia molecular, mientras que si es soluble en tetracloruro de carbono, se tratará de un cristal covalente o un compuesto metálico.

Si conduce la electricidad en estado sólido o disuelto, se puede tratar de un compuesto iónico o metálico.

2. ¿Podrías deducir el tipo de enlace que se da en cada sustancia a partir de las propiedades comprobadas?

Sal común: iónico. Arena y parafina: covalente. Plomo: metálico.

3. Investiga cómo se podría fundir arena o sal.

88

Para fundir la sal se necesitan temperaturas de 800 ºC, que se pueden alcanzar con un mechero Fisher.

Para fundir la arena hay que llegar hasta los 3000 ºC. La reacción entre el óxido de hierro y el azufre puede alcanzar esta temperatura. Mezclando a partes iguales polvo de azufre y óxido de hierro, e iniciando la reacción con una gota de ácido sulfúrico, se genera una reacción muy exotérmica que puede superar los 3000 ºC.

ACTIVIDADES

1.93. Dibuja en tu cuaderno un átomo de oxígeno según el modelo de Thomson y según el modelo de Rutherford. ¿Permiten estos modelos explicar los fenómenos eléctricos?

En ambos modelos se incluye el electrón como partícula constituyente del átomo, por lo que los dos permiten explicar los fenómenos eléctricos.

1.94. Dibuja el esquema de un átomo de boro (Z = 5, A = 11) según el modelo atómico nuclear.

Habría que dibujar en el núcleo 5 protones y 6 neutrones, y en las órbitas alrededor del núcleo, 2 electrones en la primera órbita y 3 electrones en la segunda.

1.95. El núcleo atómico tiene un diámetro del orden de 10–14 m, y el átomo, del orden de 10–10 m. Calcula qué tamaño tendría el átomo si el núcleo tuviera el tamaño de una bola de 1 cm de diámetro.

Relación entre los diámetros del átomo y del núcleo atómico:

Si el diámetro del núcleo fuera de 1 cm = 10–2 m, el diámetro del átomo sería de

10–2 · 104 = 102 = 100 m.

1.96. Señala en tu cuaderno cuál de las afirmaciones siguientes es correcta.

a) El modelo de Dalton explica los experimentos de Rutherford.b) El electrón y el protón tienen la misma masa.c) La existencia de un núcleo en los átomos fue propuesta por Thomson.d) En el modelo atómico de Bohr, los electrones se sitúan en unas órbitas de energía

determinada.

a) Incorrecta. El modelo de Dalton no explica la existencia del núcleo atómico ni la existencia de partículas cargadas eléctricamente en el átomo.

b) Incorrecta. La masa del protón es casi 2000 veces la masa del electrón.

c) Incorrecta. El modelo de Thomson propone un átomo compacto en el que no existe un núcleo donde se concentre casi toda la masa del átomo.

d) Correcta.

1.97. El siguiente modelo molecular representa dos moléculas: ácido nítrico y etanol.

89

Ácido nítrico Etanol

Indica los átomos que forman cada molécula.

El ácido nítrico está formado por un átomo de hidrógeno, uno de nitrógeno y tres de oxígeno.

El etanol está formado por un átomo de oxígeno, dos de carbono y seis de hidrógeno.

1.98. Relaciona en tu cuaderno cada componente de la primera columna con el correspondiente de la segunda:

Número de protones

Número de neutrones

Catión

Número de partículas del núcleo

Ion

Ion positivo

Átomo con carga eléctrica

Número atómico

Número másico menos número atómico

Número másico

Número de protones – Número atómico

Número de neutrones – Número másico menos número atómico

Catión – Ion positivo

Número de partículas del núcleo – Número másico

Ion – Átomo con carga eléctrica

1.99. Indica cuántos protones y cuántos electrones hay en un átomo neutro de plomo (número atómico, 82).

Número de protones = número de electrones = 82

1.100.Explica qué significa que la masa atómica del sodio sea de 23 u.

La masa atómica es la masa de uno de sus átomos, significa que un átomo de sodio tiene una masa atómica de 23 u. Siendo 1 u = 1,66 · 10–27 kg.

1.101.Ordena de menor a mayor las masas moleculares de estos óxidos.

SiO2, Al2O3, CaO, Cl2O3 y CdO.

Busca en el sistema periódico los datos que necesites.

