PPOONNTTIIFFIICCIIAA UUNNIIVVEERRSSIIDDAADD JJAAVVEERRIIAANNAA

FFAACCUULLTTAADD DDEE CCIIEENNCCIIAASS DDEEPPAARRTTAAMMEENNTTOO DDEE QQUUMMIICCAA

QUMICA GENERAL

BIOLOGA

MICROBIOLOGA INDUSTRIAL

INTRODUCCIN

TEORA ATMICA I

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1. CLASIFICACIN DE LA MATERIA

Todo lo que existe en el universo est constituido de materia, la cual, a su vez, est conformada por distintos tipos de tomos. La materia, es pues, todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene

una masa.

Los materiales de cualquier muestra de materia se denominan generalmente sustancias. Una

sustancia, es as, una forma de materia con composicin constante y propiedades distintivas.

Existe una inmensa variedad de materia, por lo que resulta casi imposible hacer un juicio

completo de sta. La materia se puede clasificar con base en su composicin y propiedades en: mezclas y

sustancias puras.

Se entiende por mezcla una combinacin de dos o ms sustancias en la que cada una de ellas

conserva sus propiedades y no poseen composicin constante. Estas mezclas pueden se homogneas o

heterogneas. Una de las caractersticas de una mezcla es que las sustancias que la conforman se pueden

separa mediante mtodos fsicos: filtracin, decantacin, tamizado, destilacin, etc.

Las sustancias puras se agrupan en elementos y compuestos. Los elementos qumicos son

sustancias que no puede ser descompuesta por mtodos qumicos en otras sustancias ms simples; est

constituido por tomos de la misma clase.

Los compuestos qumicos son sustancias formadas por tomos de dos o ms elementos, los

cuales estn combinados en una forma muy especial: siempre estn combinados en una proporcin de

masa que est definida y es nica para el compuesto.

El agua (H2O) se descompone en dos clases de elementos en una relacin invariable de masa de

2,0 g de hidrgeno a 16,0 g de oxgeno (1:8).

2. PROPIEDADES DE LA MATERIA

Las propiedades de la materia se pueden agrupar en extrnsecas (comunes a todos los cuerpos

materiales) e intrnsecas (particulares de cada tipo de sustancia). Las propiedades extrnsecas de la

materia son: inercia, masa, peso y volumen (impenetrabilidad).

Las propiedades intrnsecas de la materia se agrupan en fsicas y qumicas. Las propiedades

fsicas de un cuerpo material son aquellas que se pueden medir y observar sin que se modifique la

composicin y el tipo de sustancia o sustancias que lo constituyen: propiedades organolpticas (color,

olor, sabor), punto de fusin o de ebullicin, densidad, etc. Las propiedades qumicas de un cuerpo

material son aquellas que al ser observadas o medidas manifiestan un cambio qumico de ste

(combustibilidad, oxidacin, reduccin, inflamabilidad).

Las propiedades mensurables (que pueden ser medidas) de la materia se pueden agrupar en

intensivas y extensivas. Algunas de estas propiedades no dependen de la cantidad de muestra que se est

TALLER 1

Semana 1

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examinando o analizando y se les conoce como propiedades intensivas. Otras, las llamadas extensivas,

si dependen de la cantidad de la muestra e incluyen mediciones de la masa y el volumen.

3. ESTADOS DE LA MATERIA

Los cuerpos materiales se pueden agrupar de acuerdo a su estado fsico (estados fsicos de la

materia) en: gases, lquidos y slidos. Estos estados de la materia difieren en algunas de sus propiedades

observables: volumen, forma o capacidad de compresin.

Los tres estados de la materia tambin pueden diferenciarse con sus propiedades a nivel

molecular. En un gas, las partculas se encuentran muy separadas y se mueven caticamente a altas

velocidades chocando frecuentemente entre ellas y con la pared del recipiente que las contiene (se

relaciona con la presin interna del gas); en un gas las fuerzas de repulsin entre las partculas es

superior a las fuerzas de cohesin (o de atraccin).

Figura 1. Las sustancias gaseosas pueden se comprimidas.

