PPTCES002CB33-A16V1 Clase Teoría atómica I: modelos atómicos, estructura atómica y tipos de átomos

Resumen de la clase anterior PSU Ciencias Estructura Contenidos Reconocimiento Áreas temáticas Ejes temáticos MC Habilidades ME Comprensión ASE Aplicación HPC

Aprendizajes esperados Conocer los distintos modelos atómicos. Definir términos y conceptos utilizados en teoría atómica. Describir la estructura del átomo y sus dimensiones comparadas con la materia macroscópica. Conocer el concepto de número atómico y de número másico. Establecer el número de partículas subatómicas en un átomo. Identificar los distintos tipos de átomos, tales como isótopos, isóbaros e isótonos. Páginas del libro desde la 26 a la 34.

Pregunta oficial PSU Fuente: DEMRE – U. DE CHILE. Modelo de Ciencias 2015.

1. Modelos atómicos 2. Estructura atómica 3. Tipos de átomos

1. Modelos atómicos 1.1 Teoría atómica de Dalton Postulados: Los elementos están formados por partículas muy pequeñas llamadas átomos. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos. Los átomos de distintos elementos son diferentes.

1. Modelos atómicos 1.1 Teoría atómica de Dalton Postulados: Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En un compuesto, la relación del número de átomos es un número entero o una fracción sencilla. Una reacción química implica solo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca supone la creación o destrucción de los mismos.

Joseph John Thomson (1856-1940) Físico británico. 1. Modelos atómicos 1.2 Modelo atómico de Thomson Thomson propuso el primer modelo atómico con partículas subatómicas. En su modelo los átomos están formados por una esfera uniforme cargada positivamente, en la cual se encuentran incrustados los electrones, de carga negativa. Descubrió el electrón. Midió la relación carga/masa del electrón. Premio Nobel de Física, 1906 Joseph John Thomson (1856-1940) Físico británico. Modelo atómico de Thomson, también llamado budín de pasas. Base del descubrimiento: electrón

1. Modelos atómicos 1.3 Modelo atómico de Rutherford Premio Nobel de Química, 1908 Rutherford propuso el modelo nuclear del átomo. En su modelo la mayor parte de la masa del átomo y toda su carga positiva, se concentra en una región muy pequeña a la que llamó núcleo. Los electrones están moviéndose constantemente alrededor del núcleo. La mayor parte del átomo es espacio vacío. Ernest Rutherford (1871-1937) Físico y químico neozelandés. Base del descubrimiento: núcleo

Niels Bohr (1885- 1962) Físico danés. 1. Modelos atómicos 1.4 Modelo atómico de Bohr Premio Nobel de Física, 1922 El electrón del átomo de hidrógeno gira alrededor del núcleo en órbitas circulares estacionarias. Los electrones solo pueden existir en ciertas órbitas discretas. Los electrones están restringidos a ciertos estados cuantizados. Niels Bohr (1885- 1962) Físico danés. Base del descubrimiento: órbitas cuantizadas

Louis-Victor de Broglie (1892- 1987) 1. Modelos atómicos 1.5 Modelo mecánico cuántico Premio Nobel de Física, 1933 La energía presente en los electrones los lleva a comportarse como ondas (comportamiento dual). Los electrones se mueven alrededor del núcleo en zonas de mayor probabilidad, llamadas orbitales. Plantea una ecuación de onda, la cual, conduce a una cuantificación de la energía que depende de ciertos números enteros, estos son los números cuánticos. Erwin Schrödinger (1887- 1961) Físico austriaco. Premio Nobel de Física, 1929 Premio Nobel de Física, 1932 Principio de incertidumbre de Heisenberg: “Es imposible medir simultáneamente y de forma precisa la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de una partícula.” Louis-Victor de Broglie (1892- 1987) Físico francés. Werner Heisenberg (1901- 1976) Físico alemán.

A Pregunta HPC Ejercicio 8 “guía del alumno” Comprensión Rutherford, luego de realizar pruebas con una lámina de oro bombardeada por partículas alfa, consideró al átomo formado por dos partes: la “corteza” y el “núcleo”. La corteza está constituida por electrones, girando a gran velocidad alrededor del núcleo. Este último es muy pequeño, concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo. El párrafo anterior corresponde a un(a) modelo. observación. ley. hipótesis. experimento. A Comprensión Habilidad de Pensamiento Científico: Explicación de la importancia de teorías y modelos para comprender la realidad, considerando su carácter sistémico, sintético y holístico, y dar respuesta a diversos fenómenos o situaciones problemas.

