fisicoquimica-2-cap-5

Vista previa del material en texto

Los átomos 
y la electricidad5
 La carga y la 
fuerza eléctrica.
 Inducción de 
cargas eléctricas.
 Materiales buenos y 
malos conductores.
 El campo 
eléctrico. 
 La fuerza eléctrica 
y los átomos. 
Am
pliá
 tu m
irada
Las tormentas eléctricas son uno 
de los fenómenos meteorológicos más 
interesantes y fascinantes, pero a la vez 
peligrosos y a menudo temidos. Antiguamente, 
los seres humanos atribuían las tormentas, 
con sus rayos, relámpagos y truenos, a la furia 
de los dioses. Hoy en día existe una disciplina 
científica que las estudia, junto con otros 
fenómenos atmosféricos. Aun así, durante las 
tormentas los niños y las mascotas 
suelen asustarse. Las tormentas 
eléctricas, además, interfieren con 
muchas actividades 
de los seres humanos. 
 
 Modelos 
atómicos.
 La tabla periódica: 
organización y 
clasificación de los 
elementos.
 Tipos de 
átomos.
 Uniones 
químicas. 
Leé
 y a
nalizá
La mayoría de la gente asocia 
la electricidad con dispositivos 
como los electrodomésticos, las 
computadoras o las baterías de los 
celulares. Pero aunque no sea evidente, 
hoy sabemos que los átomos que forman 
todos los materiales están unidos por 
fuerzas eléctricas. ¿Saben por qué se 
producen los rayos de tormenta? 
¿Cómo se acumula electricidad en 
las nubes? ¿Por qué esta pasa al 
suelo en los rayos?
Co
mp
ar
tí t
u o
pini
ón
Hagan una puesta 
en común acerca de la materia 
y la electricidad. Dentro de los 
átomos, ¿hay partículas con carga 
eléctrica? ¿Pueden estas cargas 
acumularse en los materiales? Si 
responden que sí, ¿en cualquiera de 
ellos? ¿Es posible que las cargas 
eléctricas pasen de un 
cuerpo a otro? 
¿Es posible detectar 
una tormenta? Miren el 
video y averígüenlo.
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 S
.A
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
 Herramientas para aprender
98
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Elaboración de fichas de estudio 
Muchas veces sucede que se nos presentan materias de gran conte-
nido conceptual a partir de cantidades de textos incontables. Acordarse 
los conceptos de cada autor y su desarrollo es complicado y realizar un 
resumen de cada texto o autor puede llegar a ser demasiado extenso para 
el período del cual disponemos para estudiar.
Las fichas de estudio se utilizan para registrar y resumir los datos ex-
traídos de fuentes bibliográficas (como libros o revistas) o no bibliográ-
ficas. Tradicionalmente, las fichas eran tarjetas de forma rectangular de 
diversos tamaños que se escribían a mano. Sin embargo, en la actualidad 
también se pueden hacer recurriendo a herramientas online.
Una cuestión fundamental es tener siempre presente que no es lo mis-
mo una ficha que un resumen, y que deben hacerse de manera tal que 
puedan conformar una verdadera herramienta. En las fichas de estudio no 
se desarrollan los conceptos, pero si se lee de manera consciente el texto 
de la ficha, su contenido debe servir como una ayuda para poder recordar 
las nociones principales del material de partida.
Las fichas de estudio pueden ser de gran ayuda a la hora de repasar antes 
de un examen, así como también en el momento de rendir una evaluación oral. 
La ficha tiene la ventaja de que tiene un tamaño pequeño y fácil de manipu-
lar, tiene renglones más pequeños que el cuaderno e incluso podemos imprimir 
en ellas desde nuestra computadora, logrando un material prolijo y concreto.
El uso de fichas hace más ameno y ordenado el acto repetitivo que su-
pone recordar una serie numerosa de datos aislados. Entre las principales 
ventajas que supone su uso podemos mencionar: 
Materia: Fisicoquímica
Tema: La Tabla Periódica
La Tabla Periódica es un esquema gráfico donde se hallan ordenados y 
clasificados los elementos químicos de acuerdo con sus propiedades.
¿Por qué es tan importante conocer la tabla?
Porque es un instrumento auxiliar de gran importancia para estudiantes 
y profesionales ligados a la química, que permite conocer de inmediato 
las propiedades de un elemento de acuerdo con su ubicación. La 
primera tabla periódica fue publicada por Mendeleiev en 1869. Organizó 
los elementos en filas y grupos, según su número másico creciente. La 
tabla periódica actual es producto de las investigaciones realizadas por 
Moseley en 1913, quien demostró que las propiedades de los elementos 
químicos están en función de sus números atómicos (Z). 
Permite realizar de 
forma individual la 
tarea de repaso, o 
estudiar en equipo 
(una persona 
puede hacerle las 
preguntas a otra 
y verificar las 
respuestas).
Permite ahorrar 
tiempo de repaso 
y, en definitiva, 
de estudio. Sobre 
todo, una vez que 
las fichas ya están 
hechas.
Es de muy fácil 
implementación 
(fichas de estudio 
o flashcards y cajas 
o montículos).
La elaboración de 
las fichas ya de 
por sí nos ayuda a 
recordar mejor 
las ideas.
Nos indica rápidamente el tema 
tratado en la ficha y la materia.
99
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
La carga y la fuerza eléctrica
Si frotamos una regla de plástico con una prenda de lana y la 
acercamos a unos trocitos de papel, observaremos que los atrae. 
Esto ocurre porque, al frotarla, la regla se electriza, es decir, ge-
nera fuerzas eléctricas de atracción. Materiales muy diferentes, 
como el vidrio o la seda, también pueden electrizarse. Este com-
portamiento de atracción y repulsión de las fuerzas eléctricas se 
atribuye a una propiedad de la materia denominada carga eléc-
trica, que presenta las siguientes características:
• Toda la materia posee partículas con cargas eléctricas: los 
electrones, con carga eléctrica negativa (-), y los protones, 
con carga positiva (+).
• Al enfrentarse cargas del mismo tipo se generan fuerzas 
eléctricas de repulsión, y si son de tipo contrario, se gene-
ran fuerzas eléctricas de atracción.
• Comúnmente, la materia no está electrizada: se dice que su 
estado es neutro y se interpreta que el número de cargas 
positivas es igual al de cargas negativas.
• Cuando en un cuerpo o en una parte de él hay más cargas 
de un tipo que de otro, se dice que la materia está cargada 
eléctricamente. De esta manera, en los cuerpos cargados 
también aparecen fuerzas de repulsión o de atracción.
Intensidad de la fuerza eléctrica: 
la ley de Coulomb
En 1785 Charles Coulomb logró establecer empíricamente (es 
decir, mediante experiencias) la intensidad de la fuerza (F) en-
tre dos cuerpos con carga eléctrica (Q1 y Q2) separados una cierta 
distancia (d). Usando esferas cargadas eléctricamente, verificó que 
esta fuerza es directamente proporcional a la cantidad de carga de 
cada cuerpo e inversamente proporcional al cuadrado de la dis-
tancia entre ellas. Es decir que la intensidad de la fuerza eléctrica 
disminuye con el cuadrado de la distancia: si la distancia que las 
separa se duplica (2d), la fuerza se reduce a la cuarta parte (F/4).
Actividades
1. ¿Cuándo se dice que un cuerpo 
está cargado eléctricamente?
2. Si se acerca una regla cargada 
eléctricamente a un conjunto de 
papelitos son atraídos los que se 
encuentran más cerca de la regla. 
Los más alejados no alcanzan a 
moverse. ¿Por qué ocurre esto?
Dos materiales cargados 
eléctricamente pueden repelerse 
si ambos poseen el mismo tipo de 
carga, o atraerse si poseen carga 
de distinto tipo. Si uno de los dos o 
ambos cuerpos no están cargados, 
no actúa ninguna fuerza.
La intensidad de la fuerza eléctrica es mayor cuanta más 
carga tengan los cuerpos y disminuye al aumentar la 
separación entre cuerpos cargados.
F FQ1 Q2
d
Q1 Q2
2d
F
4
F
4
100
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Inducción de cargas eléctricas
Al frotarlos con un paño, un vidrio y un plástico se atraen por-
que adquieren carga eléctrica de signos opuestos. Además, tanto 
el vidrio como el plástico cargados atraen eléctricamente acuer-
pos pequeños, como pedacitos de telgopor. Esta atracción indica 
que la carga del telgopor es de signo opuesto a la del cuerpo car-
gado que se acerca, tanto el de vidrio como el de plástico. Pero si 
el vidrio y el plástico tienen carga de diferente tipo, ¿cómo pueden 
ambos atraer al telgopor? Sucede que si se le acerca un vidrio con 
carga positiva, el telgopor adquiere carga negativa y se atrae con 
el vidrio. Pero si se le acerca un plástico con carga negativa, el tel-
gopor adquiere carga positiva y también se atrae con el plástico. El 
cuerpo cargado induce en el telgopor cargas de signo opuesto a la 
propia: la inducción es otra manera de cargar un cuerpo.
