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FÍSICA-QUIMICA · 1
FISICA Y QUIMICA
CURSO: 2016 - 2017
SEMANA: 15ª
TEMAS: 40 , 46
MATERIAL ELABORADO POR: Ana Gómez
Problemas de sistema periódico de enunciado formativo ( para la UDidáctica) :
1. Este sello fue emitido el día 2 de febrero de 2007 por Correos (España) y hace referencia a la clasificación periódica
de los elementos químicos propuesta por Dmitri Ivánovich Mendeléiev, en 1869. Para desarrollar esta teoría, el químico
ruso planteó por primera vez que los elementos químicos exhibían una “propiedad periódica”, por lo que organizó los
elementos según su peso atómico en una tabla con hileras y columnas
PREGUNTAS:
1. Motivo de la emisión del sello (2 de febrero de 2007).
2. Investiga sobre la biografía del padre de la tabla periódica.
3. ¿Qué representan los espacios coloreados y sus dimensiones?
4. Significado e importancia histórica de los cuatro cuadraditos en color blanco
5. ¿Qué elementos son los representados por los cuadritos?
6. ¿Quien era el pintor Piet Mondrian y qué relación tiene su pintura con el diseño de la tabla periódica de este sello?
7. Investiga:¿Qué otros diseños, en una, dos o tres dimensiones se han hecho de la tabla periódica ?
Problemas de enunciado formativo para las UD. Enlace y sistema periódico.
1.El día de San Valentín, es el más apropiado para recordar todos los avatares que sufrió el tema de enlace químico, o
ligadura o “ligue” entre átomos a lo largo de los tiempos. La primera idea se le ocurrió a Lewis en 1902, cuando en la
universidad de Harvard explicando a los alumnos de 1º de Químicas, la posibilidad de que dos átomos diferentes se
juntaran, ideó el aparejamiento de los electrones, descubiertos sólo 15 años antes, creando un modelo de átomos
cúbicos, con electrones en los vértices, y lo plasmó en un cuaderno. Sin embargo no se atrevió a publicarlo hasta 1916.
El apareamiento de los electrones exige conocer los de valencia de un átomo, o sea los de su nivel externo que necesite
aparear .Escribe la valencia de los 20 primeros elementos de la tabla periódica indicando la familia de cada uno.
2.El inglés Davy, era a principios del siglo XIX, el químico mas famoso de Europa, por sus múltiples descubrimientos
científicos sobre todo en el campo electrolítico, sin embargo uno de los descubrimientos que pasaron mas
desapercibidos fue el del pentacloruro de fósforo, sustancia de comportamiento extraño cuando cien años mas tarde se
trató de justificar los enlaces entre el fósforo y el cloro. Escribe la fórmula de este compuesto y dibuja una posible
estructura de la molécula con el modelo de bolitas y varillas para los átomos.Indica el tipo de enlace.
3.De Fowler, yerno de Rutherford, dicen las malas lenguas que fue el verdadero creador de la fórmula de dispersión de
partículas alfa, en la famosa experiencia que determinó la existencia del núcleo atómico, pues su suegro tenía verdadera
fobia a las matemáticas. Sin embargo lo que generalmente no se recuerda es que en 1933, fue el primero en presentar un
modelo tetraédrico de la molécula de agua. Dibuja esta molécula e indica que ángulo tiene un tetraedro e investiga sobre
el ángulo real de la molécula.¿Cómo explicarías esta diferencia?
4.El etileno o eteno, fué llamado gas oleificante, porque al ser clorado formaba un líquido oleaginoso(dicloroetano),
denominado "aceite de los holandeses", además de ser punto de partida de numerosas síntesis orgánicas, se emplea para
madurar rápidamente las frutas, hasta el punto de ser llamado "hormona de maduración". Aunque conoce su fórmula
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como C2H4, hace poco mas de cien años era C4H8. La molécula tiene un doble enlace y el ángulo formado por los H y el
C, es de 120º , Dibújala.
