o r g a n i t z o e l q u e h e a p r e` s 3 c o m p r ovo e l q u e h e a p r e` s 50 TA U L A . Emplena la taula a la llibreta col·locant de manera adequada les dades que s’indiquen. Protó Electró Neutró Massa 1,673 · 10–27 kg Càrrega -1,6 ? 10-19 C +1,6 ? 10-19 C 0 C 9,11 ? 10-31 kg 1,675 ? 10-27 kg Després, elabora una altra taula com l’anterior i mostra-hi el valor de la massa i la càrrega en unitats atòmiques. 51 D I B U I X . Dibuixa i retola a la llibreta els esquemes següents, que fan referència a dos models que has estudiat en aquesta unitat per explicar els àtoms: Escorça Model de capes Protó Electró Capa Neutró Nucli Model planetari 52 E S Q U E M A . Per representar un àtom s’utilitza el símbol A ZX. Completa a la llibreta. 235 92U … … … Després, acaba les frases. a) El nombre de protons està determinat per . b) El nombre d’electrons està determinat per . c) El nombre de neutrons està determinat per . 53 E S Q U E M A . Compara algunes propietats dels àtoms 63Cu i 65Cu a la llibreta. 65Cu 63Cu … … Z … … A … … Nre. de neutrons … … Nre. de protons … … Nre. d’electrons 54 E S Q U E M A . Emplena el mapa conceptual a la llibreta. Guanya electrons … … … … catió Àtom 55 E S Q U E M A . Compara i assenyala a la llibreta les diferències entre fissió nuclear i fusió nuclear. … Fusió … … … Fissió … … Definició Generació d’energia Residus generats Com són els àtoms 56 La cúpula de la basílica de Sant Pere, el temple més important del catolicisme, té un diàmetre interior d’uns 40 m. Imagina un àtom de la mida d’aquesta cúpula. Quin dels següents objectes tindria una mida comparable al seu nucli? 57 Analitza les frases següents i escriu a la llibreta la que justifica per què diem que la major part de l’àtom és buida. a) Els electrons són molt més petits que els protons. b) El nucli de l’àtom és molt més petit que l’àtom. c) Els àtoms són estructures molt i molt petites. 58 Quin nombre de massa té un àtom de sodi (Na) si està format per 11 protons, 12 neutrons i 11 electrons? 59 Observa la representació d’aquests àtoms i completa la taula següent: Àtom Nombre de capes Nombre d’electrons per capa Nombre total d’electrons O Na P S 60 Dibuixa el model de capes d’un àtom d’aquests elements: nitrogen, alumini, calci i neó. 61 Un àtom consta de 53 protons i 74 neutrons. a) Quin és el seu nombre atòmic? I el nombre de massa? b) Troba a la taula periòdica de l’annex a quin element pertany. Quin símbol té? 62 Dibuixa una representació dels àtoms següents que mostri totes les partícules i on es troben situades. a) 14 6 C b) 14 7 N 63 Analitza els dibuixos que representen els àtoms següents i completa l’esquema a la llibreta: Beril·li Bor B Be … … Nre. d’electrons … … Nre. de neutrons … … Nre. atòmic: Z … … Nre. de massa: A … … Nre. de protons Liti Heli E X E M P L E R E S O LT 3 Fes una representació dels àtoms següents que mostri totes les partícules i on estan situades: 4 2He 7 3Li 1. Identifica les partícules en cada àtom. Recorda el significat de A ZX: X: Nom Z: Nre. de protons Nre. d’electrons A - Z: Nre. de neutrons Heli 2 2 4 - 2 = 2 Liti 3 3 7 - 3 = 4 2. Representa els àtoms. a) Col·loca al nucli els protons (en vermell) i els neutrons (en verd). b) A l’escorça, en capes, situa els electrons (en blau). Has de tenir en compte el nombre d’electrons que hi pot haver en cada capa. Col·loca el tercer electró a la segona capa, ja que a la primera només caben dos electrons. Model: C A B E D Model: C A B E D Sofre (S) Oxigen (O) Sodi (Na) Fòsfor (P) Pilota de bàsquet (24 cm de diàmetre) Pilota de ping-pong (4 cm de diàmetre) Perla (4 mm de diàmetre) 77 76 ES0000000119476 125070 FISICQUIM 3r ESO U3 p56a81_115857.indd 76-77 25/2/22 9:48 LES ACTIVITATS FINALS 5 Organitza la informació i aplica els coneixements bàsics en diferents contextos i situacions a les activitats que trobaràs a ORGANITZO I COMPROVO EL QUE HE APRÈS. Pensa críticament. Analitza una notícia i respon les preguntes que potenciaran la reflexió i visibilitzaran el teu pensament. Estableix connexions entre la física i la química i altres branques del saber. Contribuiran perquè comprenguis la diversitat del món on vius. No t’aturis. Conclou el repte i comunica el que has aconseguit a les persones que t’envolten, compartint els resultats amb el teu entorn proper. Així contribuiràs a construir un món millor per a totes les persones. 