Actividades
1. Expliquen con sus palabras cuáles 
son los mecanismos estudiados 
por los cuales un cuerpo se puede 
electrizar. Propongan un epígrafe 
explicativo para la ilustración que 
está al pie de esta página.
2. Entre todos, comenten ejemplos 
de cuerpos que se carguen eléctri-
camente y generen fenómenos de 
atracción o de repulsión.
Distintos materiales pueden 
electrizarse al ser frotados. 
Cuanto más sean frotados 
mayor será su carga eléctrica.
+
+
+
+
+
+
+
++
++
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
--
-
Telgopor
Vidrio
Plástico
VidrioPlástico
¿Qué sucede en el telgopor que hace que el signo de su car-
ga cambie? La carga eléctrica está asociada a minúsculos pe-
dacitos de materia, partículas materiales diminutas. Las hay 
con carga positiva y negativa. Los cuerpos tienen en su interior 
igual cantidad de cargas positivas y negativas entremezcladas 
íntimamente, que se anulan entre sí y suman una carga total o 
carga neta=0. Por esta razón, en la mayoría de los casos, los 
cuerpos no están cargados.
Si en una zona hay más partículas negativas que positivas, 
hay carga eléctrica negativa en esa zona. Recíprocamente, un 
cuerpo tiene carga eléctrica positiva cuando, por alguna razón, 
tiene un exceso de partículas positivas. En algunos cuerpos, 
las cargas pueden moverse y redistribuirse al experimentar la 
atracción eléctrica de otras cargas, por ejemplo, un cuerpo con 
carga neta positiva o negativa. Este movimiento explica la in-
ducción de cargas.
101
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
La fuerza eléctrica y los cuerpos
La idea de que los cuerpos contienen partículas con carga eléc-
trica permite pensar que tal vez cada cuerpo no sea más que una 
estructura formada por la unión de muchísimas de estas partículas. 
En un conjunto de muchas partículas con carga eléctrica, cada una 
es atraída o repelida por las otras. Estas atracciones y repulsiones 
eléctricas pueden hacer que las cargas se agrupen, y que queden 
un poco distanciadas unas de otras, formando estructuras de ma-
yor o menor estabilidad. La enorme variedad de materiales en la 
naturaleza se explicaría así por la variedad de partículas cargadas 
que existen y la gran diversidad de estructuras posibles.
Por ejemplo, un sólido, como un cristal, podría imaginarse 
como una estructura rígida, una red tridimensional de muchas 
y pequeñísimas partículas con carga eléctrica, sostenidas por la 
fuerza eléctrica que actúa entre ellas. En cambio, según esta idea, 
un material líquido sería una estructura con fuerzas eléctricas 
más débiles, lo que se traduce en mayor libertad de movimiento 
para las partículas y explica la fluidez del líquido.
Cuando los cuerpos entran en contacto, la interacción entre sus 
cargas eléctricas puede producir diferentes efectos. Esos efectos 
dependerán de los tipos de materiales que estén en contacto. Vea-
mos los siguientes ejemplos:
Transmisión de carga
Los procesos de carga por frotamiento pueden ser explicados 
con el modelo de partículas cargadas en los materiales. Cuando las 
cargas de la superficie de un cuerpo se atraen fuertemente con las 
de otra superficie, al separarse, una toma cargas de la otra. Si las 
cargas incorporadas son de signo positivo, por ejemplo, la superficie 
que las incorpora queda con signo positivo y la superficie que las 
pierde, con signo negativo. Los procesos en los que se produce un 
pasaje de cargas de un cuerpo a otro se llaman procesos de transmi-
sión de carga eléctrica.
Cuando nos introducimos en el 
agua, las cargas eléctricas de la piel 
repelen a las del agua. La atracción 
entre las partículas de agua es 
débil y estas ceden ante el empujón 
eléctrico de nuestro cuerpo.
Al pararnos sobre el piso, las partículas 
eléctricas de las plantas de los pies y 
las del suelo se rechazan mutuamente. 
Tal es así que, a nivel microscópico, 
nuestros pies nunca entran en contacto 
real con el suelo.
Actividades
1. Cuando agitamos las manos, 
apenas percibimos su roce con 
el aire; esto es porque la atrac-
ción entre las moléculas de los 
gases es débil y permite el paso 
de los objetos. Expliquen si la 
atracción entre las partículas es 
más fuerte o más débil que entre 
las del agua.
La rigidez de los cristales se debe 
a la gran intensidad de las fuerzas 
entre partículas vecinas, que 
las mantienen en posiciones de 
equilibrio fijas.
Glosario activo
Buscá en el texto la palabra cuya 
definición es la siguiente: 
“Cuerpo sólido, que posee caras 
planas y bien formadas, con aristas 
rectas y unos vértices agudos”.
102
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Buenos y malos 
conductores eléctricos
Si se agrega agua en un borde de una pileta, rápidamente el 
agua de la pileta se reacomoda y alcanza el mismo nivel en toda la 
superficie. En algunos materiales sucede algo similar con la carga 
eléctrica: son buenos conductores eléctricos. Si en una zona de 
ellos se agregan cargas de un signo, al repelerse entre sí, empujan 
a las cargas que hay alrededor. En los metales hay cargas negati-
vas que pueden desplazarse con facilidad y al hacerlo transmiten 
el “empujón” a cargas vecinas. Las cargas negativas móviles de 
todo el metal se reordenan y el efecto resultante equivale a un 
esparcimiento de las cargas agregadas en el material. Los metales, 
como el cobre y el aluminio, son los mejores conductores.
Otros materiales no permiten la dispersión de las cargas eléctri-
cas: son malos conductores o aislantes eléctricos. Si se agregan 
cargas a una zona de ellos, no se dispersan, quedan concentradas 
allí, no pueden moverse de su posición aunque sean “empujadas” 
por otras. La lana y la madera son ejemplos de materiales aislantes.
Rayos y pararrayos
El aire es un aislante eléctrico, pero si las cargas acumuladas en 
un cuerpo son muy elevadas pueden vencer su resistencia y atrave-
sarlo hacia otro cuerpo cargado. Esto sucede en las tormentas eléc-
tricas. Las moléculas de agua de la nube van perdiendo electrones: 
las cargas positivas se acumulan en la parte superior y las negativas 
en la inferior. Las últimas inducen en el suelo cargas positivas, lo 
que causa una atracción eléctrica entre este y la nube. Las cargas se 
acumulan hasta que ocurre una descarga a través del aire: el rayo.
Benjamin Franklin (1706-1790) descubrió que los materiales 
conductores terminados en puntas atraen mejor lo que él llamó 
“fluido eléctrico”. Así, estructuras puntiagudas de metal, conecta-
das al suelo mediante conductores, concentrarían las cargas po-
sitivas de este. Así, los pararrayos atraen a los rayos hacia ellos.
Los metales tienen cargas negativas 
que se mueven con facilidad.
El interior de los cables está hecho 
de cobre, que es un excelente 
conductor. Se utiliza plástico como 
aislante para recubrir el cobre y 
así se evita la circulación de la 
corriente por fuera del cable.
Los rayos son chispas gigantescas, 
producidas cuando las cargas 
eléctricas circulan entre las nubes y 
el suelo terrestre. En las tormentas 
eléctricas se transmiten inmensas 
cantidades de carga eléctrica.
103
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
El campo eléctrico
Una forma de analizar la interacción eléctrica esconsiderar 
que las cargas ejercen fuerzas a distancia entre ellas. Otra, pen-
sar que las cargas modifican las propiedades del espacio que las 
rodea y crean un campo eléctrico a su alrededor. ¿Cómo saber si 
hay campo eléctrico en un punto concreto? Colocando allí una car-
ga eléctrica. Si se acelera, hay campo eléctrico (creado por otras 
cargas): los campos eléctricos se notan cuando aceleran cargas.
El concepto de campo es abstracto, pero carga y campo eléctrico 
son dos entidades inseparables: toda carga crea un campo eléctrico 
a su alrededor y experimenta los efectos de los campos de otras 
cargas. Los campos eléctricos se representan mediante flechas que 
apuntan hacia donde se aceleraría una carga positiva ubicada allí.
Como el número de puntos en el espacio es infinito, solo se 
dibujan algunas líneas representativas que indican el campo. Son 
líneas continuas que empiezan o terminan en las cargas. Parten de 
cargas positivas y llegan a cargas negativas. En una zona libre de 
cargas, las líneas de campo eléctrico no se cruzan. Si lo hicieran, 
indicarían dos direcciones de aceleración, lo que no tiene sentido. 
La intensidad del campo eléctrico se representa mediante la dis-
tancia entre líneas vecinas: donde están más juntas, el campo es 
más intenso. Cuando hay varias cargas eléctricas, los campos de 
todas se suman y las líneas de campo forman dibujos particulares. 
