Estructura del-átomo-handout

F a

Nombre Curso Fecha

Estructura atómica

Electrones y la estructura de los átomos

4.1.definición de átomo “Nunca consideres el estudio como un deber, sino como una oportunidad para penetrar en el maravilloso mundo del saber”

Nota: Responda esta Guía con letra de color verde para facilitar la corrección que hará el profesor.

Comprensión esencial Los átomos son los bloques de construcción fundamentales de la materia. Resumen de la lección

Los primeros modelos del átomo El estudio científico del átomo comenzó con John Dalton a principios del año 1800. ▶▶ El griego Demócrito fue el primero en proponer que la materia está formada por partículas indivisibles, que él llamó átomos. ▶▶ John Dalton hizo la primera teoría aceptada sobre los átomos, casi 2000 años después del trabajo de Demócrito.

▶▶ La teoría atómica de Dalton propone que todos los átomos de un elemento son similares; los átomos de elementos diferentes son diferentes; los átomos pueden combinarse para formar compuestos.

Medida del átomo Los átomos son extremadamente pequeños, pero la tecnología capacita a los científicos a observar los átomos. ▶▶ Un átomo es la parte más pequeña de un elemento que tiene las propiedades de ese elemento. ▶▶ Los átomos individuales pueden ser vistos y aún moverse, usando instrumentos como un microscopio de efecto túnel. http://cienciayloquesurja.blogspot.com/2011/05/viendo-los-atomos-gracias-al-efecto.html

http://www.quimilab.com/lab/wp-content/uploads/2013/06/primera-imagene-electron-588x2571.jpg Después de leer esta lección y de revisar los link responde las siguientes preguntas.

Primeros modelos del átomo

1. Demócrito, quien vivió en Grecia durante el siglo cuarto A.N.E., sugirió que la

materia está formada por pequeñas partículas que no pueden ser divididas. Llamó a estas partículas .

2. Lista dos razones del por qué las ideas de Demócrito no fueron útiles en un sentido científico.

3. El proceso moderno de descubrimiento de los átomos empezó con las teorías de un profesor de escuela, un inglés llamado J D .(complete)

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4. Señale si las afirmaciones marcadas sobre Teoría atómica de Dalton son V o F. a. Todos los elementos están compuestos por partículas pequeñas e indivisibles llamados átomos._________ b. Un elemento está compuesto de muchos tipos de átomos. c. Los átomos de diferentes elementos pueden mezclarse físicamente o pueden

combinarse químicamente en proporciones simples y de números enteros, para formar compuestos.

d. Las reacciones químicas ocurren cuando los átomos son separados, unidos o reordenados; sin embargo, los átomos de un elemento nunca son cambiados a átomos de otro elemento, mediante una reacción química.

5. En el diagrama, usa los rótulos mezcla y compuesto para identificar la mezcla de los elementos A y B y el compuesto que forman, cuando los átomos del elemento A y B se combinan químicamente.

(a) Átomos del elemento A (b) Átomos del elemento B

Midiendo a un átomo

6. Supón que pudieras triturar una muestra del elemento cobre en partículas cada vez más pequeñas. La partícula más pequeña que ya no puede ser dividida y que aún mantiene las propiedades químicas del cobre es un Á de C .

7. Aproximadamente cuántos átomos de cobre pueden ser colocados en fila para formar una línea de 1 cm de longitud?. Datos: Un átomo tiene un tamaño aproximado de 1 Angstrom. http://www.convertir-unidades.info/convertidor-de-unidades.php?tipo=longitud

4.2Estructura del núcleo Comprensión esencial: Un átomo está formado por un núcleo que posee protones y neutrones. Los electrones se mueven alrededor del núcleo. Estrategia de lectura Notas combinadas Las notas combinadas te ayudan, al mismo tiempo, a expresar ideas en palabras y dibujos. Escribe “Estructura atómica” en la parte superior de la T de la página siguiente. En la columna izquierda, escribe notas sobre las partículas subatómicas. En la columna derecha, haz un dibujo que te ayude a visualizar las partículas subatómicas.

Lección: Estructura atómica de lectura y estudio. Departamento de Ciencias, SFC

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Nombre Curso Fecha A medida que leas la sección y revises los link, usa e l organizador gráfico en T siguiente para resumir en palabras y dibujos lo que sabes hasta ahora sobre protones, neutrones y electrones.

