Capítulo 2

Los materiales de partida consisten en una esfera verde y dos esferas púrpura. Los productos consisten en dos esferas verdes y dos esferas púrpura. Esto viola el postulado de Dalton de que los átomos no se crean durante un cambio químico, sino que simplemente se redistribuyen.

Esta afirmación viola el cuarto postulado de Dalton: En un compuesto dado, el número de átomos de cada tipo (y por tanto también el porcentaje) tiene siempre la misma relación.

Dalton pensó en un principio que todos los átomos de un elemento concreto tenían propiedades idénticas, incluida la masa. Por lo tanto, el concepto de isótopos, en el que un elemento tiene diferentes masas, fue una violación de la idea original. Para explicar la existencia de los isótopos, el segundo postulado de su teoría atómica se modificó para afirmar que los átomos del mismo elemento deben tener propiedades químicas idénticas.

Ambos son partículas subatómicas que residen en el núcleo del átomo. Ambos tienen aproximadamente la misma masa. Los protones tienen carga positiva, mientras que los neutrones no tienen carga.

(a) El átomo de Rutherford tiene un núcleo pequeño y cargado positivamente, por lo que la mayoría de las partículas α pasarán por el espacio vacío lejos del núcleo y no se desviarán. Las partículas α que pasen cerca del núcleo serán desviadas de su trayectoria debido a la repulsión positiva-positiva. Cuanto más directamente se dirijan las partículas α hacia el núcleo, mayor será el ángulo de desviación. (b) Las partículas α de mayor energía que pasen cerca del núcleo seguirán sufriendo una desviación, pero cuanto más rápido viajen, menor será el ángulo de desviación esperado. (c) Si el núcleo es más pequeño, la carga positiva es menor y las desviaciones esperadas son menores, tanto con respecto a lo cerca que pasan las partículas α del núcleo sin desviarse y al ángulo de desviación. Si el núcleo es más grande, la carga positiva es mayor y las desviaciones esperadas son mayores: se desviarán más partículas α y los ángulos de desviación serán mayores. (d) Las trayectorias seguidas por las partículas α coinciden con las predicciones de (a), (b) y (c).

(a) ¹³³Cs⁺; (b) ¹²⁷I^-; (c) ³¹P^3-; (d) ⁵⁷Co³⁺

(a) Carbono-12, ¹²C; (b) Este átomo contiene seis protones y seis neutrones. Hay seis electrones en un átomo neutro de ¹²C. La carga neta de dicho átomo neutro es cero y el número de masa es 12. (c) Las respuestas anteriores son correctas. (d) El átomo será estable ya que el C-12 es un isótopo estable del carbono. (e) La respuesta anterior es correcta. Si se elige un elemento o isótopo diferente, puede obtener otras respuestas en este ejercicio.

(a) El litio-6 contiene tres protones, tres neutrones y tres electrones. El símbolo del isótopo es ⁶Li o ${}_3^6\text{Li}.$ (b) ⁶Li⁺ o ${}_3^6{\text{Li}}^{+}$

(a) Hierro, 26 protones, 24 electrones y 32 neutrones; (b) Yodo, 53 protones, 54 electrones y 74 neutrones

(a) 3 protones, 3 electrones, 4 neutrones; (b) 52 protones, 52 electrones, 73 neutrones; (c) 47 protones, 47 electrones, 62 neutrones; (d) 7 protones, 7 electrones, 8 neutrones; (e) 15 protones, 15 electrones, 16 neutrones

Utilicemos el neón como ejemplo. Como hay tres isótopos, no hay manera de estar seguros de predecir con exactitud las abundancias para hacer el total de 20,18 u de masa atómica promedio. Supongamos que las abundancias son del 9 % de Ne-22, del 91 % de Ne-20, y solo una traza de Ne-21. La masa media sería de 20,18 u. La comprobación de la mezcla de isótopos de la naturaleza muestra que las abundancias son del 90,48 % de Ne-20, del 9,25 % de Ne-22 y del 0,27 % de Ne-21, por lo que nuestras suposiciones deben ajustarse ligeramente.

79,90 u

Fuente de Turquía: 20,3 % (del isótopo 10,0129 u); fuente de los EE. UU.: 19,1 % (del isótopo 10,0129 u)

El símbolo del elemento oxígeno, O, representa tanto el elemento como un átomo de oxígeno. Una molécula de oxígeno, O₂, contiene dos átomos de oxígeno; el subíndice 2 en la fórmula debe utilizarse para distinguir la molécula diatómica de dos átomos de oxígeno simples.

(a) CO₂ molecular, CO₂empírico; (b) C₂H₂ molecular, CH empírico; (c) C₂H₄ molecular, CH₂ empírico; (d) H₂SO₄ molecular, H₂SO₄ empírico

(a) C₄H₅N₂O; (b) C₁₂H₂₂O₁₁; (c) HO; (d) CH₂O; (e) C₃H₄O₃

(a) CH₂O; (b) C₂H₄O

a) etanol

(b) metoximetano, más conocido como éter dimetílico

(c) Estas moléculas tienen la misma composición química (tipos y número de átomos) pero diferentes estructuras químicas. Son isómeros estructurales.

Utilice la fórmula molecular para encontrar la masa molar; para obtener el número de moles, divida la masa del compuesto por la masa molar del compuesto expresada en gramos.

Ácido fórmico. Su fórmula tiene el doble de átomos de oxígeno que los otros dos compuestos (uno cada uno). Por lo tanto, 0,60 mol de ácido fórmico equivaldría a 1,20 mol de un compuesto que contiene un solo átomo de oxígeno.

Las dos masas tienen el mismo valor numérico, pero las unidades son diferentes: La masa molecular es la masa de 1 molécula mientras que la masa molar es la masa de 6,022 $\times$ 10²³ moléculas.

(a) 256,48 g/mol; (b) 72,150 g mol^-1; (c) 378,103 g mol^-1; (d) 58,080 g mol^-1; (e) 180,158 g mol^-1

(a) 197,382 g mol^-1; (b) 257,163 g mol^-1; (c) 194,193 g mol^-1; (d) 60,056 g mol^-1; (e) 306,464 g mol^-1

(a) 0,819 g;
(b) 307 g;
(c) 0,23 g;
(d) 1,235 $\times$ 10⁶ g (1235 kg);
(e) 765 g

(a) 99,41 g;
(b) 2,27 g;
(c) 3,5 g;
(d) 222 kg;
(e) 160,1 g

(a) 9,60 g; (b) 19,2 g; (c) 28,8 g

zirconio: 2,038 $\times$ 10²³ átomos; 30,87 g; silicio: 2,038 $\times$ 10²³ átomos; 9504 g; oxígeno: 8,151 $\times$ 10²³ átomos; 21,66 g

AlPO₄: 1,000 mol o 26,98 g de Al
Al₂Cl₆: 1,994 mol o 53,74 g de Al
Al₂S₃: 3,00 mol o 80,94 g de Al
La muestra de Al₂S₃ contiene, pues, la mayor masa de Al.

3,113 $\times$ 10²⁵ átomos de C

0,865 raciones, es decir, aproximadamente 1 porción.

20,0 g de H₂O representa el menor número de moléculas ya que tiene el menor número de moles.