Resumiendo, las características de las líneas de campo son:
• Nunca se cruzan.
• Nacen de cargas positivas y terminan en cargas negativas.
• Son perpendiculares a la superficie de los conductores.
• La cantidad es proporcional a la intensidad del campo.
A. Líneas del campo creado por una 
carga positiva. Cerca de la carga el 
campo es más intenso que lejos de 
ella. Las flechas apuntan hacia donde 
se aceleraría otra carga positiva 
ubicada sobre esa línea. 
B. Líneas del campo creado por una 
carga negativa. Las flechas apuntan 
hacia adentro porque una carga 
positiva es atraída por la carga central.
Campo eléctrico producto de la 
interacción entre una carga positiva 
y una negativa.
A B
Actividades
1. Expliquen las diferencias entre los materiales buenos y malos conductores de la electricidad.
2. ¿Qué es un campo eléctrico? ¿Cómo se puede saber si en una zona hay un campo eléctrico?
+ + +- -
Campo eléctrico producto de 
la interacción entre dos cargas 
eléctricas positivas.
Campo eléctrico producto de 
la interacción entre dos cargas 
eléctricas negativas.
-
104
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
La fuerza eléctrica y los átomos
La idea de que la materia es discontinua surgió hace más de 
2.500 años. El filósofo griego Demócrito, en el siglo V a.C, planteó 
la hipótesis de que la materia estaba formada por partículas pe-
queñas e indivisibles a las que llamó átomos. Esta idea perduró 
durante siglos, y cosechó seguidores y detractores. Pero recién 
después de 1900 la existencia de los átomos fue aceptada por los 
científicos de manera unánime.
En 1808, el científico inglés, John Dalton (1766-1844), retomó 
las ideas de Demócrito formulándolas de modo más preciso en la 
primera teoría atómica moderna. Los postulados de la teoría de 
Dalton eran:
• La materia está constituida por partículas indivisibles e in-
destructibles: los átomos.
• Todos los átomos de un elemento son idénticos entre sí.
• Hay tantos tipos de átomos como de elementos.
• Los átomos de un elemento no pueden convertirse en los de 
otro elemento.
• En las reacciones químicas, los átomos no se crean ni se 
destruyen, solo se reordenan.
• Los átomos de las sustancias compuestas están formados por 
grupos de átomos de elementos, y la relación entre el número 
de átomos presentes en un compuesto determinado siempre 
es un número entero o una fracción sencilla.
Representaciones de Dalton
La teoría de Dalton no aportaba una explicación de por qué los 
átomos se unían o se separaban y formaban diferentes compuestos. 
En 1800 el médico inglés, Anthony Carlisle (1768-1840) descubrió 
accidentalmente que la electricidad destruye las moléculas de agua, 
y rompe las uniones entre sus átomos. Esto parecía indicar que la 
fuerza de unión entre átomos es eléctrica. Pronto, otros experimen-
tos reforzaron esta evidencia.
Actividades
1. Expliquen con sus palabras los 
postulados de la teoría atómica 
de Dalton.
2. Observen la representación de la 
molécula de agua de Dalton. Se-
gún el conocimiento actual, ¿es 
correcta? ¿Por qué?
3. Carlisle dedujo que la fuerza de 
unión entre átomos era eléctrica. 
¿Por qué llegó a esa conclusión?
Dalton introdujo una nomenclatura de 
símbolos para representar los átomos 
de cada elemento, antecesora de la 
actual, que usa solamente letras. Por 
ejemplo, C = carbono; Ag = plata; 
Ni = níquel; K = potasio.
Demócrito fue un filósofo y 
matemático griego que vivió entre los 
años 460 a.C. y 370 a.C.
Átomos de los elementos Compuestos químicos
Hidrógeno
Carbono
Nitrógeno
Oxígeno
Fósforo
Azufre
Potasa
Hierro
Mercurio
Plomo
I
L
Agua
Ácido carbónico
Óxido de nitrógeno (I)
Amoníaco
Metano
105
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
El modelo atómico de Thomson
Hacia 1900, los científicos todavía debatían si los átomos exis-
tían realmente. Quienes aceptaban este modelo buscaban descubrir 
cómo era su estructura y cómo se relacionaba con la carga eléctrica. 
Las partículas con carga eléctrica, ¿eran átomos? ¿Eran partes de 
átomos? ¿O no tenían nada que ver con los átomos? Las primeras 
respuestas llegaron de la mano del físico inglés, Joseph Thomson 
(1856-1940), quien en 1904 propuso un modelo atómico, es de-
cir, una representación de la estructura del átomo, que explicaba su 
funcionamiento vinculándolo, por primera vez, con la electricidad.
En 1897, siete años antes de presentar ese modelo atómico, 
Thomson descubrió la existencia de partículas cargadas eléctri-
camente que parecían mucho más livianas que cualquier átomo. 
Utilizó información aportada por las investigaciones de William 
Crookes (1832-1919), quien había estudiado el paso de la elec-
tricidad en gases, en un dispositivo llamado tubo de Crookes: 
un tubo de vidrio del cual se extraía casi todo el aire y en cuyos 
extremos se hallaban dos placas metálicas (electrodos). Cuando 
los electrodos se conectaban a una fuente de alta tensión eléctri-
ca, un haz luminoso recorría el tubo. Crookes había descubierto 
que el haz partía de la placa con carga eléctrica negativa (llamada 
cátodo y por eso los rayos recibieron el nombre de rayos cató-
dicos) y tendía a moverse en línea recta y en la misma dirección. 
Pero a la vez observó que era posible cambiar esa trayectoria si 
se le acercaba al haz luminoso un cuerpo cargado eléctricamente.
Thomson pensaba que los rayos catódicos no podían ser luz, 
pues eran desviados por campos eléctricos y magnéticos, y la luz, 
no. Esto sugería que los rayos estaban constituidos por pequeñí-
simas partículas con carga eléctrica negativa, a las que denominó 
electrones. De ese modo, podía explicar por qué, ante la presen-
cia de un elemento cargado positivamente, el haz cambiaba su 
recorrido recto desviándose en dirección a ese elemento.
Debido a que en diferentes experimentos se había demostrado 
que los átomos de conjunto tenían carga neutra, Thomson sostuvo 
que además de contener a estas partículas con carga negativa, en 
su estructura debía poseer igual cantidad de carga positiva que la 
compensara. La existencia del electrón indujo a Thomson a pro-
poner un modelo atómico, que suponía la existencia de una esfera 
formada por una masa con carga positiva, en la cual se ubicaban 
los electrones con carga negativa en igual proporción, distribuidos 
uniformemente, lo que hacía a los átomos eléctricamente neutros.
El modelo atómico de Thomson se conoce también como el 
modelo del budín con pasas de uva, por su semejanza en la 
distribución de las pasas (electrones) rodeadasde masa (la carga 
positiva del átomo). Por sus descubrimientos, Thomson recibió el 
premio Nobel de Física en 1906. 
Actividades
1. ¿De qué forma “mejora” el modelo 
atómico de Thomson la versión 
presentada por Dalton?
2. Expliquen cómo se puede deducir 
que en los experimentos realiza-
dos por Thomson la carga de las 
partículas del haz es negativa.
Representación del modelo atómico 
de Thomson.
Masa con 
cargas positivas 
Electrones 
(carga negativa)
Al interponer un objeto en la 
trayectoria de los rayos catódicos, 
este proyecta una sombra por detrás 
del ánodo. Queda demostrado así que 
los rayos se originan en el cátodo.
Cátodo (-)
Objeto metálico
Haz de rayos catódicos (electrones)
Sombra
Fuente de alto voltaje
Ánodo (+)
106
Cuantificación de la carga eléctrica
En 1909, el físico norteamericano, Robert Millikan (1868-
1953), demostró mediante una experiencia que hay un valor míni-
mo de carga eléctrica, es decir, una cantidad elemental de carga. 
El dispositivo usado por Millikan para llevar a cabo sus experien-
cias consistía en dos placas de metal conectadas a los polos de una 
batería, por lo que una de ellas tenía carga positiva y la otra, carga 
negativa. En la cámara, el aceite se dispersaba en minúsculas gotas 
que descendían en el seno de un gas ionizado con rayos X. Un cier-
to número de los electrones formados en la ionización se adherían 
a las gotitas, por lo que adquirían una carga negativa que era un 
múltiplo entero de la carga del electrón; mediante un microscopio 
seleccionaba una para observarla.
Primero, con las placas descargadas, determinaba la masa de 
la gotita a partir del valor de la velocidad de caída, es decir, la 
velocidad a la que la fuerza de resistencia del aire que frena la 
gota iguala el valor del peso (figura 1). A continuación, cargaba las 
placas metálicas y ajustaba la cantidad de carga de manera que 
la fuerza eléctrica contrarrestara la gravedad y mantuviera la gota 
levitando sin moverse (figura 2).