E A

Partes de un átomo Cómo lo visualizo

Electrones: carga___________; rodean al _________; descubierto por________ Usando un tubo de____________________

Protones: carga _________; situado en ___________; descubierto por_________ usando un tubo de____________________

Neutrones: Sin___________; situado en ___________; descubierto por_________

Las ilustraciones podrían mostrar un diagrama del átomo con las ubicaciones y cargas de cada partícula. Para electrones y protones, los diagramas podrían mostrar lo que fue visto en su descubrimiento, usando un tubo de rayos.

Extensión Escribe frases enlazadas que muestren la relación entre Protones, neutrones y electrones.

Resumen de la lección Partículas subatómicas Las partículas subatómicas corresponden a protones, neutrones y electrones. ▶▶ Los electrones son partículas subatómicas cargadas negativamente y descubiertas por J. J. Thomson a finales del año 1800. ▶▶ Casi al mismo tiempo, Eugen Goldstein descubrió el protón, el cual es una partícula subatómica con carga positiva. ▶▶ En los años 1900, James Chadwick descubrió el neutrón, el cual es una partícula subatómica sin carga.

El núcleo atómico La teoría atómica moderna establece que los protones y neutrones existen en el centro de un átomo en un núcleo pequeño y los electrones se mueven alrededor del núcleo. ▶▶ Thomson propuso un modelo atómico en el cual los Electrones estaban pegados en una esfera de carga positiva ▶▶ El átomo es en su mayor parte espacio vacío y contiene un núcleo pequeño, denso y cargado positivamente. ▶▶ De acuerdo con la teoría atómica nuclear de Rutherford, los Electrones están distribuidos alrededor del núcleo y ocupan la mayor parte del espacio en el átomo. http://www.dnatube.com/video/2811/Nucleus-of-an-atom Después de leer la lección y revisar los link, responde lo siguiente. partícula subatómicas

1. ¿Cómo se diferencia la teoría atómica aceptada hoy de la Teoría atómica de Dalton?

son divisibles/ En la actualidad./ Se pueden dividir/ se sabe/ aún más/ que los Átomos/ en partículas pequeñas y fundamentales. (La respuesta está dada, sólo reordena las oraciones que la forman).

Lección: Estructura atómica de lectura y estudio. Departamento de Ciencias, SFC 3

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2. ¿Cuáles partículas subatómicas poseen una carga negativa? E Haz coincidir cada término de los experimentos de J. J. Thomson con la correcta descripción.

3. ánodo a. un electrodo con una carga negativa 4. cátodo b. un haz brillante que viaja entre electrodos 5. rayo catódico c. un electrodo con una carga positiva 6. electrón d. una partícula cargada negativamente

7. El diagrama muestra electrones moviéndose de izquierda a derecha en un tubo de rayos

catódicos. Se muestra una flecha que ilustra la trayectoria de los Electrones al verse afectados al poner placas cargadas negativa y positivamente. ¿Por qué se desvían los electrones? _____________________________________________________________

Alto voltaje

Abertura Placa Negativa

_ +

Cátodo

Bomba de vacío

Placa Positiva

Ánodo

8. Thomson observó que la producción de rayos catódicos no dependía del tipo de gas en el tubo o del tipo de metal utilizado para los electrodos. ¿Qué conclusión se saca de estas observaciones?

Concluyó que los Electrones .

9. ¿Cuáles dos Propiedades de un electrón determinó Robert Millikan con su experimento? http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::100%::100%::/sites/dl/free/0072512644/117354/02_Millikan_Oil_Drop.swf::Milikan%20Oil%20Drop

Él determinó la cantidad de _____ transportada por un electrón y su .

10. De las cuatro siguientes afirmaciones, cuáles son falsas y cuáles verdaderas sobre los átomos, materia y carga eléctrica.

a. Todos los átomos tienen una carga eléctrica. b. Las cargas eléctricas son transportadas por partículas de la materia. c. Las cargas eléctricas siempre existen en múltiplos de números enteros de una sola unidad básica. d. Cuando un número dado de partículas cargadas positivamente se combinan con un

número igual de partículas cargadas negativamente, se forma una partícula eléctricamente neutra.

11. Escribe en el círculo verde el Nº de unidades de cargas positivas que permanecen si un átomo de hidrógeno pierde un electrón.


4

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12. La partícula subatómica cargada positivamente que permanece cuando un átomo de hidrógeno pierde un electrón es llamada un .

13. ¿Cuál carga posee un neutrón?

