U1 T1. La constitución del átomo. Modelos atómicos

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U1 T1. La constitución del átomo. Modelos
atómicos
Imagen de dominio público. Atomium
¿Te suena de algo el monumento que ves en la imagen?...
Es el Atomium y está en Bruselas, una de las sedes del Parlamento Europeo. Desde su construcción,
con motivo de la Exposición Universal de 1958, se ha convertido en uno de los símbolos de la ciudad
(como la Torre Eiffel lo es de París, o el Big Ben lo es de Londres,...). El Atomium está formado
fundamentalmente por nueve enormes esferas que representan 9 átomos (de hierro, concretamente)
unidos entre sí, tal y como están en un cristal de ese metal.
Pero claro, seguro que alguna vez has oído o estudiado que los átomos son las partículas de las que
está compuesta la materia y que sabes que los átomos no son tan grandes ¿verdad? De hecho, son
muchísimo más pequeños; las esferas del Atomium son unos 150 billones de veces más grandes que
los átomos a los que están representando. Pero cuando cualquier persona piensa en un átomo se le
viene a la cabeza más o menos eso... una esfera, aunque no podamos fácilmente hacernos una idea
de lo pequeña que es.
Se atribuye al filósofo griego Demócrito, que vivió en el siglo VI A.C., ser el primero que habló de
átomos. Demócrito y sus seguidores (los atomistas) pensaban que los átomos eran la unidad básica
de la que está hecha toda la materia y que era indivisible. De hecho, la palabra átomo viene del
griego y significa indivisible.
Lejos estaban de sospechar todas las maravillas que se encierran en un pequeño átomo. Maravillas
que tú... estás a punto de conocer.
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“La materia se
puede dividir
indeterminadamente
en partículas cada
vez más pequeñas
hasta obtener unas
diminutas e
indivisibles,
llamadas átomos"
Demócrito
Imagen de autor desconocido
Actividad de Lectura
En este tema te vas a acercar a la constitución interna de los átomos. Trataremos de
dar respuesta a preguntas como: ¿Son los átomos indivisibles, como pensaba
Demócrito?, ¿hay algo más pequeño que los átomos?, si es así... ¿cómo se organiza el
interior de los átomos?
Para hacerte una idea rápida de lo que vas a aprender en este tema, haciendo clic en
el botón de más abajo podrás ver un vídeo que te lo cuenta de forma muy resumida.
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1.- Modelo de Dalton
Pre-conocimiento
¿Has oído alguna vez hablar del daltonismo? Seguro que sí.
Es un defecto de la visión que padecen algunas personas y que les hace confundir
ciertos colores. Lo que una persona ve de color rojo, por ejemplo, un daltónico lo ve
de color azul.
Imagen de dominio público. Test de daltonismo.
Mira la imagen de arriba a ver qué número ves... ¿Has visto un 825? ¿Sí? Pues
entonces no eres daltónico. Pero si no es así... deberías hacerte pruebas para
descubrirlo... puede que lo seas y aún no lo sepas.
Y... ¿qué tiene todo esto que ver con los átomos? Pues la verdad es que nada. Bueno,
casi nada. El daltonismo se llama así en honor al primer protagonista de nuestra
historia sobre los modelos atómicos: John Dalton.
A la edad de 26 años, Dalton le regaló a su madre una medias que él creía eran de
color azul. Pero resulta que no, que eran rojas (un color nada apropiado para una
mujer de la edad de la madre de Dalton). Entonces fue cuando empezó a investigar
esa incapacidad suya para distinguir algunos colores y fue el primero en hacer una
descripción científica de este defecto de la visión.
Pero no es por eso por lo que tú vas a estudiar aquí a Dalton, sino porque fue él quien, después de
muchos siglos de olvido, volvió a fijarse en la teoría atomista para explicar cómo y de qué estaba
hecha la materia.
Lo que Dalton pretendía retomando la teoría atómica era explicar ciertas regularidades que se
observaban en la forma en que unas sustancias reaccionaban con otras, en las reacciones
químicas. Estas regularidades, conocidas como leyes ponderales de la química, eran bien
conocidas y estaban bien documentadas en la época de Dalton (siglo XIX).
