¿CUÁLES SON LAS PARTÍCULAS

¿CUÁLES SON LAS PARTÍCULAS FUNDAMENTALES DE LA MATERIA
Para seguir con las explicaciones del cambio
químico, desde otras teorías, es necesario
analizar la estructura interna del átomo pues
éstos son las partículas fundamentales de la
materia.

¿Qué es el átomo?
representa por Z. El número másico
A, se refiere al número protones y de
neutrones de átomo

El electrón es una partícula
subatómica con carga negativa que
se localiza alrededor del núcleo. Fue
descubierto por Joseph John
Thompson (1856-1940).

El protón es una partícula
subatómica que hace parte del
núcleo del átomo. Éstos tienen carga
positiva
A partir de la teoría atómica de Dalton se
puede definir al átomo como la unidad básica
de un elemento que puede intervenir en una
reacción química. Los átomos son entidades
reales que poseen una estructura interna de
partículas subatómicas.
Durante las primeras décadas del siglo XX
los estudios sobre la conductividad eléctrica
de los gases y de los metales (rayos
catódicos, efecto Edison, efecto fotoeléctrico,
rayos anódicos) confirmaron la relación
materia-electricidad y se caracterizaron las
primeras partículas subatómicas (electrón,
protón y neutrón).

El neutrón, descubierto por el físico
inglés James Chadwi (1891-1972) en
1932, es una partícula subatómica,
eléctricamente neutra que hace parte
del núcleo.

El átomo es eléctricamente neutro,
esto es, que el número de protones
es igual al número de electrones. La
cantidad de protones de un átomo
nunca cambia. Dicha cantidad recibe
el nombre de número atómico y se
A = Número de protones + Número de
neutrones
Z = Número de protones
Así, un elemento está formado por átomos
con el mismo número atómico. Los átomos
de un elemento pueden diferenciarse en el
número de neutrones. Estas variedades se
denominan isótopos.
La identidad química de un átomo queda
determinada con exclusividad por su número
atómico. Por ejemplo, el número atómico del
nitrógeno es 7, esto significa que cada átomo
neutro de nitrógeno tiene 7 protones y 7
electrones. Visto de otra I forma sería que
cada átomo que en el universo tenga siete
protones será llamado nitrógeno.
Estructura del átomo
El átomo tiene una estructura que ha tratado
de describirse a lo largo del siglo XX
mediante diferentes modelos atómicos (ten
en cuenta que los modelos no son la realidad
misma sino que representan, en este caso,
propiedades de las sustancias): Thompson
(1898) Rutherford (1910), Bohr (1913).
un número máximo de electrones: por
ejemplo, en el nivel 1 hay 2 electrones, en el
nivel 2 hay como máximo 8, en el nivel 3
dieciocho y en el nivel 4 treinta y dos
electrones.
El modelo de Bohr ofreció una explicación al
aplicar las nuevas ideas de la discontinuidad
de la energía al modelo de Rutherford. Pero
ni las posteriores modificaciones introducidas
por Sommerfeld (el electrón puede describir
órbitas elípticas) fueron capaces de explicar
los espectros de otros átomos que no fueran
del hidrógeno y los metales alcalinos.

El átomo hoy y el enlace químico
las teorías expuestas sobre el átomo dejaban
problemas sin resolver, como por ejemplo la
formación de los espectros de los átomos.
Así, se plantea el modelo mecánico cuántico
que es el que hoy tiene vigencia.

