I.
1.1
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
DENSIDAD – TEMPERATURA
MATERIA ENERGIA
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
El Sistema Internacional está formado por unidades de base, unidades suplementarias y
unidades derivadas. También el uso de prefijos (múltiplos y sub múltiplos)
Unidades de Base. Son unidades definidas de base a fenómenos físicos naturales e
invariables
1.2
Unidades Derivadas. Son las que se forman al combinar algebraicamente las
unidades de base y/o suplementarias.
1.3
Unidades Derivadas (SI) con nombre y símbolo propios:
1.4
Múltiplos y Submúltiplos
FACTORES DE CONVERSION Y CONSTANTES
UNID. DE LONGITUD
1µ = 104Å
1Å = 10-8 cm
1m = 3,281 pie
1 pie = 30,48 cm = 12 pulg
1 pulg = 2,54 cm
1 yarda = 3 pies = 0,9144 m
1 milla mar. = 1852 m
1 milla terr. = 1609 m
UNID. DE MASA
1lb = 16 onzas
1 onza = 28,36 g
1 ton. Métrica = 103kg
1kg = 2,205 lb
UNID. DE VOLUMEN
1 barril = 42?
1 dm3 = 103 cm3
1 pie3 = 28,316?
1 m3 = 1000?
1 ml = 1cm3
UNID. DE PRESION
1 atm = 1,03323 kgf/cm²
1 atm = 14,696 Lbf/pulg² = 760 torr.
1 atm = 760 mmHg = 76 cmHg
UNID. DE ENERGIA
1 cal = 4,184 Joule
1 ev = 1,602 x 10-19 Joule
1 Joule = 107 ergios
CONSTANTES
C = Veloc. de la luz = 3,0 x 105km/s
h = constante de planck = 6,626 x 10-34 J.S.
NA = 6,023 x 1023 part./mol NA = Nº de Avogadro
R = 0,082 atm.?/mol.k= 62,4 mmHg.?/mol.k
R = Constante Universal
II.
TEMPERATURA
Es un parámetro determinado
arbitrariamente que nos indica la
energía promedio de un cuerpo (frío
o caliente). Es la gradiente.
a.
FORMULA GENERAL: Tº de calor
º C
5
R ?492
9
?
K ?273
5
?
º F?32
9
?
b.
VARIACION DE
TEMPERATURA:
1 ?ºC <> 1,8 ?ºF <> 1?K <> 1,8 ?R
, ,
ml ? pie
c.
ESCALA TERMOMÉTRICA:
ºC
100
0
-17,7
-273
ºF
212
32
0
-460
K R
373 672 Pto. Ebull. H2O
273 492 Pto. Cong. H2O
252,3 460 Pto. Cong.
(H2O+NH4Cl)
0 0 Cero Absoluto
E. Relativas E. Absolutas
III. DENSIDAD:
Relación de la masa y el volumen de
los cuerpos. Es una magnitud
1.
derivada.
Densidad Absoluta (DABS):
3
kg
m3
,
g kg Lb
3
,
g
cm
m
v
?
DABS ?
2.
a.
Densidad Relativa (DR)
Sólidos y Líquidos
DS
DH2O
DR(S) ?
DL
DH2O
DR??? ?
DH2O
= 1g/ml
S = sólido
L = líquido
b.
Gases
Dg
DAIRE
DR(S) ?
Daire = 1,293 g/?
g = Gas
Obs.: D
D
aceite = 0,8 g/ml
Hg = 13,6 g/ml
3.
Mezclas
1
M1 ?M2 ?…?Mn
V ?V2 ?….?Vn
Dm ?
Para volúmenes iguales:
D1 ?D2 ?…?Dn
n
Dm ?
IV.
MATERIA Y ENERGIA
I.
MATERIA
Es todo aquello que ocupa un lugar
en el espacio, tiene masa y
volumen. Según Einstein la materia
es la energía condensada y la
energía es la materia dispersada.
II.
A.
PROPIEDADES DE LA MATERIA
Propiedades Generales o
Extensivas:
Dependen de la masa.
1.Inercia
2.Indestructibilidad
3.Impenetrabilidad
B.
4.Extensión
5.Gravedad
6.Divisibilidad
Propiedades Particulares o
Intensivas:
No dependen de la masa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Elasticidad
Porosidad
Maleabilidad (Láminas)
Ductibilidad (Hilos)
Flexibilidad
Dureza
Conductibilidad
III.
8. Viscosidad
9. Tenacidad
10. Comprensibilidad y Expansibilidad
ESTADOS DE LA MATERIA
1.
SOLIDO:
FUERZA
COHESION
>
FUERZA
REPULSION
FORMA
VOLUMEN
MASA
:
:
:
DEFINIDA
INVARIABLE
INVARIABLE
2.
3.
LIQUIDO:
FUERZA
COHESION
FORMA
VOLUMEN
MASA
GASEOSA:
FUERZA
REPULSION
=
:
:
:
>
FUERZA
REPULSION
NO DEFINIDA
INVARIABLE
INVARIABLE
FUERZA
COHESION
4.
