3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS RESUELTOS 365
Un núcleo radiactivo se desintegra mediante un proceso de primer orden, de tal modo que se aplican las ecuaciones
(20-1), (20-2) y (20-3). La estabilidad del núcleo con respecto a la desintegración espontánea se puede indicar con su
constante de velocidad de primer orden, k, o con su vida media, t 1/2 .
La radiactividad se mide mediante la observación de las partículas de alta energía que se producen en forma directa
o indirecta como resultado del proceso de desintegración. Una unidad adecuada de la radiactividad es el curie, Ci,
que se define con:
1 Ci = 3.700 × 10 10 desintegraciones por segundo
La actividad de una muestra, expresada en curies, depende tanto de la cantidad de átomos del radioisótopo (determinada
con la masa de la muestra) como de la vida media (constante de velocidad de desintegración). Vea el problema
21.14. Las subunidades son el milicurie (mCi), microcurie (μCi) y otras.
PROBLEMAS RESUELTOS
21.1. Indique qué cantidad de protones, neutrones y electrones tiene cada uno de los átomos siguientes: a) 3 He;
b) 12 C; c) 206 Pb.
a) De acuerdo con la tabla periódica, se ve que el número atómico del helio es 2; debe haber 2 protones. El número de
masa es 3, según el dato de la pregunta; debe haber 1 neutrón. La cantidad de electrones es igual que la de protones
en un átomo, y aquí es 2. (2p, 1n y 2e − )
b) El número atómico del carbono es 6, y ésa es la cantidad de protones. El número de masa 12 y el número atómico 6
indican la cantidad de neutrones: 12 − 6 = 6 neutrones. La cantidad de electrones es igual a la cantidad de protones.
(6p, 6n y 6e − )
c) El número atómico del plomo es 82, que indica que hay 82 protones y 82 electrones en el átomo. El número de masa
es 206, que indica que hay 124 neutrones. (82p, 124n y 82e − )
21.2. Complete las siguientes reacciones nucleares:
a) 14 7 N + 4 2 He → 17 8 O + ? b) 9 4 Be + 4 2 He → 12 6 C + ?
c) 9 4Be (p, a )?
30
d) 15 P → 30
14 S + ?
e) 3 1 H → 3 2He + ?
43
f ) 20Ca(a, ?)46 21 Sc
a) La suma de los subíndices en el lado izquierdo es 7 + 2 = 9. El subíndice del primer producto del lado derecho es 8.
Entonces, el segundo producto en el lado derecho debe tener el subíndice 1 para que quede balanceado.
La suma de los superíndices en el lado izquierdo es 14 + 4 = 18. El superíndice del primer producto en el lado
derecho es 17. Entonces el superíndice del segundo producto debe ser 1.
La partícula que falta en el lado derecho tiene carga nuclear 1 y número de masa 1. La partícula debe ser 1 1 H.
b) La carga nuclear de la segunda partícula producto es (4 + 2) − 6 = 0. El número de masa de la partícula es (9 + 4) −
12 = 1. La notación de la partícula, que debe ser un neutrón, es 0 1 n.
c) Los reactivos tienen una carga nuclear combinada igual a 5 y el número de masa 10. Además de la partícula a se formará
un producto con carga igual a 5 − 2 = 3, y con número de masa 10 − 4 = 6. Es litio, el elemento con número
atómico 3. La notación es 6 3 Li.
d )
La carga nuclear de la segunda partícula es 15 − 14 = 1. El número de masa es 30 − 30 = 0. La partícula debe ser un
positrón, +1 0 b.
e) La carga nuclear de la segunda partícula es 1 − 2 = −1, mientras que el número de masa es 3 − 3 = 0. El electrón,
−1 0 b, es la partícula en cuestión.
f )
Los reactivos 4 2 3 0 Ca y 4 2 He tienen una carga nuclear combinada igual a 22 y un número de masa 47. La partícula liberada
tendrá una carga igual a 22 − 21 = 1, y su número de masa será 47 − 46 = 1. Es un protón y debe representarse
con p dentro del paréntesis.