Estructura atómica

UNIONES ENTRE ÁTOMOS 4º E.S.O.
1. UNIONES ENTRE ÁTOMOS.
1.1. ESTRUCTURA ATÓMICA.
1.1.1. PARTÍCULAS FUNDAMENTALES.
Cuando Dalton propuso su teoría atómica, tenía la idea
de que los átomos eran indivisibles, de que no había
nada más pequeño que un átomo. No podía estar más
equivocado.
Joseph John Thomson.
Descubridor del electrón
en 1897
En la actualidad se conocen cientos de partículas
subatómicas, menores que un átomo, muchas de las cuales se descomponen
y desaparecen en una fracción de segundo. Estudiarlas es difícil e importante,
y se realiza en gigantescos aparatos, llamados aceleradores de partículas.
Uno de los más importantes es el CERN, que se encuentra en Ginebra y en el
que participa España.
No todas las partículas subatómicas
aparecen en el átomo, pero hay tres
que siempre están presentes. Son las
que se descubrieron antes y las más
Ernest Rutherford.
Descubridor del protón en
1911
importantes:
electrón,
protón
y
James Chadwick.
Descubridor del neutrón
en 1932
neutrón.
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El electrón tiene una masa de 9·10-28 g, se necesitarían más de mil
cuatrillones de electrones para hacer un gramo, y una carga negativa de
1.6·10-16 C.
El protón tiene la misma carga que el electrón, pero positiva, y su masa es
1836 veces mayor. El neutrón, no tiene carga eléctrica, y su masa es 1838
veces la del electrón. El neutrón es un poco más pesado que el protón.
1.1.2. NÚCLEO ATÓMICO.
El átomo no es homogéneo. Está formado,
fundamentalmente, por vacío en el que se
sitúan
las
Ocupando
una
partículas
porción
subatómicas.
minúscula
del
átomo, en su centro, se sitúa el núcleo
atómico. El átomo tiene un radio de 0.1 nm
(0.0000000001 m) y el núcleo de 1 pm (0.000000000000001 m); si el átomo
tuviera el tamaño de un campo de fútbol, el núcleo mediría un milímetro, como
la cabeza de un alfiler.
El núcleo atómico está formado por protones y
neutrones, así que su carga eléctrica siempre es
positiva, procedente de los protones, y tiene casi la
totalidad de la masa del átomo, ya que protones y
neutrones tienen mucha más masa que los electrones.
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El número de protones del núcleo atómico determina la clase de elemento de
la que se trata, ya que todos los átomos del mismo elemento tienen, en su
núcleo, el mismo número de protones. Sin embargo, pueden diferir en el
número de neutrones: se trata de isótopos. Si dos núcleos tienen distinto
número de protones pertenecen a elementos diferentes.
Los isótopos ocupan el mismo sitio en la tabla periódica
El número de protones que hay en el núcleo se llama número atómico, y se
representa mediante la letra Z. El número total de protones y neutrones se
llama número másico, y se representa mediante la letra A. El número de
protones que hay en el núcleo se llama número atómico, y se representa
mediante la letra Z. El número total de protones y neutrones se llama número
másico, y se representa mediante la letra A.
Cuando se menciona un núcleo determinado, debe indicarse tanto su número
másico como su número atómico. Los dos números de deben poner delante
del símbolo del elemento considerado, el número atómico como subíndice y el
número másico como superíndice.
Número másico:Suma del número de protones y neutrones del núcleo
A
Símbolo del elemento
Z
E
Número atómico: Número de protones del núcleo
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El símbolo, y el elemento, queda determinado por el número de protones:
número atómico
Conocido el número atómico y el número másico, podemos determinar los
protones y neutrones que forman el núcleo:
Supongamos que Z = 10 y A = 18. Como el número atómico es el número de
protones, por definición, sabemos que el número de protones será:
p = 10
El número másico, A es la suma de protones y neutrones, así que:
p + n = 18
Y como sabemos que p = Z = 10, sustituyendo:
10 + n = 18
n = 18 – 10
n=8
Es decir, que el núcleo tendrá 10 protones y 8 neutrones.
También se puede calcular a la inversa:
Supongamos que el núcleo de un átomo tiene 15 protones y 20 neutrones.
Como el número atómico es el número de protones, por definición, sabemos
que el número atómico será:
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Z = 15
El número másico, A es la suma de protones y neutrones, así que:
A=p+n
Y como sabemos que p = 15 y que n = 20 , sustituyendo:
A = 15 + 20
A = 35
Es decir, que el número atómico vale 15 y el número másico 35.
1.1.3. CORTEZA ELECTRÓNICA.
Siendo, como es, el núcleo atómico tan pequeño, y concentrando en él la
carga positiva y la mayor parte de la masa, el resto del átomo podría
considerarse como espacio vacío. En ese espacio vacío, a gran distancia
comparada con el tamaño del núcleo, se mueven los electrones.
El número de electrones que se mueven en la corteza es igual que el de
protones que hay en el núcleo. Así, como tienen cargas opuestas, el átomo
resulta neutro, sin carga eléctrica.
Pero los electrones de la corteza pueden perderse o ganarse con relativa
facilidad. Cuando el átomo pierde un electrón, adquiere carga positiva y se
convierte en un ión positivo o catión. Si, por el contrario, gana un electrón,
adquiere carga negativa y se convierte en un ión negativo o anión.
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Es esta posibilidad de ganar, perder o, incluso, compartir electrones, lo que
origina que los átomos se unan unos a otros y formen moléculas, conjuntos de
átomos unidos.
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