Problemas con los isótopos
Nivel A
1. Calcule la composición isotópica (en%) del hidrógeno (promedio relativo masa atomica A r = 1,008) y litio (A r = 6,9), suponiendo que cada elemento consta de sólo dos isótopos cuyas masas atómicas relativas difieren en uno.
Respuesta. Hidrógeno: 1 H – 99,2% y 2 H – 0,8%; litio: 6 Li – 10% y 7 Li – 90%.
2. La masa atómica relativa del hidrógeno natural es 1,00797. Este hidrógeno es una mezcla de isótopos de protio ( A r = 1,00782) y deuterio (A r = 2,0141). ¿Cuál es el porcentaje de deuterio en el hidrógeno natural?
Respuesta. 0,015%.
3. Entre los símbolos de elementos dados, indique isótopos e isobaras:
Respuesta. Los isótopos tienen los mismos símbolos químicos y las isobaras tienen las mismas masas atómicas.
4. Litio natural (A r = 6,9) consta de isótopos con números de masa 6 y 7. ¿Qué porcentaje del primer isótopoél contiene?
Respuesta. 10%.
5. La masa de un átomo del isótopo de magnesio es 4,15 10 –23 d. Determine el número de neutrones que contiene el núcleo de este átomo.
Respuesta. 13.
6. El cobre tiene dos isótopos con números másicos 63 y 65. Fracción de masa su contenido en cobre natural es del 73% y 27%, respectivamente. Con base en estos datos, calcule la masa atómica relativa promedio del cobre natural.
Respuesta. 63,54.
7. La masa atómica relativa media del cloro natural es 35,45. Calcule las fracciones de masa de dos de sus isótopos que tienen números de masa 35 y 37.
Respuesta. 77,5% y 22,5%.
8. Determine la masa atómica relativa del boro si se conocen las fracciones de masa de sus isótopos ( 10 B) = 19,6% y( 11 B) = 80,4%.
Respuesta. 10,804.
9. El litio consta de dos isótopos naturales con números de masa 6 ( 1 = 7,52%) y 7 ( 2 = 92,48%). Calcule la masa atómica relativa del litio.
Respuesta. 6,9248.
10. Calcule la masa atómica relativa del cobalto si se sabe que dos de sus isótopos existen en la naturaleza: con números de masa 57 ( 1 = 0,17%) y 59 ( 2 = 99,83%).
Respuesta. 58,9966.
11. La masa atómica relativa del boro es 10,811. Determine el porcentaje de isótopos con números másicos 10 y 11 en el boro natural.
Respuesta. 18,9% y 81,1%.
12. El galio tiene dos isótopo natural con números de masa 69 y 71. ¿Cuál es la relación cuantitativa entre el número de átomos de estos isótopos si la masa atómica relativa del elemento es 69,72?
Respuesta. 1,78:1.
13. El bromo natural tiene dos isótopos con números de masa 79 y 81. La masa atómica relativa del bromo es 79,904. Determine la fracción de masa de cada isótopo en el bromo natural.
Respuesta. 54,8% y 45,2%.
Nivel B
1. El silicio tiene tres isótopos estables: 30 Si (3,05% (mol.)), 29 si y 28 Si. Calcule el contenido (en % (mol.)) del isótopo más común de silicio. ¿En qué se diferenciarán? masas molares dióxido de silicio, que tiene una composición isotópica diferente, considerando que el oxígeno tiene tres isótopos estables con números de masa 16, 17 y 18?
Respuesta. 94,55%; 18 tipos de moléculas de dióxido de silicio.
2. La muestra consta de una mezcla de dos isótopos de un elemento; el 30% es un isótopo cuyo núcleo tiene 18 neutrones; El 70% es un isótopo cuyo núcleo tiene 20 neutrones. Determine el número atómico de un elemento si la masa atómica relativa promedio del elemento en una mezcla de isótopos es 36,4.
Respuesta. 17.
3. Un elemento químico consta de dos isótopos. El núcleo de un átomo del primer isótopo contiene 10 protones y 10 neutrones. Hay 2 neutrones más en el núcleo de un átomo del segundo isótopo. Por cada 9 átomos de un isótopo más ligero hay un átomo de un isótopo más pesado. Calcule la masa atómica relativa promedio del elemento.
Respuesta. 20,2.