FORMA : NO DEFINIDA
VOLUMEN : INVARIABLE
MASA : INVARIABLE
PLASMATICO
Sistema que se halla a elevadas
temperaturas (2.104K), constituidos
por Iones y Partículas subatómicas.
El Sol, Estrellas, Núcleos de la
Tierra.
COLOIDE: Fenómeno de Dispersión
Tiene 2 fases: Dispersa y
Dispersante. Tiene movimiento
Brownlano; para reconocerlo se
aplica
el “Efecto Tyndall” Ej.
Gelatina, Flan, Clara de huevo.
*
VAPORIZACION (toda la Masa):
EVAPORACION
SE PRODUCE EN LA SUPERFICIE
Ejm.: H2O del mar
*
EVAPORA
Acetona,
VOLATIZACION: SE
SIN HERVIR. Ejm:
Bencina
V.
ENERGIA
Es todo aquello capaz de producir
trabajo. También se define como
materia dispersa. Clases: Energía
Mecánica, Energía Eléctrica,
Energía Química, Energía
Radiante, Energía Luminosa y
Energía Atómica.
LEY DE LA CONSERVACION DE
LA MASA DE EINSTEIN,
estableció 2 ecuaciones:
1era. Ecuación:
E = m.c2
m = masa (g, kg)
c = velocidad de la luz
c = 3.105 km/s
c = 3.108 m/s
c = 3.1010 cm/s
E = Energía (ergios, joules)
IV. CAMBIO DE FASES
SOLIDO
LIQUIDO
GASEOSO
Ej.: Sublimación: Hielo seco (CO2)
Naftalina, Etc.
FUSION
SOLIDIFICACION
mf ?
1?? f ?
d) 36×10
e) 3600
10?6s
2
2da. Ecuación
m0
?V ?
? c ?
m0
mf
vf
c
= masa en reposo
= masa en movimiento
= velocidad final
= velocidad de la luz
A.
MEZCLAS Y COMBINACIONES
MEZCLAS:
Son aquellas cuyos componentes se
encuentran en cualquier proporción
no sufren cambios en sus
propiedades, no hay reacción
química y pueden separarse por
métodos físicos
Ejm.
AGUA
DE
MAR,
LATON,
PETROLEO
SISTEMA DE UNA MEZCLA
Fases: Separaciones
(Liq., Sol., Gas., Coloide, etc.)
o
COMPONENTES
Pueden ser elementos
compuestos. Ejm.: Cu, H2O
CONSTITUYENTES
Tipos de átomos de la mezcla.
Ejm. H2O + NaCl
Constituyentes: H, O, Na, Cl
B.
COMBINACIONES:
Son aquellos cuyos componentes
están en proporciones definidas y
fijas, donde ocurren reacciones
químicas, formando así los
productos (nuevas sustancias)
sólo se separan por medio
químicos.
Ejm: LA COMBUSTION DEL PAPEL
I.
1.
PROBLEMAS RESUELTOS Y
PROPUESTOS
PROBLEMAS S. I.:
¿Cuántas no corresponden
a
unidades de base del S.I.?
I. Aceleración
II. Tiempo
III. Intensidad de Corriente
IV. Volumen
V. Longitud
a) 1 b)2 c) 3 d) 4 e) 5
Resolución
Por Teoría de unidades del S I. Sólo son
unidades que no corresponden a las
unidades de base:
I. Aceleración (derivada)
II. Volumen (derivada)
Rpta. (b)
2.
¿Cuál es la equivalencia incorrecta?
a) 1m3 = 10- 6 ?
b) 1 um = 10- 6 m
?
c) 1 A = 10- 8cm
d) 10 yardas = 30 pies
e) 1dm3 = 1
?
Resolución
Según la teoría de
equivalencias
de
unidades es incorrecta:
1 m3 = 106 ?
Debe ser 1m3 = 103
?
3.
Rpta: (a)
¿Cuántos µs hay en 1 hora?
a) 36×105 b) 36×106 c) 36×108
4
Haciendo conversiones y
simplificando:
3600 s 1us
1Hx x
1H
Luego: 3600 x 106 us
= 36 x 108 us
Rpta. (c)
kg x ?
?
? 999Gm
R2 27m3???cm
38 ºF?32
? ?
x 9??32 ?ºF
4.
Convertir:
a
g x ml
min
b) 3 x 106
d) 3 x 108
E = 18
H
a) 1,5 x 104
c) 1,5 x 105
e) 3 x 105
Resolución
1H
60min
x
18 kg x? 103g 103ml
x x
H 1kg 1?
E ?
E=
g x ml
min
18×106
6×10
? 3×105
5.
Rpta. (e)
Calcular el valor “R” en cm3 de la
siguiente expresión:
R
cm
?
27 m3???cm
R
a) 30 b) 2 x 102 c) 3 x 103
d) 3 x 104 e) 2 x 104
Resolución
Donde elevamos al cuadrado:
?
cm2 R
Luego:
R3 = 27(106 cm3) . (103cm3) . cm3
R3 = 27 . 109 cm9
R=
3
27.109cm9
R = 3.103 . cm3
6.
