LA CIENCIA, LA MATERIA Y SU MEDIDA

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1 LA CIENCIA, LA MATERIA Y SU MEDIDA Expresa las siguientes medidas en unidades del Sistema Internacional: a) 3, cm b) 0 mg c) 3 h d),3 C En estos ejercicios debes de realizar un cambio de unidades. En primer lugar vamos a analizar, para cada caso: La magnitud que corresponde a la medida. La unidad de medida de dicha magnitud en el Sistema Internacional. Hacemos los cambios de unidades utilizando el método de los factores de conversión. Un factor de conversión es una fracción que expresa la equivalencia entre dos unidades de la misma magnitud. El resultado final debe expresarse utilizando la notación científica. a) 3, cm es una medida de longitud; la unidad de longitud en el SI es el metro (m). Multiplicando por el factor de conversión correspondiente: m 3, cm? 0 cm = 3,? 0- m b) 0 mg es una medida de masa; la unidad de masa en el SI es el kilogramo (kg). Multiplicando por el factor de conversión correspondiente: kg 0 mg? 0 3 mg =? 0- kg c) 3 h es una medida de tiempo; la unidad en el SI es el segundo (s). Multiplicando por el factor de conversión correspondiente: 3 h? 3 00 s = s =,08? 0 s h d),3 ºC es una medida de temperatura; la unidad correspondiente en el SI es el kelvin (K). La equivalencia entre las dos unidades es: T(K) = 73 + t (ºC) " " T = 73 +,3 = 88,3 K Expresa en metros las siguientes cantidades: a) mm b) 7,3? 0 3 hm c) 0,00 cm Realiza las siguientes conversiones de unidades: a) 70 kg a mg c) 3 dm a km b) 00 cl a L d),3 C a K 3 Expresa las siguientes medidas en unidades del SI: a) 9 mm b) cm c) 000 L Expresa en unidades del SI estas medidas: a) 70 km b) 0, mg c) 00 ng Realiza las siguientes operaciones, expresando el resultado en unidades del SI: a) km + 0 dm + 0 cm = b) h + 0 min + 3 s = c) 00 ml + 0 cl = Realiza las siguientes conversiones de unidades: a) 98 K a C d) 3 mg a kg b) mm a km e), ml a L c) 9 g a hg f) 3 dal a ml 7 Expresa las siguientes medidas en la correspondiente unidad del Sistema Internacional: a) - C c)? mg b) 3? 0 mm d) 0 ns 8 Realiza los siguientes cambios de unidades: a),3 kg a mg c) 30 K a C b) h 0 min 3 s a s 9 Realiza la siguiente operación, expresando el resultado en mm:, km + 3, hm +,03 dm +, m = Prof. Ricard Guillem

2 LA CIENCIA, LA MATERIA Y SU MEDIDA Expresa en unidades del Sistema Internacional las siguientes medidas: a) 0,3 dam b), mm 3 c),7 g/cm 3 d) 7 km/h Identificamos la unidad correspondiente en el SI y multiplicamos por el factor de conversión preciso, expresando el resultado en notación científica: a) 0,3 dam es una medida de superficie; la unidad de superficie en el SI es el m. 0,3 dam? 0 m dam = 0,3? 0 m = =,03? 0 3 m b), mm 3 es una medida de volumen; la unidad de volumen en el SI es el m 3. m 3, mm 3? 0 9 mm =,? m 3 c),7 g/cm 3 es una medida de densidad; la unidad de densidad en el SI es el kg/m 3. Por tanto, habrá que multiplicar por dos factores de conversión de forma sucesiva: g,7 cm? kg g? 0 cm 3 = m 3 =,7? 0 3 kg/m 3 d) 7 km/h es una medida de velocidad cuya unidad en el SI es el m/s. Multiplicamos sucesivamente por los dos factores de conversión correspondientes: 7 km h? 03 m km? h = 0 m/s 300 s Expresa en unidades del Sistema Internacional las siguientes medidas. Utiliza la notación científica: a) 0 km/min b) 70 cm 3 c),3 g/ml Expresa las siguientes medidas en unidades del Sistema Internacional: a) 3, cm b),8 dm 3 c) 0,8 g/cm 3 3 Realiza los siguientes cambios de unidades: a) cm 3 a m 3 c) kg/m 3 a g/cm 3 b) 0 km/h a m/s Realiza los siguientes cambios de unidades: a) 7 m/s a km/h c) 30 cm a m b)? 