Son posibles las conversiones entre los estados de la materia sin que ocurran cambios en

composicin de las sustancias. Cambios de temperatura o de presin, aumenta o disminuyen las

velocidades de las partcula, aumentando o disminuyendo las fuerzas de repulsin o de cohesin entre

ellas (cambios de estados).

4. SISTEMA ATMICO

4.1. INTRODUCCIN

En el siglo V A.C., el filsofo griego Demcrito expres la idea que toda la materia estaba

conformada por partculas pequeas e indivisibles que llam tomos. A pesar que la idea de Demcrito

no fue aceptada por muchos de sus contemporneos, entre ellos Aristteles y Platn, esta se mantuvo.

Las evidencias experimentales de algunas investigaciones apoyaron el concepto del atomismo, que

condujo a las definiciones modernas de elementos, compuestos y que explican la ocurrencia de las

reacciones qumicas.

En 1808 el cientfico ingls, John Dalton, formul una definicin precisa de las unidades

individuales que componan la materia y las llam tomos. El trabajo de Dalton marc el principio de la

era de la qumica moderna. Las hiptesis sobre la naturaleza de la materia, en las que se basa la teora de

Dalton, pueden resumirse como sigue:

1. Los elementos estn formados por partculas extremadamente pequeas llamadas tomos. 2. Todos los tomos de un mismo elemento son idnticos, tienen igual tamao, masa y

propiedades qumicas. Los tomos de un elemento son diferentes a los de todos los dems.

3. Los compuestos estn formados por tomos de ms de un elemento. En cualquier compuesto, la relacin del nmero de tomos entre dos de los elementos presentes, siempre es un nmero

entero o una fraccin sencilla.

4

4. Una reaccin qumica implica solo la separacin, combinacin o reordenamiento de los tomos, nunca supone la destruccin o creacin de los mismos.

Aunque, Dalton no intent describir la estructura o composicin de los tomos, si se dio cuenta

que las diferencias en las propiedades mostradas por elementos tales como hidrgeno u oxigeno, solo se

podan explicar a partir de la idea que los tomos de hidrgeno son diferentes de los tomos de oxgeno.

La tercera hiptesis sugiere que para formar un compuesto, no solo se requiere los tomos de los

elementos requeridos, si no que es necesario un nmero especfico de dichos tomos. Esta idea es una

extensin de una ley publicada en 1799 por el qumico francs Joseph Proust. La ley de las

proporciones definidas de Proust establece que muestras diferentes de un mismo compuesto siempre

contiene los mismo elementos y en la misma proporcin en masa. Por ejemplo si se analizan muestras

de agua de diferente procedencia, siempre presentarn la misma proporcin en masa de hidrgeno y

oxgeno.

La tercera hiptesis de Dalton tambin se ratifica con otra ley, la ley de las proporciones

mltiples, establece que cuando un elemento se combina con otro para dar ms de un compuesto, las

masas de uno de ellos se une a una masa fija del otro estn en relacin de nmeros enteros y sencillos.

Por ejemplo, hay dos xidos de cobre, el CuO y el Cu2O, que tienen un 79.89% y un 88.82% de cobre,

respectivamente, y que equivalen a 3.973 gramos de cobre por gramo de oxgeno en el primer caso y

7.945 gramos de cobre por gramo de oxgeno en el segundo. La relacin entre ambas cantidades es de

1:2 como se expresa actualmente con las frmulas de los compuestos derivados de la teora atmica.

La cuarta hiptesis de Dalton es una forma de enunciar la ley de conservacin de la masa, la

cual establece que la materia no se crea ni se destruye. Debido a que la materia est formada por

tomos, que no cambian en una reaccin qumica, se concluye que la masa tambin se debe conservar.

4.2. ESTRUCTURA GENERAL DEL TOMO

Si observamos los organismos vivos a travs de un microscopio, se podr ver que la vida est

hecha de pequeos compartimientos llamados clulas, las clulas de cada criatura estn hechas de

tomos de diferentes elementos; por ello puede considerarse a los seres vivos como sistemas qumicos

complejos que crecen y se mantienen a expensas de la energa y materia que adquieren del medio

ambiente. A pesar de la enorme variedad de especies animales y vegetales que existen en la biosfera los

organismos tienen propiedades comunes en su organizacin y composicin qumica que son el resultado

de una seleccin natural a lo largo de millones de aos.