SiO2 = 28,09 · 2 · 16 = 60,09 u

Al2O3 = 2 · 26,98 + 3 · 16 = 101,96 u

Cl2O3 = 2 · 35,45 + 3 · 16 = 118,9 u

CdO = 112,41 + 16 = 128,41 u

De menor a mayor: SiO2 < Al2O3 < Cl2O3 < CdO

90

1.102.A partir de la información contenida en el sistema periódico, completa en tu cuaderno la siguiente tabla.

NOMBRE SÍMBOLO Z A NEUTRONES ELECTRONES

Fósforo P 15 31 16 15Argón Ar 18 40 22 18Bromo Br 35 80 45 35

1.103.Identifica en el sistema periódico el nombre, el símbolo y la masa atómica de los elementos cuyos números atómicos son Z = 14, Z = 26 y Z = 82.

Escribe la distribución en capas o niveles electrónicos de los electrones del elemento de número atómico, Z = 14.

Z = 14 corresponde al silicio, de símbolo Si y masa atómica 28,09.

Z = 26 corresponde al hierro, de símbolo Fe y masa atómica 55,85.

Z = 82 corresponde al plomo, de símbolo Pb y masa atómica 207,19.

Los electrones del silicio se distribuyen así: 2 electrones en la primera capa, 8 en la segunda y 4 en la tercera.

1.104.La siguiente figura muestra la representación esquemática de dos iones.

a) Indica el número de electrones, protones y neutrones de cada uno.b) Escribe sus números atómicos respectivos.c) Señala qué tienen en común y en qué se diferencian estos iones.a) El átomo del primer dibujo tiene 10 electrones, 9 protones y 10 neutrones. Y el segundo

átomo tiene 10 electrones, 11 protones y 12 neutrones.b) Número atómico del primer átomo: 9. Número atómico del segundo átomo: 11.c) Ambos iones tienen el mismo número de electrones, pero el primero es un anión, ya que ha

ganado un electrón, y el segundo es un catión, que ha perdido un electrón. Se trata del F– y del Na+, respectivamente.

1.105.Dadas las masas del neutrón (1,00867 u), del protón (1,00728 u) y del electrón (5,486 · 10–4

u), exprésalas en gramos.

Sabiendo que 1 u = 1,66 · 10–27 kg = 1,66 · 10–24 g:

Masa del neutrón = 1,00867 · 1,66 · 10–24 = 1,67 · 10–24 g

Masa del protón = 1,00728 · 1,66 · 10–24 = 1,67 · 10–24 g

Masa del electrón = 5,486 · 10–4 · 1,67 · 10–24 g = 9,1 · 10–28 g

1.106.Identifica los elementos del sistema periódico que no siguen el orden creciente de masas atómicas.

Ni, I, Pa, Np, Am, Rf, Hs

91

1.107.Razona si estas afirmaciones son verdaderas o falsas.

a) Si un átomo neutro queda con un exceso de carga positiva, se transforma en un catión.b) Las filas de elementos en el sistema periódico se denominan grupos.c) El boro, el silicio, el germanio y el arsénico son no metales.

a) Verdadera.

b) Falsa. Las filas de elementos en el sistema periódico se llaman períodos.

c) Falsa. Estos elementos son semimetales.

1.108.En la siguiente lista de elementos:

As, Ca, C, Cl, Cu, Ne, K, Si, Na

Identifica los que son:a) Metales: Ca, Cu, K y Nab) Semimetales: As y Sic) No metales: C y Cld) Gases nobles: Nee) Sólidos a temperatura ambiente: As, Ca, C, Cu, K, Si y Naf) Buenos conductores de la electricidad: Ca, Cu, K y Na

1.109.Completa en tu cuaderno este párrafo:

Los no metales adquieren la configuración de gas noble tomando electrones y formando iones negativos o aniones. Los no metales del grupo 17, que necesitan un electrón para tener ocho en su última capa, se ionizan más fácilmente que los del grupo 16 que necesitan dos electrones.

1.110.Dados los iones Li+, O2–, F–, Na+, S2– y K+:

a) Señala cuáles tienen la misma configuración electrónica que un gas noble. b) Indica en cada caso el gas noble correspondiente.a) Li+: 1s2; O2–: 1s2 2s2 2p6; F–: 1s2 2s2 2p6; Na+: 1s2 2s2 2p6; S2–: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6; K+: 1s2 2s2 2p6

3s2 3p6

Todos ellos tienen la misma configuración electrónica que un gas noble.b) Li+ = He; O2– = F– = Na+ = Ne; S2– = K+ = Ar

1.111.Explica cómo pueden conseguir la configuración electrónica de un gas noble y cumplir la regla del octeto los átomos neutros siguientes.

a) Cloro

b) Magnesio

c) Potasio

a) Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5. Necesita un electrón para adquirir la configuración de gas noble. Se transformaría en el anión Cl–: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6.

b) Mg: 1s2 2s2 2p6 3s2. Si pierde dos electrones, adquiere la configuración de gas noble y se transforma en el catión Mg2+: 1s2 2s2 2p6.

c) K: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1. Si pierde el electrón de valencia, adquiere la configuración de gas noble y se transforma en el catión K+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6.