0 - t a g Realiza los siguientes cambios de unidades y expresa el resultado en notación científica: a) 0 kg/m 3 a g/cm 3 c) mg/cm 3 a kg/l b) 0 m/s a cm/h Transforma en unidades del Sistema Internacional: a) dm 3 c) 0,0 km b) 0,0 g/cm 3 d) 3 m 7 Expresa las siguientes medidas en unidades del Sistema Internacional: a), dm 3 c) 00 g/cm 3 b) 0,0 km/min d), g/cm 3 8 Las dimensiones de un terreno son 3 km de largo y, km de ancho. Calcula la superficie del terreno y exprésala en m y en cm. Sol.:,? 0 m =,? 0 0 cm 9 Una piscina mide 0 m # m # m. Calcula la cantidad de agua, expresada en litros, que cabe en la piscina, si el nivel del agua está a 0 cm del borde. Sol.:,87? 0 L 0 Un chico ha tardado 30 minutos en recorrer una distancia de 0 km en bicicleta. Calcula la velocidad que lleva expresada en m/s. Sol.:, m/s Calcula el volumen de un cubo de 0, cm de arista y expresa el resultado en unidades del SI. Sol.:,78? 0-9 m 3 Prof. Ricard Guillem

3 LA MATERIA: PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y EL ÁTOMO El cobre se presenta en forma de dos isótopos estables: 3 9Cu y 9Cu, que aparecen en la naturaleza con una abundancia de 9, % y 30,9 %, respectivamente. a) Qué diferencia existe entre ellos? b) Calcula la masa atómica del cobre. a) Un átomo se representa mediante la notación: A X, siendo = número atómico y A = número másico. representa el número de protones que el átomo tiene en el núcleo. A representa la suma del número de protones y el número de neutrones que hay en el núcleo: A = + N. Un elemento químico puede estar constituido por especies atómicas diferentes, llamadas isótopos, que son átomos con el mismo número atómico y distinto número másico. 3 9 Cu " N = 3-9 = 3 neutrones 9 Cu " N = - 9 = 3 neutrones Por tanto, los dos isótopos se diferencian en el número de neutrones que tienen en el núcleo. b) La masa atómica de un elemento depende de la proporción en que se presentan sus isótopos en la naturaleza y viene dada por la media ponderada de las masas de dichos isótopos, es decir: 3? 9, +? 30,9 m Cu = " 00 " m Cu = 3, u Este valor de la masa atómica es el que encontramos en la tabla periódica para cada elemento. El uranio se presenta en forma de tres isótopos: 3 9 U (0,007 %); 3 9 U (0,7 %); U (99,7 %) a) En qué se diferencian estos isótopos? b) Cuál es la masa atómica del uranio natural? Sol.: 37,97 Se conocen dos isótopos del elemento cloro: 3 7 Cl y 3 7 7Cl, que existen en la naturaleza en la proporción 3 a. Calcula la masa atómica del cloro. Sol.: 3, 3 Se conocen dos isótopos de la plata: el isótopo 07 Ag aparece en la naturaleza en una proporción del %. Sabiendo que la masa atómica de la plata es 07,88. Cuál es el número másico del otro isótopo? Sol.: 09 Indica cuáles de las siguientes especies atómicas son isótopos: X; 8Y; ; 9 9U; 8V Completa la siguiente tabla para los isótopos del hidrógeno: Protio Deuterio Tritio Representación H H 3 H A de protones de electrones de neutrones Existen tres isótopos del oxígeno: O (99,7 %); 7 O (0,0 %) 8 O (0,0 %) Calcula la masa atómica del oxígeno. Sol.:,00 7 Observa los siguientes átomos: 0 B; B; B; 7N; 8O; C; 7C Agrupa los átomos anteriores según: a) Sean isótopos. b) Tengan el mismo número másico. c) Tengan el mismo número de neutrones. Prof. Ricard Guillem 3