Rpta. (C)
Expresar su equivalencia:
60 Bb x
mg
min
a ? x
g
s
Rpta. 4.2 x 10-2
7.
Indicar el valor de “x” para que
cumpla la siguiente igualdad
x x
pm nm
Rpta. 1m²
8.
Un alumno del CPU-UNAC necesita 3
mg de Cianocobalamina diario para
su desgaste mental. ¿Cuántos kg de
queso deberá consumir diariamente
si un kg de queso contiene 6.0 x 10-3
mg de cianocobalamina?
Rpta. 0.5kg
II.
1.
TEMPERATURA:
Un alumno del CPU-UNAC está con
fiebre y su temperatura indica 38ºC
¿Cuánto indicará en un termómetro
en grados Farentheit (ºF)?
a) 106,4ºC b) 101,4ºC
d) 100,4ºC
c) 104,4ºC
e) 98,4ºC
Resolución
Aplicando:
º C
5
º F?32
9
?
?
?
?38
? 5
Reemplazando:
?
5 9
ºF = 7,6 x 9 + 32 = 100,4ºC
Rpta. (d)
2.
¿A qué temperatura en la escala
celsius se cumple que la lectura en
ºF es igual a 2,6 veces que la lectura
en ºC?
c) 50ºC
a) 30ºC b) 40ºC
d) 60ºC e) 80ºC
Resolución
x
5
Aplicando:
º C
5
2,6 x ?32
9
?
?
º F?32
9
?
4x = 160 ? x =
= 40ºC
?F
°C =
Rpta.: 480 R
110?x 6 110?x
1×3?2×2 7
3.
9x = 13x – 160
160
4
Rpta.: (b)
Se construye una nueva escala “ºx”,
en la que la temperatura en los
puntos de congelación y ebullición
del agua son –10ºx y 110ºx.
Calcular ¿a cuánto equivale una
lectura de –20ºC en la escala ºx?
a) –20ºx b) –34ºx c) –17ºx
d) –40ºx e) –74ºx
Resolución
Aplicando: Thales
ºx ºC
100?(?20)
0?(?20)
?
Donde:
110?x
?10?x
? ? ? 6
?10?x 1 ?10?x
110 – x = -60 – 6x ? x = -34ºx
4.
Rpta. (b)
Un pollo se llega a hornear a la
temperatura de 523k ¿Cuánto
indicará en un termómetro en
grados celsius?
Rpta.: 250°C
5.
6.
Si el agua congela a –10°A, hierve a
80°A ¿A cuántos grados celsius
equivale 120°A?
Rpta: 144,4°C
Se tiene dos cuerpos A y b. Si se
mide la temperatura en grados
celsius, la lectura de “A” es el doble
que la de “B”, si se miden las
temperaturas en grados Farenheit la
lectura de “B” es los 3/5 de la de
“A”. Indicar las temperaturas de A y
B en grados Celsius
7.
8.
Rpta.: 71°C y 35,5°C
Determine la lectura en grados
Rankine (R), si sabemos que
1
2
Un termómetro está graduado en
una escala arbitraria “X” en la que la
temperatura del hielo fundente
corresponde a –10ºX y la del vapor
del H2O a 140ºX. Determinar el
valor del cero absoluto en ésta
escala arbitraria
III.
1.
Rpta.: -420
DENSIDAD
¿Qué masa en gramos hay en 400
ml de alcohol etílico, cuya densidad
es 0,8 g/ml?
Resolución
Aplicando:
D ?
m=
M
V
0,8 g
ml
m = D.V
x400ml ? 320g
2.
Rpta. (b)
Se mezclan dos líquidos A (D =
1g/ml) con B (D = 2g/ml), en
proporción volumétrica es de 3 a 2.
Hallar la densidad de la mezcla
a) 0,9
b) 1,2 c) 1,4 d) 3 e) 2
1
1
? 1,4g/ml
D1.V ?D2.V2
V ?V2
?
2?3 5
Resolución
Aplicando:
Dm ?
Dm ?
Rpta. (c)
cm
mf 1600g ?mA
DA ?
100cm
3.
Se mezclan un líquido “A” con agua
de tal manera que la densidad
resulta 1,50 g/cm3 en un volumen
de 1 litro. Se extrae 100 cm3 de “A”
y se agrega la misma cantidad de
agua, como resultado la densidad
disminuye a 1,25 g/cm3. Hallar la
densidad del líquido “A” en g/cm3
c) 3,5
a) 1,5
d) 4,5
b) 2,5
e) 1,2
Resolución
Mezcla: Liq. A + H2O
Di = 1,50 g/cm3
Vi = 1l = 1000cm3 = 1000ml
Mi = 1500g
Luego:
Vf = 1000cm3 – 100cm3A + 100cm3 H2O
Df = 1,25 g/cm3
Mf = 1500g – mA + 100g = 1600g – mA
Luego:
Df ?