76 Què es vol dir quan s’afirma que l’energia nuclear és una energia neta? Els seus residus no contaminen? 77 El personal tècnic que fa les radiografies surt de la sala en què es troba el pacient just abans de fer la imatge. a) Per què diries que ho fan? b) L’aparell de raigs X, pot estar en una cabina amb parets de fusta? 78 Àtoms per a la Pau és el títol d’una famosa conferència que va marcar una fita en el desenvolupament de l’energia nuclear. Formeu un equip de treball i busqueu informació per preparar una presentació en què mostrareu: a) Qui va pronunciar aquesta conferència, quan i on ho va fer. b) Abans d’aquesta data s’havia utilitzat l’energia nuclear per a fins no pacífics. Quins van ser? Quines conseqüències van tenir? c) Feu una llista dels usos pràctics de l’energia nuclear. Per a cadascun, elaboreu un resum amb les aplicacions més destacades. 79 Llegeix la notícia, analitza-la i respon a la llibreta. El Nobel Gérard Mourou pensa que es podrien depurar residus nuclears d’aquí a 20 anys El Premi Nobel de física francès Gérard Mourou, que treballa en el desenvolupament del làser més potent del món, ha calculat [...] que amb aquesta aplicació es podrien descontaminar els residus nuclears en un termini de vint anys. Els experiments actuals amb l’anomenada llum extrema, liderats per laboratoris europeus, podran culminar els primers assajos en aquesta aplicació concreta en el termini de cinc o deu anys a partir d’ara, i després caldran deu anys més per construir les plantes adequades per tractar els residus nuclears. Per «transmutar» els residus nuclears (extreure’n la radioactivitat), aquest làser avançat permetrà fer que partícules com els neutrons es facin més compactes «per disminuir-ne el temps de nocivitat» i reduir la vigència radioactiva de milions d’anys a tan sols anys, amb la qual cosa es resoldria el problema de l’energia nuclear, la durada dels residus contaminants. ecodiario.eleconomista .es (Adaptació) a) Explica l’expressió: «per disminuir-ne el temps de nocivitat». b) Per què la notícia parla de resoldre el problema de l’energia nuclear? Quin és aquest problema? c) Se t’acudeixen altres àmbits que es podrien beneficiar de la tècnica que descriu la notícia? Debateu-ho a classe i apunteu les conclusions. c o m p r ovo e l q u e h e a p r e` s R E P T E 75 Q U Í M I C A I A R Q U E O L O G I A . La datació per carboni 14 és una tècnica utilitzada en arqueologia per determinar l’antiguitat de les restes trobades en excavacions. Es basa en la desintegració dels isòtops 14C. El C és un dels elements més abundants en els éssers vius. Mentre un organisme és viu, la proporció de 14C entre els seus àtoms és constant, ja que els éssers vius ingereixen 14C. Però, quan moren, aquest isòtop es desintegra i, com que no es restableix, va desapareixent. S’ha observat que cada 5.730 anys es desintegren i desapareixen la meitat dels àtoms de 14C d’una mostra. Aquesta dada es coneix com a període de semidesintegració. a) Si suposem que en una mostra tenim 160 àtoms de 14C, calcula quants anys haurien de passar perquè quedessin 10 àtoms de 14C. b) Seria útil la tècnica del 14C per determinar l’antiguitat de les restes trobades a la Sima de los Huesos (Atapuerca), a Burgos, d’uns 400.000 anys d’antiguitat? Pista: calcula si, per cada 100 àtoms de 14C que hi hagués inicialment, queda una quantitat d’àtoms significativa per analitzar la radiació que emet. c) Les roques més antigues s’han detectat a Jack Hills, Austràlia, i tenen uns 4.000 milions d’anys. Seria útil la datació per 14C per determinar-ne l’edat amb certa precisió? 80 ES0000000119476 125070 FISICQUIM 3r ESO U3 p56a81_115857.indd 80 25/2/22 9:54 69 Fixa’t en els esquemes i identifica els àtoms i els ions que representen. Escriu-ne el nom a la llibreta. B A 70 Busca la informació necessària a la taula periòdica de l’annex i completa les frases següents a la llibreta. a) El símbol de l’element crom és . El nombre atòmic del crom és . Això significa que tots els àtoms de crom tenen protons i, si són neutres, electrons. Quan un àtom de crom perd 3 electrons adquireix càrrega elèctrica . L’àtom de crom s’ha convertit en un ió o i s’anomena . b) El símbol de l’element sofre és . El nombre atòmic del sofre és . Això significa que tots els àtoms de sofre tenen protons i, si són elèctricament neutres, electrons. En molts compostos l’àtom de sofre té 18 electrons, fet que indica que adquireix una càrrega elèctrica de . L’àtom de sofre s’ha convertit en un ió o i s’anomena . 