Ciencia De Los Materiales

TALLER N° 1
1. El papel aluminio que se usa para almacenar alimentos pesa unos 0.3g por pulgada cuadrada. ¿Cuántos átomos de aluminio contiene una pulgada cuadrada de ese papel?

Masa atómica del Aluminio→26.981 g/mol

26.981g/mol→6.023×1023átomos/mol
0.3 g→átomos de Al

Atomos de Aluminio=(6.023×1023átomos/mol)×(0.3 g)26.981g/mol=6.69×1021átomos de Al


Respuesta: Una pulgadacuadrada de Aluminio contiene 6.69×1021 átomos de Aluminio.
2. Calcule la cantidad de átomos de hierro en una tonelada corta (2000lb) de hierro.

2000 Lb=907.185 Kg
1Kg→1000 g
907.185 Kg→x g en 2000 Lbx=907184,8 g de Hierro.


Masa atómica del Fe→55.85g/mol

55.85 g/mol→6.023×1023átomos/mol
907184,8 g→átomos de Fe

Atomos de Fe=(6.023×1023átomos/mol)×(907184.8 g)55.85 g/mol=9.781027átomos de Fe


Respuesta: en una tonelada corta de hierro hay 9.781027 átomos de este elemento.

3. Para niquelar una parte de acero de 200in², de superficie, con una capa de 0.002in de espesor de níquel:

a. ¿Cuántos átomos de Níquel se requieren?
Densidad del Ni→8.9 g/cm3.
Densidad=MasaVolumen=8.9 g/cm3.(1)
Volumen=200 in2×0.02 in=0.4 in3de Ni.
1in3→16.3870 cm30.4 in3→Volumen en cm3
Volumen en cm3=(16.3870 cm3)×(0.4 in3)1in3=6.555 cm3

De (1) despejamos la masa:
Masa del Ni=8.9 g/cm3×6.555 cm3=58.338 g Ni

Masa atómica del Ni→58.71g/mol
58.71g/mol→6.023×1023átomos/mol
58.338 g →átomos de Ni

Atomos de Ni=(6.023×1023átomos/mol)×(58.338 g )58.71 g/mol =5.98×1023 átomos de Ni

Respuesta: para cumplir las condiciones dadas se requieren5.98×1023 átomos del elemento.

b. ¿Cuántos moles de Níquel se requieren?

moles de Ni requeridas=(6.555 cm3)×(8.9 g/cm3)58.71 g/mol=0.996
Respuesta: se necesitan 0.996 moles de Níquel.
4. Un alambre de Oro tiene 0.70mm de diámetro y 8.0cm de largo, la densidad del Oro es 19.3g/cm³. ¿Cuántos átomos contiene este alambre?

Densidad del Oro→19.3 g/cm3 Volumen delcilindro = área de la base x altura

Diametro en cm=0.070 cm→radio=0.035 cm

área de la base= π×(0.035cm)2=3.85×10-23cm2

volumen del cilindro= 3.85×10-23cm2×8.0cm=0.031cm3

Densidad=MasaVolumen

Masa=Densidad×Volumen=19.3g/cm3×0.031cm3=0.598g


196.96 g/mol→6.023×1023átomos/mol
0.598g →átomos de Au

Atomos de Au=(6.023×1023átomos/mol)×(0.598g)196.96 g/mol =1.83×1021átomos de Au

Respuesta: El alambre contiene 1.83×1021 átomos de oro.

5. Escriba los números cuánticos de un elemento que tiene valencia 2 y número atómico 27. ¿Cuántos electrones debe haber en el subnivel 3d?
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7

| Electrón | n | L | ml | ms |
1s2 | 1 | 1 | 0 | 0 | +1/2 |
| 2 | 1 | 0 | 0 | -1/2 |
2s2 | 3 | 2 | 0 | 0 | +1/2 |
| 4 | 2 | 0 | 0 |-1/2 |
2p6 | 5 | 2 | 1 | -1 | +1/2 |
| 6 | 2 | 1 | -1 | -1/2 |
| 7 | 2 | 1 | 0 | +1/2 |
| 8 | 2 | 1 | 0 | -1/2 |
| 9 | 2 | 1 | 1 | +1/2 |
| 10 | 2 | 1 | 1 | -1/2 |
3s2 | 11 | 3 | 0 | 0 | +1/2 |
| 12 | 3 | 0 | 0 | -1/2 |
3p6 | 13 | 3 | 1 | -1 | +1/2 |
| 14 | 3 | 1 | -1 | -1/2 |
| 15 | 3 | 1 | 0 | +1/2 |
| 16 | 3 | 1 | 0 | -1/2 |
| 17 | 3 | 1 | 1 | +1/2 |
| 18 | 3| 1 | 1 | -1/2 |
4s2 | 19 | 4 | 0 | 0 | +1/2 |
| 20 | 4 | 0 | 0 | -1/2 |
3d7 | 21 | 3 | 2 | -2 | +1/2 |
| 22 | 3 | 2 | -2 | -1/2 |
| 23 | 3 | 2 | -1 | +1/2 |
| 24 | 3 | 2 | -1 | -1/2 |
| 25 | 3 | 2 | 0 | +1/2 |
| 26 | 3 | 2 | 1 | +1/2 |
| 27 | 3 | 2 | 2 | +1/2 |

Respuesta: En el subnivel deben haber 7 electrones.
6. Escriba la configuración electrónica del IndioZ=49. ¿Cuántos subniveles de energía tiene y cuál es su valencia?

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1
Respuesta: Tiene 3 subniveles de energía (s, p ,d) y su Valencia es 3.

7. Escriba los números cuánticos de cada uno de los electrones del Cobre en la capa M.
3d9 | Electrón 29 | n=3 | l=2 | ml=2 | ms=+12 |
| Electrón 28 | n=3 | l=2 | ml=2 | ms=-12 |
|...