1, 25g
3
?
Vf 1000cm3
x1000cm3 ?1600g?mA
1250g = 1600g – mA
Donde:
VA = 1000cm3
350g
3
? 3,50g/cm3
4.
Rpta. (c)
Hallar la densidad de H2O
1 g/ml a Lb/pie³
Rpta.: 62,3
5.
El volumen de un recipiente es 35ml,
si se llena de agua, tiene una masa
de 265g; y si se llena con otro
líquido “x” tiene una masa de 300g.
Determine la densidad del líquido
“x”.
Rpta.: 2 g/ml
6.
A una mezcla de dos líquidos cuya
densidad es 1,8g/ml se le agrega
600g de agua y la densidad de la
mezcla resultante es de 1,2g/ml
¿Cuál es la masa de la mezcla
inicial?
Rpta.: 360g
IV.
1.
MATERIA Y ENERGIA
La propiedad de la materia que
determina el grado de resistencia al
b) Cohesión
d) Flexibilidad
rayado es la:
a) Tenacidad
c) Repulsión
Resolución
De acuerdo a la teoría es la dureza Ejem.:
Diamante
2.
Rpta. (e)
La alotropía lo presenta sólo el:
a) Hidrógeno b) Sodio
c) Oxígeno d) Nitrógeno
e) Flúor
Resolución
Por teoría en este caso lo presenta el
oxigeno como: O2 (molecular) y O3 (ozono)
Rpta. (c)
3. Determinar la energía en Joules que
se libera al explotar un pequeño
reactivo de uranio de 200 g.
b) 1,8 x 1016
d) 1,8 x 1020
a) 9 x 1014
c) 9 x 1016
e) 9 x 1021
Resolución
Aplicando
Energía de Einstein:
E = m.c2
E = 0,2 Kg x (3 x 108 m/s)2
E = 2 x 10-1 x 9 x 1016 Joules
E = 18 x 1015 = 1,8×1016 Joules
Rpta. (b)
4.
¿Cuál será la masa de los productos
de la reacción, si 2g de uranio – 235
sufren una fisión nuclear y producen
1,5×1014 ergios de energía radiante,
liberando energía térmica?
a) 0,99 g
b) 9,9 g
c) 1,99 g
d) 19,9 g
e) 1,6 g
Resolución
Ec. de Einstein
E = m.c2
Donde:
m =
1,5x1014gxcm2 /s2
(3x1010cm/s)2
E
c2
?
m = 1,67 x 10- 6
Luego la masa de los productos:
mp = 2g – 1,67 x 10- 6g = 1,99 g
Rpta. (c)
5.
¿Cuántas
fases, componentes y
6.
7.
8.
constituyentes existen en el sistema
formado por una mezcla de oxigeno,
hidrogeno, agua, hielo?
Rpta. ……..
La masa de un cuerpo es de 10g.
Calcular la masa del cuerpo luego de
liberar 3,6 x 1014 Joules de energía.
Rpta. 4 g
Cuáles corresponden a Fenómenos
Químicos:
I) Combustión del papel
II) La leche agria
III) Oxidación del Hierro
IV) Filtración del agua
V) Sublimación del hielo seco
Rpta. ………
Cuáles corresponden a Fenómenos
Físicos:
I)
Mezcla de agua y alcohol
9.
II) Disparo de un proyectil
III) Oxidación del cobre
IV) Licuación del propano
V) Combustión del alcohol
Rpta. ………
Un cuerpo de 420 g de masa es
lanzado al espacio, en un
determinado instante su velocidad
es los ¾ de la velocidad de la luz.
Hallar su masa en ese instante.
Rpta. 240
7
10.
Si 12g de una partícula se
transforma completamente en
energía se obtendrá:
Rpta.10,8 .10
21
erg.
I.
1.1
BREVE RESEÑA:
Teoría de Leucipo y Demócrito
(400 a.c.):
Desde la antigüedad el hombre se
ha interesado en conocer la
estructura íntima de la materia.
Los filósofos griegos dijeron que
“la materia era una concentración
de pequeñas partículas o átomos
tan pequeños que no podían
Las doctrinas del atomismo se
perpetuaron por medio del poema
“DE RERUM NATURA”, escrito
alrededor del año 500 a.c. por el
poeta romano Tito Lucrecio Caro.
Tuvieron que pasar más de
2000 años para que otros
estudiosos de la materia retomen
las ideas de Leucipo y Demócrito
rechazaron las concepciones
1.2
?
?
?
?
erróneas de Aristóteles.
Teoría de John Dalton (1808)
La teoría de Dalton se basa en
cuatro postulados fundamentales
enunciados en un trabajo científico
titulado “NEW SYSTEM OF
CHEMICAL PHILOSOPHY”.
La materia está constituida por
partículas pequeñas e
indivisibles.
Los átomos de un mismo
elemento químico son de igual
peso y de igual naturaleza.
Los átomos de diferentes
elementos químicos son de
distintos pesos y de distinta
naturaleza.
