f_t_septima_edicion

Problemas
Tome como referencia la tabla 39.4 para consultar las masas
de los núclidos.
Sección 39.2 Los elementos
39.1. ¿Cuántos neutrones hay en el núcleo del 2|P b ? ¿Y
cuántos protones? ¿Cuál es la razón N/Zl
Resp. 126, 82, 2.54
39.2. El núcleo de cierto isótopo contiene 143 neutrones
y 92 protones. Escriba el símbolo que corresponde
a este núcleo.
39.3. A partir de una curva de estabilidad se ha determinado
que la razón entre neutrones y protones, en el caso
de un núcleo de cesio, es 1.49. ¿Cuál es el número de
masa de este isótopo de cesio? Resp. 137
39.4. La mayoría de los núcleos tienen una forma casi
esférica y la magnitud aproximada de su radio se
puede calcular por medio de
r= r0Ay3 r0 = 1.2 X 10“ ,5m
¿Cuál es la magnitud aproximada del radio del núcleo
de un átomo de oro (^A u)?
39.5. Estudie la tabla 39.4 que contiene información sobre
los diversos núclidos. Determine la razón de NI
Z para los siguientes núclidos: berilio 9, cobre 64 y
radio 224. Resp. 1.25, 1.21, 1.55
Sección 39.3 La unidad de masa atómica
39.6. Calcule la masa en gramos de una partícula de oro que
contiene dos millones de unidades de masa atómica.
39.7. Considere un cilindro de cobre de 2 kg. ¿Cuál es la
masa en unidades de masa atómica? ¿En megaelectrón-volts?
¿En joules? Resp. 1.20 X 1027 u,
1.12 X 1030 MeV, 1.79 X 1017 J
39.8. Cierta reacción nuclear libera una energía de 5.5
MeV. ¿Cuánta masa (en unidades de masa atómica)
se requiere para producir esta energía?
39.9. Según la tabla periódica, la masa promedio de un átomo
de plata es 107.842 u. ¿Cuál es la masa promedio
del núcleo de plata?
Resp. 107.816 u
*39.10. Considere el espectrómetro de masa que ilustra la
figura 39.2. Un campo magnético uniforme de 0.6
T se coloca a través de las secciones superior e inferior
del espectrómetro, y el campo eléctrico del
selector de velocidad es de 120 V/m. Un solo átomo
cargado de neón (+1.6 X 10~ 19 C) de masa 19.992
u, pasa a través del selector de velocidad y llega al
espectrómetro. ¿Cuál es la velocidad del átomo de
neón cuando sale del selector de velocidad?
*39.11. ¿Cuál es el radio de la trayectoria circular del átomo
de neón descrito en el problema 39.10?
Resp. 6.92 cm
Sección 39.5 El defecto de masa y
la energía de enlace
*39.12. Calcule el defecto de masa y la energía de enlace
del átomo de neón 20 (i§Ne).
*39.13. Calcule la energía de enlace y la energía de enlace
por nucleón del tritio (iH). ¿Cuánta energía en joules
se requiere para dividir el núcleo en los nucleones
que lo constituyen?
Resp. 8.48 MeV, 2.83 MeV/nucleón,
1.36 X 10 ^ 12 J
*39.14. Calcule el defecto de masa del jLi. ¿Cuál es la energía
de enlace por nucleón?
*39.15. Determine la energía de enlace por nucleón para el
carbono 12 (’gC). Resp. 7.68 MeV/nucleón
*39.16 . ¿Cuáles son el defecto de masa y la energía de enlace
de un átomo de oro ('” Au)?
*39.17. Calcule la energía de enlace por nucleón del estaño
120 ( !5oSn). Resp. 8.50 MeV/nucleón
Sección 39.7 Decaimiento radiactivo
39.18. La actividad de una muestra ha sido clasificada
como 2.8 Ci. ¿Cuántos de sus núcleos se desintegrarán
en un lapso de 1 minuto?
39.19. El núcleo de cobalto (27C0 ) emite rayos gamma de
1.2 MeV aproximadamente. ¿Cuánta masa pierde el
núcleo cuando emite un rayo gama de esta energía?
Resp. 0.00129 u
39.20. La vida media del isótopo radiactivo indio 109 es
4.30 h. Si la actividad de una muestra es 1 mCi al
principio, ¿cuánta actividad persistirá después de
4.30, 8.60 y 12.9 h?
39.21. La actividad inicial de una muestra constituida por
7.7 X 10" núcleos de bismuto 212 es 4.0 mCi.
La vida media de este isótopo es de 60 minutos.
¿Cuántos núcleos de bismuto 212 quedan después
de 30 minutos? ¿Cuál es la actividad al final de ese
tiempo?
Resp. 5.44 X 1011 núcleos, 2.83 mCi
*39.22. El estroncio 90 se produce en la atmósfera en cantidades
considerables durante una explosión nuclear.
Si este isótopo tiene una vida media de 28 años,
¿cuánto tiempo tardará la actividad inicial en descender
a la cuarta parte de su actividad original?
*39.23. Suponga una muestra pura de 4.0 g de galio 67 radiactivo.
Si la vida media es de 78 h, ¿cuánto tiempo
se requiere para el decaimiento de 2 .8 g de esta
muestra?
Resp. 135.5 h
*39.24. Si la quinta parte de una muestra radiactiva pura
persiste después de 1 0 h, ¿cuál es su vida media?
780 Capítulo 39 Resumen y repaso