2. Estructura atómica 2.1 El átomo El átomo es la unidad de materia más pequeña. No es posible dividir un átomo mediante procesos químicos. El átomo está compuesto por un núcleo, en el que se concentra toda su masa, rodeado por una nube de electrones. El núcleo atómico está formado por protones y neutrones. Los electrones permanecen ligados al núcleo mediante la fuerza electromagnética.

2. Estructura atómica 2.2 Partículas subatómicas Partícula Masa (g) Masa (uma) Carga (C) Carga relativa Masa relativa Símbolo Protón 1,672622 x 10–24 1,007276 1,6022 x 10–19 +1 1 p+ Neutrón 1,674927 x 10–24 1,008665 no Electrón 9,109383 x 10–28 0,0005485 –1,6022 x 10–19 –1 1/1840 e–

ZXA 2. Estructura atómica 2.3 Núcleo atómico 1 Ǻ = 1 · 10–10 m Número atómico (Z): Número de protones del átomo. Indica el elemento al que pertenece el átomo. ZXA Número másico (A): Suma de protones y neutrones del átomo. Indica la masa del átomo. 1 Ǻ = 1 · 10–10 m

2. Estructura atómica 2.4 Átomos e iones e– > p+ e– = p+ e– < p+ Ion con mayor número de electrones que de protones. e– > p+ Denominados aniones. Ion negativo Átomo con número de electrones igual al de protones. e– = p+ Átomo neutro Ion con menor número de electrones que de protones. e– < p+ Denominados cationes. Ion positivo

Ejemplos Protones Neutrones Electrones 12 12 10 Protones Neutrones 35 44 36 Protones Neutrones Electrones 8 8 10 Protones Neutrones Electrones 22 26 22

B Ejercitación Ejercicio 3 “guía del alumno” Aplicación El número de electrones presentes en un ion X5+ con un valor Z = 20 y A = 41 será A) 10 B) 15 C) 20 D) 25 E) 40 B Aplicación

Solo 21 elementos poseen un 3. Tipos de átomos 3.1 Isótopos Átomos que tienen el mismo número atómico (Z) pero diferente número másico (A). Solo 21 elementos poseen un único isótopo natural.

3. Tipos de átomos 3.2 Isóbaros Distintos núcleos atómicos con el mismo número másico (A), pero diferente número atómico (Z).

3. Tipos de átomos 3.3 Isótonos Átomos diferentes, tienen diferente número atómico (Z), también tienen diferente número másico (A), pero tienen igual número de neutrones.

Estrategia nemotécnica 3. Tipos de átomos Estrategia nemotécnica ISÓTONOS Igual número de neutrones (N) Igual número másico (A) ISÓBAROS ISÓTOPOS Igual número de protones (P)

B Ejercitación Ejercicio 20 “guía del alumno” Comprensión ¿Cuál de los siguientes pares atómicos corresponde a isóbaros? 7N14, 5B12 13Al28, 12Mg28 C) 6C12, 6C14 D) 8O15, 8O16 E) 5B11, 6C12 B Comprensión

C Pregunta oficial PSU Comprensión Fuente: DEMRE – U. DE CHILE. Modelo de Ciencias 2015. C Comprensión

Modelo atómico de la materia Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 1 D Modelo atómico de la materia Reconocimiento 2 B Aplicación 3 4 E Comprensión 5 6 7 8 A 9 10 11 12 C

Modelo atómico de la materia Tabla de corrección Ítem Alternativa Unidad temática Habilidad 13 C Modelo atómico de la materia Reconocimiento 14 ASE 15 E Aplicación 16 A 17 18 19 B 20 Comprensión 21 22 23 24 25

¿A qué modelo de constitución de la materia pertenece cada esquema? Síntesis de la clase ¿A qué modelo de constitución de la materia pertenece cada esquema? Dalton (1803) Rutherford (1911) Thomson (1904) Mecano-cuántico Bohr (1913)

Síntesis de la clase Modelo atómico Átomo Divisible en Protón Electrón Neutrón carga: +1 masa: 1 carga: 0 carga: – 1 masa: 1/1840 Núcleo Nube electrónica

Prepara tu próxima clase En la próxima sesión, estudiaremos Teoría atómica II: números cuánticos y configuración electrónica

Equipo Editorial Área Ciencias: Química ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL. Propiedad Intelectual Cpech RDA: 186414