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Algunas de las leyes ponderales, pero no las únicas, son las siguientes:
Ley de conservación de la masa: Establece que en toda transformación
química, permanece invariable la masa total del sistema, es decir, la masa total de
las sustancias que reaccionan es exactamente igual a la masa total de las
sustancias que se producen en la reacción.
Ley de las proporciones constantes: Establece que cuando varios elementos
se combinan entre sí para dar un determinado compuesto, lo hacen siempre en la
misma proporción en masa.
Pues éstas leyes tan simples, y algunas más, conocidas como Leyes Poderales, eran
las leyes que se utilizaban para estudiar los procesos químicos.
¿Nada más que esto se conocía?, ¿éstas eran todas las leyes de la Química?. Pues
peor aún, todas estas leyes fueron obtenidas de forma experimental, y ni tan siquiera
había una teoría sobre la materia que las explicara.
Si tienes curiosidad por conocer más cosas sobre estas Leyes Poderales, puedes
utilizar el siguiente enlace:
Leyes Poderales de la Química
Dalton sugirió que todas esas leyes de la Química se podrían explicar muy fácilmente si suponemos
que la materia está formada por átomos. Imaginaba los átomos como esferas rígidas, indivisibles e
indestructibles, de tal manera que los átomos de cada elemento químico eran todos iguales entre sí,
pero diferentes a los de los demás elementos.
“La materia está compuesta
de átomos de diferentes
masas, que se combinan en
proporciones sencillas para
formar compuestos"
John Dalton
Imagen de dominio público. John Dalton.
Actividad
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Las hipótesis en las que Dalton basaba su modelo eran las siguientes:
Los elementos están formados por partículas
diminutas, e indivisibles llamadas átomos. Los
átomos de un mismo elemento son todos iguales
entre sí en masa, tamaño y en cualquier otra
propiedad.
Los compuestos químicos están formados por
Imagen de dominio público.
unas partículas, llamadas moléculas, todas iguales
Átomo de Dalton.
entre sí. Es decir, las moléculas se forman por la
unión de varios átomos.
En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, sólo
cambia la manera en que están unidos. Las reacciones químicas son pues una
redistribución de los átomos.
Pregunta de Elección Múltiple
¿Qué explica la teoría atómica de Dalton?.
Los fenómenos eléctricos de la materia.
Que la materia está constituida por átomos
Que en el interior de los átomos hay cargas negativas.
Ninguna de las anteriores es cierta.
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2.- Modelo atómico de Thomson
Pre-conocimiento
Con este modelo tan simple de Dalton, podían explicarse de manera satisfactoria
todas las leyes de la Química que se conocían. Pero pronto se encontraron evidencias
de que este estupendo y simple modelo no era capaz de explicarlo todo.
La acción de la corriente eléctrica sobre las sustancias hace que se descompongan en
iones, los cuales tiene carga eléctrica. ¿De dónde sale esa carga eléctrica?. Si los
átomos son pequeñas esferas, sin carga, la carga eléctrica sólo puede explicarse por la
ruptura de los átomos, por la acción de la electricidad. Pero, si con la electricidad se
rompe el átomo, ya hay algo más pequeño, y por tanto, el átomo no será ni indivisible
ni indestructible.
Thomson, a finales del siglo XIX, realizó varios experimentos con los tubos
de rayos catódicos, que le permitieron descubrir una partícula más pequeña
que el átomo, el electrón.
¿No sabes lo que son los tubos de rayos catódicos?, ¿los de los viejos
televisores?, pues si es así, pulsa en este enlace a la wikipedia donde te
explicarán muy bien lo que es. Pero no entres en muchas profundidades,
que los rayos catódicos no son el objetivo de estudio de este tema.
Imagen de dominio público.
Joseph J. Thomson.
Iniciación Interactiva a la materia. Animación deMariano Gaite Cuesta
En la anterior animación puedes observar que al aplicar una diferencia de potencial entre los
extremos se produce la emisión de radiacción, en forma de luz verde, y que ésta se trasmite en línea
recta. Esta radiacción se denominó rayos catódicos, por proceder del cátodo. Esto lo puedes
observar pulsando el botón Apagar/Encender tubo. También puedes observar, pulsando en el botón
Aplicar/quitar campo, que al aplicar un campo eléctrico, o magnético, sobre la trayectoria de los
rayos, éstos se devían, lo que indica claramente que se trata de partículas cargadas negativamente.
