Documento 698174
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DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 IDENTIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD PEDAGÓGICA PROGRAMA DE FORMACIÓN UNIDAD DE APRENDIZAJE ACTIVIDAD OBJETIVOS COLEGIO TÉCNICO EMPRESARIAL UPARSISTEM 10-A QUIMICA DE DECIMO ATOMO Y MASA ATOMICA. ISOSPOS. MOL. MOLECULAS Y FORMULAS. Conocer la existencia de átomos de diferente tipo y, por otra por las múltiples combinaciones posibles entre varios átomos (ya sean iguales o diferentes). Ej. El agua (H₂O). Identificar las diferentes fórmulas quimicas y su importancia. DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD ACTIVIDAD TEORICA ATOMO Y MASA ATOMICA. ISOSPOS. MOL. MOLECULAS Y FORMULAS ATOMO La materia independientemente de su naturaleza, está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos. Ej. Tenemos un trozo de hierro (Fe) y lo partimos por la mitad. A continuación tomamos las dos mitades y volvemos a partirlas por la mitad, y así sucesivamente. Cada trozo que obtenemos, ¿tiene las mismas propiedades del trozo de hierro inicial? La respuesta es si, pero ¿se puede realizar esta operación tantas veces como se desee?, la respuesta en este caso es negativa; llegará un momento en que no se podrá dividir aun más el hierro de forma que mantenga sus propiedades. Página 1 Es decir una partícula de hierro muy pequeña, invisible para el ojo humano, que no puede ser dividida más. A esta partícula se le llama átomo. Este resultado no es exclusivo del hierro; todas las sustancias que existen en la naturaleza tienen el mismo comportamiento. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Página 2 ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOS DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 En la segunda mitad del siglo XIX, varios experimentos parecían indicar que los átomos que forman la materia no eran realmente indivisibles, en contra de lo que creían algunos filósofos griegos. Al mismo tiempo, permitieron conocer una propiedad interesante de los constituyentes de los átomos: la carga eléctrica. Ahora se sabe que los átomos están formados a su vez por el núcleo y la corteza atómica. 1. EL NÚCLEO: es la zona central del átomo. En esta zona se encuentran dos tipos de partículas: LOS PROTONES, partículas con carga eléctrica positiva (+) LOS NEUTRONES, partículas sin carga eléctrica. 2. LA CORTEZA ATÓMICA: es la zona que se encuentra alrededor del núcleo con otras partículas: LOS ELECTRONES, tienen carga eléctrica negativa (-). Además, la carga de un electrón tiene exactamente el mismo valor que la de un protón, pero de signo contrario. Esta partículas son las responsables de los fenómenos eléctricos. Los electrones están girando constantemente alrededor del núcleo. Entre el núcleo atómico y los electrones existe mucho espacio vacío. La mayor parte de un átomo está vacía. TEORIA ATOMICA DE LA MATERIA En la actualidad para explicar la diversidad de la materia, la teoría atómica admite una serie de hipótesis, que explican los experimentos y las observaciones realizadas: 1. La materia está constituida por partículas muy pequeñas llamadas átomos que poseen una masa muy pequeña y son invisibles al ojo humano o pueden ser observados con instrumentos ópticos convencionales. 2. No todos los átomos son iguales. Una de las propiedades que varían de un átomo a otro es su masa. Página 4. Hay un número limitado de sustancias puras formada por un tipo único de átomos que, al combinarse entre si, dan lugar a todas las sustancias que existen entre la naturaleza, cada una de ellas con diferentes propiedades. Ej. Las piezas de un juego de construcción permiten elaborar diferentes objetos cuando 3 3. La diversidad e la materia se explica por una parte, por la existencia de átomos de diferente tipo y, por otra por las múltiples combinaciones posibles entre varios átomos (ya sean iguales o diferentes). Ej. El agua (H₂O). DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 se unen y combinan entre sí. Análogamente, las diferentes combinaciones de átomos permiten la existencia de una gran variedad de sustancias en la naturaleza. MODELOS ATÓMICOS A lo largo de los últimos años se han propuesto distintos modelos atómicos. Los modelos atómicos son una manera de describir el interior de los átomos, con diferentes partículas distribuidas convenientemente. Algunos ejemplos que intentaban explicar como son los átomos fueron propuestos por J. Dalton, J.J. Thomson, E, Rutherford, N. Bohrs y Sommerfeld. MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD En 1.912 Rutherford propuso su modelo atómico de la siguiente manera: 1. El átomo está formado por un núcleo de carga eléctrica positiva. 2. La masa del átomo está concentrada en el núcleo. 3. Los electrones están girando alrededor del núcleo 4. El volumen del átomo es 10.000 veces mayor al volumen del núcleo 5. El volumen del átomo está formado por espacios vacíos. 6. El átomo es eléctricamente neutro. Página 4 7. En el núcleo del átomo se encuentran unas partículas cuya masa es similar a la de los protones, pero no tienen carga eléctrica, a esas partículas se les llamó neutrones. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Fig 1 MODELO ATÓMICO DE BOHRS En 1.913 Niel Bohrs modificó el modelo atómico de Rutherford al aplicarle la nueva teoría cuántica de la radioactividad. El consideró el átomo como un sistema Solar en miniatura en donde había un núcleo constituido por protones y neutrones en el cual se concentraba la masa y el se basó en los siguientes postulados: 1. Los electrones están girando alrededor del núcleo en unos niveles llamados niveles de energía. 2. Los niveles de energía que están cerca del núcleo son de menor energía y los que están lejos del núcleo son de mayor energía. Los niveles de energía tienen forma circular. 3. Un electrón puede saltar a un nivel superior cuando absorbe energía, y puede caer a un nivel inferior cuando emite o pierde energía. Página 5 4. Al aplicar exceso de energía a un electrón éste solamente absorbe lo que necesita, el resto lo desprende en forma de calor. Si la cantidad de energía no es suficiente el electrón no la absorbe. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 5. Los niveles de energía han sido señalados con unos números llamados número cuántico principal y ellos son de adentro hacia afuera 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. También se les acostumbra a llamar con letras K, L, M, N, O, P, Q. Fig. 2 El número de electrones en cada nivel de energía está dado por la fórmula 2. n², donde n es el número de nivel de energía. Ej. En el primer nivel de energía como máximo hay 2 electrones, cuando n vale 1, es decir, 2.1²= 2, en el segundo nivel de energía cuando n vale 2, 2.2²= 8 electrones y así sucesivamente. En el nivel más externo nunca debe haber más de 8 electrones. MODELO ATÓMICO DE SOMMERFEL Página 1. Además de las órbitas circulares, habían unas más fina de forma elíptica que los llamó subniveles de energía (ver figura 1) diciendo que el número de subniveles dependía del número del nivel. 6 En 1.916 Arnol Sommerfel amplió el modelo atómico de Bohrs diciendo: DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 2. Representó los subniveles por las letras s, p, d, f distribuidos de la siguiente forma, para cada nivel de energía: El primer nivel K tiene un subnivel que se llama El segundo nivel L tiene un subnivel que se llama 2s 2p El tercer nivel M tiene un subnivel que se llama 3s 3p 3d El cuarto nivel N tiene un subnivel que se llama 4s 4p 4d 4f El quinto nivel O tiene un subnivel que se llama 5s 5p 5d 5f El sexto nivel P tiene un subnivel que se llama 6s 6p 6d 6f El séptimo nivel Q tiene un subnivel que llama 7s 7p 7d 7f 1s. El número máximo de electrones para cada subnivel es el siguiente: Subnivel S como máximo tiene 2 electrones. (ver figura 2) Subnivel P como máximo tiene 6 