4. Isótopo 137 Cs tiene una vida media de 29,7 años. 1 g de este isótopo reaccionó explosivamente con el exceso de agua. ¿Cuál es la vida media del cesio en el compuesto resultante? Justifica tu respuesta.
Respuesta. t 1/2 = 29,7 años.
5. ¿Después de cuántos años se pierde la cantidad de estroncio-90 radiactivo (vida media de 27 años) como resultado de la lluvia radiactiva? Explosión nuclear, ¿será menos del 1,5% de la cantidad que se descubrió en el momento después de la explosión nuclear?
Respuesta. 163,35 años.
6. En el método del átomo marcado, se utilizan isótopos radiactivos para “trazar la ruta” de un elemento en el cuerpo. Por lo tanto, a un paciente con un páncreas enfermo se le inyecta una preparación del isótopo radiactivo yodo-131 (se somete a – -caries), que permite al médico controlar el paso del yodo a través del cuerpo del paciente. Escriba una ecuación para la desintegración radiactiva y calcule cuánto tiempo tarda la cantidad de yodo radiactivo introducido en el cuerpo en disminuir 10 veces (vida media 8 días).
Respuesta.
7. ¿Cuánto tiempo tomará para que tres cuartas partes del níquel se conviertan en cobre como resultado de – -desintegración, si la vida media del isótopo 63 28 ¿Ni tiene 120 años?
Respuesta. 240 años.
8. Encuentra la masa del isótopo. 81 Sr (vida media de 8,5 horas) restante después de 25,5 horas de almacenamiento si la masa original era de 200 mg.
Respuesta. 25 mg.
9. Calcular el porcentaje de átomos de isótopos. 128 I (vida media 25 minutos), permaneciendo sin desintegrarse después de un almacenamiento de 2,5 horas.
Respuesta. 1,5625%.
10. Media vida – -isótopo radiactivo 24 Na es igual a 14,8 horas Escribe la ecuación de la reacción de desintegración y calcula cuántos gramos del producto hijo se forman a partir de 24 g de este isótopo en 29,6 horas.
Respuesta.
11. Isótopo 210 Ro, irradiando-partículas, utilizadas en mezcla con berilio en fuentes de neutrones. ¿Después de qué tiempo la intensidad de tales fuentes disminuirá 32 veces? La vida media del isótopo es de 138 días.
Respuesta. 690 días
Ejercicios sobre reacciones nucleares.
1. Cuántos- Y – -las partículas tuvieron que perder su núcleo 226 Ra para obtener un elemento hijo de número másico 206, perteneciente al grupo IV tabla periódica¿elementos? Nombra este elemento.
Respuesta. 5, 4 – , 206 82 Pb.
2. Núcleo de un átomo isotópico 238 92 U se convirtió en núcleo como resultado de la desintegración radiactiva 226 88 Real academia de bellas artes. Cuántos- Y – -¿Las partículas fueron emitidas por el núcleo original?
1. ¿Qué elemento tiene más pronunciado? propiedades no metálicas: a) en oxígeno o carbono; b) fósforo o arsénico? Dar una respuesta razonada basándose en la posición de los elementos en tabla periódica.
2. Dar una descripción del elemento No. 11 según el plano:
Posición en la tabla periódica
Metal o no metal
Estructura atomica
fórmula electrónica
Número de electrones en el exterior. nivel de energía si está completo
Fórmula de óxido superior
¿El elemento forma compuesto volátil con el hidrogeno, si se forma cual es su formula quimica
3. Cómo y por qué cambian las propiedades elementos químicos en periodos? Muestre esto usando el ejemplo de los elementos del tercer período.
4. Calcule la masa atómica relativa del boro si se sabe que la proporción del isótopo 10 B es del 19,6% y la del isótopo 11 B es del 80,4%. (Respuesta: 10.8.)
Soluciones y respuestas:
1. Las propiedades no metálicas son más pronunciadas en a) oxígeno (ya que de izquierda a derecha en los períodos aumentan las propiedades no metálicas),
b) fósforo (ya que en los grupos de abajo hacia arriba, las propiedades no metálicas aumentan debido a una disminución en el radio del átomo).
3. En los períodos de izquierda a derecha, las propiedades no metálicas aumentan y las propiedades metálicas se debilitan, porque Debido a un aumento en el número de electrones en la capa de valencia, los electrones comienzan a ser atraídos más fuertemente hacia el núcleo y el radio del átomo disminuye.
