FICHA N 10: ESTRUCTURA ATÓMICA

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Texto completo

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FICHA N 10: ESTRUCTURA ATÓMICA

QUÍMICA

LOS MODELOS CIENTÍFICOS

A-Para el desarrollo de esta actividad reúnete en grupo de no más de 4 integrantes y realiza las siguientes consignas:

1- Examina la Caja negra que les entrega el docente (sin abrirla!) y expliquen en forma escrita y grupal, qué

piensan que contiene la misma.

………..

2- ¿Qué procedimientos realizaron para llegar a esas conclusiones? Descríbanlos

...

3- Abran la caja negra y comparen en forma escrita y grupal, lo que hay en la caja con lo que inicialmente

suponían que contenía.

B-Lee el siguiente texto:

Los científicos observan la naturaleza, miran al mundo que se encuentra a su alrededor, experimentan, relacionan hechos y circunstancias y obtienen resultados.

A la actividad experimental sigue una parte teórica, en la que los científicos deben interpretar los resultados y sacar conclusiones, es decir, el momento en el que la teoría debe explicar los hechos experimentados. Par ello, el científico establece un modelo (su teoría), el cual deberá poder explicar los fenómenos conocidos, determinar los efectos y predecir nuevos hechos.

Mientras el modelo científico permita explicar los fenómenos estudiados, el modelo sirve y se aplica. Pero cuando el conocimiento avanza, y el modelo ya no es capaz de explicar todos los hechos, entonces se debe cambiar.

Nuestras hipótesis acerca de la estructura de la materia pueden estar equivocadas; pero siempre existe la posibilidad de realizar experimentos que, eventualmente, nos permitan acercarnos más a la verdad.

En base a lo leído responde: ¿Qué es un modelo científico?

……… ………..

MODELOS ATÓMICOS, un poco de historia...

“Para comprender lo muy grande es preciso comprender lo muy pequeño ” Demócrito

LEUCIPO (460-370a.C, griego) afirmó que existen partículas últimas que no pueden subdividirse más.

DEMÓCRITO (470-380 a.C, griego) discípulo de Leucipo, les dio el nombre átomos

(a: no, tomos: cortar) o sea, indivisibles.

ARISTÓTELES (384-322 a.C, griego) afirma que la materia es continua, y se

puede dividir interminablemente en porciones más pequeñas. Creía que todas las cosas del universo estaban formadas por distintas combinaciones de cuatro elementos esenciales: agua, fuego, tierra y aire. Si a un material se le agregaba más cantidad de un elemento y se quitaba de otro, se podía obtener otro material diferente.

JOHN DALTON (1766-1844, británico) en 1803 propuso una teoría atómica con los siguientes

postulados:

1. Los elementos están constituidos por unas partículas pequeñísimas, indivisibles e indestructibles

llamadas átomos.

2. Los átomos de un mismo elemento tienen igual masa y los átomos de diferentes elementos

tienen distinta masa.

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JOSEPH THOMSON (1856-1940, británico) en 1904 luego de realizar una serie de

experimentos propuso un modelo de átomo:

esfera sólida de materia cargada positivamente con partículas materiales (que tienen masa) llamadas electrones (1874 - George Stoney) cargadas negativamente incrustadas en igual número a las cargas positivas para que la carga total sea cero.

Esquema del átomo (modelo de budín de pasas)

electrones

ERNEST RUTHERFORD (1871-1937, neozelandés) en 1911 realizó el siguiente

experimento: bombardeó átomos de una lámina de oro con partículas con carga positiva para intentar saber qué hay en su interior (el experimento fue realizado por sus dos alumnos Geiger y Marsden a propuesta de Rutherford)

Formuló la siguiente hipótesis: la materia no se distribuye de manera uniforme dentro de los átomos, sino que la mayor parte de la masa y toda la carga positiva se concentran en una zona central llamada núcleo.

Esquema del átomo

NIELS BOHR (1885-1962, danés) fue discípulo de Rutherford, en 1913 propuso un modelo de

átomo planetario, donde indica algunas condiciones sobre el comportamiento del electrón.

Propone que los electrones (e-) giran alrededor del núcleo en órbitas definidas. Éstos pueden

pasar de una órbita a otra (nivel a otro) si absorben o liberan energía. Los e- se encuentran

distribuidos en capas o niveles de energía.

Esquema del átomo

Limitaciones: no se puede aplicar a átomos con más de un e-.