Tras el estudio detallado de las desviaciones producidas en los tubos de rayos catódicos, se encontró
que se trataba de partículas cargadas negativamente y fácilmente desviables (de poca masa). Se
pudieron describir las características de un diminuto electrón.
Se encontró que el electrón era una partícula con una masa extremadamente
-31
pequeña, exactamente 9,1 10
kg. También se encontró que el electrón
tenía una carga eléctrica negativa, con un valor de 1,6 10
-19
C.
Propiedades
del electrón:
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El culombio (C) es la unidad de carga eléctrica en el Sistema Internacional de
Unidades. Se define como la cantidad de carga que pasa por la sección de un
conductor eléctrico en un segundo, cuando la corriente eléctrica es de un
18
amperio, y se corresponde con la carga de 6,24 × 10
electrones.
-31
m = 9,1 10
e
q = - 1,6 10
kg
-19
e
C
Actividad
El electrón es una partícula constituyente del átomo, caracterizada por:
Carga eléctrica negativa.
Masa extremadamente pequeña.
Pues si el electrón es una partícula
constituyente del átomo, ¿cómo son
los átomos por dentro?.
Imagen de dominio público.
Modelo de Thomson
Thomson ideó un modelo del átomo
en el que suponía que era como una
esfera de electricidad positiva y que
los
electrones,
cargados Imagen de dominio público.
Pudin de pasas
negativamente, estaban encajados
en ella, la en cantidad suficiente
como para neutralizar la carga positiva.
Este primer modelo sobre la estructura interna del átomo, se
conoce como "Pudin de pasas", pues los electrones están incrustados como las pasas en un pudin.
Actividad
Según el modelo atómico de Thomson el átomo está compuesto por electrones de
carga negativa, incrustados en un átomo positivo, como pasas en un pudin.
Actividad de Espacios en Blanco
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En el modelo atómico que propuso, Thomson imaginó el
como una esfera
compacta de carga
, en la cual se encuentran incrustados los
con su carga
, como el átomo es
,
la carga positiva se compensa con la carga negativa de los
.
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3.- Modelo atómico de Rutherford
Pre-conocimiento
¿Sabías que Ernest Rutherford era hijo de un granjero y
mecánico de Nueva Zelanda?. Desde muy joven destacó
como un brillante estudiante, lo que le permitió conseguir las
becas para continuar sus estudios. Así consiguió finalizarlos
en el Reino Unido, donde prosiguió su actividad
investigadora.
Imagen de dominio público.
Ernest Rutherford
A Rutherford, se le considera el padre de la Física nuclear e
hizo grandes contribuciones al mundo de la Física. Obtuvo el
premio o Nobel de Química, y no el de Física, por sus
aportaciones que ayudaron a comprender la estructura de la
materia.
Según el modelo de Thomson, el electrón es una partícula constituyente del átomo, que tiene carga
negativa. Pues si el electrón es negativo y es un componente del átomo, que es neutro neutro, es de
esperar que en el átomo se encuentren también otras partículas con carga positiva.
Pues si las cargas negativas son partículas, electrones, ¿por qué no van a ser también partículas las
cargas positivas?
Desde luego que no transcurrieron muchos años hasta que se encontrara
esta nueva partícula, el protón. Se atribuye a Rutherford el descubrimiento
del protón, una partícula con una masa muy grande, comparada con la del
electrón (m
-27
p
= 1,7 10
Propiedades
del protón:
m = 1,7 10
kg) y una carga exactamente igual a la del
electrón, pero de signo positivo (q = 1,6 10
p
-19
C).
-27
p
q = + 1,6 10
p
kg
-19
C
Actividad
El protón es una partícula constituyente del átomo, que tiene:
Carga positiva y de igual valor a la del electrón.
Una masa mucho mayor a la del electrón, unas dos mil veces.
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Actividad de Lectura
Descubierta otra partícula subatómica, el protón, se tuvo de nuevo la necesidad de
idear un modelo para el átomo, a fin de comprender cómo están situados los protones
y los electrones en el interior del diminuto átomo.