La cantidad de carga que debía colocar en las placas para hacer 
levitar la gotita cargada daba a Millikan una idea sobre la cantidad de 
carga que tenía la gota. Midiendo la cantidad de carga en las placas 
y el peso de la gota, podía deducir el valor de la carga eléctrica de la 
gota. Tras determinar la carga de muchísimas gotitas descubrió que 
todas eran múltiplo de un valor muy pequeño, múltiplos de una carga 
elemental. El valor de carga elemental es 1,602 . 10-19 C (siendo la 
letra C = coulomb, unidad en la que se expresa la carga eléctrica) 
y corresponde a la carga de un electrón. Además, pudo calcular su 
masa, que resultó tener un valor casi dos mil veces menor que la 
masa del átomo más liviano, el hidrógeno. Ya no era posible pensar 
que los átomos eran indivisibles, el electrón es una parte del átomo, 
una partícula subatómica, que puede transferirse entre cuerpos 
con carga eléctrica.
Roce aire
Peso
Ve
lo
ci
da
d 
co
ns
ta
nt
e
Figura 1
Fuerza 
eléctrica
Peso
Velocidad = 0
Figura 2
Placa cargada +
Placa cargada -
Atomizador
Microscopio
Gotitas de aceite
Batería
Dispositivo de la experiencia de Millikan. 
Actividades
1. ¿Puede existir en la naturaleza un 
cuerpo que tenga carga eléctrica 
3,2 . 10-19 C? ¿Y otro que tenga 
carga 2 . 10-19 C? ¿Por qué?
2. ¿Por qué creen que la experien-
cia de Millikan fue tan importante 
para la ciencia?
3. Investiguen en qué ideas se 
basó Millikan para idear su ex-
perimento.
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
107
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
El modelo atómico de Rutherford
Conocido el valor pequeñísimo de la masa de los electrones, 
quedaba por confirmar cómo estaba distribuida la masa en un áto-
mo. En 1911 el físico neozelandés, Ernest Rutherford (1871-1937), 
junto con sus colaboradores, Hans Geiger y Ernest Marsden, reali-
zaron una experiencia reveladora. Prepararon una lámina de oro 
muy delgada, y la bombardearon con un haz de partículas posi-
tivas emitidas por un material radiactivo (llamadas partículas 
alfa), y observaron si esta era atravesada o no por las partículas.
Con gran sorpresa descubrieron que la mayoría de las partículas 
atravesaban la lámina, pero solo una pequeña proporción rebota-
ba como si golpeasen contra algo impenetrable y se desviaba. Esto 
contradecía el modelo de distribución difusa de la masa del áto-
mo. Rutherford dedujo que la desviación pronunciada se producía 
porque los átomos de oro tenían casi toda su masa concentrada en 
una pequeñísima región, a la que llamó núcleo y que tenía carga 
eléctrica positiva. Los electrones de cada átomo, muchísimo más 
livianos que el núcleo, giraban rápidamente alrededor de él y no 
escapaban debido a la atracción eléctrica con el núcleo.
Rutherford pudo estimar que el diámetro del núcleo es aproxi-
madamente 10-14 m, unas 10.000 veces menor que el de la órbita 
de los electrones del átomo (10-10 m); es decir, la mayor parte del 
volumen de un átomo está vacío. Para darse una idea, si el núcleo 
tuviera el tamaño de una pelotita de ping-pong, todo el átomo se-
ría grande como un estadio de fútbol.
Pocos años más tarde, Rutherford descubrió que en el núcleo 
de los átomos hay partículas con carga eléctrica positiva, a las que 
llamó protones. Más adelante, en 1932, James Chadwick (1891-
1974) descubrió el neutrón, otro tipo de partícula presente en los 
núcleos de los átomos que posee una masa similar a la del protón, 
pero que no tiene carga. 
Con el paso del tiempo fueron surgiendo nuevas experiencias 
y teorías que permitieron ir modificando los modelos atómicos 
hasta llegar al que se encuentra vigente en la actualidad.
A modo de resumen, el modelo atómico actual plantea que el 
átomo está compuesto por:
Modelo atómico de Rutherford.
Actividades
1. Realicen fichas de estudio de los 
modelos atómicos propuestos por 
Dalton, Thomson y Rutherford.
2. Debido a su tamaño, los áto-
mos no pueden ser observados 
a simple vista. Investiguen las 
herramientas utilizadas por los 
científicos para poder observar 
estas partículas, y en qué se 
basa su funcionamiento.
ÁTOMO
Tiene casi el 100 % de la masa del 
átomo. Formado por protones y 
neutrones, de masa casi igual. Se 
diferencian en la carga eléctrica: 
los protones tienen carga positiva y 
los neutrones no tienen carga, por 
lo que no experimentan la fuerza 
electromagnética.
Mínimo porcentaje de la masa atómica. Un 
electrón tiene exactamente la misma cantidad 
de carga eléctrica que un protón, pero de 
signo opuesto (negativo). Por eso “quedan 
atrapados” y dan vueltas alrededor del núcleo. 
En cada átomo hay tantos electrones como 
protones hay en el núcleo, y por eso la carga 
eléctrica de un átomo es cero.
Núcleo Nube de electrones
Descubran la historia de los 
modelos atómicos.
108
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Modelo de Thomson (1904)
Modelo de Rutherford (1910)
Modelo de Bohr (1913)
El físico inglés, Joseph Thomson (1856-1909), planteó que el átomo 
está compuesto por cargas negativas, llamadas electrones, dispersas 
en una esfera positiva. Este modelo es considerado el primer modelo 
atómico que describe la constitución del átomo.
El físico neozelandés, Ernest Rutherford (1871-1937), determinó que 
los átomos constan de un núcleo central que concentra casi toda la 
masa del átomo, y una corteza formada por electrones que giran a 
cierta distancia del núcleo.
El físico danés, Niels Bohr, determinó que los electrones describen 
órbitas circulares de forma estable alrededor del núcleo. Las órbitas 
son niveles discretos de energía.
13p+
 14nº
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
––
–
Modelos atómicos 
Desde Demócrito, en el 300 a.C. hasta 
finales de 1910, la idea que existía del 
átomo experimentó cambios muy impor-
tantes. Pasó de ser indivisible a estar for-
mado por electrones con carga eléctrica 
negativa,y un núcleo con protones de 
carga positiva y neutrones sin carga.
El físico y químico inglés, John Dalton (1776-1844), imaginaba que 
la materia estaba formada por átomos: pequeños, indivisibles e 
indestructibles, como bolitas de acero.
Modelo de Dalton (1808)
109
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Cerca del 300 a.C., los filósofos griegos Leucipo y Demócrito propusieron 
que la materia estaba formada por partículas primarias, indivisibles e 
invariables, de movimiento constante, que se unen entre sí para formar 
combinaciones estables.
Este modelo fue evolucionando gracias a los aportes de distintos científicos 
que se apoyaron en los resultados de sus experiencias. 
El átomo consiste en un núcleo con carga positiva, compuesto por 
los protones y los neutrones. Los electrones rodean al núcleo y se 
ubican en distintas zonas con distintos niveles energéticos.
Las funciones de probabilidad desarrolladas por Schrödinger y 
Heisenberg permiten determinar las regiones en las cuales es más 
probable hallar a los electrones.
Joseph Thomson utilizó información aportada por las investigaciones de 
William Crookes, quien realizaba experimentos con electricidad en los que 
enviaba corrientes eléctricas dentro de un tubo de vidrio, cerrado en ambos 
extremos, que contenía distintos tipos de gases. Cuando se hacía pasar 
corriente a través del tubo y se disminuía la presión del gas, aparecía una 
luz verde en el extremo donde se encontraba el cátodo y un punto verde en 
el extremo opuesto. Era evidente que “algo” pasaba desde el cátodo al otro 
extremo, y a ese algo lo llamó rayo catódico.
En 1886, el físico alemán, Eugen Goldstein, utilizando un tubo de rayos 
catódicos perforados, descubrió unos rayos positivos que se desplazaban en 
sentido contrario a los rayos catódicos y los llamó rayos anódicos o canales. 
De esta manera se descubrió el protón, sin tener certeza de su ubicación. En 
1899, Rutherford determinó que una sustancia radiactiva emite tres tipos 
de radiación: alfa, beta y gamma. La alfa tiene carga positiva; la beta, carga 
negativa y la gamma no tiene carga.
Niels Bohr quiso solucionar un problema del modelo atómico de Rutherford: 
los electrones emiten energía al girar en torno al núcleo. Bohr utilizó la 
teoría cuántica de Max Planck, la cual propone que cuando una sustancia 
absorbe o emite energía, lo hace en unidades llamadas cuantos. Además, 
consideró la hipótesis de Einstein, según la cual el transporte de energía a 
través de campos eléctricos y magnéticos o radiación electromagnética puede 
considerarse como una onda o como un flujo de partículas denominadas 
fotones, cuya energía es proporcional a la frecuencia de la radiación.