71 Completa a la llibreta la taula següent. Busca la informació que et falta a la taula periòdica de l’annex. Símbol Nom P E N Càrrega A Bromur B 138 56 Ba 2+ C 7 7 3D 83 36 Kr E 88 38 Sr 2+ F 33 75 372 Els models atòmics que has estudiat els van proposar homes. Avui el rol de les dones en la ciència és igual de rellevant, com ho demostra, per exemple, Fabiola Gianotti, primera dona a dirigir el Centre Europeu per a la Recerca Nuclear (CERN). a) Et sembla important que hi hagi dones al capdavant d’institucions científiques? Per què? b) Per què penses que la majoria dels descobriments sobre l’estructura dels àtoms els van efectuar homes? Radioactivitat 73 Quin o quins tipus de radiació es corresponen amb cadascuna de les característiques següents? a) Són radiació electromagnètica. b) Són partícules. c) Les partícules tenen una massa de 4 u. d) La seva càrrega elèctrica és negativa. e) Són partícules sense càrrega. f) Travessa el cos humà. g) Travessa una paret de plom. 74 Justifica a la llibreta quina o quines de les frases següents es poden aplicar al procés de fusió nuclear, quines al de fissió nuclear i quina és falsa: a) Es trenquen les partícules presents al nucli atòmic i s’allibera una gran quantitat d’energia. b) S’uneixen entre si les partícules presents al nucli atòmic i s’allibera energia. c) Es desintegra el nucli de l’àtom en diversos fragments i s’allibera una gran quantitat d’energia. d) S’uneixen els nuclis de diferents àtoms i s’allibera una gran quantitat d’energia. e) Els àtoms d’un element es transformen en àtoms d’un element diferent. f) Es produeixen residus molt perillosos per a la salut. 3 J.J. Thomson E. Rutherford F. Gianotti 79 ES0000000119476 125070 FISICQUIM 3r ESO U3 p56a81_115857.indd 79 25/2/22 9:55 80 Prepara un informe. Marie Curie va rebre dos premis Nobel, un de química i un de física. Treballeu per parelles, busqueu informació i destaqueu la seva investigació sobre la radioactivitat i el descobriment d’alguns elements químics. Elaboreu un cartell, un informe o una presentació amb les vostres conclusions. 81 Per què els residus radioactius són perillosos? Escull la resposta correcta i escriu-la a la llibreta. a) Perquè és molt complicat reciclar-los. b) Perquè poden restar inactius durant molts anys fins que comencen a emetre radiació. c) Perquè poden emetre radiació nociva per a la salut durant centenars o milers d’anys. 82 En el descobriment de la fissió nuclear van tenir un paper ben destacat Ida Noddack i Lise Meitner. Treballeu en parelles i busqueu informació sobre aquestes dues científiques. Elaboreu una presentació en la qual mostreu: a) Dades biogràfiques de cada científica. b) Els temes sobre els quals van investigar i també les troballes més importants. c) Els seus estudis sobre la fissió nuclear. d) Quines persones van rebre el Premi Nobel per les investigacions sobre la fissió nuclear. La nostra primera sèrie radioactiva Ara ja tens prou informació sobre els àtoms, les partícules que els formen o la radioactivitat. Treballa amb els companys i companyes per pensar en el guió de la vostra sèrie. Recopileu alguns esquemes i animacions útils que poden ser la base científica en la qual es fonamentarà el guió. Confeccioneu esbossos per representar algunes escenes clau de l’inici de la sèrie, del desenvolupament i del desenllaç final. Dissenyeu un cartell per promocionar la sèrie en què feu al·lusió als diversos models de l’àtom que heu estudiat. Ideeu un #hashtag o etiqueta per promocionar la sèrie a les xarxes socials. Mostreu als altres algun element promocional: punts de llibre, tràiler o un altre element. Penseu un títol i un eslògan per promocionar la sèrie. Presenteu la sèrie als companys i companyes: trama principal, característiques dels protagonistes, on estarà ambientada, en quina època, etc. Mentre elaboraves el guió de la sèrie has après millor com són els àtoms, per què existeix la radioactivitat, quines són les aplicacions d’alguns isòtops radioactius i com s’han de gestionar els residus radioactius. 