Química: ¿Cuál es la probabilidad de aislar un átomo de boro con una masa atómica de 10,81?

Creo que lo que la pregunta está realmente poniendo a prueba es su comprensión de lo que la masa de un medio de átomos. Recuerde que la masa de un átomo depende en gran medida de la cantidad de protones (que identifica la clasificación elemental de un átomo. El boro, en este caso, tiene 5 protones. Cualquier átomo que tenga 5 protones es un átomo de boro) y la cantidad de neutrones . Aunque los electrones también ayudan a componer un átomo, la masa de un electrón es muy muy muy pequeña en comparación con la de los protones y los neutrones, cada uno de los cuales contribuye con 1 unidad de masa atómica. Por lo tanto, si la pregunta nos dice que la masa promedio de un átomo de boro es 10.81 amu (unidades de masa atómica), entonces esto significa que en una gran cantidad de átomos de boro, todos tienen 5 protones, y algunos tendrán 5, y algunos tendrá 6 neutrones, produciendo átomos individuales con 10 amu y 11 amu. Cada átomo individual, se le nota, sin embargo, sólo puede tener un número entero uma (dentro de la 1 / 10000a recuento). El porcentaje de átomos de boro con 10 amu y con 11 amu, cuando se combinan, producirá un promedio de 10.81 amu.

TL; DR: los átomos individuales solo pueden tener una masa atómica de número entero. Esto se debe a que los protones y los neutrones cuentan cada uno como 1 amu. No puedes tener fracciones de un protón o neutrón en un átomo.

Absolutamente ninguno. La “masa atómica” de un átomo elemental es una media ponderada de todos los isótopos de ese elemento. En el caso del boro, hay 2 isótopos naturales: boro-10 (20% de todos los átomos de boro) y el boro-11 (80% de todos los átomos de boro). Como los nombres implican creativamente, un átomo de Boro-10 tiene una masa de 10, y Boron-11 tiene una masa de 11. Aquí están las matemáticas:

(11 * .80) + (10 * .20) = 10.81

No utilizó unidades, pero voy a suponer que te refieres 10,81 amu (unidades de masa atómica).

La respuesta es 0%. La razón de esto es que la mayoría de los elementos tienen isótopos. La “masa atómica” de un átomo es en realidad la masa atómica media de un átomo. átomos de boro tienen 2 configuraciones (información fácilmente disponible a partir de cualquier base de datos isotópica tal como la base de datos de química NIST). Los átomos de boro tienen dos configuraciones, B-10 y B-11, cada una con 5 protones, pero que difieren en la cantidad de neutrones. Cada protón o neutrón tiene una masa aproximada de 1 amu (puede ver por qué digo aproximado, es un poco complicado, para nuestros propósitos no importa).

Cuando sumas los protones y neutrones para cada isótopo y agregas los electrones y la parte “aproximada” de una UMA, obtienes 2 masas.

El boro 10 tiene una masa exacta de 10.013 … amu (se mide con una precisión mucho mayor). El boro 11 tiene una masa exacta de 11.009 … amu. (Lo que cabe esperar por uno que tiene una masa nuclear de ~ 10 amu y una que tiene una masa nuclear de ~ 11 uma)

Para obtener la masa atómica que necesita, como dije, la masa atómica promedio. Así que para hacer eso multiplicando cada masa atómica por la proporción de átomos de boro que tienen de que la masa de la Tierra. Esto se conoce como la abundancia natural de un isótopo y también se puede encontrar en la base de datos NIST. Para B-10, la abundancia natural es del 19,9%, y para B-11, la abundancia natural es del 80,1%. Entonces, al hacer algunos cálculos básicos con fracciones tenemos:

B-10: 10.013 amu x 0.199 (necesitamos la representación decimal de un porcentaje) = 1,9926

B-11: 11.009 amu x .801 = 8.8182

1.9926 + 8.8182 = 10.8108 amu


Como puede ver, realmente no hay átomos con una masa de 10.81 uma, pero en una muestra aleatoria de átomos de boro, la masa atómica promedio probablemente sea 10.81 uma.

La masa promedio de un átomo de boro es 10.81, pero esto es simplemente un promedio. Los únicos dos isótopos estables de boro son el boro-10 y boro-11, y ninguno de ellos tiene una masa atómica de 10,81.

Esto significa que es imposible y la respuesta es A.