La composicin qumica de los seres vivos ha estado condicionada, tanto por la disponibilidad

de los materiales en el medio ambiente como por las propiedades especiales de algunos tomos y

molculas que pueden realizar funciones especficas en los procesos de la vida. Los elementos que

forman parte permanente de los seres vivos reciben el nombre de elementos biogensicos (o

bioelementos). Si analizamos la composicin de los seres vivos se pueden apreciar por lo menos unos

70 bioelementos de los cuales unos 20 son imprescindibles para la vida.

La estructura atmica es la responsable de las analogas y diferencias entre propiedades fsicas y

qumicas de los elementos, por esto es importante revisar las caractersticas generales de los tomos,

partiendo de su estructura y propiedades. Indquese la diferencia entre tomo, elemento, molcula y

compuesto.

Con base en la teora de Dalton un tomo se define como la unidad bsica de un elemento que

puede intervenir en una combinacin qumica. Dalton describi el tomo como una partcula diminuta e

indivisible. Sin embargo, investigaciones iniciadas alrededor de 1850, y que continuaron en el siglo XX,

demostraron claramente que los tomos tienen estructura interna, es decir estn formados por unidades

aun ms pequeas, denominadas partculas subatmicas; estas investigaciones llevaron al

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descubrimiento de las tres partculas fundamentales; electrones, protones y neutrones las cuales

interactan entre s mediante cuatro tipos de fuerzas (gravitatoria, elctrica, magntica o nuclear). Slo

estas tres partculas afectan el comportamiento qumico.

El electrn

En la dcada de 1890, muchos cientficos estaban interesados en el estudio de la radiacin, la

emisin y transmisin de la energa a travs del espacio en la forma de ondas. La informacin obtenida

de estas investigaciones contribuy al conocimiento de la estructura atmica. Para estudiar este

fenmeno se emple tubos catdicos (Figura 1), los cuales son precursores de los televisores. Constan

de un tubo en el cual se ha evacuado casi todo el aire. Si se colocan dos placas metlicas y se conectan a

una fuente de alto voltaje, la placa con carga negativa llamada ctodo, emite un rayo invisible. Este rayo

catdico se dirige hacia la placa con carga positiva llamada nodo, que pasa por una perforacin y

continua su trayectoria hasta el otro extremo del tubo. Cuando dicho rayo alcanza la superficie,

recubierta de manera especial, produce una fuerte fluorescencia o luz brillante.

En alguno experimentos se colocaron, por fuera del tubo de rayos catdicos, dos placas cargadas

elctricamente y un electroimn. Cuando se conecta el campo magntico y el elctrico permanece

apagado, los electrones alcanzan el punto A del tubo. Cuando solo est encendido el campo elctrico,

los electrones llegan al punto C. cuando tanto el campo elctrico y el magntico estn desconectados o

encendidos y existe balance entre sus fuerzas los electrones alcanzan el punto B. De acuerdo con la

teora electromagntica, un cuerpo cargado en movimiento se comporta como un imn y puede

interactuar con los campos elctricos y magnticos que atraviesa. Debido a que los rayos catdicos son

atrados por la placa con carga positiva y repelidos por la placa con carga negativa, deben consistir en

partculas con carga negativa. Estas partculas con carga negativa se conocen como electrones.

El fsico ingls J.J. Thomson utiliz un tubo de rayos catdicos y valindose de sus

conocimientos de sus conocimientos de la teora electromagntica determin la relacin entre la carga

elctrica y la masa de un electrn. El nmero que obtuvo fue -1.76x108C/g, donde C corresponde a

Coulombs unidad de carga elctrica. En investigaciones posteriores se encontr que la masa de un

electrn era 9.10x10-28g.

Figura 1. Dispositivos de rayos catdicos empleado para el estudio de los electrones.

