Resolución: Como en este caso se dan las masas atómicas reales de cada isótopo, se emplean éstas para determinar las contribuciones isotópicas.

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Benito Coronel Tebar
hace 7 años
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1 Para determinar la masa atómica de cada uno de los isótopos del silicio que integran una mezcla, se analizó ésta en un espectrómetro de masas. Con la información de la tabla siguiente, calcule el porcentaje de abundancia de los isótopos 28 Si y 29 Si. Considere que la masa atómica relativa promedio del silicio es de [uma] Isótopo [%] de abundancia Masa atómica [uma] 28 Si A Si B Si Como en este caso se dan las masas atómicas reales de cada isótopo, se emplean éstas para determinar las contribuciones isotópicas. Isótopo % de Abundancia Masa Atómica del Contribución Natural Isótopo [uma] Isotópica [uma] 28 Si A ( )A 29 Si B ( )B 30 Si ( )(3.09) Como la suma de las abundancias debe ser 100 y la suma de las contribuciones isotópicas es la masa atómica relativa promedio, se tendrían las ecuaciones siguientes: A + B = 100 ( )A + ( )B + ( )(3.09) = Al resolver el sistema de ecuaciones, se obtiene el valor de A y de B. A = [%] B = [%]

2 El magnesio (Z = 12) tiene tres isótopos: el % de los átomos del metal tienen 12 neutrones, % tienen 13 neutrones y % tienen 14 neutrones. Calcule la masa atómica relativa promedio aproximada del magnesio. Como no se da el valor exacto de la masa de cada isótopo, se toman como valores aproximados de sus masas, los números de masa. El número de masa se obtiene sumando los protones y los neutrones de cada isótopo. Con los datos proporcionados, se obtiene la tabla siguiente: Protones Neutrones Isótopo Masa atómica [%] de aproximada [uma] Abundancia 24 Mg Mg Mg Con estos datos, se puede determinar la contribución isotópica de cada isótopo. Contribución Isotópica del Contribución Isotópica del Contribución Isotópica del Mg = Mg = Mg = ( 24 [uma] ) ( 78.70) 100 ( 25 [uma] ) ( 11.13) 100 ( 26 [uma] ) ( ) 100 = [uma] = [uma] = [uma] Sumando las contribuciones isotópicas, se obtiene la masa atómica relativa promedio aproximada. MA Mg = [uma]

3 En la región del espectro que corresponde a los rayos X se establece la longitud de onda de una de las líneas características para varios elementos: Elemento: Escandio Hierro Cobalto Níquel Cobre λ [Å] A qué elemento correspondería la línea espectral cuya longitud de onda fuese 8.77 [Å]? Aplicando la ecuación de Moseley en función de la longitud de onda: 1 = λ AZ + B se obtiene el valor de A y de B aplicando el método de mínimos cuadrados, teniendo a Z como variable independiente y a 1 λ, como variable dependiente: A= B= Al sustituir los valores de A, B y la longitud de onda del elemento desconocido, se obtiene el número atómico y con ello se identifica al elemento: Z = 13 Aluminio

4 Un elemento produce una línea espectral de 0.83 [nm] en la región de los rayos X, de qué elemento se trata?. Considere que la ecuación de Moseley es: ν = x s ( Z 1) La frecuencia de una onda electromagnética se puede obtener a partir de la longitud de la onda empleando al ecuación siguiente: así, sustituyendo esta expresión en la anterior, se obtiene la ecuación siguiente: c λ 1/ 2 v = c λ 2 [ s 1/ ] 7 = ( 5x10 )( Z 1) en la cual se sustituyen los valores de la velocidad de la luz y la longitud de la onda, obteniéndose el valor de Z. Z = 13 Este número atómico corresponde al elemento aluminio.

5 Un científico ha predicho las propiedades de un nuevo elemento X con un número atómico de 120. Diga con base a la configuración electrónica del elemento X, si las afirmaciones del científico son verdaderas o falsas y argumente su respuesta. a) El elemento se encontraría en el periodo 8. b) El elemento se encontraría en el grupo 1 de la tabla periódica. c) El óxido del elemento tendría la fórmula X 2 O. d) La electronegatividad de ese elemento sería un valor muy alto. La configuración electrónica del nuevo elemento sería: 1s 2,2s 2,2p 6,3s 2,3p 6,4s 2,3d 10,4p 6,5s 2,4d 10,5p 6,6s 2,4f 14,5d 10,6p 6,7s 2,5f 14,6d 10,7p 6,8s 2 Como el orbital de mayor energía es el 8s, el elemento si se encontraría en el periodo ocho, por lo que el inciso a) es verdadero. Como el orbital de mayor energía es el 8s, y tiene dos electrones, el elemento se encontraría en el grupo dos de la tabla periódica, por lo que el inciso b) es falso. Como el elemento se encontraría en el grupo 2, su valencia sería entonces de dos y por lo tanto, la forma de su óxido sería XO, por lo que el inciso c) es falso. Como el elemento se encontraría el final del grupo 2, su electronegatividad debera de ser muy baja por lo que el inciso d) es falso.

6 Para los elementos de la familia V A, conteste: a) Cuál de ellos posee la mayor energía de ionización (primera)? b) Cuál de ellos posee la mayor afinidad electrónica? c) Acomódelos en orden creciente de electronegatividad. d) Acomódelos en orden creciente de radio atómico. Argumente sus respuestas. Este ejercicio se resuelve fácilmente consultando la tabla periódica, por lo que no requiere de mayores explicaciones y las respuestas son las siguientes: a) Nitrógeno b) Nitrógeno c) Bi < Sb < As < P < N d) N < P < As < Sb < Bi

7 El número de protones para los elementos A, B, C y D son: Elemento: A B C D Número de protones: Indique cuál elemento: a) Corresponde a un gas noble. Xenón (B) b) Es el más electronegativo. Cloro (A) c) Es un metal alcalino-terreo. Bario (C) d) Presenta valencia 3. Aluminio (D) e) Forma un nitrato cuya fórmula es X(NO 3 ) 2. Bario (C) Para resolver este ejercicio, es necesario recordar que el número de protones de un átomo, corresponde al número atómico; por lo demás, este ejercicio se resuelve fácilmente consultando la tabla periódica, por lo que no requiere de mayores explicaciones y las respuestas son las siguientes: a) Xenón (B) b) Cloro (A) c) Bario (C) d) Aluminio (D) e) Bario (C)

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