Según su modelo, la mayor parte del átomo
 Modelo
Rutherford
es espacio
vacío.de
Propuso
que las cargas
positivas (protones) estaban concentradas en
un conglomerado central dentro del átomo al
que llamó núcleo. Los electrones
deben estar localizados alrededor del núcleo
en vez de estar dentro de él.
 Modelo de Niel Bohr
Espectros de emisión del calcio, es como su
huella dactilar.
Teniendo en cuenta el átomo nuclear de
Rutherford, Bohr plantea que en un átomo los
electrones tienen ciertos estados llamados
niveles o capas de energía. Estas capas se
concentran alrededor del núcleo. Si un
electrón pasa de una capa a otra varía su
energía. En cualquiera de sus niveles los
electrones se mueven al describir una órbita
circular alrededor del núcleo. Cada nivel tiene
Modelo atómico actual
En la actualidad el modelo atómico aceptado
es el cuántico, ya que explica más
propiedades físicas y químicas que cualquier
otra teoría. Así, con la hipótesis de la
dualidad onda corpúsculo (De Broglie, 1924)
y el principio de incertidumbre (Heissemberg,
1927) se suministran los dos aspectos
principales de la mecánica cuántica que
contrastan con los modelos anteriores: al
resolver una ecuación se obtiene información
de una partícula (electrón la información
obtenida no da la posición del electrón (su
orbital sino la probabilidad de encontrarlo en
una región determinada del espacio, es decir,
el orbital.
Con el principio de
exclusión (Pauli, 1925)
se puede conocer la
estructura electrónica de
un átomo que permite
explicar la tabla
periódica y justifica el
comportamiento químico
de los elementos.