Radioactividad

En 1895, el fsico alemn Wilhelm Rntgen observ que cuando los rayos catdicos incidan

sobre el vidrio y los metales, hacan que estos emitieran unos rayos desconocidos. Estos rayos muy

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energticos eran capaces de atravesar la materia, oscurecan las placas fotogrficas incluso cubiertas y

producan fluorescencia en algunas sustancias. Debido a que la trayectoria de estos rayos no era

desviada por un imn, no podan contener partculas con carga, como los rayos catdicos. Rgten les dio

el nombre de rayos X, por su naturaleza desconocida.

Poco despus de este descubrimiento, Antoine Becquerel, profesor de fsica en Paris empez a

estudiar las propiedades fluorescentes de las sustancias. Accidentalmente encontr que algunos

compuestos de uranio oscurecan las placas fotogrficas cubiertas, incluso en ausencia de rayos

catdicos o electrones y nos los desviaba un imn, a diferencia de los rayos X, eran producidos por la

materia de manera espontnea. Marie Curie discpula de Becquerel sugiri el nombre de radioactividad

para describir esta emisin espontnea de partculas o radiacin. Se dice que un elemento es radioactivo

si emite radiacin de manera espontnea.

La desintegracin o descomposicin de las sustancias radioactivas, como el uranio, produce tres

tipos de rayos diferentes. Dos de estos rayos son desviados de su trayectoria por placas metlicas con

cargas opuestas. Los rayos alfa () constan de partculas cargadas positivamente llamadas partculas alfa

que son alejados de la placa con carga positiva. Las partculas Beta () o electrones, se alejan de la placa

con carga negativa. Un tercer tipo de radiacin son los rayos gama (), al igual que los rayos X, la

trayectoria de los rayos gama no es alterada por la presencia de campos elctricos o magnticos

externos.

El protn y el ncleo

Desde principios de 1900 ya se conoca dos caractersticas de los tomos: que contienen

electrones y que son elctricamente neutros. Para que un tomo sea neutro debe contener el mismo

nmero de partculas positivas y negativas. Thomson propuso que un tomo podra visualizarse una

esfera uniforme cargada positivamente, dentro de la cual se encontraban los electrones como si fueran

pasas en un pastel. Este modelo se conoce como el modelo de pudn de pasas, se acept como teora

durante algunos aos.

En 1910, el fsico neozelands Ernest Rutherford, utiliz partculas para estudiar la estructura

de los tomos. Realiz una serie de experimentos utilizando lminas muy delgadas de oro y otros

metales como blanco de las partculas provenientes de una fuente radioactiva. Observ que la mayora

de las partculas atravesaban las lminas sin desviarse, pero de vez en cuando algunas de las partculas

eran desviadas a ngulos grandes. Esto constituy un gran descubrimiento, puesto segn el modelo de

Thomson las cargas positivas eran tan difusas que se esperara que las partculas atravesaran la lmina

con desviaciones mnimas (Figura 2).

De acuerdo con el descubrimiento de Rutherford la mayor parte del tomo debe ser espacio

vaco, esto explicara porque la gran mayora de las partculas atraviesan las lminas metlicas sin

sufrir una desviacin considerable. Rutherford propuso que las cargas positivas en el tomo se

encontraban aglomeradas en la parte del central del tomo al que llam ncleo. Las partculas del ncleo

que tienen carga positiva reciben el nombre de protones y poseen la misma cantidad de carga que los

electrones pero con signo opuesto.

Para hacerse una imagen de como es un tomo, su radio tpico es de alrededor de 100 pm

(picometros, 1x10-12 m son 1 pm), el tamao de un ncleo es 0.005 pm. Se puede apreciar la diferencia

relativa entre el tamao de un tomo y su ncleo, si el tomo tuviera el tamao de un estadio, el ncleo

tendra el tamao equivalente a un grano de arena. Mientras que los protones se encuentran confinados

en el ncleo los electrones se encuentran esparcidos a su alrededor.

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Figura 2. Esquema del experimento realizado por Rutherford, que llev al descubrimiento del

ncleo atmico.