El modelo atómico de Dalton permitió 
explicar algunas leyes de la combinación 
química: los átomos se combinan en 
una razón de números enteros, en una 
reacción química no existe pérdida de 
masa, un compuesto debe tener una 
composición constante en masa (como lo 
es su composición a nivel atómico).
La teoría de Thomson estableció 
la existencia de partículas con 
carga negativa, los electrones. 
Además, determinó que el átomo es 
eléctricamente neutro y que posee una 
equivalencia entre una zona positiva y 
los electrones presentes en él.
El modelo de Rutherford estableció que 
los átomos poseen un núcleo con carga 
positiva y que a su alrededor giran 
electrones cargados negativamente, 
formando una nube.
Bohr estableció que los electrones se 
desplazan en órbitas circulares (que 
llamó niveles de energía) a una distancia 
fija alrededor del núcleo atómico. Las 
órbitas son de energía diferente. Los 
electrones solo se pueden encontrar en 
ciertas órbitas, y solo emiten o absorben 
energía en los saltos entre órbitas. 
ANTECEDENTES
 Modelo mecanocuántico (1925)
 ANTECEDENTES
 ANTECEDENTES
 ANTECEDENTES
 APORTES DE LA TEORÍA DE DALTON
 APORTES DE LA TEORÍA DE THOMSON 
 APORTES DEL MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
 APORTES DEL MODELO ATÓMICO DE BOHR
Alrededor de 1925, como resultado de los trabajos 
realizados por diversos investigadores, se 
desarrolló la teoría mecanocuántica. Esta teoría ha 
servido de base para postular el modelo atómico 
actual, conocido como modelo mecanocuántico, 
pues permite explicar la composición del átomo 
y algunos fenómenos fisicoquímicos relacionados 
con las partículas que lo constituyen. Se basa 
principalmente en la ecuación del físico austríaco, 
Erwin Schrödinger (1887-1961), y en el principio 
de incertidumbre del físico alemán, Werner 
Heisenberg (1901-1976).
Zona de alta 
probabilidad de 
encontrar al electrón
Núcleo
(protones + 
neutroes)
110
La tabla periódica de 
los elementos
A medida que los conocimientos sobre los elementos y los 
pesos de los átomos se acumulaban, el desafío de los científicos 
era hallar una manera de ordenarlos y sistematizarlos. 
En 1817, el químico alemán, Johan Döbereiner (1780-1849), 
propuso el ordenamiento de los elementos que son semejantes 
en propiedades de 3 en 3, a lo que denominó “triadas”. Döbe-
reiner además encontró que, en cada triada, la masa atómica 
del elemento central era aproximadamente el promedio de las 
masas atómicas de los elementos extremos.
Más adelante, en 1864, el químico inglés, John Newlands (1837-
1898), propuso el ordenamiento de los elementos, según el orden 
creciente de sus masas atómicas, dando un gran paso en la correcta 
clasificación de los elementos. Newlands dispuso a los elementos 
en filas horizontales de 7 en 7, resultando períodos en que el octavo 
elemento se parecía en propiedades al primero; el noveno al segun-
do; y así sucesivamente. Por lo cual, los que tenían propiedades se-
mejantes quedaban en la misma columna. Su propuesta se conoció 
como las octavas de Newlands. Si bien el sistema resultó limitado, 
sentó las bases para el sistema de clasificación actual.
En 1869, el químico ruso, Dimitri Mendeleiev (1834-1907), 
presentó la primera versión del esquema de filas y columnas que 
se conoce como tabla periódica de los elementos químicos. 
Las columnas representan grupos de elementos con propiedades 
químicas similares, y los elementos de una fila tienen mayor masa 
que los de la fila superior. El orden dentro de una fila resultó casi 
siempre también un orden creciente de masa atómica.
La tabla de Mendeleiev dejó en claro que la masa no era la 
propiedad básica que distingue a los átomos de los diferentes ele-
mentos. Para que su tabla funcionara, Mendeleiev tuvo que alterar 
el orden de sus valores de masa. Por ejemplo, los átomos de yodo 
son más livianos que los de telurio, pero él tuvo que ubicar al yodo 
después que el telurio para que quedara en la columna de los ele-
mentos con propiedades químicas similares.
Más adelante, en 1913, el inglés Henry Moseley (1887-1915) 
confirmó que en la tabla periódica los elementos están ordenados 
por su número atómico creciente y no por su masa atómica.
En la tabla los elementos se organizan en siete períodos (filas) 
y dieciocho grupos (columnas). También hay dos filas de catorce 
elementos que habitualmente se colocan fuera de la tabla perió-
dica: son los elementos llamados “tierras raras” o “metales de 
transición externa”. Por sus propiedades, estos elementos de-
berían estar todos en los casilleros del lantano (La) (la primera 
de las dos filas) y el actinio (Ac) (segunda fila de las dos). Se los 
denomina, respectivamente, lantánidos y actínidos.
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Triada
Peso atómico
Li Na K
7 23 39
P.A. (Na) = 7 + 39 = 23
2
1 2 3 4 5 6 7
Li
6,9
Be
9,0
B
10,8
C
12,0
N
14,0
O
16,0
F
19,0
Na
23,0
Mg
24,3
Al
27,0
Si
28,1
P
31,0
S
32,1
Cl
35,5
K
39,0
Ca
40,0
Las octavas de Newlands.
Tabla periódica de Mendeleiev.
111
1,3 1,3 1,3
Hidrógeno
Nombre
Símbolo químico
Electronegatividad
Masa 
atómica* 
*Masa atómica relativa Promedio 
tomando como referencia
Elementos metálicos.
Elementossemimetálicos.
Elementos no metálicos.
Gases nobles.
Número 
atómico
Ce Pr Nd Pm Sm Eu TmErHoDyTbGd Yb Lu
Torio Protactinio
Cerio Praseodimio Neodimio Prometio Samario Europio Gadolinio Terbio Disprosio Holmio Erbio Tulio Yterbio Lutecio 
Uranio Neptunio Plutonio Americio Curio Berkelio Californio Einstenio Fermio Mendelevio LaurencioNobelio
NoMdFmEsCfBkCmAmPuNpUPaTh Lr
Lantánidos 6
Actínidos 7
H 8
Oxígeno
15,99
O 
-2
3,5
Números de 
oxidación
1u = m 12C
12
La sustancia simple es gaseosa a 25 ºC.
La sustancia simple es líquida a 25 ºC.
Elementos arti­ciales.
Elementos aún no descubiertos.
