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CICLO 2011-2

Problemas

I. Hallar la energía de enlace por nucleón del Silicio-28. Masa isotópica del Si es igual a 27,976927 uma. Expresar las en Joule y MeV.

De la siguiente ecuación obtendremos la energía en MeV.

E = EEN / A = [ (Z x mp + ( A – Z ) x mn - M) / A ] x 931MeV

E= [14 x (1,00728 uma) + (28-14) x (1,00867 uma) - 27,976927 uma] x931 MeV

28 uma

E = [14,10192 uma + 14,12138 uma – 27,976927 uma] x 931 MeV

28 uma

E= 229,3733 MeV

28

E= 8,1919 MeV

Convirtiendo las unidades en Joule:

E=8.1919 MeV x 1,6x10-19 J E= 1,3107x10-12 J

eV

2. Dada fisión del U-236 yproductos de Xe-140 y Sr-93, con 3 neutrones hallar la Energía liberada.

Een/A (U-236, Xe-140, Sr-93) = 7,6 ; 8,4; 8,7 MeV

Para resolver este problema definamos primero los conceptos involucrados en él:

Electronvoltio: El electronvoltio (símbolo eV), es una unidad de energía que toma un electrón cuando es acelerado por una diferencia de potencial de 1 voltio. Dicho valor se obtieneexperimentalmente y equivale aproximadamente a. 1,602176462 × 10-19 J.

Fisión Nuclear: Es una reacción nuclear, lo que significa que tiene lugar en el núcleo atómico. La fisión ocurre cuando un núcleo pesado se divide en dos o más núcleos pequeños, además de algunos subproductos como neutrones libres, fotones (generalmente rayos gamma) y otros fragmentos del núcleo como partículas alfa (núcleos dehelio) y beta (electrones y positrones de alta energía).

Resp.: Realizamos la ecuación de la reacción:

236U --> 140Xe + 93Sr + Energía

Hallamos la energía total de cada miembro de la ecuación:

E(U)=236*7.6MeV=1793.6MeV

E(Xe)=140*8.4MeV=1176MeV

E(Sr)=93*8.7MeV=809.1MeV

Utilizamos el principio de la conservación de la energía:

(Ei=(Ef

1793.6=1176+809.1+Eliberada

Eliberada=- 191.5MeV

3. A) Determinar las electronegatividades de Pauling para el Cloro (Z=17) de radio covalente igual a 0,99A a partir de la relación X = (0,21 RE+0,77)2. Si las densidades electrónicas medias (DEM) de sus gases nobles en función de su Z se dan en tabla.
Sol. Sabemos:
S= RE = (DEM) / (DEI) ; procedemos a calcular cada término
DEM = (3Z) / (4πR3) = (3x17)/ (4πx993) ; (r se encuentra en picómetros)
DEM = 4,183 x 10-6
Interpolando para Ne (Z=10) y Ar (Z=18), obtenemos:
DEI = (1,36 – 0,03Z) x 10-6
Reemplazando en el cloro
DEI = 0,85 x 10-6
De lo obtenido
RE = (DEM) / (DEI) = (4,183 x 10-6) / (0,85 x 10-6) = 4,92
Trasformando a Pauling
X =(0,21x4,92+0,77)2
X= 3,25

B) Hallar la electronegatividad de Alrred Rochow para el cloro.
Sol.: X = 0,744 + (0,3590 Z*/ r2) ; donde r se expresa en Å.

Elaboramos la configuración electrónica del cloro

Cl17: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
σ = 6(0,35) + 0,85(8) + 2(1) = 10,9
Calculando Z*:
Z* = Z - σ = 17 – 10,9 = 6,1Remplazando:
X= 0,744 + (0,3590 (6,1) / (0,99)2)
X= 2,98

C) Hallar la electronegatividad de Mulliken
Sol:
X= 3,47 (EM – 0,0595) ; EM en MJ/mol
Además:
EM = (I+AE)/2
Por investigación encontramos como datos para el cloro:
I= 1251,1 kJ/mol y AE = 3,49 kJ/molRemplazando
X = 3,47 x (0,8001 – 0,0595)
X = 2,57

D) Si en 2 y 3, se halla las electronegatividades de Pauling, compare las variaciones de las electronegatividades de Pauling encontradas desde Sanderson, Alrred Rochow y Mulliken, con las establecidas por Pauling.  

Resp.: Por investigación encontramos que Pauling estableció para el Cloro una...
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