El neutrn

El modelo atmico de Rutherford deja un importante problema sin resolver. Se saba que el

hidrgeno, el tomo ms sencillo, contena solo un protn, y que el tomo de helio contena dos

protones. Por tanto, la relacin en masa de un tomo de hidrgeno a un tomo de Helio debera ser 1:2

(debido a que los electrones son mucho ms livianos que los protones, se puede ignorar su contribucin

a la masa total). Sin embargo, la relacin en masa real es 1:4. Rutherford y otros investigadores

propusieron que debera existir otro tipo de partcula subatmica en el ncleo, hecho que el fsico ingls

James Chadwick prob en 1932. Cuando Chadwik bombarde una lmina delgada de Berilio con

partculas , el metal emiti un a radiacin de muy alta energa, similar a los rayos . Experimentos

posteriores demostraron que esos rayos en realidad constan de un tercer tipo de partculas subatmicas

llamadas neutrones, debido a que no poseen ninguna carga.

Las tres partculas elementales previamente descritas suelen identificarse mediante tres

caractersticas: masa, carga y espn (momento de su cantidad de movimiento).

Propiedades de partculas elementales comunes

Partculas Masa Carga Espn

Electrn 9,11x10-31

kg = 5,4869x10-4

uma -1,602x10-19

C = -4,8029x10-10

ues unidades

Protn 1,6725x10-27

kg = 1,007581 uma +1,602x10-19

C = 4,8029x10-10

ues unidades

Neutrn 1,00893 uma masa del protn unidades

Nota: 1 uma (u = unidad de masa atmica) = 1,6603x10-27 kg = 1/12 de la masa del tomo de C12 1 ues (unidad electrosttica de carga) = 3,3355x10

-20 Culombios (C)

h es la constante de Planck = 6,6252x10-34

J.s

Nota: 1 uma (u) = 1,6603 x 10-24 gramos y al revs, 1 gramo = 6,0221x1023 uma (u).

8

En efecto, un tomo cualquiera tiene slo un ncleo, todos los protones y neutrones se

encuentran situados en l, es extremadamente pequeo y elctricamente positivo, le rodea una corteza

electrnica con carga negativa; prcticamente todo el volumen de un tomo es el espacio en el que

residen los electrones.

Las masas de los tomos son extremadamente pequeas. La masa del tomo ms ligero, el de

hidrgeno, est alrededor de 1,710-24

g y la masa del tomo ms pesado, es del orden de 4x10-22

g;

para no expresar masas tan pequeas en gramos, se usa la unidad de masa atmica, o uma, (que es

igual a 1/12 de la masa del tomo 12

C; una uma. equivale a 1,66x10-24

g). Las masas del protn y del

neutrn son casi iguales y mucho mayores que las del electrn. Un protn tiene una masa de 1,0073

uma, un neutrn 1,0087 uma, y un electrn, de 5,486x10-4

uma.

Se entiende por espn de una partcula el momento de su cantidad de movimiento.

Como unidad de espn se toma h/2-34

J.s).

Tradicionalmente las partculas elementales que poseen masa se denominan partculas

msicas, mientras que las que carecen de ellas se designan como partculas energticas.

4.3. ESTRUCTURA NUCLEAR

La teora nuclear moderna se basa en la idea de que los ncleos estn formados por neutrones y

protones que se mantienen unidos por fuerzas nucleares muy intensas. Para estudiar estas fuerzas, los

fsicos tienen que perturbar los neutrones y protones bombardendolos con partculas extremadamente

energticas. Estos bombardeos han revelado ms de 200 partculas elementales, minsculos trozos de

materia, la mayora de los cuales slo existe durante un tiempo mucho menor a una cienmillonsima de

segundo.

Partculas subatmicas ms importantes

Figura 3. Estructura atmica

Estabilidad nuclear y Energa de enlace En forma experimental se observa que la masa de un tomo

siempre es menor que la suma de las masas de sus partculas constituyentes. Esta deficiencia de masa,

m = (suma de masas de los e-, p

+ y n) (masa real del tomo). Esta m representa la cantidad de

materia que puede convertirse en energa y liberarse en caso de que el ncleo se formar a partir de

protones y neutrones aislados. Esta es la energa nuclear de enlace, EE. Por tanto, la relacin de

Einstein podra rescribirse como (EE) = (m)c2. Las energas nucleares de enlace se expresan en kJ/g

Partculas

subatmicas

Estables

Msicas

Electrn Protn Positrn

Antiprotn

Energticas Neutrino Fotn

Inestables: Msicas

Neutrn

Mesones

9

de ncleos. Las EE se incrementan con rapidez al elevarse el nmero de masa, alcanzan un mximo

cerca del nmero 50 y despus disminuyen con lentitud.