Una reacción química es el
reordenamiento de los átomos
en las moléculas.
Posteriormente gracias a
ciertos descubrimientos por los
científicos como los Tubos de
Descarga (Croockes), Rayos
Catódicos (Plucker), Rayos
Canales (Goldstein), efecto
Fotoeléctrico (Hertz), Rayos X
(Roentgen) etc.
dividirse” (la palabra átomo deriva
del griego A = SIN y TOMO =
DIVISION).
Estos filósofos llegaron a esta
conclusión partiendo de la premisa
de que “nada se crea de la nada y
nada se destruye sin dejar nada”.
Esta teoría fue atacada
duramente por Aristóteles, otro
gran filósofo, apoyaba la teoría de
Empedocles, la cual sostenía que
la materia estaba constituída por
cuatro elementos fundamentales:
Agua, Tierra, Aire y Fuego y que
los distintos estados de la materia
eran combinaciones de éstos
cuatro estados fundamentales:
FUEGO
SECO
AIRE
HUMEDAD
AGUA
CALOR
TIERRA
FRIO
1.3
Se dieron los modelos atómicos:
J.J. Thompson (1897) “Módelo del
Budín de Pasas”
Basándose en los descubrimientos
y experimentos anteriormente
citados Thompson elaboró una
teoría muy consistente ya que
incluso nos presentó un modelo
atómico.
“El Atomo es una esfera de
electricidad positiva, en el cual sus
electrones estaban incrustados
como pasas en un pastel, cada
elemento tenía en sus átomos, un
átomo diferente de electrones que
se encuentran siempre dispuestos
de una manera especial y regular”.
1.5
Determinó la relación carga-
masa
q/m = 1,76 x 108 c/g
y Millikan, realizó el experimento
de gota de aceite y determinó la
masa del electrón.
me = 9,11 x 10-28 g
y carga e ? q = -1,6 x 10-19C
ATOMO
NEUTRO
? DE CARGAS (+) = ? DE CARGAS (-)
1.4 Ernest Rutherford (1911)
“Modelo semejante al sistema
solar”.
Descubrió el núcleo del átomo
utilizando rayos “?+” sobre una
lámina de oro”
Dió a conocer una imagen distinta
del átomo:
– Posee un núcleo o parte central
muy pequeña
– Además éste núcleo es muy
pesado y denso.
– El núcleo es carga positiva
donde se origina la fuerza que
desvía las partículas alfa.
ELECTRON ORBITA
NUCLEO
P+
Nº
Nields Bohr (1913)
“Modelo de los niveles
energéticos estacionarios”
Aplicando los conceptos de la
mecánica cuántica éste notable
científico Danés, quiso determinar
la distancia que existía del núcleo
al electrón que giraba alrededor
(para el átomo de hidrógeno
monoeléctrico) y llegó a la
conclusión de que esta distancia
era constante lo cual lo llevó a
definir los niveles estacionarios de
energía, como zonas específicas
de forma esférica en las que el
electrón puede permanecer si
ganar, ni perder energía, cuando
un electrón se aleja del núcleo
gana energía y cuando un electrón
se acerca al núcleo pierde energía.
r
GANA
e
PIERDE
e
? = ?
? = R . ? ? 2 ? 2 ? ?
?
r = radio atómico
n = nivel (e )
ra = radio de Bohr
ra = 0,529 n2 A
m = masa del electrón
m = 9,11 x 10-28 g
qe = carga del electrón
qe = -1,6 x 10-19C
Cuando un electrón se aleja del
núcleo absorve la energía y se
convierte en un energía fotónica.
Para determinar
la energía del
fotón solo hace
falta conocer la
log. de onda (?)
EFOTÓN ?
h = constante de Planck
h = 6,62 x 10-27 erg x s
C = velocidad de la luz
C = 3 x 105 km/s
El número de onda (?)
1
? 1 1 ?
?n1 n2 ?
R = constante de Ryderg
R = 109677 cm-1
1.6 Arnold Sommerfield (1915)
“Modelo de los niveles y
orbitas elípticas y la teoría
combinada”
El efecto Zeeman no pudo ser
explicado por Bohr, pero si lo hizo
Sommerfield, al indicar que
existen sub niveles de energía de
tal manera que las orbitas no
solamente, serán circulares sino
también elípticas. A ésta teoría
combinadas se le denomina “Bohr-
Sommerfield”.
Monoelectrónicos
Orbitas Elípticas
1.7
Modelo Atómico Actual
En el año 1929 como una
limitación fundamental de la
naturaleza, el físico Alemán
Werner Heisenberg, descubre el
principio de la incertidumbre, por
el cual la medición simultánea de
la posición y del momento de la
partícula microscópica, es
imposible, pues se produce una
perturbación incontrolable e
imprevisible en el sistema.