ERWIN SCHRÖDINGER (1887-1961, austriaco) fue estudiante graduado de Bohr, en 1926

propuso un modelo atómico matemático.

Propuso ecuaciones que describen las propiedades de los e- de los átomos. Las soluciones a las

ecuaciones proporcionan una medida de la probabilidad de encontrar a un e- en un lugar del

espacio.

ORBITAL: es una zona del espacio alrededor del núcleo donde es la mayor probabilidad de encontrar a los electrones.

Materia con carga positiva

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En resumen....

¿EXISTEN REALM EN TE LOS ÁTOM OS?...

La idea de que toda la materia está hecha de diminutas partículas indivisibles llamadas átomos fue sugerida por primera vez hace unos 2400 años. Algunas personas creen que los “átomos” mostrados en los libros de texto existen realmente. La existencia de los átomos es raramente cuestionada porque nuestro modelo atómico explica y predice muy bien el comportamiento de la materia. A veces olvidamos que nuestro modelo de átomos es sólo una teoría o representación de la realidad. Los modelos son útiles para explicar la realidad pero no son la

realidad. Para ilustrarlo consideremos una simple analogía usando un coche de juguete,

un soldado de juguete y una roca.

Supongamos que colocamos la enorme roca en el fondo de una pequeña pendiente, y el soldadito sobre el coche. Si lo dejamos deslizarse por la pendiente, choca en la roca, se para y el soldado se cae. Podemos pensar en estos objetos como modelos de

la realidad. Nuestros juguetes modelos podrían ser usados para predecir correctamente lo que le ocurriría a un soldado real montado en un coche real cayendo por la pendiente de una colina y chocando contra una gran roca. Sin embargo, nuestro modelo es incompleto; carece de detalles, como su motor y así no nos dice nada sobre la contaminación atmosférica de los coches reales. El coche de juguete es un modelo imperfecto e incompleto de la realidad.

De forma similar consideremos las diferencias entre la realidad que llamamos materia y nuestro modelo atómico de la materia. La gravedad existe, sentimos sus efectos. Pero nada de la teoría atómica explica la gravedad. Así que reconocemos que la teoría atómica, como el coche de juguete modelo, no es la realidad.

Un poeta y un científico tienen diferentes formas de representar la realidad. Uno lo hace con metáforas y el otro con modelos, y ninguno cree completamente sus representaciones porque ambos reconocen las limitaciones de los modelos. Los científicos tienen grados variables de confianza en la capacidad de una particular teoría para representar y explicar algunos aspectos de la materia. Nuestra historia nos ha mostrado que cuando hacemos más y mejores observaciones, a menudo mejores teorías y modelos están a “la vuelta de la esquina”.

ÁTOMO:

Partícula más pequeña que mantiene su identidad química a través de los cambios químicos. Es eléctricamente neutro (propiedad llamada electroneutralidad).

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PARTÍCULAS FUNDAMENTALES DEL ÁTOMO:

 PROTÓN: Se representa como p+, tiene carga positiva y se le adjudica una masa relativa igual a 1.

 NEUTRÓN: Se representa como n°, no tiene y su masa es apenas algo mayor a la masa del protón.

 ELECTRÓN: Se representa como e-, tiene carga negativa y una masa casi 2000 veces menor a la masa del

protón.

ISÓTOPO:

Átomos de un elemento que tienen diferente cantidad de η°. Difieren en A, pero tiene igual Z.

Ejemplos:

1 2 3 12 13 14

1 H 1 H 1 H 6 C 6 C 6 C

protio deuterio tritio

MASA ATÓMICA:

El diminuto tamaño del átomo hace imposible determinar directamente su masa utilizando una balanza. Es posible determinar masas atómicas relativas, es decir, comparando la masa de un átomo de un elemento con la masa de otro átomo que se toma como patrón.

Es un nº fraccionario. Es el valor promedio entre la mezcla que existe en la naturaleza de los isótopos de un elemento.

79 % - 24 Mg

10% - 25 Mg

11 % - 26 Mg en la naturaleza

MA Mg = (79 . 24) + (10 . 25) + (11 . 26) = 24,3 uma

100

EL NÚMERO ATÓMICO (Z): SE DEFINE COMO EL NUMERO DE

PROTONES QUE FORMAN EL NÚCLEO DE UN ÁTOMO

EL NÚMERO MÁSICO (A): SE DEFINE COMO LA SUMA DEL

NUMERO DE PROTONES Y NEUTRONES QUE FORMAN EL NÚCLEO

DE UN ÁTOMO

ÁTOMO

NÚCLEO

PERIFERIA

PROTONES

NEUTRONES

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EJERCICIOS:

1.- Los valores del número másico y del número atómico de un átomo de plata son respectivamente 108 y 47. a) escribe el símbolo del elemento y ubica alrededor de él los valores mencionados.

b) Indica cuantas partículas fundamentales contiene este átomo.