3 R E P T E AC O N S E G U I T ! Ida Noddack Lise Meitner 81 ES0000000119476 125070 FISICQUIM 3r ESO U3 p56a81_115857.indd 81 25/2/22 9:55 A cada etapa d ’aquest itinerari tens el suport de… Un ANNEX DE FORMULACIÓ que t’ajudarà a comprendre i utilitzar la nomenclatura química. Un quadern d ’AVENÇOS CIENTÍFICS DEL SEGLE XXI que t’ajudarà a comprendre la importància de la ciència a la nostra societat. DIFON EL REPTE 6 2. Els compostos binaris Annex 1 Els compostos binaris resulten de la combinació d’àtoms de dos elements químics. Un dels dos tindrà nombre d’oxidació positiu (element electropositiu) i l’altre, nombre d’oxidació negatiu (element electronegatiu). 2.1. Nomenclatura d’un compost binari Ara veurem com es construeix el nom d’un compost químic de dues maneres diferents, mitjançant la nomenclatura de composició. 2.2. Formulació d’un compost binari Ara veurem com es formula un compost químic a partir de la nomenclatura de composició: Prefixos Trisulfur de dialumini AℓS Escriu el símbol de cada element en l’ordre correcte. 1 AℓS Escriu el símbol de cada element. El que acaba en –ur ha d’anar a la dreta a la fórmula. 1 Aℓ2S3 Afegeix com a subíndex el nombre corresponent al prefix de cada element. En aquest cas, di, 2, per al Aℓ i tri, 3, per al S. 2 Aℓ S Localitza a la taula el nombre d’oxidació dels elements: Aℓ, element electropositiu. Nombre d’oxidació: +3 S, element electronegatiu. Nombre d’oxidació: -2 2 Aℓ m Sn m ? (+3) + n ? (-2) = 0 m = 2 n = 3 Aℓ2S3 La suma dels nombres d’oxidació de tots els àtoms ha de ser zero perquè el compost sigui neutre. Troba els subíndexs més petits possibles per simplificar la fórmula al màxim. Per exemple, Aℓ4S6 també és vàlid, però s’ha de simplificar. 3 Nombre d’oxidació Sulfur d’alumini E X E M P L E R E S O LT 1 Fórmula Prefixos Nombre d’oxidació AℓBr3 Tribromur d’alumini Bromur d’alumini CuCℓ2 Diclorur de coure Clorur de cour(II) A C T I V I T A T S 1 Anomena a la llibreta: a) PbCℓ2 d) Cr2S3 b) AℓF3 e) Na3N c) BaI2 f ) K2S A C T I V I T A T S 2 Formula a la llibreta: a) Clorur de bari. b) Tetraiodur d’estany. c) Trifluorur de nitrogen. d) Diclorur de mercuri. e) Pentaclorur de fòsfor. f ) Sulfur de ferro(III). g) Bromur de cobalt(II). h) Nitrur d’alumini. E X E M P L E R E S O LT 2 Formula els compostos següents. a) Diclorur de bari b) Iodur de ferro(III) a) Escriu a la dreta el símbol de l’element acabat en -ur: el clor. Afegeix-hi el subíndex 2 corresponent al prefix numèric del clor, di: BaCℓ2 b) Escriu a la dreta el símbol de l’element acabat en -ur: el iode. Afegeix al iode el subíndex que indica el nombre d’oxidació del ferro que indica la xifra romana: FeI3 Consulta a la taula el nombre d’oxidació de l’element electropositiu. Escriu-lo entre parèntesis i en números romans a continuació del nom, sense deixar espai. És incorrecte afegir-lo si l’element només té un nombre d’oxidació. trisulfur de dialumini tetraclorur de sofre sulfur d’alumini clorur de sofre (IV) El nom de cada element va precedit d’un prefix que indica el nombre d’àtoms d’aquest element que hi ha a la fórmula: mono, per a un. Si no hi pot haver dubte, el prefix mono es pot ometre. di, per a dos. tri, per a tres. tetra, per a quatre. penta, per a cinc. hexa, per a sis... Nom de l’element a la dreta + -ur + de + nom de l’element a l’esquerra Amb prefixos Amb nombres d’oxidació Fixa’t en aquests exemples: Fixa’t que per anomenar el S fem servir el seu nom de procedència del llatí, sulphur. El Aℓ només té un nombre d’oxidació, no s’hi afegeix. element que actua com a electropositiu element que actua com a electronegatiu El nombre d’oxidació del Cℓ negatiu és -1. Perquè el compost sigui neutre, el S ha d’actuar amb el nombre d’oxidació +4: +4 + (-1) ? 4 = 0 Element a la dreta sulfur Element a la dreta clorur Element a l’esquerra d’alumini Element a l’esquerra de sofre Aℓ2S3 SCℓ4 Els elements es combinen en la proporció adequada perquè el compost sigui neutre. És a dir, la suma dels nombres d’oxidació de tots els àtoms de la fórmula ha de ser zero. +3 -2 +3 -2 239 238 ES0000000119476 125070 FISICQUIM 3r ESO Anexo p234a248_117898.indd 238-239 25/2/22 9:59 7
RkJQdWJsaXNoZXIy