Rútherford, realizó un sencillo experimento que le permitió establecer un nuevo
modelo. Pulsa en el botón que hay más abajo para ver un vídeo subtitulado donde se
muestra dicho experimento.
Rutherford propuso una visión revolucionaria del átomo. Sugirió
que el átomo consistía de un pequeño y denso núcleo cargado
positivamente, donde se situarían los protones, rodeado de un
remolino de electrones que orbitan alrededor.
El átomo propuesto por Rutherford se parecía a un pequeño
sistema solar con el núcleo cargado positivamente siempre en el
centro y con los electrones girando alrededor del núcleo, como
los planetas giran alrededor del Sol, por ello se le conoce
también como modelo planetario del átomo.
El átomo está constituido por un núcleo central en el que
se encuentra localizada la casi totalidad de la masa y toda
la carga positiva. En torno a este núcleo y a grandes
distancias (relativas) de él se encuentran los electrones
girando a gran velocidad para que se compense la fuerza
de atracción electrostática por el núcleo positivo.
Imagen de dominio público.
Modelo de E. Rutherford
Además con objeto de que el átomo sea eléctricamente neutro,
la carga positiva del núcleo ha de ser exactamente igual a la carga de los electrones. Es decir, el
número de protones del núcleo es el mismo que el de electrones de la corteza.
Actividad
Según el modelo atómico de Rutherford los electrones orbitan en el espacio vacío
alrededor de un minúsculo núcleo atómico, situado en el centro del átomo donde se
encuentran los protones.
Así pues, Este modelo resulta revolucionario, por varios aspectos:
El átomo está constituido por dos partes, el núcleo, donde se encuentra toda la carga
positiva y casi toda la masa y la corteza donde orbitan los electrones.
Considera que el átomo está prácticamente vacío, pues, alrededor del minúsculo núcleo,
giran, a grandes distancia, los diminutos electrones, resultando la mayor parte del espacio del
átomo vacío.
El modelo predice la existencia de una partícula aún no descubierta, el neutrón:
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Si en el núcleo se encuentra casi toda la masa, y en él se encuentran los protones
solamente, debe faltar algo muy pesado en el núcleo, pues los átomos tiene mayor masa que
la de los protones que hay en el núcleo.
El modelo establece que en el núcleo se encuentran los protones. Pero ¿Cómo en un
espacio tan pequeño, van a encontrarse sólo los protones, que son positivos?, tiene que
haber algo más, que compense las repulsiones entre los protones en el núcleo y permita
explicar su estabilidad.
Actividad de Lectura
Este modelo, no obstante tiene algunas deficiencias:
Cuando Rutherford postuló el modelo, no se conocía la existencia de los
neutrones, por lo que estos no son considerados en el modelo. Por tanto no queda
explicada adecuadamente la estructura del núcleo de los átomos.
La Teoría electromagnética dice que una carga acelerada emite energía en
forma de radiación electromagnética. Por lo que el electrón, que en este caso
posee la aceleración radial (por describir una órbita circular alrededor del núcleo),
debe emitir energía. Pero al emitir energía, el electrón debe hacerlo a costa de su
propia energía cinética, lo cual originaría que fuera acercándose progresivamente
al núcleo, cayendo finalmente a él. Por tanto, y según este modelo, el átomo no
sería estable.
Hay una continuidad en el átomo, es decir, es posible cualquier estado
energético, lo cual entra en contradicción con algunas propiedades atómicas que
se ponen de manifiesto cuando se estudian los espectros atómicos.
Pulsando en el botón que hay a continuación, podrás ver y escuchar un vídeo donde
se explican mejor algunas de esta dificultades.
AV - Actividad de Espacios en Blanco
Completa el siguiente texto con las palabras que faltan:
El modelo atómico de Rutherford propone un
constituido por una parte
central, llamada
en la que se encuentra localizada casi toda la
y
toda la carga
y alrededor de él, en la
se encuentran
los
, que poseen carga
.
Enviar
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Según el modelo de Rutherfor, ¿cuáles de las siguientes partículas se encuentran en el
núcleo?
Los electrones.
Los protones.
Los neutrones.
