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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 1.C - Ex. 18

(a) Determine o número total de prótons, nêutrons e elétrons de uma molécula de água, H2O, supondo que estão presentes somente os isótopos mais comuns, H1 e O16. (b) Quais são as massas totais de prótons, nêutrons e elétrons nesta molécula de água? (c) Que fração de sua própria massa é decorrente dos nêutrons de seu corpo, supondo que você é feito de água desse tipo de molécula? Nota: As massas de prótons e nêutrons livres são ligeiramente maiores que suas massas nos átomos, logo, a resposta é aproximada.

Passo 1

a)Para identificar o número total de prótons, nêutrons e elétrons precisamos recorrer a tabela periódica para encontrar o número atômico de cada elemento.

Z ( H ) = 1 ;   Z ( O )   =   8

Como o número atômico é igual ao número de prótons, temos que número de prótons totais na molécula de água:

p + =   1   × 2   +   8   ×   1   =   10

Como a molécula é neutra, temos que a quantidade prótons é igual a quantidade de elétrons. Deste modo, o número de elétrons totais na molécula de água:

e - =   10

Número de nêutrons totais na molécula de água: Sabemos que A   = p +   n , ou seja

n = A - p

n   ( H )   =   1   -   1   =   0

n   ( O )   =   16   -   8   =   8

Então o total é:

n   =   0   ×   2   +   8   ×   1   =   8

Passo 2

b) As massas totais de prótons, elétrons e nêutrons serão feitas de acordo com a tabela encontrada no final do livro, encontramos a massa de cada partícula:

m   p = 1,67   × 10 - 27 k g ;

m   n = 1,68   × 10 - 27 k g ;

  m   ( e - ) = 9,11   × 10 - 31 k g ;  

Na questão anterior calculamos as quantidades de cada item ( n ) para a molécula de água.

n   p + = n   e - =   10 ;   n n =   8

Agora vamos calcular as massas

m   ( p + ) = 1,67   × 10 - 27 ×   10   =   1,67   × 10 - 26   k g

m ( e - ) = 9,11   × 10 - 31 ×   10   =   9,11   × 10 - 30   k g

m   ( n ) = 1,68   × 10 - 27 ×   8   =   3,36   × 10 - 27   k g

Passo 3

c)A fração de massa de nêutrons a partir da sua massa.

Vamos supor que você possua uma massa corporal igual a 60   k g , assim a fração de massa de nêutrons no seu corpo é dado a seguir:

3,36   × 10 - 27     k g 60   k g =   0,056   × 10 - 27 =   5,6   × 10 - 28  

Resposta

  1. p +   =   10 ;   e -   =   10 ; n   =   8 ;
  2. m   ( p + ) = 1,67   × 10 - 26   k g .

    3. m e - = 9,11   × 10 - 30   k g .

    m ( n ) = 3,36   × 10 - 27   k g .

  3.   5,6   × 10 - 28   k g ,     s u p o n d o   q u e   v o c ê   p e s e   60kg
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