PREGUNTAS BÁSICAS SOBRE ESTRUCTURA ATÓMICA. PREGUNTAS DE ADMISIÓN DE UNIVERSIDADES NACIONALES PERUANAS.
Descripción: este es un laboratorio realizado en la facultad nacional de ingenieria en oruro bolivia
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Notacion atomica
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Analiza fizico-chimica
Absorcion Atomica
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Descripción: Análisis Instrumental
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Descripción: quimica
Estructura Atómica
Problemas resueltos del: Libro: Ciencia e Ingeniería de los Materiales Capítulo dos: Estructura Atómica Edición: 4ª Autor: Donald Donald R As!eland" As!eland" Editorial: #$ompson Sección 2-1 La estructura de los materiales: importancia tecnológica % + , 4
&'u( signi)ic signi)ica a el t(rmino t(rmino compo composició sición n de un mate material* rial* &'u( signi)ic signi)ica a el t(rmino t(rmino estru estructur ctura a de un mate material* rial* &Cu-les &Cu-les son los los di)erentes di)erentes ni.ele ni.eles s de estructur estructura a de un material* material* &Por /u( es importante importante tener tener en cuenta cuenta la estructura estructura de un material material cuando cuando se dise0a dise0a 1 se )abrican componentes* 2 &Cu-l es la di)erencia di)erencia entre la microestructura microestructura 1 la macroestructura macroestructura de un material* Sección 2-2 La estructura del átomo 6. a3 El papel del aluminio /ue se usa para almacenar alimentos pesa unos , g por pulgada cuadrada &Cu-ntos -tomos de aluminio contiene una pulgada cuadrada de ese papel*
( 0.3 g ) ( 6.02 x 10 atomos / mol ) 23
numero =
En una pulgada cuadrada:
26.981 g / mol
b3 Con las densidades 1 los pesos atómicos /ue se encuentran en el ap(ndice A" calcule 1 compare la cantidad de -tomos por centímetro cubico en i3 el plomo 1 ii3 el litio i3
En el plomo:
( 11.36 g / cm ) ( 1 cm ) ( 6.02 x 10 3
3
23
atomos / mol )
207.19 g / mol
i i3
22
=3.3 x 10
atomos / cm
3
En el litio:
( 0.534 g / cm ) ( 1 cm ) ( 6.02 x 10 3
3
6.94 g / mol
23
atomos /mol )
22
= 4.63 x 10
atomos / cm
3
5 a3 Con los datos datos del ap(ndic ap(ndice e A" calcul calcule e la cantid cantidad ad de -tomos -tomos de $ierro $ierro en una una tonelada corta 6+ libras3 de $ierro
( 2000 lb ) ( 4.54 g / lb ) ( 6.02 x 10 atomos / mol ) 23
55.847 g / mol
27
= 9.79 x 10
atomos / ton
b3 7se los datos del ap(ndice A para calcular el .olumen en centímetros c8bicos" /ue ocupa un mol de boro
( 1 mol ) ( 10.81 g / mol ) 3
2.3 g / cm
= 4.7 cm
3
9 Para ni/uelar una parte de acero con + in + de super)icie" con una capa de + in de espesor de ní/uel: a3 &Cu-ntos -tomos de ní/uel se re/uieren* 3 &Cu-ntos moles de ni/ues se re/uieren* 0.002 ∈¿
¿
Volumen=( 200 ¿ ) ¿ 2
( 6.555 cm ) ( 8.902 g / cm ) ( 6.02 x 10 3
a3
3
atomos / mol )
58.71 g / mol
( 6.555 cm ) ( 8.902 g / cm ) 3
b3
23
58.71 g / mol
23
=5.98 x 10
atomos
3
=0.994 molesde ∋ serequieren
Sección 2-3 La estructura electrónica del átomo ; ;
1 - El conjunto completo de números cuánticos de cada uno de los 11 electrones del sodio
%+ En los metales" la carga el(ctrica se trans)iere con el mo.imiento de los electrones de .alencia" &Cu-ntos portadores potenciales de carga $a1 en un alambre de aluminio de %mm de di-metro 1 %m de longitud*
Sección 2- La ta!la periódica %, La tabla periódica de los elementos nos puede a1udar a racionali?ar me=or las tendencias en las propiedades de los elementos 1 los compuestos" a partir de elementos de distintos grupos us/ue en la literatura publicada los coe)icientes de e@pansión o dilatación t(rmica de los elementos del grupo 4 Determine una tendencia 1 .ea si se correlacionan con las temperaturas de )usión u otras propiedades por e=emplo" espacio entre bandas de estos elementos %4 El enlace del compuesto intermetalico Bi , Al es principalmente met-lico E@pli/ue por /u( $a1 poco componente iónico" si es /ue lo $a1" en el enlace La electronegati.idad apro@imada del ní/uel es %9 %2 aga una gr-)ica de las temperaturas de )usión de los elementos de las columnas desde la 4A $asta la 9 o % en la tabla periódica" en )unción del n8mero atómico Es decir" gra)i/ue las temperaturas de )usión del #i $asta el Bi" del r $asta el Pd 1 del ) $asta el Pt Describa estas relaciones con base en el tipo de enlace atómico 1 en las energías del enlace: a3 al aumentar el n8mero atómico en cada )ila de la tabla periódica 1 b3 al aumentar el n8mero atómico en cada columna de la tabla periódica % aga una gr-)ica de la temperatura de )usión de los elementos de la columna %A en la tabla periódica" en )unción del