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4.- Modelo atómico de Bohr
Pre-conocimiento
¿Sabías que el profesor Niels Bohr era un amante de las
"pelís" del Oeste?. Le encantaba ir a ver los "Western" con su
alumnos y luego continuar con interminables charlas sobre
las complicadas tramas que involucraban a indios hostiles,
valientes cowboys, forajidos, sheriffs, camareras, buscadores
de oro y otros personajes del viejo oeste".
Imagen de dominio público.
Niels Bohr.
Según cuentan, de niño no parecía muy inteligente, y, por si
fuera poco, hablaba a medias, debido a un leve defecto en el
habla.
Ello no impidió a este físico danés, obtener el premio Nobel
de Física por sus contribuciones a la explicación de la estructura de los átomos.
Quizás la principal dificultad del modelo atómico propuesto por Rutherford, era explicar cómo en un
espacio tan pequeño como el núcleo, pueden situarse todos los protones del átomo. ¿Qué hay en el
núcleo que hace que todos esos protones positivos, situados tan cerca unos de otros no se repelan?.
¿Que hay, además de los protones, en el núcleo, y que hace que sea estable?.
La tercera partícula constituyente del átomo, que ya predijo Rutherford,
tardó mucho en encontrarse, más de 30 años. Se descubrió por casualidad al
estudiar la reacciones nucleares. La explicación de esta tardanza está en que
dado que no tiene carga eléctrica, no es fácil detectarla.
Esta nueva partícula, el neutrón, tiene una masa similar a la del protón (m
n
= 1,7 10
-27
kg) y no tiene carga eléctrica, es neutra.
Propiedades
del neutrón:
m = 1,7 10
n
-27
kg
q =0
n
Actividad
El neutrón es una partícula constituyente del átomo que tiene:
una masa similar a la del protón.
No tiene carga eléctrica. es una partícula neutra.
Bohr desarrolló un nuevo modelo atómico, basado en modelo planetario de Rutherford, realizando las
correcciones necesarias para evitar los inconveniente que éste tenía.
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Su modelo está basado en tres postulados:
Primer postulado: El átomo está
constituido por una parte central, el núcleo,
en la que se localizan los protones y
neutrones, por tanto tiene la carga positiva
y casi toda la masa. En torno a este núcleo,
en la corteza, giran los electrones en órbitas
circulares de manera que compense la
atracción por parte del núcleo.
Segundo postulado: El electrón sólo
puede orbitar alrededor del núcleo en
ciertas órbitas estacionarias, en las que no
irradia energía. Es decir, sólo son posibles
determinadas órbitas, en las que los
electrones pueden encontrarse de forma
estable, que se sitúan alrededor del núcleo
como las capas de una cebolla. Las órbitas
más estables, de menor energía son las más
próximas al núcleo, aumentando la energía
del electrón, cuando se sitúa en las más exteriores.
Imagen de dominio público.
Modelo atómico de Bohr.
Tercer postulado: Los electrones pueden saltar de un nivel electrónico a otro sin pasar por
estados intermedios, esto implica la correspondiente emisión o absorción de energía,
normalmente en forma de radiación luminosa. Cuando un electrón salta de un nivel a otro, la
energía (absorbida o emitida) se corresponde con la diferencia de energía entre ambas órbitas.
Por lo tanto, la emisión o absorción de energía por parte del átomo, solo tiene lugar a unas
frecuencias concretas, y además las frecuencias de emisión y de absorción son idénticas.
Actividad
Bohr establece un modelo según el cual, el átomo está
constituido por el núcleo, donde se encuentran los protones
y neutrones y la corteza, donde orbitan los electrones en
determinadas órbitas estacionarias, que se distribuyen en
capas como en una cebolla. Los electrones pueden pasar de
unas órbitas a otras, emitiendo o absorbiendo radiación
electromagnética.
Imagen de dominio público.
Átomo de litio
En el siguiente enlace accederás a un vídeo divulgativo de "El Universo Mecánico" y podrás conocer
algo más sobre este modelo.
Pronto se vio que este modelo tenía algunas dificultades, por lo que fue necesario introducir nuevas
correcciones a fin de salvarlas.