4.4. PROPIEDADES DE LOS NCLEOS ATMICOS

NMERO ATMICO, NMERO MSICO

Nmero atmico (Z): Corresponde al nmero de protones que posee un tomo y se designa con la letra

Z. Estos fueron determinados por Moseley en 1913, mediante el anlisis de los rayos X producidos

cuando los rayos catdicos (haces de electrones) chocan con un metal utilizado como blanco. Al

aumentar la carga nuclear +Z, aumenta la fuerza que retiene el electrn; as, la energa y la frecuencia de

los rayos X emitidos por blancos metlicos depender del nmero atmico de ste.

Segn Moseley: La frecuencia y la energa de las lneas brillantes del espectro de rayos X (dos

lneas brillantes) aumenta en forma regular a medida aumenta el nmero atmico Z. As, las

propiedades de los elementos son funcin peridica de Z.

Nmero atmico (Z) = nmero de protones (p+) = nmero de electrones (e

-)

El nmero atmico (Z) da la identidad del tomo. Por ejemplo, un tomo de sodio (Na) tiene el

nmero atmico Z=11, posee 11 p+ y 11 e

-. Los elementos en la tabla peridica estn ordenados de

acuerdo con sus nmeros atmicos.

Carga nuclear (Z+): Dado que el ncleo est constituido por protones y neutrones, la carga nuclear es

siempre un mltiplo entero de la carga del protn. Dicha carga nuclear ser +Z.

Nmero de masa (A): Como es bien conocido, el nmero msico A es un nmero entero (del orden de

10-24

g) igual a la suma del nmero de protones (Z) y de neutrones (N) del ncleo y aproximadamente

igual a la masa isotpica (M).

Nmero de masa (A) = nmero de p+ + nmero de n

o

Por otro lado, todo tomo debe ser elctricamente neutro (en su estado fundamental), es decir,

las cargas positivas (Z) son iguales a las negativas (nmero de electrones).

POSICIONES DE Z Y A EN LA REPRESENTACIN DE UN ELEMENTO

4.5. ISTOPOS

Generalmente los tomos de un elemento dado no todos tienen las mismas masas. En la

naturaleza se encuentran tomos de un mismo elemento que tienen el mismo Z pero diferente A

(diferente N), a los cuales se les denomina istopos (en el mismo lugar, refirindose a que ocupan la

misma posicin en la Tabla peridica). La mayora de los elementos qumicos se encuentran en la

naturaleza como una mezcla de istopos.

XA

Z XZA

Ag Ag107 107

47 47

XA

ZXA

Z XZA

XZXZA

Ag Ag107 107

47 47

10

Los istopos de un mismo elemento tienen las mismas propiedades qumicas, pero las

propiedades fsicas son ligeramente diferentes. Los istopos del hidrgeno son: propio, deuterio y tritio,

respectivamente.

Existen dos istopos del cloro en la naturaleza. Los tomos de uno de ellos (cloro 35) tienen una

masa atmica cercana a 35, mientras que los del otro (cloro 37) tienen una masa atmica prxima a 37.

Los experimentos demuestran que el cloro es una mezcla de tres partes de cloro 35 por cada parte de

cloro 37. Si un elemento est formado por varios istopos Qu puede decirse de la masa atmica del

elemento?

4.6. MASA MEDIA, PONDERAL O RELATIVA DE UN ELEMENTO

La masa nuclear expresada en unidades de masa atmica (uma) viene dada por un nmero,

generalmente no entero, muy aproximado a A. Como se recordar, 1 uma es igual a 1,6603x10-24

kg.

Ya hemos visto que la mayora de los elementos se presentan en la naturaleza como una mezcla

de istopos (es decir, poblaciones de tomos con diferente nmero de neutrones y por ello diferente

masa).