4 LA MATERIA: PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y EL ÁTOMO Completa la tabla: Especie atómica A protones neutrones electrones S - 8 Na + 3 Ca Un ion negativo o anión es un átomo que ha ganado electrones: número de protones < número de electrones Tiene carga neta negativa. Un ion positivo o catión es un átomo que ha perdido electrones: número de protones < número de electrones Tiene carga neta positiva. Así, en la tabla aparecen: S + e - " S - El anión tendrá electrones más que protones. Na " Na + + e - El catión tendrá electrón menos que protones. Ca " Ca + + e - El catión tendrá electrones menos que protones. La última capa electrónica de un ion debe estar completa con 8 electrones. Con todos estos datos completamos la tabla del enunciado: Especie atómica A protones neutrones electrones S Na Ca Completa la siguiente tabla: Símbolo del ion Br - Al 3+ O - N 3- Tipo de ion de e - ganados de e - perdidos Completa la siguiente tabla: Especie atómica Li + Se - Sr + N de protones 38 de electrones 3 3 Escribe el símbolo del ion que se forma y determina si son aniones o cationes cuando: a) El hidrógeno pierde un electrón. b) El hidrógeno gana un electrón. c) El cloro gana un electrón. d) El calcio pierde dos electrones. Completa: a) Na " e - b) + e - " O - c) N + " N 3- d) Be " Be + + Prof. Ricard Guillem

5 LA MATERIA: PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y EL ÁTOMO Dados los átomos: 3 S y 3 9K, determina: a) La estructura de su núcleo. c) Son metales o no metales? b) Su posición en la tabla periódica. d) Qué iones estables formarán? a) El núcleo atómico está formado por protones y neutrones, siendo: de protones = de neutrones = A - La estructura de los núcleos será: S: = ; A = 3. N. de protones = de neutrones = 3 - = K: = 9; A = 3. N. de protones = 9 de neutrones = 3-9 = b) La posición en la tabla periódica es: S: periodo 3 (3 capas electrónicas); grupo, familia del oxígeno. K: periodo ( capas electrónicas); grupo, alcalinos. c) En el caso del azufre: Es un no metal, ya que tiene electrones en la última capa y, por tanto, tiende a aceptar los dos que le faltan para completarla con 8 electrones. En el caso del potasio: Es un metal, ya que tiene un solo electrón en la última capa y, por tanto, tiende a perderlo dejando completa la capa anterior. d) El azufre formará: S + e - " S - El ion S - es estable porque tiene 8 electrones en su última capa. El potasio formará: K " K + + e - El ion K + es estable porque tiene 8 electrones en su última capa. Dado el elemento químico de número atómico y número másico 3, determina: a) La constitución de su núcleo. b) El número de protones, neutrones y electrones que tiene el ion estable que forma. c) Su posición en la tabla periódica. Relaciona con flechas: = = 0 = 8 = 8 = 3 = 8 = 3 = 7 Cobalto Talio Yodo Kriptón Sodio Oxígeno Níquel Calcio 3 Dados los siguientes átomos: 3 Li; 8 9F Determina: a) Su posición en la tabla periódica. b) Si son metales o no son metales. c) Los iones estables que formarán. Completa la siguiente tabla: Nombre Símbolo A Boro Hierro Bario Rubidio Cloro Plomo Neón Plata de protones de neutrones de electrones Prof. Ricard Guillem