n8mero atómico Es decir" gra)i/ue las temperaturas de )usión del Li $asta el Cs Describa la relación" con base en el enlace atómico 1 la energía de enlace Sección 2-" Enla#amiento atómico %5 Al aumentar la temperatura de un semiconductor se rompen los enlaces co.alentes Por cada enlace roto se liberan dos electrones" /ue se mue.en 1 trans)ieren carga el(ctrica a3 &'u( )racción del total de los electrones de .alencia tienen libertad de mo.imiento* b3 &'u( )racción de los enlaces co.alentes se debe romper para /ue 2 @ %%2 electrones condu?can carga el(ctrica en 2 g de silicio* c3 &'u( )racción del total de -tomos de silicio debe sustituirse con -tomos de ars(nico para /ue $a1a un millón de electrones /ue se mue.an con libertad en una libra de silicio* %9 El metano 6C43 tiene una estructura tetra(drica parecida a la de la , cm en el centro 1 -tomos de $idrogeno de 4 @ %>, cm en cuatro de los oc$o .(rtices Calcule el tama0o del cubo tetra(drico del metano %; El )os)uro de aluminio 6AIP" aluiminium p$osp$ide3 es un semiconductor compuesto /ue tiene enlaces iónicos 1 co.alentes me?clados Calcule la )racción de enlaces /ue es iónica + Calcule la )racción de los enlaces del MgF /ue es iónica +% &Cu-l es el tipo de en lace del diamante* &Concuerdan las propiedades del diamante con la naturale?a de sus enlaces* ++ &Cu-les son algunas de las aplicaciones industriales del diamante* +, Los materiales como el carburo de silicio 6
Sección 2-6 Energ$a de enlace % distancia interatómica +; El berilio 1 el magnesio" ambos de la columna +A de la tabla periódica" son metales ligeros &Cu-l esperaría usted /ue tenga ma1or módulo de elasticidad* E@plí/uelo con base en la energía de enlace 1 los radios atómicos" con los es/uemas correspondientes de )uer?as en )unción de la distancia interatómica , El boro tiene un coe)iciente de dilatación t(rmica muc$o menor /ue el aluminio" aun cuando ambos est-n en la columna , de la tabla periódica E@pli/ue por /u( es de esperarse esta di)erencia" con base en la energía de enlace" tama0o de -tomos 1 el po?o de energía ,% &'u( espera usted /ue tenga ma1or módulo de elasticidad: el MgF o el magnesio* E@pli/ue por /u( ,+ &'u( espera usted /ue tenga ma1or módulo de elasticidad: el Al +F, o el aluminio* E@pli/ue por /u( ,, El aluminio 1 el silicio son .ecinos en la tabla periódica &Cu-l de ellos espera usted /ue tenga ma1or módulo de elasticidad 6E3* E@pli/ue por /u( ,4 E@pli/ue por /u( es de esperarse /ue el módulo de elasticidad de los polímeros termopl-sticos sencillos como el polietileno 1 el poliestireno sea mu1 pe/ue0o en comparación con los de los metales 1 los cer-micos ,2 Para tratar de proteger el acero" se re.iste con una capa delgada de un material cer-mico contra la corrosión" &'u( cree usted /ue le suceder- al recubrimiento cuando la temperatura del acero aumente en )orma apreciable* E@pli/ue por /u( , &Por /u( se considera /ue el módulo de elasticidad es una propiedad insensible a la estructura* &ro!lemas de dise'o ,5 Para producir un material compuesto /ue se pueda su=etar a grandes )uer?as 1 grandes cambios de temperatura" usted desea introducir )ibras de cer-mica en una matri? de metal &'u( par-metros de dise0o tendría en cuenta para asegurar /ue las )ibras permane?can intactas 1 proporcionen resistencia a la matri?* &'u( problemas podrían presentarse* ,9 Los -labes 6o aspas o paletas3 de las turbinas /ue se usan en los motores co$ete se pueden )abricar con materiales como superaleaciones a base de ní/uel En principio" $asta se pueden usar materiales cer-micos como la circonia u otras aleaciones a base de acero En algunos casos" los alabes tambi(n se pueden recubrir con una barrera t(rmica como recubrimiento" para minimi?ar la e@posición del material interior a altas temperaturas &'u( par-metros de dise0o tendría en cuenta para seleccionar un material para los -labes de esas turbinas" 1 para su recubrimiento" /ue )uncione bien en ellas* #enga en cuenta /ue las distintas partes del motor est-n e@puestas a di)erentes temperaturas" 1 /ue no todos los alabes est-n e@puestos a temperaturas relati.amente altas &'u( problemas podrían presentarse* #enga en cuenta )actores como la temperatura 1 la $umedad en el ambiente en el /ue deben )uncionar los alabes de la turbina ,; 7n semiconductor e@trínseco tipo J se puede producir introduciendo dopantes en silicio puro Al $acerlo" $a1 electrones adicionales adem-s de los necesarios para participar en el mecanismo de enlace /ue pasan a )ormar parte de la estructura 1 se pueden mo.er Dise0e un sistema de aleación /ue cause esta semiconducti.idad e@trínseca en el silicio