El modelo atómico resultante se conoce como Modelo Atómico de Bohr-Sommerfeld e incluye las
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siguientes correcciones:
Pueden existir, junto a las órbitas circulares, órbitas elípticas para los electrones, de manera que
para cada valor del nivel energético, automáticamente quedaba fijado el número de posibles órbitas
(circulares o elípticas). Es decir, eran posibles diferentes formas para las órbitas del electrón dentro
de una capa, que posteriormente se designaron mediante las letras: s, p, d, f... Esto viene a
significar que en un nivel energético, puede haber varios subniveles.
Otra corrección supone que para las órbitas elípticas son posibles varias orientaciones espaciales,
resultando diferentes órbitas para el electrón, todas con idéntica energía.
Las órbitas de tipo s tienen una sola orientación. Es decir, en cada capa hay una
sola órbita de tipos s.
Las órbitas de tipo p pueden tener tres posibles orientaciones. Es decir, en cada
capa hay tres órbitas de tipo p.
Las órbitas de tipo d pueden tener cinco posibles orientaciones. Por lo tanto, en
cada capa hay cinco órbitas de tipo d.
Las órbitas de tipo f pueden tener siete posibles orientaciones. En cada capa
habrá siete órbitas de tipo f.
...
Finalmente se encontró que son posibles dos estados para el electrón que se encuentra en una
órbita determinada, dicho de otra forma, en una órbita pueden encontrarse hasta dos electrones.
Actividad
Animación licencia GNU
El átomo está formado por un núcleo central, donde se
encuentran los protones y los neutrones, y a su alrededor, en la
corteza, en órbitas estacionarias, se sitúan los electrones. Estas
órbitas pueden ser circulares o elípticas y tener diferentes
orientaciones, y en cada una de ellas pueden situarse como
máximo dos electrones.
Pre-conocimiento
¿Sabias que la mayoría de las propiedades químicas de los elementos dependen
mucho de los electrones que tiene en la última capa?.
Así pues, es importante, para poder predecir las propiedades de un elemento, conocer
cómo se distribuyen los electrones en los niveles y subniveles del átomo, es decir, de
su configuración electrónica. Así, conociendo la configuración electrónica de un
átomo, podremos predecir con bastante fiabilidad cuáles serán sus propiedades.
Para comprender mejor cómo se expresa la configuración electrónica es muy útil la
siguiente animación, que muestra la configuración electrónica de los diferentes
elementos:
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Iniciación Interactiva a la materia. Animación de Mariano Gaite Cuesta
Para expresar la configuración electrónica, basta con indicar el número de electrones
que tiene en cada capa y como el orden en que se van llenando las órbitas es tan
particular, podemos utilizar la animación anterior y finalmente contar el número de
electrones en cada nivel.
AV - Actividad de Espacios en Blanco
Utilizando la animación anterior, encuentra la configuración electrónica de los
elementos que se indican en la tabla siguiente y completa la tabla tal como se
muestra en la primera fila.
Au
1
2
3
4
5
6
2
8
18
32
18
1
Na
Fe
Ag
Ba
Enviar
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Pregunta Verdadero-Falso
Señalas si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.
La carga del núcleo es negativa, pues allí se encuentran los electrones.
Verdadero
Falso
La carga de un protón y de un neutrón son iguales en valor absoluto
Verdadero
Falso
La carga eléctrica de la corteza es negativa.
Verdadero
Falso
Según el modelo atómico de Bohr, la mayoría del espacio interior del átomo está
vacío.
Verdadero
Falso
Pregunta de Elección Múltiple
¿Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas no es posible para un átomo?
(2,8,1)
(2,9)
(2,1)
¿Cuál es la configuración electrónica del carbono (Z=6)?
(2,1)
(4,2)
(2,4)
(2,2,2)
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5.- Constitución del átomo
Actividad de Lectura
¿Te has hecho una buena idea del átomo?,
¿también de su tamaño?.
El átomo es muy, muy, pero que muy
-10
pequeño, su tamaño es del orden de 10
m, es decir: 0,0000000001 m. ¿Te haces
una idea de lo pequeñito que es?. Si
tomáramos 10 millones de átomos y los
colocáramos juntos, uno al lado de otro,
formaríamos una cadena que mediría, más
o menos, un centímetro.