92

1.112.Durante siglos, el cinabrio (HgS) extraído en Almadén (Ciudad Real) ha suministrado la mayor parte del mercurio consumido en el mundo.

a) ¿Qué problemas ambientales genera el mercurio?

b) ¿Qué medidas ha planteado al respecto la Unión Europea? Investiga estas cuestiones en su página web a través del enlace:www.e-sm.net/4divct43

a) El mercurio es una sustancia extremadamente tóxica para los seres humanos, los ecosistemas y la naturaleza. Puede ser mortal en dosis elevadas, y dosis relativamente bajas bastan para dañar el sistema nervioso.

b) Reducir las emisiones de mercurio, restringir la oferta y la demanda de esta sustancia, gestionar las cantidades de mercurio actualmente existentes, prevenir la exposición de las poblaciones, mejorar la comprensión del problema y sus soluciones, y promover iniciativas internacionales en este ámbito.

1.113.El siguiente modelo representa una red cristalina. Indica si se trata de un cristal de una sustancia simple o de un compuesto, y por qué.

Se trata de un cristal de sustancia simple, pues todos los átomos son iguales.

1.114.Clasifica las siguientes sustancias según su tipo de enlace:

NaCl, CO2 , Fe

NaCl: presenta enlace iónico, por lo que se trata de un compuesto iónico.

CO2: presenta enlace covalente; se trata entonces de una sustancia molecular.

Fe: presenta enlace metálico, por lo que se trata de un compuesto metálico.

93

1.115.Al escribir las columnas se nos han intercambiado algunas propiedades. Colócalas correctamente en tu cuaderno.

MOLÉCULAS CRISTALES

Número definido de átomos. Número variable de átomos.

Son siempre sólidos a temperatura ambiente.

Temperaturas de fusión y ebullición bajas.

Son estructuras gigantes. Por lo general, son agregados de pocos átomos.

Ejemplo: CO, N2 Ejemplo: sodio metal.

MOLÉCULAS CRISTALES

Número definido de átomos. Número variable de átomos.

Temperaturas de fusión y ebullición bajas. Son siempre sólidos a temperatura ambiente.

Por lo general, son agregados de pocos átomos.

Son estructuras gigantes.

Ejemplo: CO, N2 Ejemplo: sodio metal.

1.116.La cantidad de feromona, C19H38O, secretada por un insecto hembra es alrededor de 10–12 g.

a) ¿Cuántas moléculas hay en esa cantidad y cuántas más harían falta para completar un mol?

b) ¿Qué es una feromona? ¿Qué función tiene en los insectos? Puedes investigar en la página: www.e-sm.net/4divct44

a) Masa molecular = 12 · 19 + 38 + 16 = 282 u Si en 282 g hay 6,023 · 1023 moléculas, en 10–12 g habrá:

10–12 g · = 2,13 · 109 moléculas

Como en un mol hay 6,023 · 1023 moléculas, faltarán: 6,023 · 1023 – 2,13 · 109 = 6,02 · 1023 moléculasb) Las feromonas son sustancias químicas secretadas por un individuo con el fin de provocar un

comportamiento determinado en otro individuo de la misma u otra especie. Los insectos las utilizan como medio de comunicación codificado, tanto para atraerse sexualmente como para otros fines.

1.117.Dados 1,5 moles de carbonato de potasio, K2CO3, halla tomando los datos necesarios del sistema periódico:

a) Los gramos correspondientes de carbonato. b) Los moles de potasio que se pueden obtener. c) Los gramos de carbono que se pueden obtener. d) Los átomos de oxígeno que contienen.a) Masa molecular = 2 · 39 + 12 + 3 · 16 = 138 u

Gramos de carbonato = 1,5 mol · 138 g/mol = 207 gb) Moles de potasio = 2 · 1,5 = 3 mol de Kc) Gramos de carbono = 12 · 1,5 = 18 gd) Moles de oxígeno = 3 · 1,5 = 4,5 mol de O, que son 4,5 · 6,02 · 1023 = 2,7 · 1024 átomos de O

1.118.Ejercicio resuelto en el libro.