5. La teoría de Lewis para explicar el enlace covalente se basaba en las ideas que Kossel publicó en 1916.Así todos los
elementos se combinaban para rodearse de 8 electrones (octeto), adquiriendo la configuración electrónica de gas noble.
Sin embargo existen muchos compuestos que han ampliado su octeto electrónico. Cómo en el caso de la molécula de
hexacloruro de azufre (S,Z=16). De esta molécula podrá asegurar que:
a)El azufre se rodea de 12 electrones b)El azufre se coordina con 2 de los 6 cloros c)El azufre no cumple el octete
d)Los ángulos Cl-S-Cl son siempre de 90º .Indica lo que no sea cierto
6.Los terrenos pantanosos y los castillos en ruinas fueron siempre un buen fondo para novelas de terror y cuentos
fantasmagóricos. Aquellos porque la leyenda dice que por las noches se suelen ver fuegos misteriosos (fuegos fatuos).
Este hecho real y comprobado, se debe al desprendimiento de fosfina, PH 3, gas venenoso que se inflama
espontáneamente, producido por la reducción bacteriana de los fosfatos del suelo. Escribe la fórmula del compuesto
indicando el tipo de enlace.
7.Aunque su descubrimiento se atribuye a Volta, 40 años antes, Priestley en 1772, observó la presencia de un gas
combustible en los procesos de putrefacción, aunque no lo nombró: era el metano. El metano, es un hidrocarburo que
por sustitución de sus hidrógenos, puede formar sucesivos derivados clorados: tetracloruro de carbono , tricloro metano
, diclorometano y cloro metano . Escribe sus fórmulas e indica el tipo de enlace de estas moléculas.
8.Pauling fue el único científico que consiguió dos Nobel diferentes: el de Química en 1953 y el de la paz, 9 años
después, ya que a través de su mediación se desarrolló el primer tratado de desarme URSS/USA; el de Moscú por el
cual ambas partes renunciaban a la realización de pruebas nucleares en la atmósfera. También desarrolló Pauling una
teoría revolucionaria del enlace químico covalente. Indica cuatro moléculas covalentes y sus propiedades físicas y
químicas.
Problemas de repaso de óptica:
Dioptrio esféricos y dioptrios planos
1. Una moneda de 2 cm de diámetro se encuentra en el interior de una esfera sólida de cristal de radio 30 cm. El índice
de refracción de la esfera es 1.5, y la moneda se localiza a 20 cm de la superficie. Encuentra la posición y tamaño de la
imagen .
Sol -17.14 cm y 2.57 cm derecha y mayor
2. Un pez de 10 cm nada a una profundidad bajo la superficie de un estanque.
a)¿Cual es la profundidad aparente del pez observado directamente desde arriba.?
b)¿Cuál es la longitud de la imagen del pez?
s’ = 3 cm Virtual entre objeto y superficie,10 cm
3. Cuando la luz llega a la superficie que separa dos medios transparentes, es en parte refractada y en parte reflejada.
Cuando la incidencia de la luz es próxima a la normal, la capacidad de reflejar la luz (poder reflector) viene dado para
n  12
n  12
los cristales por la ecuación:
siendo n el índice de refracción. Determina el poder reflector en tanto por
ciento, para un cristal de diamante en incidencia normal. Dato del índice de refracción del diamante n=2.42
Sol: 17,2%
4. Un prisma de vidrio que está en el aire, tiene un ángulo de 60º y sobre una de sus caras incide un haz de luz amarilla,
siendo el índice de refracción 1,47. Determina: a) El valor del ángulo de incidencia de los rayos, para que la desviación
que sufran sea mínima y haz un dibujo con la marcha de los rayos. b) El valor de la desviación mínima sufrida por
éstos.
Sol 34,6º
Teoría repaso_
Miopía: PProximo (P-P-) y P.Lejano o remoto ( PR) se acercan .Ve mal de lejos. La lente forma la imagen en el
P.R.
