RADIACTIVIDAD

EJERCICIOS DE RADIACTIVIDAD

1. La serie radiactiva del actinio parte del 235-U y termina en el 207- Pb. El uranio emite sucesivamente las partículas  y .
¿Qué isótopos radiactivos se producen en cada una de estas emisiones?
2. Indicar qué isótopo se obtendrá por emisión sucesiva de 5 partículas  de un núcleo 234 U R: Pb
3. El tritio es un isótopo radiactivo del hidrógeno que tiene un período de semidesintegración de 12.3 años. La muestra inicial es de 10 mg. ¿Qué cantidad de isótopo habrá después de 61.5 años? R: 0,31 mg
4. El 90- Sr emite espontáneamente una partícula "(alfa). Si una muestra emite 1000 partículas por minuto. Después de cuántos períodos y cuántos años habrá reducido la emisión a 125 partículas por minuto?
Su período de semidesintegración es de 28 años. R: 84 años
5. El isótopo del flúor 18 F se desintegra en un 90% en 366 minutos. Calcular su período de semidesintegración. R: 110 min
6. En unas ruinas se encontró carbón vegetal que contenía una relación 14- C / 12-C igual a la quinta parte de la encontrada en la materia viva. Calcule la edad de las ruinas sabiendo que el período de semidesintegración es de 5730 años. R: 13400 años
7. El isótopo 131 del iodo es radiactivo y se utiliza en medicina para tratar el cáncer de tiroides. Si se toma el NaI conteniendo este isótopo, cuánto tiempo debe transcurrir para que la actividad disminuya al 5%?
El período de semidesintegración del I es de 8.05 días. R: 34,8 días
8. Estime la edad de una momia egipcia de la que una pieza de lino que la envuelve fue analizada encontrándose que tiene una actividad de 14C de 8.1 desintegraciones por minuto por gramo.
Dato.: La actividad inicial se calcula de 15.3 desintegraciones por gramo por minuto.
R: 5300 años
9.a) La masa de un núcleo atómico no coincide con la suma de las masas de las partículas que lo constituyen. ¿Es mayor o menor? ¿Cómo justificas esa diferencia?
b) ¿Qué se entiende por estabilidad nuclear? Explica, cualitativamente, la dependencia de la estabilidad nuclear con el número másico.
10. a) Algunos átomos de nitrógeno( N) atmosférico chocan con un neutrón y se transforman en carbono ( C) que, por emisión , se convierte de nuevo en nitrógeno. Escribe las correspondientes reacciones nucleares.
b) Los restos de animales recientes contienen mayor proporción de 14C que los restos de
animales antiguos. ¿A que se debe este hecho y qué aplicación tiene?
11. a) Enumera las interacciones fundamentales en la Naturaleza y explica las características de cada una
b) ¿Cómo es posible la estabilidad de los núcleos a pesar de la fuerte repulsión eléctrica
entre sus protones?
12. a) La masa de un núcleo atómico no coincide con la suma de las masas de las partículas que lo constituyen ¿Es mayor o menor? Justifica la respuesta
b) Completa las siguientes ecuaciones de reacciones nucleares, indicando en cada caso las características de X:
9Be + 4He 12C + X
27Al + 1n 4He + X
13. ¿Cómo es posible que uno de los procesos radiactivos consista en la emisión de
electrones si se supone que en el núcleo no existen?

Problemas:
1. En un proceso de desintegración el núcleo radiactivo emite una partícula alfa. La
constante de desintegración de dicho proceso es 2.1010 s1.
a) Explica cómo cambian las características del núcleo inicial y escribe la ley que
expresa el número de núcleos sin transformar en función del tiempo
b) Si inicialmente había 3 moles de dicha sustancia radiactiva, ¿cuántas partículas alfa se han emitido al cabo de 925 años? ¿Cuántos moles de He se han formado después de
ese tiempo?
NA = 6,02.1023 mol1
(Soluciones: b) N = 1,8.1024 partículas alfa; n(He) = 2,99 mol)
2. El período de semidesintegración de un nucleido radiactivo, de masa atómica 200 u, que emite partículas beta es de 50 s. Una muestra, cuya masa inicial era 50 g, contiene en la actualidad 30 g del nucleido original.
a) Indica las diferencias entre el nucleido original y el resultante y representa
gráficamente la variación con el tiempo de la masa de nucleido original
b) Calcula la antigüedad de la muestra y su actividad actual
NA = 6,02.1023 mol1 (Soluciones: b) t= 36,8 s; A = 1,25.1021Bq)
3. El Ra se desintegra radiactivamente para dar Rn.
a) Indica el tipo de emisión radiactiva y escriba la ecuación de dicha reacción nuclear.
b) Calcula la energía liberada en el proceso c = 3.108 m/s; m(226Ra) = 226,0960 u; m(222Rn) = 222,0869 u; m(4He) = 4,00387 u; 1 u =1,66.1027 kg
(Soluciones: b) _E = 4,88 MeV)
4. a) Indica las partículas constituyentes de los dos nucleidos
3 1H y 4 2He y explica qué tipo de emisión radiactiva permitiría pasar de uno al otro.
b) Calcula la energía de enlace para cada uno de los nucleidos e indica cuál de ellos es más estable.
2
1H = 2,014102 u;
3
1H = 3,016049;
4
2He = 4,002603 u;
1
1H = 1,007825; n = 1,008665; c = 3.108 m/s; u = 1,66030.1027 kg; 1eV = 1,6.1019 J
(Soluciones: E enlace del tritio = 8,5 MeV; E enlace del helio = 28,37; es más
estable el He)
5. El 131I es un isótopo radiactivo que se utiliza en medicina para el tratamiento del
hipertiroidismo, ya que se concentra en la glándula tiroides. Su período de
semidesintegración es de 8 días.
a) Explica cómo ha cambiado una muestra de 20 mg de 131I tras estar almacenada en un
hospital durante 48 días.
b) ¿Cuál es la actividad de un microgramo de 131I?
NA = 6,02.10–23 mol–1 (Soluciones: m = 0,3125 mg; A = 4,6.109 Bq)