electrones Subnivel d como máximo tiene 10 electrones Subnivel f como máximo tiene 14 electrones IDENTIFICACIÓN DEL ÁTOMO 1. El número atómico Página 7 El átomo se identifica por 2 números que son: DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 2. El número de masa MASA ATÓMICA La masa atómica o número de masa se representa por la letra A. Es el número entero más cercano a la masa atómica. La masa atómica aparece dada en la tabla periódica de elementos E. A= 1 es la masa atómica del hidrógeno = 1.0079 A= 1 número entero más cercano. Masa atómica del Bromo (Br) = 79.9 = 80 Masa atómica del azufre (S) = 32.0 = 32 El número de masa se halla al sumar los protones más los neutrones y su fórmula es: A= PROTONES + NEUTRONES ISÓTOPOS Son los átomos de un mismo elemento. Tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. Por tener el mismo número de protones ocupan el mismo lugar en la tabla periódica, presentando propiedades químicas similares pero diferentes propiedades físicas. Página 1. ₈ O¹⁶ = 8 protones + 8 neutrones 8 Ej. El oxígeno presenta 3 isótopos: DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 2. ⁸ O¹⁷ = 8 protones + 9 neutrones 3. ⁸O¹⁸ = 8 protones + 10 neutrones El hidrógeno tiene 3 isótopos: 1. PROTIO ¹ H ¹ = 1 protón + 0 neutrones 2. DEUTERIO ¹H₂ = 1 protón + 1 neutrón 3. TRITIO ¹H³ = 1 protón + 2 neutrones UNIDADES QUÍMICAS DE PESO Las unidades químicas de peso son necesarias para determinar las fórmulas de los compuestos y se han establecido para los elementos y los compuestos. PESO ATÓMICO Es el peso de los átomos de los elementos. Como los átomos son tan pequeños, sus pesos también son pequeñísimos. Como era engorroso trabajar con estas cifras se acordó establecer las Unidades de Masa Atómica (u.m.a.), las cuales permitían obviar los inconvenientes de las masas inferiores. COMO DETERMINAR EL PESO ATÓMICO DE CUALQUIER ELEMENTO Página 2. La multiplicamos por su respectiva abundancia fraccional en la naturaleza y sumamos los productos. 9 1. Buscamos la masa atómica de cada uno de los isótopos. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 EJERCICIO 1. Determinar el peso atómico promedio del Cl el cual tiene dos isótopos cuyas masas atómicas son: 35 y 37 u.m.a. Sus abundancias relativas son 77.5% y 22.5% respectivamente. 35 u.m.a x 77.5/100 = 27.125 37 u.m.a. x 22.5/100 = 8.325 -------------- Página 10 35.450 u.m.a. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Página 11 Código: FOR-GA-83/Versión 2 DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Página 12 Código: FOR-GA-83/Versión 2 DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Página 13 Código: FOR-GA-83/Versión 2 DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Página 14 Código: FOR-GA-83/Versión 2 DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Página 15 Código: FOR-GA-83/Versión 2 DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 COMO DETERMINAR LA FÓRMULA MOLECULAR Para determinar la fórmula molecular es necesario dividir el peso de la formula molecular por el peso de la fórmula mínima. Ej. La glucosa tiene una fórmula mínima de CH₂O y un peso molecular determinado experimentalmente en 180 g. Cual es su formula molecular. Peso fórmula molecular Fórmula molecular =____________________________ Peso fórmula mínima F.M. CH₂O C= 12 X 1 = 12 H₂= 1X 2= 2 O= 16X 1 = 16 ______ 30 g 180 g ______ = 6 (CH₂O) ₆ = C₆H12O⁶ 30 g 16 F. M. = Página PM = 180 g peso formula mínima DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 FORMULAS ESTRUCTURALES Son las formulas que presentan a los átomos de una molécula, indicando que clases de enlace existe entre un átomo y otro. Ej. H2O = H2S = H-S-H 17 O=O Página O² H–O–H DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 RECURSOS Y EQUIPOS REQUERIDOS TABLERO ACRILICO, MARCADORES, BORRADOR, VIDEO BEAM. CALCULADORA CIENTIFICA. BIBLIOGRAFIA Página 18 SAMACÁ N. Introducción a la química. Editorial Santillana S.A. Bogotá. Colombia.