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Hipermetropía: PProximo y P.Lejano o remoto ( PR) se alejan .Ve mal de cerca. La lente forma la imagen en el
P.P.
5.Al graduar la vista de una persona, el oftalmólogo extendió la siguiente receta:
Lente
Esférica
Cilíndrica
Eje
Ojo derecho
-3
-2
90º
Ojo izquierdo
-3,5
-1
125º
¿Qué defectos visuales presenta ese paciente?.
6. El punto lejano de cierto ojo miope está a 50 cm frente al ojo.Para ver con claridad un objeto en el infinito,¿qué
graduación de gafas necesita? .Suponga que la lente está a 2 cm frente al ojo. Repite el ejercicio si usa lentes de
contacto.
Sol -2.1 dp y -2 dp
7. Una persona tiene su punto remoto a una distancia de 60 cm del ojo –es decir que no puede ver los objetos situados
más allá de 60 cm-. ¿Qué lentes deberá ponerse para ver con claridad los objetos muy lejanos, en teoría en el infinito?.
Sol: -1,7 D.
8.Una persona tiene su punto próximo a 50 cm –no puede ver con claridad objetos más cercanos a 50 cm- ¿Qué lentes
se debe poner para poder leer un libro situado a 30 cm de los ojos?.
Sol: +1,3 D.
9¿Qué gafas necesita para leer un joven, cuyo punto próximo está a 100 cm de sus ojos?.
Sol: +3 D.
10. El punto remoto de un miope está a 1,25 m de distancia. ¿Qué gafas necesita para ver claramente los objetos
lejanos?.
Sol: -08 D.
11.¿Dónde está el punto próximo de una persona, que utiliza lentes convergentes de +2 D ?.
Sol :- 0,5 m.
12.¿Dónde está el punto remoto de una persona que usa lentes divergentes de –0,5 D?.
Sol: -2 m.
13. Un muchacho que tiene sus ojos normales, posee una agudeza visual de 1´ (un minuto). Determina a que distancia
puede ver dos objetos separados, que se encuentran de él, a 50 m.
Sol: 14,5 cm
14. Una lupa tiene una potencia de +10 D. Determina:
a)
La distancia de la lupa, a la que debe situarse un sello de correos, de tamaño 2,8 cm x 5 cm, para que la
imagen formada se encuentre en el punto próximo del observador, situado a 25 cm del ojo.
b)
Tamaño de la imagen formada.
c)
Aumento de la lupa para un ojo normal.
Se supone que el ojo se encuentra situado en el foco imagen de la lupa.
Sol: a) –6 cm; b) 7cm; 12,5 cm; c) 3,5X.
15. Una lente de +100 D, que supondremos delgada, se quiere utilizar como lupa. Determina:
a)
Aumento que proporciona para un ojo normal.
b)
Distancia mínima que puede acercarse al ojo
Sol: a) 25X; b) –1 cm.
16. Una lupa que tiene una distancia focal de 6cm, es utilizada por un estudiante cuya distancia mínima de visón es de
25 cm, para ver un insecto. Determina: a)¿A qué distancia del ojo debe colocárselo?. b) ¿Cuánto lo ve aumentado?
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Sol: a) –4,8 cm; b) 5,2 aumentos.
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17.Un microscopio tiene un tubo de longitud 16 cm y se le acopla un objetivo de focal 5 mm y un ocular de 20X. Con el
microscopio se examina un cabello situado a 5,17 mm del objetivo, estando el ojo pegado al ocular. Determina:
a)
b)
c)
Distancia focal del ocular, considerado como lupa.
Distancia del ojo a la imagen definitiva.
Aumentos del objetivo, del ocular y del microscopio.
Sol: a) 12,5 mm; b) –22,2 mm; c) Objetivo
{–29,4; 50}
Ocular {2,775; 20}.
; 588
18. Un microscopio cuya longitud del tubo es de 16 cm, está provisto de varios objetivos de distancias focales: 16 mm;
4 mm; y 1,6 mm; respectivamente. Sus oculares tienen de aumentos: 5X; 10X. ¿Cuál es el menor y el mayor
aumento, que se puede obtener con este microscopio?.