EJERCICIOS CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y TABLA PERIODICA

1- a) Escriba la configuración electrónica de: Ca ; Cr ; Si ; Cl
b) Clasifique y explique a qué grupo, período y bloque de la Tabla Periódica pertenece cada uno

2- Identifique c/u de los elementos y justifique su ubicación en la tabla periódica
a) Los cuatro números cuánticos del electrón diferenciante de un elemento “X” son:
n = 4 l = 1 m = 0 s = - ½
b) El electrón diferenciante del elemento “Y” tiene estos números cuánticos:
n = 3 l = 2 m = +2 s = - ½
c) El electrón diferenciante del elemento “Z” tiene estos números cuánticos:
n = 2 l = 0 m = 0 s = + ½

3-Considerar las siguientes configuraciones electrónicas:
1- [Ar] 4s2 3d7 2- [Ne] 3s2 3p4 3- [Kr] 5s2
a) Explicar cuál o cuáles corresponden a elementos representativos y cuál o cuáles a elementos de transición
b) Para uno de los elementos indicar los números cuánticos del electrón diferenciante y justificar la ubicación en la Tabla Periódica

4- a) De acuerdo a la teoría RPECV explique la geometría molecular para
SiBr4 AsH3 PF5 ClF3 SeCl4 KrCl2
b) Indique polaridad de c/u de los compuestos anteriores

5- Considere los átomos de 31Ga y 17Cl
a) Justifique la ubicación de c/u de dichos átomos en la tabla periódica
b) Explique las geometrías moleculares de GaCl3 y GaCl4-
c) Explique si las estructuras anteriores son polares o no
d) Los valores de los radios atómicos son 99 y 125; explique cuál corresponde al Ga y cuál al Cl

6- a)Considerando estos potenciales de oxidación: I2 (aq) + 2 e- → 2 I – (aq) - 0,62
Br2 (aq) + 2 e- → 2 Br- (aq) - 1,09
Explique por qué el bromo (aq) reacciona con el yoduro de sodio. Plantee la ecuación correspondiente e indique cómo se visualiza experimentalmente que la reacción ocurrió
b) Las moléculas I Cl3 y PCl3 tienen fórmulas moleculares del tipo XCl3 pero diferentes geometrías moleculares. Prediga la forma de cada molécula y explique el origen de la diferencia en las formas.

PROGRAMA

PROGRAMA DE QUÍMICA PARA 2º DE BACHILLERATO (5º AÑO)

Módulo 1: TRANSFORMACIONES FÍSICAS
Caracterización de los cambios físicos a nivel corpuscular.
Caracterización macroscópica y corpuscular de los estados de agregación.
Propiedades de los sólidos: dureza, fragilidad, conductividad, maleabilidad y ductilidad. Redes cristalinas.
Sólidos moleculares, iónicos covalentes y metálicos.
Propiedades de los líquidos: densidad, viscosidad y tensión superficial.
Interpretación de estas propiedades en base a los modelos estudiados
Evaporación y ebullición. presión de vapor (relación con la temperatura)
Punto de ebullición
Variables de estado.
Gas ideal. TCM.
Regularidades entre las variables de estado.
Ecuación de estado.
Proceso de disolución. Solubilidad.
Factores que determinan la solubilidad.
Expresiones de concentración: g/L, M, %m/m, %v/v, x, molalidad.
Dilución.
Propiedades coligativas:
1- Descenso de la presión de vapor.
2- Aumento ebulloscópico.
3- Descenso crioscópico.
4- Presión osmótica.

Módulo 2: TRANSFORMACIONES QUÍMICAS.
Reacción química desde el punto de vista corpuscular.
Transformaciones energéticas ocurridas en una reacción química.
Planteo de ecuaciones.
Reactivo limitante. Rendimiento y pureza.
Cálculos estequiométricos con gases y soluciones.
Proceso de oxidación- reducción.
Métodos de igualación REDOX.
Potenciales de oxidación estándar.
Pilas electroquímicas.
Electrólisis.

Modulo 3: ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Nucleones, nucleídos e isótopos. Estabilidad nuclear.
Tabla de Segré.
Energía de enlace por nucleón.
Radiactividad natural e inducida. Desintegraciones nucleares. Ecuaciones de desintegración.
Transformaciones energéticas. Reacciones de fisión y fusión.
Efectos biológicos de las radiaciones.
Cinética nuclear, vida media.
Evolución histórica de los diferentes modelos.
Cuantización de la energía.
Niveles de energía.
Orbitales y tipos de orb.
Representación del electrón – punto de Lewis .Magnitudes que definen el enlace covalente.
Teoría de Lewis.
Teoría del enlace de valencia.
Teoría del RPEEV.
Geometría molecular
Configuración y conformación.
Isomería geométrica y óptica.
Fuerzas intermoleculares: dispersión,
dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno.

Bibliografía recomendada para el alumno
 Brown-Lemay-Bursten (2002) “Química, la ciencia central” Ed.
Prentice-Hall.
 Chang, R. (2000) “Química”.Ed. Mc Graw Hill.
 Hill y Kolb. “Química para el nuevo milenio”. Ed. Prentice Hall.
 Masterton y otros (2003) “Química superior”. Ed. Interamericana
 Moore,J y otros (2000) “El mundo de la Química”. Ed. Pearson
Educación..
 Seese y Daub (2000) “Química”. Prentice Hall.

TABLA PERIODICA