6 ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUÍMICOS Completa la siguiente tabla: Especie atómica Símbolo Representación A Azufre 3 neutrones protones electrones Se 3 Boro Helio 8 Si Un átomo se representa mediante la notación: A X. = atómico = de protones que un átomo tiene en el núcleo. A = másico = de protones + de neutrones que un átomo tiene en su núcleo. El número de neutrones que hay en el núcleo se determina mediante: N = A - Como todas las especies atómicas que aparecen son átomos neutros: de cargas positivas = de cargas negativas Por tanto: de protones = de electrones Los electrones se disponen en distintos niveles, según el modelo atómico de Bohr. Nivel : electrones. Nivel : 8 electrones. Nivel 3: 8 electrones. Hay que tener en cuenta que en el último nivel hay como máximo 8 electrones. Aplicando todos estos conceptos, completamos la tabla: Especie atómica Símbolo Representación A neutrones protones electrones Azufre S 3 S = Selenio Se 78 3 Se 3 + = Boro B 0 B + = 0 Helio He He - = Silicio Si 8 Si = Completa la siguiente tabla: Completa la siguiente tabla: Átomo Calcio Flúor Símbolo P Al de protones de neutrones 0 0 de electrones 9 3 A 9 7 Especie atómica Símbolo A de neutrones de protones de electrones Azufre Cl C 3 7 Prof. Ricard Guillem

7 ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUÍMICOS GRUPO Configuración electrónica s s d d d 3 d d d d 7 d 8 d 9 d 0 p p p 3 p p p ORBITALES PERIODO IA VIII A Observa el sistema periódico y contesta. S s p 3s 3p s 3d p 3,0 H Hidrógeno 3 Li Litio,9 9,0 Be Berilio 3,0,3 Na Mg Sodio Magnesio 39, 9 K Potasio II A 0, 0 Ca Calcio III B,0 Sc Escandio Número atómico IV B 7,9 Ti Titanio V B 0,9 3 V Vanadio 0, 0 Ca Calcio VI B,0 Cr Cromo VII B,9 Mn Manganeso Masa atómica (u) Símbolo Nombre,8 Fe Hierro VIII 8,9 7 Co Cobalto 8,7 8 Ni Níquel NO METALES METALES GASES NOBLES I B 3, 9 Cu Cobre II B, 30 n Cinc III A IV A V A VI A VII A B Boro 7,0 3 Al Aluminio 9,7 3 Ga Galio 0,8,0 7 C Carbono 8, Si Silicio 7, 3 Ge Germanio N Nitrógeno 3,0 P Fósforo 7,9 33 As Arsénico,0,0 8 9 O Oxígeno 3, S Azufre 79,0 3 Se Selenio F Flúor 9,0 3, 7 Cl Cloro 79,9 3 Br Bromo,0 He Helio 0, 0 Ne Neón 39,9 8 Ar Argón 83,8 3 Kr Criptón s d p 8, 37 Rb Rubidio 87, 38 Sr Estroncio 88,9 39 Y Itrio 9, 0 r Circonio 9,9 Nb Niobio 9,9 Mo Molibdeno (97,9) 3 Tc Tecnecio 0, Ru Rutenio 0,9 Rh Rodio 0, Pd Paladio 07,9 7 Ag Plata, 8 Cd Cadmio,8 9 In Indio 8,7 0 Sn Estaño,8 Sb Antimonio 7, Te Teluro,9 3 I Yodo 3,3 Xe Xenón s f d p 3,9 Cs Cesio 37,3 Ba Bario 38,9 7 La Lantano 78, 7 Hf Hafnio 80,9 73 Ta Tántalo 83,8 7 W Wolframio 8, 7 Re Renio 90, 7 Os Osmio 9, 77 Ir Iridio 9, 78 Pt Platino 97,0 79 Au Oro 00, 80 Hg Mercurio 0, 8 Tl Talio 07, 8 Pb Plomo 09,0 83 Bi Bismuto (09,0) 8 Po Polonio (0,0) 8 At Astato (,0) 8 Rn Radón 7s f d 7p 7 (3) 87 Fr Francio () 88 Ra Radio (7) 89 Ac Actinio () 0 Rf Rutherfordio () 0 Db Dubnio () 0 Sg Seaborgio () 07 Bh Bohrio (77) 08 Hs Hassio (8) 09 Mt Meitnerio (7) 0 Ds Darmstadtio (7) Rg Roentgenio (8) Cn Copernicio (8) 3 Uut Ununtrio (89) Uuq Ununquadio (88) Uup Ununpentio (9) Uuh Ununhexio (9) 8 Uuo Ununoctio f f f 3 f f f f 7 f 8 f 9 f 0 f f f 3 f LANTÁNIDOS F 0, 8 Ce Cerio 0,9 9 Pr Praseodimio, 0 Nd Neodimio () Pm Prometio 0,,0 3 Sm Eu Samario Europio 7, Gd Gadolinio 