ACTIVIDADES EN CLASE
. I) contesto con falso (f) o verdadero (v)
las siguientes afirmaciones. Justifico las
afirmaciones falsas.
1) El modelo atómico de Thompson
considera órbitas elípticas y circulares.
(.......)
2) Según Bohr, los electrones giran en
órbitas definidas sin emitir energía. (.......)
3) La propuesta atómica de Dalton es válida
hasta nuestros días. (.......)
4) Thompson sugiere que el átomo es una
masa compacta con partículas positivas y
negativas juntas. (.......)
5) Un modelo atómico necesariamente debe
explicar todo lo que caracterizaba al modelo
anterior. (.......)
II) COMPLETO los espacios vacíos.
1) El núcleo está constituido por:
____________ y ______________
2) Prácticamente toda la masa del átomo
está concentrada en: ___________
3) La partícula sin carga neta es:
__________ y se encuentra en: ________
4) El modelo atómico comparado con una
sandía o un pan dulce fue sugerido por:
_________________
5) La partícula que se encuentra en la nube
es denominada y su masa es: ______ veces
menor a la masa de un protón.
III) En las siguientes afirmaciones están
señaladas las características de los
modelos atómicos. CLASIFICO según
corresponda.
1) La carga positiva y la masa del átomo
están concentradas en una zona del átomo
muy pequeña, llamada núcleo.
(.........................)
2) Los electrones se mueven alrededor del
núcleo, tal como los planetas lo hacen
alrededor del Sol. (.........................)
3) Un electrón puede girar en su órbita, por
cientos de miles de años, sin ganar ni perder
energía. (.........................)
4) El número de cargas positivas en el núcleo
debe ser igual al número de electrones para
que el átomo sea eléctricamente neutro.
(.........................)
5) El núcleo de un átomo es demasiado
pequeño comparado con el átomo mismo.
(.........................)
6) Todos los átomos de un mismo elemento
son idénticos entre sí. (.........................)
7) Los átomos de los hilos para tejer las
ropas tenían ganchos, por eso no se
separaban. (.........................)
8) El núcleo de los átomos es la parte del
átomo que da su propia masa.
(.........................)
9) El átomo es una esfera sólida de materia
cargada positivamente y en la que se
insertan los electrones, de manera que la
carga total es nula. (.........................)
10) Los electrones pueden moverse en
órbitas elípticas y no sólo en órbitas
circulares. (.........................)
11) Los electrones no pueden girar en
cualquier órbita, sino en ciertos estados
energéticos estables. (.........................)
12) Los átomos que conforman un cilindro de
metal tienen forma de cilindro.
(.........................)
 ACTIVIDADES PARA LA CASA
1. Establece las diferencias que hay entre
a) Elemento químico y átomo
b) Modelo químico y molécula
c) Átomo y molécula
2. Coloca en el paréntesis de la columna A
y
numero de la columna B, según
corresponda
Columna A
(
(
(
(
)
)
)
)
Modelo atómico de Bohr.
Modelo atómico de Thompson.
Modelo atómico de Rutherford.
Modelo atómico de Dalton.
Columna B
1. Los átomos son diminutas esferas
compactas, indivisibles e indestructibles.
2. El átomo es una esfera en cuyo interior
se encuentran cargas eléctricas positivas
y cargas eléctricas negativas.
3. El átomo tiene una zona central en donde
están los protones y los neutrones, y una
zona llamada corteza en donde se hallan
los electrones.
4. Los electrones giran alrededor del núcleo
pero no en órbitas fijas.
 Escoger uno de los modelos y
representar su modelo con
materiales del entorno
ESTADOS DE LA MATERIA
 SÓLIDO
A bajas temperaturas, los materiales se
presentan como cuerpos de forma compacta
y precisa; y sus átomos a menudo se
entrelazan formando estructuras cristalinas
definidas, lo que les confiere la capacidad de
soportar fuerzas sin deformación aparente.
Los sólidos son calificados generalmente
como duros y resistentes, y en ellos las
fuerzas de atracción son mayores que las de
repulsión. La presencia de pequeños
espacios intermoleculares caracteriza a los
sólidos dando paso a la intervención de las
fuerzas de enlace que ubican a las celdillas
en una forma geométrica.
Las sustancias en estado sólido presentan
las siguientes características:
Cohesión elevada.
Forma definida.
Incompresibilidad (no pueden comprimirse).
Resistencia a la fragmentación.
Fluidez muy baja o nula.
Algunos de ellos se subliman (yodo).
Volumen constante (hierro).
 LÍQUIDO
Si se incrementa la temperatura el sólido va
"descomponiéndose" hasta desaparecer la
estructura cristalina, alcanzando el estado
líquido. Característica principal: la capacidad
de fluir y adaptarse a la forma del recipiente
que lo contiene. En este caso, aún existe
cierta unión entre los átomos del cuerpo,
aunque mucho menos intensa que en los
sólidos.
El estado líquido presenta las siguientes
características:
Cohesión menor.
Movimiento energía cinética.
No poseen forma definida.
Toma la forma de la superficie o el recipiente
que lo contiene.
En el frío se comprime.
Posee fluidez a través de pequeños orificios.
Puede presentar difusión.
Volumen constante.
GAS
Incrementando aún más la temperatura se
alcanza el estado gaseoso. Las moléculas
del gas se encuentran prácticamente libres,