La masa atmica en uma de los elementos qumicos es una masa media con base en la

abundancia de istopos en la naturaleza. Esta masa media o relativa puede obtenerse al multiplicar la

masa atmica exacta de cada istopo estable del elemento por su porcentaje de abundancia en la

naturaleza y luego sumar los valores obtenidos. A la masa atmica promedio de cada elemento se le

conoce como peso atmico y son los valores que se reportan en la Tablas peridica.

Conociendo la masa atmica relativa o media y el nmero de Avogadro (NA = 6,023x1023

) es

posible calcular la masa de un tomo cualquiera. As, por ejemplo, si la masa atmica relativa del oro

(Au) es 196,96g, la de un tomo de ste es: 196,96 x (1 tomo/6,023x1023

tomos) = 3,27x10-22

g/tomo.

CONSULTAR ANTES DE LA CLASE

Construya tomos en la siguiente direccin electrnica (link)

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/

aconstruir.htm

1. Consulte el experimento de Geiger y Marsden, que permiti descubrir la presencia de espacio vaco

en el tomo.

2. Describa el modelo atmico nuclear de Rutherford.

3. En qu consiste una partcula alfa (He2+

) y cules son sus fuentes.

4. Consulte sobre los istopos del hidrgeno, carbono, oxgeno y nitrgeno.

5. Consulte el experimento de Moseley con los rayos X.

Responder con base en la lectura

1.Explique la diferencia que existe entre cada uno de los siguientes trminos.

a. Partculas ,

b. partculas

c. partculas

H11

H12

H13

H11

H1H11

H12

H12

H13

H13

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/

11

d. Rayos X

2. Qu significa que un elemento sea radiactivo?

3. Describa la diferencia entre el modelo atmico de Demcrito, Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr.

4. Cmo se concluy que el ncleo es la fraccin ms pequea del tomo?

5. El dimetro de un tomo de Helio es de alrededor de 100 pm. Suponga que se pudiera alinear tomo

de helio de tal forma que tuvieran contacto unos con otros. Cuntos tomos se necesita para cubrir una

longitud de 1 cm?

6. En trminos generales, el radio de un tomo es 10000 veces ms grande que su ncleo. A que tamao

(en km) tendra que ampliarse un tomo para que su ncleo mida 1 cm?.

7. Para cada una de las siguientes especies determine el nmero de protones y neutrones en el ncleo:

8. Asigne el smbolo de cada uno de los siguientes elementos:

9. Indique si cada uno de los siguientes pares de tomos corresponden a istopos del mismo elemento,

justifique su respuesta.

a.

b.

10. Diagrame el modelo nuclear del tomo segn la propuesta de Rutherford, distribuyendo las

partculas elementales en el tomo. Z=9.

11. Conteste los siguientes interrogantes:

Si un tomo tiene 20 electrones cul es su Z?

Si un tomo tiene 12 protones cul es su Z?

Si un tomo de Z=20 y 20 neutrones (N) cul ser su A?

12. Hay tres istopos de magnesio. Mediante la tcnica de la espectrometra de masas se

determin su abundancia y sus masas, como se muestra en la tabla. Con la informacin

suministrada calcule la masa atmica del magnesio.

Istopo % de abundancia Masa (uma) 24

12Mg 78.7 23.98504 25

12Mg 10.1 24.98584 26

12Mg 11.1 25.98259

Ejemplo: El carbono natural es una mezcla de tres istopos, 98,90% de 12

C y 1,10% de 13

C y una

cantidad despreciable de 14

C. Por lo tanto, la masa atmica promedio del carbono ser: (0,9890) *

(12,000 uma) + (0,0110) * (13,00 uma) = 12.01 uma.

13. Calcule la masa de un tomo de hierro y de un tomo de azufre.

BIBLIOGRAFA

1. HOLUM, J.R., Fundamentos de qumica general, orgnica y bioqumica para ciencias de la salud. Ed. Limusa Wiley. pp. 76-93.

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2. ROUTH, J.I., EYMAN, D.P. & BURTON, D.J., Compendio esencial de qumica general, orgnica y bioqumica. Segunda edicin. Ed. Revert colombiana S.A. pp.

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3. GARRIDO PERTIERRA, A., Fundamentos de Qumica Biolgica. Interamericana. McGraw-Hill. Pp. 55.

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Corporation. Reservados todos los derechos.

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