Elementos radiactivos.*
3
1
1,0
6,94
Ca
pa
ci
da
d Configuración
electrónica
Configuración
electrónica
2
5
1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
s1 s2
f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14
d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
3
6
4
7
8
8
18
18
32
32
1s2
2s2p
3s3p
4s3d4p
5s4d5p
6s4f5d6p
7s5f6d7p
Grupo
Período
1
+
– 1
+
– 3;5
+
– 3;4;5
+
– 4
+
– 3;5
+
– 2;4;6
-2;3;4;6
+
– 2;4;6
+
– 1;3;5;7
+
– 1;3;5;7
+
– 1;3;5;7
2,1
1,01
4
2
1,5
9,01
11
1
0,9
22,99
12
2
1,2
24,3
19
1
0,8
39,1
20
2
1,0
40,08
21
3
1,3
44,96
37
1
0,8
85,47
38
2
1,0
87,62
39
3
1,3
88,91
55
1
0,7
132,9
56
2
0,9
137,3
57
3
1,1
138,9
87
1
0,7
(223)
58
3;4
1,1
140,1
59
3;4
1,1
140,9
60
3
1,2
144,2
61
3
1,1
147
62
2;3
1,2
150,4
63
2;3
1,0
152
64
3;4
1,1
157,3
65
3;4
1,2
158,9
66
3;4
1,1
162,5
67
3
1,2
164,9
68
3
1,2
167,3
69
2;3 2;3
1,2
168,9
70 1,1
173,1
71
3
1,2
175
90
3
1,3
232
91
4;5
1,5
(231)
92
3;4;5;6 3;4;5;6 3;4;5;6 3;4;5;6
1,7
238
93 1,3
(237)
94 1,3
(244)
95
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1
-
-
-
1
-
-
-
1,3
-
0
- - - -
(243)
96
3
(247)
97
3;4
(247)
98
3
(251)
99
(252)
100
(257)
101
(258)
102
(259)
103
(262)
88
* *
* * * * * * * ** * * ***
* * * * * * *** ** *
2
0,9
(226)
89
3
1,1
(227)
Titanio Vanadio Cromo
Ti V Cr
22
2;3;4
4
4
1,5
47,87
23 1,6
50,94
24
2;3;6
2;3;4;5;6
2;3;4;5;6
2;3;4;5
3;5
1;2;3;4;5
1,6
52
Manganeso Hierro
Mn Fe
25
2;3;4;6;7
2;3;4;6;8
2;3;4;6;8-1-,2;4;6;7
1,5
54,94
26
2;3 2;3
2;4
2;4
1,8
55,85
Cobalto Niquel
Co Ni
27
2;3
1,8
58,93
28 1,8
58,69
Cobre Cinc
Cu Zn
29
1;2
1,9
63,55
30
2
2
1,6
65,4
Galio
Ga
31
3 4
3
1,6
69,72
Germanio
Ge
32 1,8
72,64
Arsénico
As
33 2
74,92
Selenio
Se
34 2,4
78,96
Bromo
Br
35 2,8
79,9
Criptón
Kr
36 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
83,8
Aluminio
Al
13
3 4
1,5
26,98
Silicio
Si
14 1,8
28,09
Fósforo
P
15 2,1
30,97
Azufre
S
16 2,5
32,07
Cloro
Cl
17 3
35,45
Argón
Ar
18
39,95
Boro
B
5
3 2; +– 3;4;52
2
10,8
Carbono
C
6 2,5
12,01
Nitrógeno
N
7 3
14,01
Oxígeno
O
8
-2 -1
3,5
15,99
Flúor
F
9 4
19
Neón
Ne
10
20,18
Helio
He
2
4
Circonio Niobio Molibdeno
Zr Nb Mo
40 1,4
91,22
41 1,6
92,91
42 1,8
95,94
Tecnecio Rutenio
Tc
Litio
Li
Magnesio
Mg
Potasio
K
Calcio
Ca
Escandio
Sc
Rubidio
Rb
Estroncio
Sr
Itrio
Y
Cesio
Cs
Bario
Ba
Lantano
La
Francio
Fr
Radio
Ra
Actinio
Ac
Sodio
Na
Berilio
Be
Ru
43
4;7
1,9
(98)
44 2,2
101,1
Rodio Paladio
Rh Pd
45
2;3;4
2;3;4;6
2,2
102,9
46 2,2
106,4
Plata Cadmio
Ag Cd
47
1
1,9
107,9
48 1,7
112,4
Indio
In
49 1,7
114,8
Estanio
Sn
50
2;4
2;4 3;5
1,8
118,7
Antimonio
Sb
51 1,9
121,8
Telurio
Te
52 2,1
127,6
Yodo
I
53 2,5
126,9
Xenón
Xe
54
131,3
Hafnio Tantalio Tungsteno
Hf Ta W
72 1,3
178,5
73 1,5
180,9
74 1,7
183,8
Renio Osnio
Re Os
75 1,9
186,2
76 2,2
190,2
Iridio Platino
Ir Pt
77 2,2
192,2
78 2,2
195,1
Oro Mercurio
Au Hg
79
1;3
2,4
197
80
1;2
1,9
200,6
Talio
Tl
81
1;3
1,8
204,3
Plomo
Pb
82 1,9
207,2
Bismuto
Bi
83 1,9
209
Polonio
Po
84
2;4;6
2
(209)
Astato
At
85 2,2
(210)
Radón
Rn
86
(222)
Rutherfordio Dubnio Seaborgio
Rf Db Sg
104
(261)
105
(262)
106
(266)
Bohrio Hassio
Bh Hs
107
(264)
108
(277)
Meitnerio Darmstadtio
Mt Ds
109
(268)
110
(271)
Roentgenio Copernicio
Rg Cn
111
(272)
112
(277)
Nihonio
113
(284)
Flerovio
Fl
114
(285)
Moscovio
Mc
115
(288)
Livermorio
Lv
116
(289)
Teneso
Ts
117
(293)
Oganesón
Og
118
(293)
*
* * *
I-A II-A III-B IV-B V-B VI-B VII-B VIII I-B II-B III-A IV-A V-A VI-A VII-A VIII-A
Nh
+
–
+
– 1;3;5;7
1,31,3 1,3 1,3 1,3 1,3
VIIIVIII
Nota: las masas atómicas que 
�guran entre paréntesis 
corresponden a la del isótopo 
conocido más estable de ese 
elemento.
Clasificación de los elementos
Los elementos pueden clasificarse en metales, no metales y 
gases nobles.
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Tipo de elemento Ubicación en la tabla Propiedades
Metales
Reactivos Elementos de los dos pri-
meros dos grupos (excepto 
el H). Son los metales más 
reactivos, en general.
• Buenos conductores de la electricidad y el calor.
• Resistentes y duros.
• Brillantes cuando se frotan o al corte.
• Maleables, se convierten con facilidad en láminas muy delgadas.
• Dúctiles, se deforman con facilidad.
• Tienen altas temperaturas de fusión y de ebullición.
• Son de elevada densidad.
• Algunos son atraídos por los imanes.
• Tienen tendencia a formar cationes.
Algunas excepciones: el mercurio es un metal, pero es líquido a 
temperatura ambiente. El sodio es metal, pero es blando y flota (baja 
densidad). Los semimetales, sólidos a temperatura ambiente, forman 
iones positivos con dificultad. Según la circunstancia, se comportan 
como no metales.
De 
transición
Ubicados entre los grupos 3 y 
12 de la tabla, son elementos 
muy estables y no reaccionan 
fácilmente con otros. Incluyen 
a las tierras raras.
Otros 
metales
Se hallan en el resto de los 
grupos largos (13, 14, 15 y 
16). Algunos de ellos tienen 
propiedades de no metal en 
determinadas circunstancias 
(los semimetales, B, Si, Ge, 
As, Sb, Te, Po).
No metales
Tienen características opues-
tas a los metales.
Algunos de ellos, los que se 
hallan cerca de la línea de 
separación metal / no metal, 
en determinadas circunstan-
cias, tienen un comporta-
miento metálico (semimetales 
o metaloides).
• Malos conductores de la electricidad y del calor.
• Son poco resistentes y se desgastan con facilidad.
• No reflejan la luz como los metales.
• Son frágiles, se rompen con facilidad.
• Tienen baja densidad.
• No son atraídos por los imanes.
• Tienen tendencia a formar iones negativos.
Algunas excepciones: el carbono (no metal) forma una estructura de 
gran dureza: el diamante. También compone el grafito, que conduce la 
electricidad.
Gases nobles
Elementos ubicados en la 
última columna a la derecha 
(grupo 18).
En condiciones normales son inertes, prácticamente no reaccionan con 
ningún elemento ni forman iones.
Hidrógeno
Elemento ubicado en la prim-
era columna y primera fila.
Aunque se lo considera un no metal, no tiene las características propias 
de ningún grupo: puede formar iones positivos o negativos.
112
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Tipos de átomos
Los átomos de los distintos elementos químicos se diferencian 
por el número de protones, llamado número atómico, que se sim-
boliza con la letra Z. En la naturaleza, hay átomos desde Z = 1 hasta 
Z = 92. Los átomos tienen la misma cantidad de protones que de 
electrones, en caso contrario serían iones. Así, el aluminio (Al) tiene 
Z = 13: sus átomos tienen 13 protones y 13 electrones. En la tabla 
periódica, los elementos se ordenan según el número atómico, de 
manera creciente de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.
Mientras que los protones se concentran en el núcleo atómico, 
los electrones se mueven muy rápidamente en torno a él y se distri-
buyen a su alrededor en forma de capas o niveles, algo así como 
las capas de una cebolla.
En una fila de la tabla, todos los átomos tienen el mismonúmero 
de capas de electrones. El del primer casillero de esa fila tiene un 
solo electrón en la capa más externa; el del segundo casillero, dos 
electrones en la capa más externa; y así sucesivamente, hasta lle-
gar al último casillero. El átomo de este casillero tiene la capa más 
externa completamente llena de electrones. El número de capas au-
menta en 1 si se desciende a la fila adyacente inferior.
A su vez, los elementos están organizados en columnas o grupos 
verticales, en los que el orden está dado por el número de electrones 
que poseen las últimas capas (llamados electrones de valencia). En 
la primera columna están los elementos que poseen un solo electrón 
en las capas más externas; en la segunda columna, los que tienen 
dos; y así sucesivamente hasta llegar al último casillero. Los átomos 
del último grupo tienen las capas más externas llenas de electrones.
Estructura de la Tabla periódica y distribución de electrones. Al 
avanzar en una fila de izquierda a derecha, se agregan electrones 
de a uno en la capa de más energía. En la última columna a la 
derecha de la tabla están los gases nobles, cuyos átomos tienen la 
capa más externa llena de electrones.