14. Completa la tabla sobre las propiedades de las partículas subatómicas.

Propiedades de las partículas

subatómicas

Partícula

símbolo Carga eléctrica relativa

Masa relativa

Masa real

(g)

Electrón

e–

1

9.11 × 10–

Protón

p+

1.67 × 10–

Neutrón

n0

1.67 × 10–24

El núcleo atómico

15. ¿Es la siguiente afirmación V o F? Una partícula alfa tiene una doble carga positiva

debido a que es un átomo de helio que ha perdido dos Electrones. 16. ¿Explica por qué en 1911 Rutherford y sus colaboradores se sorprendieron

cuando ellos dispararon un delgado haz de partículas alfa a través de una delgada lámina de oro? La respuesta está dada pero en frases desordenadas, separadas por /. Sólo debes ordenarlas o redactar una respuesta propia. Elige. http://perso.wanadoo.es/oyederra/romero_quintanilla/El_atomo/rutherford.htm

Partículas alfa /en ángulos muy grandes./con una ligera desviación. /Ellos esperaban que/ pasaran fácilmente/ Sin embargo descubrieron/ no se desviaban en absoluto/ a través de la lámina/ que la mayoría de las/ y unas pocas fueron desviadas/ la mayoría de las Partículas alfa/

17. Completa las oraciones que tratan sobre la teoría nuclear de los átomos sugerido por los

resultados experimentales de Rutherford. a. Un átomo es, en su mayor parte, espacio__________. b. Todas las cargas________ de un átomo están

concentradas en una pequeña región central llamada____________.

c. El núcleo está compuesto de __________ y de _________. d. El __________es muy pequeño comparado con el _________ como un todo. e. Casi toda la________ de un átomo está concentrada en el_________.

Nota: Puedes ocupar el siguiente banco de palabras para completar el ejercicio anterior: masa- protones- positivas-núcleo-vacío- neutrones-átomo. Algunas palabras pueden ser ocupadas más de una vez.


5

F a

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4.3 Distinguiendo entre los átomos

La persona que estudia tiene realmente placeres que superan a todas las alegrías del mundo.

Comprensión esencial El número másico y número de protones define el tipo de átomo.

Resumen de la lección

Número atómico y número másico El número atómico y el número másico pueden ser usados para determinar el número de protones y neutrones en un átomo. ▶▶ Cada elemento tiene un único número atómico, el cual es el número de protones que contiene el átomo. ▶▶ El número másico es el número total de protones y neutrones en un átomo. ▶▶ El número de neutrones en un átomo pueden ser encontrado restando el número atómico

del número másico.

Isótopos La mayoría de los elementos poseen varios isótopos distintos que se diferencian por el número de neutrones que ellos contienen. ▶▶ Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen diferente número de neutrones. ▶▶ Los isótopos son químicamente similares porque ellos poseen el mismo número de protones y de electrones.

Masa atómica La masa atómica de un átomo es la masa real, basada en el número real de cada tipo de partícula subatómica que posee. ▶▶ La masa atómica de un elemento es el promedio de las masas de los isótopos del

elemento. ▶▶ La masa atómica se mide en Unidades de Masa Atómica (UMA), la cual se basa en la masa del átomo de un Carbono-12. ▶▶ La masa atómica de un elemento usualmente es cercana a la masa de su isótopo más abundante

Desarrolla habilidades en matemática

Porcentaje Es una forma abreviada de expresar una fracción cuyo denominador es 100. Por ejemplo, 75% es equivalente a 0,75 o

Una manera de calcular el porcentaje es multiplicar la relación de la parte con el todo, multiplicado por 100%.

porcentaje =

parte todo

× 100%

Debido a que un porcentaje representa una relación entre dos cantidades, puede ser Usado como un factor de conversión. Si sabe el porcentaje y una variable, puedes usar el análisis dimensional para encontrar el desconocido.


= 3400

Nombre Curso Fecha E j e m p l o d e p r o b l e m a Margarita tiene un salario mensual of $1.200 dólares. Ella gasta $240 por mes en alimentos. ¿Qué porcentaje de su salario mensual gasta en alimentos?

Lista lo conocido y lo desconocido.

Conocido Desconocido

$ 240 es la parte Porcentaje del salario

mensual

$1200 es el todo Resolver lo desconocido

Comienza con la fórmula. Porcent. =

parte todo × 100%

substituye por números en la fórmula. Porcent. = 24 0 × 100%

1200

Resuelve. Porcent. = 24 0 = 1

1200 5

× 100% = 20% Ejemplo de problema Catalina cuenta con tristeza que tiene un 85% en un test de Ciencias, que tenía 40 preguntas. ¿Cuántas preguntas correctas respondió?

Lista lo conocido y lo desconocido.

Conocido desconocido

85% correctas por cada 100 preguntas

40 preguntas en total

Nº de respuestas correctas

Resolver lo desconocido.