8,9 Tb Terbio, Dy Disprosio,9 7 Ho Holmio 7,3 8 Er Erbio 8,9 9 Tm Tulio 73,0 70 Yb Iterbio 7,0 7 Lu Lutecio ACTÍNIDOS F 7 3,0 90 Th Torio 3,0 9 Pa Protactinio 38,0 9 U Uranio (37) 93 Np Neptunio () (3) 9 9 Pu Am Plutonio Americio (7) 9 Cm Curio (7) 97 Bk Berkelio () 98 Cf Californio () 99 Es Einstenio (7) 00 Fm Fermio (8) 0 Md Mendelevio (9) 0 No Nobelio () 03 Lr Laurencio a) Coloca los siguientes elementos en la tabla. Hierro: es un metal de transición. Oro: su número atómico es 79. Neón: es un gas noble. Sodio: forma iones con carga +. Cloro: forma iones con carga -. b) Señala tres elementos químicos que formen iones con carga +. c) Señala tres elementos químicos que formen iones con carga -. d) Indica dos elementos que tengan propiedades químicas parecidas al magnesio. a) El hierro está situado entre el manganeso y el cobre. El oro se encuentra entre el platino y el mercurio. El neón está a la derecha, bajo el helio. El sodio está en la primera columna, bajo el litio. El cloro está a la derecha, bajo el flúor. b) Por ejemplo, el berilio, el calcio y el magnesio. c) Por ejemplo, el flúor, el bromo y el yodo. d) El berilio y el calcio. Localiza en la tabla los siguientes elementos y ordénalos según el número de electrones que tienen sus átomos neutros. Cobre Arsénico Boro Silicio Platino Hidrógeno Oxígeno Carbono Nitrógeno Indica tres elementos que formen iones con carga -. 3 Con los siguientes elementos químicos, forma grupos de tres elementos agrupando aquellos que tienen propiedades químicas parecidas. Litio Arsénico Boro Galio Sodio Aluminio Xenón Nitrógeno Potasio Fósforo Neón Argón Indica tres elementos que formen iones con carga +. Prof. Ricard Guillem 7

8 ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUÍMICOS Observa los dibujos que representan diferentes sustancias químicas y responde. Helio Argón Ozono Cloruro de sodio Átomo de helio Átomo de argón Átomo de oxígeno Átomo de cloro Átomo de sodio Metano Diamante Óxido de cloro (III) Plata Átomo de carbono Átomo de hidrógeno Átomo de carbono Átomo de oxígeno Átomo de cloro Átomo de plata a) Qué sustancias son elementos? Cuáles son compuestos? b) Qué sustancias aparecen formando moléculas? c) Cuáles forman cristales? d) Cuáles corresponden a átomos aislados? e) Escribe la fórmula que representa a cada sustancia de los dibujos. a) Los elementos son el helio, el argón, el ozono, el diamante y la plata. Los compuestos son el cloruro de sodio, el metano y el óxido de cloro (III). b) Forman moléculas el ozono, el metano y el óxido de cloro (III). c) Forman cristales el cloruro de sodio, el diamante y la plata. d) El helio y el argón están formados por átomos aislados. e) Helio " He; Argón " Ar; Ozono " O 3 ; Cloruro de sodio " NaCl; Metano " CH ; Diamante " C; Óxido de cloro (III) " Cl O 3 ; Plata " Ag. Asocia cada frase de la izquierda con la columna de la derecha correspondiente. Los átomos se ordenan en una estructura Átomos aislados tridimensional. Los gases nobles Moléculas se ordenan así. Están formados por Cristales unos cuantos átomos. Escribe cuántos átomos de cada elemento forman las siguientes moléculas: a) NO d) HNO 3 g) Cl b) CO e) ClO h) H SO c) O 3 f) CO i) N Haz un esquema para representar las moléculas. Cuáles corresponden a elementos químicos? Cuáles corresponden a compuestos. Prof. Ricard Guillem 8