De los materiales de la lección aprenderá que los átomos de algunos elementos químicos difieren en masa de los átomos de otros elementos químicos. El profesor te contará cómo los químicos midieron la masa de átomos que son tan pequeños que no puedes verlos ni siquiera con la ayuda de microscopio electrónico.
Tema: Ideas químicas iniciales.
Lección: Masa atómica relativa de elementos químicos
A principios del siglo XIX. (150 años después del trabajo de Robert Boyle), el científico inglés John Dalton propuso un método para determinar la masa de átomos de elementos químicos. Consideremos la esencia de este método.
Dalton propuso un modelo según el cual una molécula de una sustancia compleja contiene sólo un átomo de diferentes elementos químicos. Por ejemplo, creía que una molécula de agua consta de 1 átomo de hidrógeno y 1 átomo de oxígeno. Parte sustancias simples según Dalton, sólo se incluye un átomo de un elemento químico. Aquellos. una molécula de oxígeno debe estar formada por un átomo de oxígeno.
Y luego, conociendo las fracciones de masa de los elementos en una sustancia, es fácil determinar cuántas veces la masa de un átomo de un elemento difiere de la masa de un átomo de otro elemento. Así, Dalton creía que la fracción de masa de un elemento en una sustancia está determinada por la masa de su átomo.
Se sabe que la fracción de masa de magnesio en el óxido de magnesio es del 60% y la fracción de masa de oxígeno es del 40%. Siguiendo el razonamiento de Dalton, podemos decir que la masa de un átomo de magnesio mas masaátomo de oxígeno en 1,5 veces (60/40=1,5):
El científico notó que la masa del átomo de hidrógeno es la más pequeña, porque no existe ninguna sustancia compleja en la que la fracción másica de hidrógeno sea mayor fracción de masa otro elemento. Por tanto, propuso comparar las masas de los átomos de los elementos con la masa de un átomo de hidrógeno. Y de esta manera calculó los primeros valores de las masas atómicas relativas (relativas al átomo de hidrógeno) de los elementos químicos.
La masa atómica del hidrógeno se tomó como unidad. y el significado Masa relativa El azufre resultó ser igual a 17. Pero todos los valores obtenidos fueron aproximados o incorrectos, porque la técnica experimental de aquella época estaba lejos de ser perfecta y la suposición de Dalton sobre la composición de la sustancia era incorrecta.
En 1807 - 1817 El químico sueco Jons Jakob Berzelius realizó una extensa investigación para aclarar las masas atómicas relativas de los elementos. Logró obtener resultados cercanos a los modernos.
Mucho trabajo posterior Berzelius comenzó a comparar las masas de los átomos de los elementos químicos con 1/12 de la masa de un átomo de carbono (Fig. 2).
Arroz. 1. Modelo para calcular la masa atómica relativa de un elemento químico.
La masa atómica relativa de un elemento químico muestra cuántas veces la masa de un átomo de un elemento químico es mayor que 1/12 de la masa de un átomo de carbono.
La masa atómica relativa se denota por Ar; no tiene unidades de medida, ya que muestra la relación de las masas de los átomos.
Por ejemplo: A r (S) = 32, es decir un átomo de azufre es 32 veces más pesado que 1/12 de la masa de un átomo de carbono.
masa absoluta 1/12 de un átomo de carbono es una unidad de referencia, cuyo valor se calcula con gran precisión y es 1,66 * 10 -24 go 1,66 * 10 -27 kg. Esta masa de referencia se llama unidad atómica masas (a.e.m.).
No es necesario memorizar los valores de las masas atómicas relativas de los elementos químicos; se dan en cualquier libro de texto o libro de referencia sobre química, así como en la tabla periódica de D.I. Mendeleev.
Al calcular, los valores de las masas atómicas relativas suelen redondearse a números enteros.
La excepción es la masa atómica relativa del cloro: para el cloro se utiliza un valor de 35,5.
1. Colección de problemas y ejercicios de química: 8º grado: al libro de texto de P.A. Orzhekovsky y otros “Química, octavo grado” / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.