1
2
3
4
5
6
7
Período
(fila)
Grupo (columna)
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Última capa 
completamente 
llena (gases 
nobles)
6
7
Se intercalan 
en esta ubicación
ME COMPROMETO
Mendeleiev fue uno de los más 
importantes científicos del siglo 
XIX. Pero no gozó de reconoci-
mientos oficiales en vida. No fue 
admitido en la Academia Rusa 
de las Ciencias y no recibió el 
premio Nobel de Química por sus 
importantísimos descubrimientos 
relacionados con los elementos y 
la tabla periódica. Fue su colega 
sueco, Svante Arrhenius, quien 
obstaculizó su reconocimiento, 
al no perdonarle que criticara en 
público su trabajo. 
¿Creés que este tipo de hechos 
son frecuentes en la comunidad 
científica? ¿Y en otros ámbitos? 
¿Conocés ejemplos? Compartí tu 
opinión en el foro de la unidad. 
 
Actividades
1. Analicen la tabla y respondan:
a. ¿A qué grupo y período perte-
necen los átomos de Z = 12, 24 
y 39? 
b. ¿Pertenecen los tres a un mis-
mo tipo de elemento? Justifi-
quen su respuesta. 
c. ¿Qué sucede si el átomo de 
Z = 8 gana dos electrones?
2. Investiguen qué son los isótopos.
113
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Las uniones químicas
Los compuestos químicos están formados por la unión o en-
lace de dos o más átomos, en la que participan los electrones de 
la capa más externa de cada átomo, es decir, los electrones de 
valencia. Según los elementos que se unen y las características 
del compuesto formado, los enlaces pueden ser iónicos, cova-
lentes o metálicos.
Enlace covalente
Enlace iónico
Enlace metálico
En este tipo de enlace, uno o más pares de electrones son compartidos por dos 
átomos. Los electrones de los átomos se reacomodan y terminan compartidos 
por ambos átomos, que quedan unidos. Se da, por lo general, entre elementos no 
metálicos. Por ejemplo, el oxígeno y el hidrógeno, en la naturaleza, se encuentran 
en forma de moléculas de dos átomos iguales unidos en un enlace covalente. Estos 
compuestos presentan variados puntos de fusión y ebullición que generalmente son 
bajos. Además, no conducen la electricidad en estado puro ni en solución (porque 
no forman iones). Los enlaces covalentes pueden ser polares o no polares.
En este tipo de enlace uno o más electrones de un átomo pasan a otro átomo, de lo 
que resultan dos iones con carga de signos opuestos que se atraen mutuamente. 
Se produce entre átomos de los primeros con los de los últimos grupos de la tabla 
periódica, en los que el átomo que tiene pocos electrones en la última capa pierde 
electrones y se convierte en un ion positivo. Los electrones pasan al otro átomo, 
que tiene muchos electrones en la última capa y se convierte en un ion negativo. 
Las sustancias con enlace iónico forman cristales, son sólidas a temperatura 
ambiente, se disuelven en agua y tienen puntos de fusión y de ebullición muy 
altos. Fundidas o disueltas en agua son buenas conductoras de la electricidad.
Los metales tienen pocos electrones en su última capa, y los pueden perder 
fácilmente, convirtiéndose en iones positivos que se ordenan en el espacio y 
forman una red. Los electrones dispersos forman una nube de electrones que 
puede desplazarse a través de toda la red. La fuerza de unión entre los átomos 
de un metal se debe a la atracción entre los iones positivos y los electrones que 
se mueven libremente. Esta facilidad de movimiento de los electrones posibilita 
la transmisión eléctrica y la conductividad del calor. El enlace metálico permite 
que los metales soporten altas temperaturas. son sólidos con elevandos puntos de 
fusión y de ebullición. 
En el enlace covalente, como el que 
une los átomos del cloro (Cl2), los 
átomos comparten electrones.
Electrón 
compartidoÁtomos 
enlazados
Cl Cl
Cl-Na+
En el enlace iónico, como el que une 
los átomos en el cloruro de sodio 
(NaCl), un átomo cede electrones (Na) 
y el otro los recibe (Cl).
En el enlace metálico los átomos con 
carga positiva quedan rodeados de 
una nube de electrones.
Electrón cedidoÁtomos enlazados
Actividades
1. Investiguen cuál es la diferencia entre los enlaces covalentes polares y no polares, y qué propiedades 
distintivas tiene cada uno de ellos.
2. Utilizando la tabla periódica indiquen qué tipo de enlace se formará en cada caso:
a. Entre los átomos que forman al hierro (Fe).
b. Entre los átomos que forman al cloruro de hidrógeno (HCl).
c. Entre los átomos que forman al nitrógeno (N2).
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
114
Comprensión lectora
Galvani (1737-1798), en Bolonia, comenzó 
a realizar experimentos para determinar qué 
relaciones existen entre la electricidad y la fi-
siología o, más ampliamente, entre la electri-
cidad y la vida. 
(…)
El científico boloñés propuso la siguien-
te explicación: en las patas de la rana, y por 
extensión, en cualquier ser vivo, se encuentra 
una “electricidad animal”, un líquido vital que 
se activa cuando es estimulado por una des-
carga eléctrica externa. 
(…)
Galvani publicó los resultados de sus ex-
perimentos sensacionales en 1791 (…), en los 
que señaló que las patas de rana se contraen 
incluso sin el estímulo de la electricidad ex-
terna, solo poniendo en contacto, con una es-
pecie de pinzas de metal, el nervio y el múscu-
lo (donde Galvani creía que se acumulaba la 
“electricidad animal”).
(…)
Inicialmente Volta estaba fascinado con los 
descubrimientos de Galvani, pero luego, en 1792, 
ofreció una explicación alternativa y opuesta. Si 
para Galvani la electricidad es inherente al cuer-
po de las ranas y solo puede estimularse desde el 
exterior, para Volta es cierto lo contrario: la electri-
cidad no es “animal”, sino electricidad normal ge-
nerada por el contacto de dos metales diferentes 
que conectan los nervios y músculos. Volta estaba 
convencido de que son los metales los que produ-
cen energía, mientras que las patas de la rana son 
solo detectores, y no generadores de electricidad. 
Las dos interpretaciones no solo eran opuestas, 
sino que se revelarían irreconciliables en los años 
siguientes, dando lugar a una de las más famosas 
disputas científicas de todos los tiempos. 
(…)
La controversia no fue meramente científi-
ca: de fondo había una cuestión filosófico-reli-
giosa. Según Galvani, la electricidad está “den-
tro de las ranas”, y allí la habría puesto Dios. 
Los hombres no podrían crearla, porque eso 
significaría cruzar una frontera y entrometer-
se en la jurisdicción del Creador. En cambio, 
Volta, aunque era religioso, estaba convencido 
de que los descubrimientos de Galvani debían 
explicarse como fenómenos físicos.
Fragmentos de: Miscione, G. P. (2015). Las ranas de 
Galvani, la pila de Volta y el sueño del doctor Frankenstein. 
Hipótesis, Apuntescientíficos uniandinos (18), 54-65. 
Actividades
1. Reflexionar sobre la forma. ¿Cuál creés que es la finalidad del autor en este fragmento? ¿Por qué? 
a. Presentar que frente a un mismo fenómeno físico se pueden sostener distintas teorías que lo 
expliquen. 
b. Presentar la diferencia entre la electricidad “animal” y la electricidad “artificial”, producida 
por el ser humano. 
c. Ambas. 
d. Otra. ¿Cuál? 
2. Reflexionar sobre el contenido. Algunas personas consideran que las creencias de los cien-
tíficos no influyen en sus teorías. ¿Qué posición tiene el autor respecto a esta idea? ¿Estás de 
acuerdo? ¿Por qué? 
3. Interpretar y relacionar. ¿En qué consiste la controversia planteada? ¿Qué posiciones defen-
dían Galvani y Volta? 
4. Buscar información. ¿A qué llamaba Galvani “electricidad animal”? Marcá en el texto aquellos 
elementos que te permitieron responder a la pregunta. 
“Electricidad animal”: la controversia Galvani-Volta
Videraetorem quodionsum
Urio. Core consequi dollecupturi doloren istruntio. Hil mostis 
exerum quunti tenis estibus.
Orrore solest aut rernam, aut accum si ut arciendiore de eatem 
faccaturit harciisquat et utem voluptat od eic tem et quam com-
nimus ex essitio. Ibere plit od que venis dem etur molendestium 
solorae nulparum volo dolupta testioreium suntet, sae inctatis 
magnatectia dolorerchit dundicti quist adias vid maionseque re 
ellaten impossinctur ma aut ut volore prore maximporias quiamen 
debisto commoditate magnam derum doluptate inihictia platemp 
oritio ium unte ium qui rerum qui commos recab ilit voluptumqui 
autemolorum necesti oreicitemo con electorionse nonsequ idig-
nihic tet aut int dolorera aut quiatem int ius eumet aut a dolore am 
aute illeneseque debis intio. Ugit, omnis et quiaestota dolessita 
vit, ium denimol umquaerum in consedi te sitiis cumquae ssequo-
dis doloren ditatem harum earit fuga. 