Establece el factor de conversión.

40 preguntas × (85 correctas) = 100 preguntas

total respues. Correct.

resuelve. 40 × 85 100

100 = 34 resp. correctas


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Nombre Curso Fecha

Ahora es tu turno para practicar el porcentaje. Responde lo siguiente.

1. Una tienda descontó un 25% al precio de una chaqueta. Si el precio original era U$250, ¿cuál es el nuevo precio de la prenda?

U$

2. Una medicina para el resfriado tiene un 22% de alcohol (por volumen). ¿Cuántos ml de alcohol hay en una botella de 250 ml de esta medicina?

mL

3. El peróxido de hidrógeno (agua oxigenada o H2O2) es vendida como una solución al 3.0% (por masa). El resto de la solución es agua. ¿Cuántos gramos de H2O2 hay en 250 g de esta solución.

g

4. Un compuesto es descompuesto en 34,5 g del elemento A, 18,2 g del elemento B y 2,6 g del elemento C. ¿Cuál es el porcentaje (por masa) de cada elemento?

elemento A es %; elemento B es %; elemento C es %

Después de leer la lección y hacer los cálculos, responde las siguientes preguntas. número atómico y número másico

5. Completa con una de las cuatro partículas señaladas abajo la siguiente afirmación. “Los elementos son diferentes porque sus átomos poseen diferente Nº de . a. protones c. neutrones b. electrones d. núcleo

6. Completa la tabla que muestra el número de protones y Electrones en átomos de 6 elementos.

átomos de seis Elementos

nombre

Símbolo

número atómico

Nº de protones

Nº de Electrones

Hidrógeno

H

1

1

Helio

He

2

2

Litio

Li

3

Boro

B

5

Carbono

C

6

6

Oxígeno

O


22

Ne 10

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7. El número total de protones y de neutrones en un átomo es su n m . 8. ¿Cuál es el número másico de un átomo de helio que tiene 2 protones y

2 neutrones?

9. ¿Cuántos neutrones tiene el átomo de berilio con 4 protones y un número másico de nueve?

10. Pon los siguientes rótulos al neón: número atómico, número másico, símbolo químico.

11. Designa al átomo mostrado en la pregunta 10 en la forma de “nombre del elemento”-“número másico.”

12. ¿Cuántos protones, neutrones y electrones hay en el átomo aludido en la pregunta 10 y 11? Protones:

Isótopos

Neutrones: Electrones:

13. ¿Cómo se diferencian los átomos de neón-20 y neón-22?

Un átomo de neón-22 tiene__neutrones más en el ____ que un átomo de neón-20.

14. El neón-20 y el neón-22 son i .

15. ¿Es la siguiente afirmación V o F? Los Isótopos son químicamente similares debido a que ellos tienen idéntico número de protones y Electrones.

Haz coincidir la designación de cada isótopo de hidrógeno con su nombre comúnmente usado.

16. hidrógeno-1 a. tritio 17. hidrógeno -2 b. hidrógeno 18. hidrógeno -3 c. deuterio


Nombre Curso Fecha

masa atómica

19. ¿Por qué la unidad de masa atómica (UMA), en vez del gramo, se usa para expresar la masa atómica?

20. ¿Cuál isótopo del carbono ha sido elegido como isótopo de referencia para la UMA? ¿Cuál es la masa atómica definida en UMA de este isótopo?

21. ¿Es la siguiente afirmación V o F? La masa atómica de un elemento es siempre un número entero de unidades de masa atómica.

22. Señala si las afirmaciones sobre el promedio de la masa atómica de un elemento y la abundancia relativa de sus isótopos son V o F. a. En la naturaleza, la mayoría de los elementos se presentan como una mezcla de dos o más isótopos.______ b. El promedio de masa atómica de un elemento generalmente es más próximo al del

isótopo con abundancia natural más alta._______ c. Debido a que el hidrógeno tiene tres isótopos con masa atómica aproximada de 1

UMA, 2 UMA y 3 UMA, respectivamente, el promedio de masa atómica del hidrógeno natural es de 2 UMA._______

23. ¿Cuál de los siguientes resultados es el correcto de acuerdo con el siguiente problema. Cuando el cloro se presenta en la naturaleza hay 3 átomos de cloro-35 por cada átomo de cloro-37. ¿Cuál número másico es el más cercano al promedio de masa atómica del cloro? a. 37 UMA b. 35 UMA


10

C

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Problemas prácticos guiados

Responda las siguientes preguntas sobre problemas prácticos. Expresa la composición del carbono-12, f luor-19 y berilio-9 en forma abreviada.