2. Ushakova O.V. Libro de trabajo de química: octavo grado: al libro de texto de P.A. Orzhekovsky y otros “Química. 8vo grado” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; bajo. ed. profe. PENSILVANIA. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 24-25)
3. Química: 8º grado: libro de texto. para educación general instituciones / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§10)
4. Química: inorg. química: libro de texto. para 8vo grado. educación general instituciones / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. – M.: Educación, OJSC “Libros de texto de Moscú”, 2009. (§§8,9)
5. Enciclopedia para niños. Volumen 17. Química/Capítulo. ed.V.A. Volodin, Ved. científico ed. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.
Recursos web adicionales
1. Colección unificada de recursos educativos digitales ().
2. Versión electrónica de la revista “Química y Vida” ().
Tarea
pág.24-25 No. 1-7 de Libro de trabajo en química: octavo grado: al libro de texto de P.A. Orzhekovsky y otros “Química. 8vo grado” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; bajo. ed. profe. PENSILVANIA. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
1. El magnesio natural se compone de los isótopos 24 Mg, 25 Mg y 26 Mg. Calcule la masa atómica promedio del magnesio natural si el contenido de isótopos individuales en porcentaje en masa es respectivamente 78,6; 10.1 y 11.3.
2. El galio natural está formado por los isótopos 71Ga y 69Ga. ¿Cuál es la relación cuantitativa entre el número de átomos de estos isótopos si la masa atómica promedio del galio es 69,72?
3. Determine la masa atómica relativa del boro si se sabe que la fracción molar del isótopo 10B es 19,6% y el isótopo 11B es 80,4%.
4. El cobre tiene dos isótopos: 63Cu y 65Cu. Sus fracciones molares en el cobre natural son 73 y 27%, respectivamente. Determine la masa atómica relativa promedio del cobre.
5. Determine la masa atómica relativa del elemento silicio si consta de tres isótopos: 28Si (fracción molar 92,3%), 29Si (4,7%) y 30Si (3,0%).
6. El cloro natural contiene dos isótopos 35Cl y 37Cl. La masa atómica relativa del cloro es 35,45. Determine la fracción molar de cada isótopo de cloro.
7. La masa atómica relativa del neón es 20,2. El neón se compone de dos isótopos: 20Ne y 22Ne. Calcule la fracción molar de cada isótopo en el neón natural.
8. El bromo natural contiene dos isótopos. La fracción molar del isótopo 79Br es del 55%. ¿Qué otro isótopo está incluido en el elemento bromo si su masa atómica relativa es 79,9?
9. El talio natural es una mezcla de isótopos 203Tl y 205Tl. Con base en la masa atómica relativa del talio natural Ar(Tl) = 204,38, determine la composición isotópica del talio en % en masa.
10. El iridio natural es una mezcla de isótopos 191Ir y 193Ir. Con base en la masa atómica relativa del iridio natural Ar(Ir) = 192,22, determine la composición isotópica del iridio en % en masa.
11. El renio natural es una mezcla de isótopos 185Re y 187Re. Con base en la masa atómica relativa del renio natural Ar(Re) = 186,21, determine la composición isotópica del renio en % en masa.
12. El galio natural es una mezcla de isótopos 69Ga y 71Ga. Con base en la masa atómica relativa del galio natural Ar(Ga) = 69,72, determine la composición isotópica del galio en % en masa.
13. El cloro natural se compone de dos isótopos estables 35Cl y 37Cl. Con base en la masa atómica relativa promedio del cloro de 35,45, calcule la composición isotópica del cloro como porcentaje en masa.
14. La plata natural consta de dos isótopos estables, 107Ag y 109Ag. Con base en la masa atómica relativa promedio de la plata de 107,87, calcule la composición isotópica de la plata como porcentaje en masa.
15. El cobre natural consta de dos isótopos estables, 63Cu y 65Cu. Con base en la masa atómica relativa promedio del cobre de 63,55, calcule la composición isotópica del cobre como porcentaje en masa.
16. El bromo natural consta de dos isótopos estables, 79Br y 81Br. Con base en la masa atómica relativa promedio del bromo de 79,90, calcule la composición isotópica del bromo como porcentaje en masa.
17. El silicio natural se compone de un 3,1% (en moles) del isótopo 30Si (con una masa atómica de 29,9738), así como de los isótopos 29Si (con una masa atómica de 28,9765) y 28Si (con una masa atómica de 27,9770). Calcule el contenido en % (en moles) de 29Si y 28Si.
