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Estructura del átomo Química General Recordemos la clase anterior: ¿Qué tienen en común y en que se diferencian, lo observado a continuación? Datos/Observaciones Recordemos la clase anterior: ¿Qué tienen en común y en que se diferencian, lo observado a continuación? Todo lo mostrado es MATERIA ELEMENTOS COMPUESTOS MEZCLAS HOMOGÉNEAS MEZCLAS HETEROGÉNEAS Al finalizar la sesión de aprendizaje, el estudiante reconoce y explica la estructura del átomo, considerando el modelo actual. Logro de Aprendizaje Conocer cómo están constituidos los átomos es importante para comprender la misma naturaleza de las cosas que nos rodean, es decir, la Materia, así como los fenómenos físicos y químicos que se producen en ella. Más aún, para poder entender el tipo de materiales usados en los avances tecnológicos, donde están involucradas las ingenierías. Es importante además entender que la estructura atómica de los elementos, nos permite identificar su ubicación en la tabla periódica y por ende conocer sus propiedades químicas y físicas, así como la manera en que se interrelacionan para formar moléculas o compuestos. Importancia • Introducción a la estructura atómica, • El átomo, • Partículas sub atómicas, • Conceptos básicos: Número de masa y número atómicos. • Iones: Anión y Catión • Tipos de núclidos: Isótopos, isobaros, isotónos e isoelectrónicos. Contenido El ÁTOMO es la unidad básica de toda la materia. Todo átomo tiene carga eléctrica negativa (-) y positiva (+). La carga NETA en un átomo es CERO. Estructura Atómica Datos/Observaciones a) Núcleo atómico: Corresponde a la zona central. En él se concentra casi toda la masa del átomo. El Átomo Todo átomo está formado por dos regiones, una interna y otra externa: b) Corteza atómica: Corresponde a la zona que rodea al núcleo. Es la parte más voluminosa del átomo. Datos/Observaciones Partículas fundamentales ó subatómicas: b) Protones (p+) • Están en el núcleo del átomo. • Tienen carga eléctrica positiva. • Tienen una masa significativa. a) Neutrones (n°) • Están en el núcleo del átomo. • No tienen carga eléctrica. • Tienen masa muy similar a la de los protones (ligeramente mayor) • El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos. El Átomo Datos/Observaciones c) Electrones (e-) • Se encuentran en la corteza del átomo. • Giran alrededor del núcleo a gran velocidad. • Tienen carga eléctrica negativa. • Su masa es muy ínfima en relación a la masa de las otras sub-partículas. El Átomo Partículas fundamentales ó subatómicas: Datos/Observaciones Partículas Sub atómicas Lo que diferencia a un átomo de otro átomo, es la relación que se establece entre las partículas subatómicas: Electrones, protones y neutrones. u.m.a = Unidad de masa atómica Datos/Observaciones Conceptos Básicos Los átomos de los distintos elementos se diferencian en el número de protones del núcleo, equivalente al número atómico (Z). Datos/Observaciones Entonces: Z = P+ = e- Para un átomo en estado fundamental (átomo neutro), que no gana ni pierde electrones: Sólo para un átomo en estado fundamental (átomo neutro) Número atómico (Z): Indica el nº de protones del núcleo. Z = p+ Símbolo del elemento (E): Representa a cualquier elemento químico que se encuentra ubicado en la tabla periódica. P+ = e- Conceptos Básicos Datos/Observaciones • Como Z = p+, se cumple: • Despejando los p+ (protones) y los n° (neutrones): Masa atómica o número másico (A): Indica la masa del átomo, está determinada por la suma de los protones más los neutrones (nucleones), ya que los electrones tienen masa despreciable. A = p+ + n° A = Z + n° p+ = A - n° n° = A - p+ Conceptos Básicos Estructura atómica: Número de protones y electrones Datos/Observaciones Estructura atómica: Número atómico y número másico Ejemplo 1: Un elemento tiene Z=26 y A= 56. A. ¿Cuántos protones y neutrones posee? B. ¿Cuántos electrones tiene en su estado fundamental? Estructura atómica: Número