Rum quaectum rae volupid quiam sa voloruntis est as alit et 
inctur sa non core, sus exces ut veratia quas aut eosaeped quatur? 
Atio sus exces . 
Et mi, tem hilliquatus se nessitibus voloribus rem et mint quo 
qui quam eum velibus voloraepe molum et rem sit, corempo rup-
tisquid et qui ipis volo occus dusanis con peribus, unt aborro veni-
meni beaturem autae pore saernat aturere.
Itatur reni nectae cum quosae vendis aspe nissime officilias vo-
lupidebit aut harcipicatem ea nusam facesec uptatiur sitas sed ut 
quam earum apient preriorupta et magnat lia vent.
Videraetorem quodionsum
Ce ipienent cultu merfestrei inatuid etimiust viribemquer hos, 
inampote, Palium addum in seracii inatalem rec re me apernih in-
teme auc teatquo poptil vivatum or uro et veheben atienatanum 
virmis ina vir locum mus conloccior pelibus andiae molor aut offi-
cil ere perenihil iunt as as sequatius evele. 
115
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
Paso 1 Destapen y vacíen las latas. Guarden una 
de las pestañas metálicas que tenían.
Paso 2 Aten la pestaña a un extremo del hilo.
Paso 3 Ubiquen las latas sobre el televisor, sepa-
radas unos 8 cm. Apoyen la birome sobre ellas y 
aten el hilo en su centro. La pestaña debe que-
dar aproximadamente a unos 3 cm del televisor.
Paso 4 Pelen el extremo de un cable y conécten-
lo a la lata de la derecha con cinta adhesiva. 
Conecten el otro extremo a Tierra (una cañe-
ría, una canilla o una reja).
Paso 5 Conecten un extremo del otro cable a la 
otra lata (la de la izquierda) y su otro extremo 
mediante una pinza de cocodrilo al papel de 
aluminio, previamente asegurado con cinta 
adhesiva, a la pantalla del televisor.
Paso 6 Enciendan el televisor y observen la osci-
lación de la pestaña, que choca alternadamen-
te ambas latas.
Transmisión en inducción de cargas 
Como vimos, el estadounidense Benjamin Franklin estudió la electrici-
dad en las tormentas. Para detectar el campo eléctrico entre la base de las 
nubes y el suelo, usó un aparato con dos campanas, conocido como “campa-
nas de Franklin”. En esta experiencia construirán un aparato similar al que 
utilizó Franklin, pero fabricado con dos latas de gaseosa.
Materiales
Dos latas de gaseosa; una varilla de material aislante, como una birome; 15 cm 
de hilo; dos láminas de papel de aluminio de unos 30 cm de lado; cinta adhesiva; 
dos cables con clips tipo “cocodrilo”; un televisor clásico (no de pantalla plana).
Procedimiento
Actividades
1. Respondan las siguientes preguntas.
a. ¿Por qué se atraen la lata de la derecha y la pestaña? ¿Qué proceso de reordenamiento de 
cargas se produjo en la pestaña?
b. Al tocar la lata de la derecha, ¿con qué carga queda la pestaña?
c. ¿Por qué la lata de la izquierda atrae la pestaña cuando se le acerca? ¿Qué tipo de proceso de 
reordenamiento de cargas se produjo en la lata de la izquierda?
d. ¿Por qué los electrones de la pestaña pasan a Tierra? Piensen en qué cuerpo están más con-
centrados.
2. Si la lata de la izquierda no estuviera conectada a Tierra, ¿cómo se modificaría el movimiento de 
la pestaña? Hagan predicciones al respecto, considerando los reordenamientos de cargas eléctri-
cas que se producirían.
3. Discutan las diferentes opiniones, argumentando las razones en las que se basan. Posteriormen-
te, hagan la experiencia, observen qué sucede y traten de explicarlo.
Dispositivo para la experiencia.
Taller de Física y Química
Integro lo aprendido
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
116
Actividades
1. Completen el organizador gráfico con los conceptos que faltan.
2. Vuelvan a las páginas 96 y 97 de esta unidad. Repasen las preguntas y respondan brevemente.
a. ¿Por qué durante las tormentas eléctricas no se debe permanecer en el mar o en una pileta?
b. ¿Por qué no se observan fenómenos eléctricos llamativos constantemente en la vida cotidiana? 
c. ¿Cómo podría ponerse en evidencia la fuerza eléctrica sin recurrir a ningún aparato eléctrico?
3. Repasen las páginas 105 a 109 y elaboren la cantidad de fichas de estudio que crean convenientes 
para los temas explicados. Luego, comparen sus fichas con otros compañeros, y si lo creen necesario, 
realicen correcciones sobre las suyas. 
de distintos
propiedades
característica característica característica
forman elementos o compuestos mediante uniones químicas
propiedades
se da en
son en general son en generaldisueltos en líquidos son
se da en se da en
propiedades propiedades
clasifica los elementos en 
definidos por
definidos 
por
se ordenan 
en formado por
Tienen
Tienen
Tienen
ÁTOMO
Última órbita 
electrónica
Hidrógeno
Buenos 
conductores
No metales
Poco resistentes 
baja densidad
Comparten electrones
Buenos conductores 
Entre átomos ionizados
Un metal + un no metal
Se forma una nube de electrones
Tiene 
características 
propias
No reactivos 
(inertes)
Grupos
Electrones
Carga positiva
Neutrones
Cantidad de Valencia
Me pongo a prueba
©
 e
di
ci
on
es
 s
m
 s
.a
. P
ro
hi
bi
da
 s
u 
fo
to
co
pi
a.
 L
ey
 1
1.
72
3
117
1. Leé atentamente las siguientes preguntas y elegí 
la respuesta más adecuada en cada caso. Justificá 
tus elecciones.
a. ¿Por qué los cabellos se paran o ponen “de 
punta” con la fricción con el peine?
 Porque al frotarlos con el peine se cargan 
magnéticamente.
 Porque al frotarlos con el peine se cargan y 
luego se repelen entre sí (por tener la misma 
carga).
 Porque el peine les transmite protones.
b. ¿Por qué se recomienda abrir la heladera con 
calzado de goma y las manos secas?
 Porque la suela de goma funciona como 
aislante y las manos secas no conducen la 
electricidad.
 Porque la goma es un conductor, pero las 
manos secan detienen a la electricidad.
 Porque el calzado de goma repele las car-
gas de la heladera.
c. ¿Por qué los pararrayos protegen a los edifi-
cios y las zonas próximas de los rayos?
 Porque ofrecen el camino “más fácil” para 
el pasaje de la electricidad.
 Porque acumulan cargas negativas queson 
corriente eléctrica.
 Porque el pararrayos atrae y conduce la 
descarga hacia la tierra.
2. Una chapa cargada con signo positivo crea cer-
ca de ella el campo eléctrico representado en la 
figura 1. ¿Tiene el campo igual intensidad en los 
puntos A, B y C? Justificá tu respuesta.
3. Indicá si las siguientes afirmaciones son verdade-
ras (V) o falsas (F). Corregí las falsas en tu carpeta 
para que sean correctas. 
a. Según la teoría atómica de Dalton, los átomos 
son entidades indivisibles. 
b. En el modelo de Thomson los electrones con 
carga positiva se encuentran dentro del áto-
mo como pasas en un budín que tiene carga 
negativa. 
c. El modelo de Rutherford plantea la existencia 
de un núcleo positivo en el que se encuentran 
protones y neutrones, rodeado de los electro-
nes de carga negativa. 
d. En el modelo atómico actual el área donde hay 
más posibilidades de hallar un electrón se de-
nomina orbital. 
4. Para cada una de las siguientes características, 
señalá si corresponden a compuestos con enlaces 
covalentes (C), iónicos (I) o metálicos (M).
a. Tienen puntos de fusión y ebullición muy al-
tos. 
b. Son buenos conductores del calor y la electri-
cidad. 
c. Cuando están disueltos conducen la corriente 
eléctrica. 
d. Están formados por dos átomos no metálicos.
e. Soportan muy altas temperaturas sin desinte-
grarse. 
f. Pueden ser polares o no polares. 
5. La carga central (A) está en equilibrio. Su distan-
cia a la B es el doble que a la C. Respondé:
a. ¿Cuál de las cargas es mayor, B o C?
b. ¿Cuántas veces mayor es esta carga?
c. ¿Puede deducirse el signo de la carga A?
6. Reflexioná sobre tu aprendizaje en esta unidad y 
respondé.
a. ¿Se modificó alguna de tus ideas previas?
b. ¿Creés que incorporaste nuevos conocimientos?
c. ¿Qué temas te costó más comprender? ¿Nece-
sitaste recurrir a otras fuentes para compren-
derlos? ¿A cuáles?
7. Realizá más actividades de 
autoevaluación para poner a prueba tus conoci-
mientos.
+ + + + + + + + + + +
C
B
A
B
+ 2d d
C
+A