Pero además el núcleo es aún más pequeño,
Imagen de dominio público.
su tamaño es 10 000 veces más pequeño
Estadio centenario.
que el del átomo, así que imaginate... Si el
átomo tuviera el tamaño de un campo de
fútbol, el núcleo tendría el tamaño de un garbanzo y los electrones serían como
pequeñas motas de polvo agitadas por el viento entre los asientos.
Si necesitas ayuda para hacerte una idea de las dimensiones del átomo, pulsa en el
botón que hay a continuación y verás una animación en la que podrás acercarte hasta
un átomo de carbono, haciendo zoom con la barra inferior.
Actividad
Las partículas fundamentales son el electrón, el protón y el neutrón, ya que son
necesarias y suficientes para construir un modelo atómico aceptable y satisfactorio.
Electrón
Masa muy pequeña, depreciable respecto a la de las otras partículas.
Carga eléctrica negativa.
Protón
Masa muy grande, unas dos mil veces la del electrón.
Carga eléctrica positiva de igual valor que la del electrón.
Neutrón
Masa muy grande, similar a la del protón.
No tiene carga eléctrica
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Pregunta de Elección Múltiple
¿Cuál es la partícula elemental que tiene menor masa?.
Electrón.
Protón.
Neutrón.
¿Qué partícula tiene carga eléctrica positiva?
Electrón.
Protón.
Neutrón.
¿Cuál fue la última partícula elemental que se descubrió?
Electrón.
Protón
Neutrón.
Si un átomo tiene siete protones, cuatro electrones y cuatro neutrones, ¿cuántas
partículas pesadas tiene?.
Siete.
Once.
Quince.
Pues si el átomo está constituido por tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones, para
caracterizar o representar los átomos de un determinado elemento, tendremos que indicar el número
de partículas de cada clase que posee, es decir:
Número atómico Z: Es el número de protones (y de electrones) que posee el
átomo neutro.
Número de Neutrones N: Es el número de neutrones que posee el átomo.
Número másico A: Es el número de partículas pesadas que el átomo posee, es
decir,el número de protones y de neutrones ( A = Z + N).
Actividad
La notación utilizada para representar los átomos es la siguiente:
que puede simplificarse a la forma:
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Z: número atómico.
A: número másico.
Por ejemplo los siguientes átomos:
se corresponden, respectivametne con los átomos de litio(3 protones, 4
neutrones, 3 electrones), sodio (11 protones, 12 neutrones, 11 electrones) y
oxígeno (8 protones, 8 neutrones y 8 electrones).
Los átomos de un elemento se caracterizan por el número de protones que tengan,
independientemente del número de otras partículas que posean. Por eso tienes que comprender muy
bien lo siguiente:
Si el número de electrones es distinto del de protones, entonces resulta una carga neta en el
átomo, es decir, tenemos un ión (monoatómico). Esto puede conseguirlo el átomo por ganar o
perder electrones.
Si un átomo gana electrones, tendrá menos protones que electrones, resultando una carga
negativa, es decir tendremos un ión negativo, cuya carga coincidirá con el número de
electrones ganados.
Por ejemplo, el ión:
está constituido por 8 protones, 8 neutrones y 10 electrones.
Si un átomo pierde electrones, resultará que el número de protones será mayor que el de
electrones, resultando una carga positiva igual a número de electrones perdidos.
Por ejemplo, el ión:
está constuido por 11 protones, 12 neutrones y 10 electrones.
Cuando tenemos átomos que aunque poseen igual número de protones difieren en el número
de neutrones, se dice que son isótopos.Todos los isótopos de un elemento tienen idénticas
propiedades químicas y solamente difieren en las propiedades físicas que dependen de la masa,
por ello se consideran un mismo elemento químico.
Por ejemplo, los siguientes átomos son isótopos:
los dos tienen 6 protones y 6
electrones, pero el primero tiene 8 neutrones y el segundo sólo tiene 6 neutrones.
Si ya has entendido bien la composición de los átomos, vamos a practicar con la
siguiente animación. Pulsa en el botón "empezar" y construye los átomos que en la
animación te va solicitando, cuando ya tengas las partículas que lo constituyen, pulsa
en construir...
06/07/2012 2:40