En una difracción el
producto de las incertidumbres
consiste en dos factores:
?X = coordenada x
?PX = momento de la partícula
PX = m . Vx
h = constante de Planck
Este producto de la
incertidumbre es el orden de la
magnitud de la constante de
Planck
?X . ?PX ? h
El físico austriaco
Schrondiger, le permitió formular
su famosa fórmula el año 1926
indicando el movimiento de la
partícula en dirección x.
GANA e-
h x c
?
?
X
H
Donde
II.
h
= Constante de Planck
?X
= Incertidumbre de
posición
?P
= Incertidumbre del
momento.
ESTRUCTURA ATOMICA:
A. Núcleo:
Parte central y compacta del
átomo, que presenta
aproximadamente un diámetro de
10-12 cm y tiene aproximadamente
32 partículas fundamentales
especialmente en el núcleo.
Tenemos a los protones,
neutrones, varios tipos de
mesones, hiperones, tres grupos
llamados Lambda, sigma, Xi y
Quarcks.
aproximadamente
el
Representa
99.9%
Características de algunas partículas
B.
Corona o Envoltura
Parte extranuclear del átomo, que
presenta masa energética, órbitas
circulares y órbitas elípticas.
Además se encuentran los
orbitales o Reempes (Región
espacial de manifestación
probalística electrónica)
Se encuentran las partículas
negativas llamados electrones.
Representa el 0,1%
III.
UNIDADES ATOMICAS:
A
Simbología: Z
Z = Nº Atómico
A = Nº de Masa
1) Z = Número Atómico:
Indica la cantidad de Protones en
el Núcleo y la cantidad de
electrones.
Z = # P+
Z = # e-
2) A = Número de Masa:
Se expresa en U.M.A (Unidad de
Masa Atómica) e indica:
3)
a)
A= Z+n
A=P+n
n = # de neutrones
Z=A-n
P = # de protones
P=A-n
e = # de electrones
n=A – Z
Conceptos Importantes:
Isótopos: Atomos iguales, que
tienen igual protones o Nº Atómico
Ejem:
1 2
1 1H
p=1
p=1
(Protio)
(Deuterio)
K
Ar
17Cl ?e ?17
16S
?e ?18
26Fe
?e ? 23
11Na ?e ?11
b)
Isóbaros: Atomos diferentes que
tienen igual Nº de Masa
40 40
18 19
A = 40 A = 40
c)
Isótonos: Atomos diferentes que
tienen igual Nº de Neutrones
Ejem:
C
12
6
B
11
5
d)
n=6 n=6
Isoelectrónicos: Iones diferentes
que tienen igual Nº de Electrones.
3?
Ejm:
13Al
8
O2?
e = 10
e = 10
4)
Atomo Neutro
?
Tiene carga eléctrica cero (0)
Donde:
P=e=z
Ejemplo:
?p ?11
23 0?
?n ?12
?
5)
?p ?17
35 0?
?n ?18
Especie Isoelectrónica
Son especies químicas
que
presentan carga eléctrica positiva
y negativa:
X+ : Catión ? pierde e
X- : Anión ? ganae
Ejemplo:
a)
?
?p ?16
2??
?n ?16
32
b)
?
?p ? 26
3??
?n ? 30
56
c)
NH4+(7N, 1H)
e = (7+4)-1= 10e
d)
2
SO 4? (16S, 8O)
e = (16+32)+2= 50e
X
X
X
X
n1 ? n2 ? n3
1.
2.
PROBLEMAS RESUELTOS Y
PROPUESTOS
El Modelo del Budín de pasas le
corresponde a:
a) Rutherford
d) Bohr
b) Dalton
e) Sommerfield
c) Thompson
Resolución
Por teoría el Modelo del “Budín de
Pasa” le corresponde a J.J.
Thompson.
Rpta. (c)
El electrón fue descubierto por:
a) Golsdtein d) Thompson
b) Croockes e) Millikan
c) Rutherford
Resolución
Por teoría, el electrón fue
descubierto por Thompson
utilizando los tubos de Croockes
Rpta: (d)
3.
El número de masa de un átomo
excede en 1 al doble de su número
atómico. Determine el número de
electrones, si posee 48 neutrones
y su carga es –2.
a) 46 b) 47 c)48 d) 49 e) 50
Resolución
A 2?
Z
n = 48
Donde:
A = n + Z ………………… (1)
A = 2Z + 1 ………………. (2)
Luego:
Reemplazando (2) en (1):
2Z + 1 = 48 + Z
Z = 47
e = 47+2
e = 49
Rpta (d)
4.
5.
Cierto átomo tiene 40 neutrones y
su número de masa es el triple de
su número de protones.
Determinar el número atómico.
a) 18 b) 20 c)25 d) 22 e) 16
Resolución
n = 40 ……………………. (1)
A = 3p ……………………. (2)
Luego: (2) en (1):
A = P+ n
3p = p + 40
2p = 40
p = 40/2 = 20
Rpta. (b)
Si la suma del número de masa de
3 isótopos es 39 y el promedio
aritmético de su número de
neutrones es 7, luego se puede
afirman que los isótopos
pertenecen al elemento.
a) 9F b) 21Sc c) 5B
d) 6c e) 17Cl
Resolución
Isótopos: Igual protones
A1 A2 A3
p p p
n1 n2 n3
Luego
A1 + A2 +A3 = 39……….(1)
? 7
3
n1 + n2 + n3 = 21……….(2)
Luego restamos (2) – (1)
A1 + A2 + A3 = 39 –
n1 + n2 + n3 = 21
P +
p + p
= 18
P = 6 ? 6C
Rpta. (d)
X
Y
?