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1.119.Una disolución acuosa de un ácido tiene una concentración molar de 17 mol/L.

a) Calcula la masa molecular del ácido, sabiendo que 1 L de disolución contiene 510 g de soluto.

b) ¿Cuál será su nueva concentración molar si a un litro de disolución se le añaden 250 cm 3

de agua?c) Tenemos en el laboratorio otro ácido de concentración 5 mol/L. ¿Cuántos moles de ácido

tendremos en 250 mL de esa disolución?

a)

b)

c)

1.120.Se tienen 200 mL de una disolución de ácido nítrico de concentración molar 7 mol/L. Si añadimos agua hasta completar medio litro, ¿qué concentración tendrá la nueva disolución?

95

PON A PRUEBA TUS COMPETENCIAS

1.121.Los isótopos radiactivos

Los isótopos radiactivos son isótopos inestables de algunos elementos. Se transforman en otros mediante la emisión de partículas (como electrones o núcleos de helio) o de radiaciones gamma. Pueden ser naturales, como el isótopo carbono-14, o artificiales, como el yodo-131 y tienen aplicaciones en diversos campos.

– Medicina. Se utilizan con fines de diagnóstico, administrando al paciente dosis controladas de un isótopo y siguiendo su recorrido por el organismo mediante imágenes en pantallas o radiofotografías. También se utilizan con fines terapéuticos en radioterapia para bombardear tumores con las radiaciones emitidas por un radioisótopo como el cobalto-60 (bomba de cobalto).

– Biología. Se emplean en investigaciones biológicas para seguir la trayectoria de determinadas sustancias en seres vivos.

– Industria. Se utilizan para la detección de defectos, como grietas, poros, etc., en estructuras metálicas mediante la radiación gamma emitida por un radioisótopo. También se emplean para eliminar elementos patógenos en los alimentos mediante radiación gamma.

– Datación de restos orgánicos. Midiendo la cantidad de C-14 en los restos de un organismo se puede fijar con bastante exactitud la fecha en que murió. Este método se usa en geocronología para datar objetos fabricados con materiales procedentes de plantas.

a) Busca en el diccionario y explica el significado de los siguientes términos: diagnóstico, terapéutico, patógeno, geocronología

b) Consulta el enlace www.e-sm.net/4divct45 sobre el uso de los isótopos radiactivos para la conservación de alimentos y enumera las razones que aconsejan la conservación de los alimentos.

a) Diagnóstico: calificación que da el médico a la enfermedad según los signos que advierte en el paciente.Terapéutico: parte de la medicina que enseña los preceptos y remedios para el tratamiento de enfermedades.Patógeno: que origina y desarrolla una enfermedad.Geocronología: disciplina científica que se ocupa de la datación, absoluta y relativa, de la Tierra.

b) En el mundo mueren cada año miles de personas a consecuencia del hambre. Las técnicas de irradiación se utilizan para aumentar el período de conservación de los alimentos y no generan efectos secundarios en la salud humana, siendo capaces de reducir de forma considerable el número de organismos patógenos presentes en muchos alimentos de consumo masivo.

1.122.Los residuos radiactivos

Los isótopos radiactivos pueden ocasionar daños en las células vivas, por lo que su manejo es peligroso y exige unas medidas de seguridad extraordinariamente rigurosas. El uso de los radioisótopos genera material radiactivo de desecho. Estos residuos se suelen guardar en contenedores especiales que se depositan en fosas marinas y en estructuras geológicas estables.

a) ¿Qué podría ocurrir en el futuro con este material radiactivo depositado en el fondo marino? ¿Te parece ético gestionar así este tipo de residuos? ¿Lo consideras peligroso a medio plazo? ¿Por qué?

b) Diversos grupos ecologistas defienden el cierre de las centrales nucleares en España o, al menos, de aquellas que por su antigüedad consideran de alto riesgo. Sin embargo, muchos expertos en el tema consideran que los posibles efectos negativos de la energía nuclear están bajo control y que los positivos la convierten en una fuente de energía rentable y segura. ¿Crees que las centrales nucleares deberían cerrarse o que se deben mantener en funcionamiento? ¿Por qué? Si te interesa este tema, puedes organizar un debate en clase.

Se sugiere resolver esta actividad a modo de debate en el aula.