2.- Completa el siguiente cuadro:

Nombre Símbolo Z A P+ e-

F 9 19

Bromo 35 45

Carbono 6 8

Au 197 118

I 127 53

3.- Un átomo está formado por 35 nucleones y 17 electrones. a) Indica cuantas partículas fundamentales de cada tipo tiene: b) ¿Cuál es el valor de Z y el valor de A?

c) Señala cuál de estos elementos corresponde ese átomo? 35Br 18Ar 17Cl 16S

4.- Subraya la palabra o palabras correctas en las expresiones: a) Se llama nucleones a los (protones-electrones-neutrones) b) La carga de los protones es (nula-positiva-negativa)

c) Los (protones-electrones-neutrones) forman el núcleo del átomo

d) Mediante el (número másico- símbolo- numero atómico- nombre) se puede identificar a cada elemento. e) De las partículas fundamentales del átomo las que tienen mayor masa son los (protones-electrones-neutrones)

5.-Indique la cantidad de protones, neutrones y electrones que poseen los átomos de los siguientes elementos

químicos.

ELEMENTO PROTONES NEUTRONES ELECTRONES

7 3Li 59

27Co 72

50Ge 119

50Sn

6.- Marca la opción correcta. En un átomo neutro con 22 electrones y 26 neutrones, su número atómico y número másico son respectivamente:

A) 22 y 26 B) 26 y 48 C) 26 y 22 D) 48 y 22 E) 22 y 48

7.- La estructura del átomo de aluminio (número atómico, 13; número de masa 27) es la siguiente: El núcleo está formado por 13 protones y 14 neutrones; la nube electrónica presenta 13 electrones.

A) Falso B) Verdadero

8.- Marca la opción correcta. Uno de los componentes más dañinos de los residuos nucleares es un isótopo radiactivo del estroncio 90Sr38; puede depositarse en los huesos, donde sustituye al calcio. ¿Cuántos protones y neutrones hay en el núcleo del Sr-90?

A) protones 90; neutrones 38 B) protones 38; neutrones 90 C) protones 38; neutrones 52 D) protones 52; neutrones 38

9.- Marca la opción correcta. El bromo es el único no metal que es líquido a temperatura ambiente. Considerando

el isótopo de bromo-81,81 35Br, selecciona la combinación que corresponde a el número atómico, número de

neutrones y número de masa respectivamente.

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AUTOEVALUACIÓN:

Actividad 1

Completen el siguiente cuadro:

Partícula Carga eléctrica Ubicación

Zona extra nuclear (periferia) Positiva

Neutrón

Actividad 2

Lean atentamente las siguientes preguntas y luego respondan:

a) ¿Qué carga eléctrica hay en el núcleo? ………. ¿Por qué?...

b) ¿Por qué el átomo, aunque está formado por partículas positivas y negativas, es eléctricamente neutro?

………..………

c) ¿Por qué la masa del átomo está concentrada en el núcleo? ……….

Actividad 3

Indiquen si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Si fuesen falsas enúncienlas correctamente.

a) El número másico está dado por la cantidad de protones. ………

b) El número atómico está dado por el número de neutrones. ……….

c) Todos los átomos de oxígeno tienen número atómico 8. ………..

d) La suma de protones y electrones da el número másico. ………..

Actividad 4

La siguiente representación es la notación simbólica del flúor:

a) ¿Cuál es el símbolo químico?...

b) ¿Cuál es el nombre del elemento químico?...

c) ¿Cuál es el Z?...

d) ¿Cuál es el A?...

e) ¿Cómo diferencian entre A y

Z?...

f) ¿Cuantos protones tiene?... ¿Cuántos electrones?... ¿Cuántos neutrones?...

Actividad 5

Si un átomo de aluminio tiene Z=13 y A=27, indiquen:

a) ¿Cuántos protones tiene?:………

b) ¿Cuántos electrones presenta?:………

c) ¿Cuántos neutrones contiene?:………

Actividad 6

En base a ellas completen el cuadro siguiente y luego respondan las preguntas:

Representación Símbolo Z A Protones Electrones Neutrones

14 6C

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Referencias

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