Y
ión
, a la vez éste es isóbaro
S
C
Y3-isóbaro 20Ca
6.
En el núcleo de cierto átomo los
neutrones y protones están en la
relación de 4 a 3. Si su número de
masa es 70. Determine los valores
del protón y los neutrones
respectivamente.
a) 20 y 50
b)10 y 60
c) 30 y 40
d) 15 y 55
e) 25 y 45
Resolución
A
P
Xn
A=P+n
Donde:
n 4 k
p 3k
p = protones
n = neutrones
Luego reemplazamos:
A=P+n
70 = 3k + 4k
70 = 7k
k = 10
Entonces:
P = 3k = 3(10) = 30
n = 4k = 4(10) = 40
Rpta. (c)
7.
Los números atómicos de dos
isóbaros son 94 y 84. Si la suma
de sus neutrones es 306. ¿Cuál es
el número de masa del isóbaro?
a) 200
c) 236
d) 256
b) 242
e) 228
Resolución
A
Z2 ?84
n2
+
A
Z1 ? 94
n1
Luego sumamos:
Z1 + Z2 = 178
n1 + n2 = 306
A
+ A = 484
8.
2A = 484
A = 242
Rpta. 242
Un ión X2+ es isoelectrónico con el
3-
40 32
con el 20 y isótono con el 16 .
Hallar el valor de la carga nuclear
c) 29
b) 27
e) 24
de “X”.
a) 25
d) 23
Resolución
Aplicamos:
iso e
X2+
P = ??
40
isótono
S
32
16
Desarrollando:
40
Y3?
Isóbaro
Ca
40
20
Igual Nº de masa (A)
tiene 20 e , además
.Determine
1,67.10
g
( )
del ión y
.
Luego:
Y3?
S
32
16
n = 16
de Neutrones
(n)
n = 16
Igual Nº
finalmente:
3?
40
Y
ISO e
2?
X
e = 27
n = 16
p = 24
e = 27
P = 29
?
Xº
P = 29
Rpta. (c)
9.
Indicar las proposiciones
falsas (F) y verdaderas (V):
I. Masa absoluta del protón:
-24
II. Millikan: experimento de la
gotita de aceite
( )
los
III. Rutherford:
rayos ß-
utilizó
(
)
IV. Heisenberg: Principio de la
incertidumbre.
Rpta:…………….
10.
Indicar la relación correcta:
a) Leucipo:
Discontinuidad de
la materia.
b) Dalton:
Atomo, partícula
indivisible
e indestructible.
c) Rutherford:
Modelo del
budín de pasas
d) Bohr:
Modelo de los
niveles energéticos
estacionarios.
e) Sommerfield: Orbitas Elípticas
Rpta: ……………..
11.
Un ión X
2+
–
el ión
y2-
es isoelectrónico con
el ión X
1+
el número
de e
–
2+
Rpta: ……………..
12. Dos elementos "X" e "Y" tienen
igual número de neutrones,
siendo la suma de sus números
atómicos 54 y la diferencia de
sus números de masa es 2.
Hallar el número atómico del
átomo "X".
Rpta: ………….
?,42He,?
Alfa +
?,?01e,?
Beta –
?,?
Gama 0
?
?+
(-) (+)
? ?
??
2He
? =
QUÍMICA NUCLEAR
DEFINICIÓN: En los núcleos atómicos
ocurren reacciones que son estudiadas
por la Química Nuclear. Durante éstas
reacciones, el átomo libera gran
cantidad de energía, como energía
atómica.
I. RADIACTIVIDAD
Es el cambio espontánea o
artificial (Provocado – Inducido)
en la composición nuclear de un
núclido inestable con emisión de
partículas nucleares y energía
nuclear.
I.A
RADIACTIVIDAD NATURAL
Es la descomposición espontánea
a.1
–
–
–
–
a.2
–
–
–
Son desviados por los campos
electromagnéticos.
RADIACIONES BETA (?)
Son de naturaleza corpuscular de
carga negativa.
Son flujo de electrones
?? ?01e
Alcanzan una velocidad promedio
de 250 000 Km/s.
RADIACION PARTICULA NOTACION
4
2
0
?1
0
0
a. PODER DE PENETRACION DE
LAS RADIACIONES
El poder de penetración varía con
el tipo de radiación, los
materiales con mayor densidad,
como el plomo son más
resistentes como protección
contra la radiación.
Alfa
Beta
Gamma
Papel Aluminio Plomo
RADIACIONES ALFA (?)
Son de naturaleza corpuscular de
carga positiva.