atómico y número másico Datos/Observaciones A. Si Z (número atómico) = 26, posee 26 protones Si A (número másico) = 56, tiene 56 (protones + neutrones) Como tiene 26 protones, tiene 30 neutrones. B. Si está en estado fundamental, el átomo es eléctricamente neutro. Entonces, como tene 26 protones (carga +), tiene también 26 electrones (carga -) Este elemento es el hierro (Fe), caracterizado por su Z=26, es decir, por su número de protones. Solución Datos/Observaciones Ejemplo 2: El cinc (Zn) tiene 30 protones y 35 neutrones. A. ¿Cuál es su número atómico y su número másico? B. ¿Cuántos electrones posee como elemento no combinado con otros elementos? Estructura atómica: Número atómico y número másico Datos/Observaciones Solución A) Z (número atómico) = número de protones = 30 A (número másico) = protones + neutrones A = 30 + 35 = 65 B) Tiene 30 electrones pues si es un elemento que no está combinado, entonces tiene carga neta 0. Por tanto, el Zn tiene un número másico de 65, posee 30 protones y 30 electrones. Datos/Observaciones X = Sin carga (0) átomo neutro. Carga positiva (+) catión. Carga negativa (-) anión. Si X tiene carga, entonces: Iones: Catión y Anión Catión: - Átomo que ha perdido uno o más electrones. - Tiene carga positiva. - Ejemplo: 11Na + Iones: Catión y Anión Anión: - Átomo que ha ganado uno o más electrones. - Tiene carga negativa. - Ejemplo: 17Cl - Iones: Catión y Anión Datos/Observaciones Protones Neutrones Electrones 22 26 22 Protones Neutrones Electrones 35 44 36 Protones Neutrones Electrones 12 12 10 Br - Mg2+ Ti 79 24 48 35 12 22 Estructura atómica: Número atómico, número másico y partículas elementales Datos/Observaciones Tipos de núclidos Isótopos: - Átomos de un mismo elemento - Tienen = Z y Tienen ≠ A Núclido: Todo átomo de un elemento que tiene un número de protones y neutrones definidos. Datos/Observaciones Isóbaros: - Átomos de distintos elementos. - Tienen = A - Tienen ≠ Z Tipos de núclidos Datos/Observaciones Isótonos: - Átomos de distintos elementos. - Tienen = n° (neutrones) - Tienen ≠ Z - Tienen ≠ A Tipos de núclidos Datos/Observaciones Isoelectrónicos: • Son átomos que tienen igual números de electrones. • Ejemplo: 10Ne; 11Na +; 12Mg 2+; 9F - Todos tienen = 10 e- Ambos tienen = 10 e- Todos tienen = 18 e- Tipos de núclidos Datos/Observaciones Regla Nemotécnica: Tipos de núclidos 1.- La suma de los números de masa de dos isótopos es 62, si la suma de sus neutrones es 30. Hallar el número atómico (Z). a) 26 b) 30 c) 15 d) 16 e) N.A. 2.- La suma de los números de masa de dos isótopos es igual a 63 y la diferencia de sus neutrones es 7. Determina el menor número de masa (A). a) 26 b) 35 c) 28 d) 31 e) N.A. 3.- Dos átomos son isóbaros, siendo 8 la diferencia entre sus neutrones y 46 la suma de sus números atómicos. Determina el menor número atómico. a) 27 b) 28 c) 19 d) 20 e) 23 Ejercicios de aplicación 1. Para llegar a la estructura atómica de los elementos químicos como hoy en día la conocemos, se tuvo que pasar por el planteamiento de muchos modelos atómicos, lo que nos ha permitido entender claramente la estructura del átomo y sus partículas fundamentales. 2. Cada elemento químico tiene un número atómico único que representa a la cantidad de protones que posee. 3. Un elemento puede representarse con una simbología que nos brinda información sobre el átomo, según la letra y ubicación de ésta en la notación propuesta: A = número de masa, Z = número atómica y X = carga del ion, principalmente. 4. Cuando un elemento químico pierde o gana electrones, se convierte en un ion, el cual puede ser catión de carga positiva o anión de carga negativa. 5. Un núclido es todo átomo de un elemento que tiene un número de protones y neutrones definido, que al compararlocon otros podemos encontrar algunas similitudes, clasificándolos por ello en isótopos, isobaros, isótonos e isoelectrónicos. GRACIAS. Lo que hemos aprendido hoy…
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