de modo que son capaces de distribuirse por
todo el espacio en el cual son contenidos.
El estado gaseoso presenta las siguientes
características
Cohesión casi nula.
Sin forma definida.
Su volumen es variable dependiendo del
recipiente que lo contenga.
Pueden comprimirse fácilmente.
Ejercen presión sobre las paredes del
recipiente contenedor.
Las moléculas que lo componen se mueven
con libertad.
Ejercen movimiento ultra dinámico.
Tienden a dispersarse fácilmente
PLASMA
El plasma es un gas ionizado, es decir que
los átomos que lo componen se han
separado de algunos de sus electrones. De
esta forma el plasma es un estado parecido
al
gas
pero
compuesto
por aniones y cationes (iones con
carga
positiva), separados entre sí y libres, por eso
es un excelente conductor. Un ejemplo muy
claro es el Sol.
En la baja Atmósfera terrestre, cualquier
átomo que pierde un electrón (cuando es
alcanzado por una partícula cósmica
rápida).Pero a altas temperaturas es muy
diferente. Cuanto más caliente está el gas,
más rápido se mueven sus moléculas y
átomos,(ley de los gases ideales) y a muy
altas temperaturas las colisiones entre estos
átomos, moviéndose muy rápido, son
suficientemente violentas para liberar los
electrones. En la atmósfera solar, una gran
parte de los átomos están permanentemente
«ionizados» por estas colisiones y el gas se
comporta como un plasma.
 CAMBIOS DE ESTADO DE LA
MATERIA
forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.
Cuando existe un espacio libre
encima de un líquido caliente, una
parte de sus moléculas está en forma
gaseosa, al equilibrase, la cantidad
de materia gaseosa define la presión
de vapor saturante, la cual no
depende
de
la
temperatura.
EBULLICION
La ebullición es el proceso físico en
el que un líquido pasa a estado
gaseoso con las fuerzas de algo a
mucha temperatura(100 grados). Se
realiza cuando la temperatura de la
totalidad del líquido iguala al punto
de ebullición del líquido a esa
presión. Si se continúa calentando el
líquido, éste absorbe el calor, pero
sin aumentar la temperatura: el calor
se emplea en la conversión del agua
en estado líquido en agua en estado
gaseoso, hasta que la totalidad de la
masa pasa al estado gaseoso. En
ese momento es posible aumentar la
temperatura
del
líquido.
FUSION
La fusión es un proceso físico que
consiste en el cambio de estado de
la materia del estado sólido al estado
líquido por la acción del calor.
Cuando se calienta un sólido, se
transfiere calor a los átomos que
vibran con más rapidez a medida que
gana
energía.
SUBLIMACION
La sublimación (del latín sublimāre)o
volatilización, es el proceso que
consiste en el cambio de estado de
la materia sólida al estado gaseoso
sin pasar por el estado líquido. Al
proceso inverso se le denomina
sublimación inversa; es decir, el paso
directo del estado gaseoso al estado
sólido. Un ejemplo clásico de
sustancia capaz de sublimarse es el
hielo
seco.
EVAPORACION
En física, la evaporación es un
proceso por el cual una sustancia en
estado líquido pasa al estado
gaseoso, tras haber adquirido
energía suficiente para vencer la
tensión superficial. A diferencia de la
ebullición, este proceso se produce a
cualquier temperatura, siendo más
rápido cuanto más elevada aquélla.
No es necesario que toda la masa
alcance el punto de ebullición.
La evaporación es rara pero
importante e indispensable en la vida
cuando se trata del agua, que se
transforma en nube y vuelve en
SOLIDIFICACION
La solidificación es un proceso físico
que consiste en el cambio de estado
de la materia de líquido a sólido
producido por una disminución en la
temperatura. Es el proceso inverso a
la fusión. Ejemplo de esto es cuando
metes al congelador agua como la
temperatura es muy baja esto hace
que se haga hielo, o en pocas
palabras
en
solido.
En
general,
los
compuestos
disminuyen
de
volumen
al
solidificarse, aunque no sucede en
todos los casos; en el caso del agua
aumenta.
CAMBIOS FÍSICOS Y QUIMICOS
Si doblamos o arrugamos un papel, cambia
de aspecto pero sigue siendo papel. Decimos
que es un cambio físico. Pero si lo
quemamos, al final no queda papel: hay
humo y cenizas. Es un cambio químico.
En los cambios físicos, las sustancias
mantienen su naturaleza y sus propiedades
esenciales, es decir, siguen siendo las
mismas sustancias.
En los cambios químicos, las sustancias
iníciales se transforman en otras
distintas,
que tienen propiedades diferentes.
 FORMACIÓN PSICOMOTRIZ
En forma individual y creativa realizaran el
siguiente ejercicio:
Completa señalando el nombre con el que se
designa el cambio de estado que se está
operando.
1. Un helado que está derritiéndose:
................................
2. Una gelatina que toma cuerpo en la
heladera: ................
3. Una olla con el agua hirviendo:
 AVERIGUA
1- ¿Cuál es la sustancia que naturalmente se
encuentra en la Tierra, en los tres estados
físicos?
2- ¿Qué son las auroras boreales?
3- ¿Qué nombre recibe la fuerza que
mantiene unida a las moléculas en un
cuerpo? ¿Y la que tiende a separarlas?
4- Describe las características de cada uno
de los estados físicos de la materia.
5. desarrollo de una experiencia de
laboratorio sobre los cambios de estado,
cambios físicos y químicos.