Constituído, por núcleos de Helio,
doblemente ionizado.
4
Viajan a una velocidad promedio
de 20 000 km/s.
(+)
de núcleos atómicos inestables
con desprendimiento de
radiaciones de alta energía.
Las radiaciones emitidas son de 3
tipos: Alfa, Beta y Gamma
DIAGRAMA
Catodo Anodo
?-
(-) (+)
(-) (+)
(-) (+)
(-)
Sustancia
Radiactiva
?+ = Rayos Alfa
?- = Rayos Beta
?0 = Rayos Gamma
x?AZx?00?
C?146C?00?
x ?a y? ?
x?
y? ?
Be?42??126C?0 1n
N?42??170O?11H
K?0 1n?17Cl?42?
x?Z? A1y??01?
C? N? ?
? ? ? ??
U?222Rn?m 42? ?n
–
a.3
–
–
–
–
Son desviados por los campos
electromagnéticos.
RADIACIONES GAMMA (?)
Son REM
No son corpúsculos materiales ni
tienen carga (eléctricamente
neutros) son pura energía.
En el vació viajan a la velocidad
de la luz; 300 000 Km/s.
No son desviados por los
campos electromagnéticos.
Orden de Penetración
? > ? > ?
b.
b.1
PRINCIPALES FORMAS DE
DESINTEGRACION NUCLEAR
Durante cualquier emisión de
radiaciones nucleares tiene lugar
una transmutación, es decir, un
elemento se transforma en otro
de diferente número de masa y
número atómico.
Toda ecuación nuclear debe estar
balanceada. La suma de los
números de masas (Los
superíndices) de cada lado de la
ecuación deben ser iguales.
La suma de los números
atómicos o cargas nucleares (Los
subíndices) de cada lado de la
ecuación deben ser iguales.
DESINTEGRACION ALFA (?)
A A?4 4
Z Z?2 2
Ejemplo
238
92
U?23490Th?42?
b.2.
DESINTEGRACION BETA (?)
A
Z
Ejemplo
14 14 0
6 7 ?1
b.3
I.B
DESINTEGRACION GAMMA (?)
A
Z
14
Ejemplo: 6
RADIACTIVIDAD
TRANSMUTACION ARTIFICIAL
Es el proceso de transformación
de núcleos estables al
bombardearlos con partículas o al
ser expuesto a una radiación con
suficiente energía.
A A 0
Z Z?1 1
En donde:
x : Núcleo estable ó blanco.
a : Partícula proyectil o incidente
y : Núcleo final
? : Partícula producida
Notación de otras Partículas
Ejemplo:
9
4
14
7
36
39
19
1. Cuántas partículas alfa y beta
emitirá la siguiente relación
nuclear.
238 0
92 86 ?1
Solución
– Balance de Número de masa:
238 = 222 + 4m + On
m=4
–
Balance de carga nuclear:
92 = 86 + 2m -n
n=2
n?235U?236U?90Sn?143Xe?0 1n
H?1 3 H?42He?0 1n
Li ?10 n?42He?31H
.
? = h.
E=h
1.
2.
Rpta.
4 partículas Alfa
2 partículas Beta
FISION NUCLEAR
Proceso que consiste en la
fragmentación de un núcleo
pesado en núcleos ligeros con
desprendimiento de gran
cantidad de energía.
1
0 92 92 38 54
FUSION NUCLEAR
Proceso que consiste en la unión
de dos o más núcleos pequeños
para formar un núcleo más
grande en donde la masa que se
pierde durante el proceso de
fusión se libera en forma de
energía. Ejemplo.
II.
1.
Característica
Longitud de Onda (? = Lambda)
Nos indica la distancia entre dos
crestas consecutivas de una
onda.
Unidades:
º
nm, A , m, cm.
1nm = 10-9m
2.
3.
4.
Frecuencia (?)
Es el número de longitudes de
onda que pasan por un punto en
la unida de tiempo.
Unidades: HZ : HERTZ=S-1=1 ciclo/s
Velocidad de un onda (C)
La velocidad de una onda
electromagnética es
numéricamente igual a la
velocidad de la luz.
C = 3.1010 cm/s
Relación entre ?,?.C
?,?.C
? =
? =
C
?
C
v
5. ENERGIA DE UNA
RADIACION ELECTROMAGNETICA
HIPOTESIS DE MAX PLANCK
La energía es emitida en
pequeños paquetes o cuantos en
forma descontinúa.
C
?
E : Energía : J. Erg
? : Frecuencia Hz
h : Cte. de Plack
= 6.62 x 10-27 Erg. S
= 6.62 x 10-34 J.S
ESPECTRO ELECTROMAGNETICO
Es el conjunto de radiaciones
electromagnética que se diferencian
entre sí en su longitud de onda y
frecuencia.
Donde : 1 nm = 10-9m
?
.
.
.
2
1
6
3
RADIACION
ELECTROMAGNETICAS
Son formas de energía que se
trasmiten siguiendo un
movimiento ondulatorio.
Crestas
?
Nodos
Valles
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