Sol: 50; 1000.
19. Un prisma de vidrio de n =1,5 posee un ángulo α = 60º. Por su cara AB inciden rayos luminosos que llegan a la cara
BC, unos se refractan y otros se reflejan. Los que se reflejan llegan a la cara AC y salen al aire formando un cierto
ángulo β. Se pide determinar el mayor ángulo β posible.
OPTICA FÍSICA , con soluciones
1.. Calcula la longitud de onda del espectro visible del color verde, si se le hace pasar por un interferómetro con las
siguientes características: d = 1mm , distancia entre rendijas
L = 1 m, distancia del foca a la pantalla.
Sol _para para la luz verde nm  y = L/d  y = 0.546 mm, que puede verse con lupa
2. La pantalla de observación en el experimento de Young está a 1.5 m del láser de helio-neón con una distancia
entre rendijas de 0.05 mm. Si la franja brillante de 2º orden está a 4.6 cm de la línea central. Calcula:a) longitud de
onda de la luz. b) Distancia entre dos franjas consecutivas.
Datos L = 1.5 m d = 5 10-5 m
a) ybrillante = k
k= 2 (2º orden) ybrillante = 4.6 10 -2- m
L
ybrillante d / k L
d
nm
b) Consecutivas  y =
L
2.3 cm
d
3. Sobre una rendija de 0.30 mm de anchura incide una luz de 560 nm de longitud de onda. Calcula: a)
Posición de las primeras franjas oscuras que aparecen en la pantalla situada a 1 m de la rendija. b) Anchura
de la franja central brillante
a sen  = k
a = 0.30 mm = 5,60 10 -7 m L = 1 m. k = 1.
a) Sustituyendo sen  = 1.86 10-3 .Para ángulos pequeños sen  ≈ tag  tag  = y 1 / L. Como la
posición de los dos primeros mínimos está a ambos lados de la franja central brillante
y1
= L sen mm
b) La franja central tiene una anchura doble de esta distancia
2 y1 = 3.72 mm
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DIBUJO Difracción rendija rectangular estrecha
4. El telescopio GTC en Canarias está formado por 36 elementos con un diámetro cada uno que equivale al de un
espejo esférico de 10.4 m.¿cual es el ángulo límite de resolución a una longitud de onda de 600 nm?
a
amm
rad
Difracción orificio circular , donde a es el diámetro del orificio
Con condiciones atmosféricas ideales dos estrellas con ángulo entre ellas mayor o igual estarán bien resueltas ( se ven
distintas) .El límite de observación es 1 s (0.0029 radianes) de arco y este telescopio no alcanzará su límite de
difracción.
5. La pupila del ojo tiene 4.95 mm de diámetro y su distancia a la retina es de 2.45 cm. Estima el diámetro de la
mancha de difracción o “floaters”.(luz7 10-7 m)
Si tomamos la situación en que los efectos de difracción son máximos tomando k= 1 y aplicamos la ecuación adaptada a
orificios circulares: = 1.22 k  a/ r
Poniendo que el radio es D / 2 .
10-3 m) = 8.45 m
D= 1.22 a / r = 1,22 x 2 x .7 10-7 m. X 2.45 10-2 m / ( 4.95
Del orden de la separación de las células fotosensibles (conos y bastones) en la retina. Las figuras de
difracción en el ojo o “floaters” son los patrones de difracción de la luz que pasa por la retina y se ven al
cerrar los ojos, como manchas flotantes. Las pestañas difractan la luz de con los ojos casi cerrados
DIBUJO, y experimento con glóbulo rojo o difracción del cabello
6) En una rendija de 1 cm de ancho se observa la difracción del sonido y, en cambio, no se produce la difracción de la
luz, ¿Cuál es la razón de ese comportamiento ?
SolLa pequeña longitud de onda que es
 luz = 10-7 m
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