Carbono-12 Analiza

Paso 1. El número de protones en un átomo es su número El número de protones en un átomo de carbono-12 es .

Calcula

Paso 2. El número de protones más el número de neutrones en un átomo es su número . Para el carbono-12, este número es ________.

Paso 3. La notación abreviada para el carbono-12 es:

número másico

número atómico

Evalúa

Paso 4. Excepto para el hidrógeno-1, el número másico de un isótopo es siempre mayor que su número atómico. ¿Es el número másico razonable?

Fluor-19

Paso 1. El número atómico Z del f luor-19 es . Paso 2. Su número másico A es ________. Paso 3. La notación abreviada para el f luor-19 es:

F

Paso 4. ¿Es tu respuesta razonable? (marca Sí o No) ¿Por qué?

¿Sí o NO?. Porque el número másico número atómico.


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Berilio-9

Paso 1. El número atómico del berilio-9 es . Paso 2. Su número másico es . Paso 3. La notación abreviada para el berilio-9 es:

Be

Paso 4. ¿Es tu respuesta razonable? (marca Sí o No) ¿Por qué?

Un estudiante sabe el número atómico y la masa atómica para muchos elementos diferentes. El organizó esta información en la siguiente tabla. Para esos elementos, el número másico del isótopo más común es cercano a la masa atómica del elemento. a. ¿Cómo determinas el número de Electrones, protones y neutrones en un átomo del

isótopo más común a partir de esta información?

El número atómico es igual al número de y . El Nº de

es la diferencia entre el número y el número

b. Completa la tabla para una muestra de cada elemento.

Elemento

número atómico

Isótopo más común

Masa atómica

Nª másico (del

isótopo más

común)

Nº de(en un átomo del isótopo más común):

Electrones

Protones

neutrones

Titanio

22

46Ti, 47Ti, 48Ti, 49Ti,

47.9

Calcio

20

40Ca, 42Ca, 44Ca

40.1

Tantalio

73

180Ta, 181Ta

180.9


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4 Actividad de auto chequeo Para las preguntas 1-9, completa cada afirmación escribiendo la (s) palabra (s) correcta (s). Si necesitas ayuda consulta al profesor.

4.1 Definiendo al átomo

1. fue el primero en proponer que los átomos son partículas indestructibles y pequeñas que forman la materia.

2. usó el método experimental para proponer una teoría

atómica basada en ideas anteriores.

3. Aunque los átomos son extremadamente pequeños, los científicos pueden observarlos usando instrumentos tales como .

4.2 Estructura del átomo nuclear

4. Las partículas que forman los átomos—protones, neutrones y electrones—se conocen como partículas ______________.

5. Hay una estructura en el centro del átomo conocida como en cual

contiene protones y neutrones.

6. la mayor parte del volumen de un átomo es ocupada por los . 4.3 Distinguiendo entre átomos

7. La identidad de un elemento está determinada por el número de que posee.

8. Cada uno de los _______________de un elemento tiene un diferente número de neutrones y un diferente número másico.

9. La de un elemento es la masa promedio de todos los

isótopos del elemento.


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Revisión de ecuaciones claves Para cada problema, completa la ecuación clave que podrías usar para resolverlo. Luego, resuelve el problema.

1. ¿Cuántos neutrones hay en un átomo con número atómico de 53 y número másico de 127?

número de neutrones = Nº de · Nº de = · = neutrones

2. En una muestra de plata, el 51.84% de los átomos tienen una masa de 106,905 UMA y el 48.16% tiene una masa de 108.905 UMA. ¿Cuál es la masa atómica de la plata?

masa atómica del elemento= (Masa atómica del isótopo 1 X la abundancia relativa)+

(masa atómica del isótopo 2 X la abundancia relativa)

Entonces, la masa atómica de la plata=

Extensión Explica cómo podrías hacer una estimación de la respuesta del problema 2.

(piense en los porcentajes de ambos isótopos para dar la respuesta)

Revisión de vocabulario Completa cada oración con un término de vocabulario apropiado. El centro de un cierto átomo contiene 5 partículas cargadas positivamente. El átomo también contiene otras 11 partículas. 1. El centro de este átomo se llama .

2. El átomo posee 5 y 5 .

3. El átomo posee 6 .

4. El Nº del átomo es 5.

5. El Nº del átomo es 16.

6. La de una muestra del elemento es 10,81 .

Este número no es un número entero porque la muestra posee diferentes del elemento.

Lección: Estructura atómica de lectura y estudio. Departamento de Ciencias, SFC .

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