1 Átomos y elementos 1 El experimento de Rutherford 4.º ESO

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1 1 Átomos y elementos 1 El experimento de Rutherford 4.º ESO
Física y Química 4.º ESO 1 El experimento de Rutherford E. Rutherford y su discípulo Geiger lanzaron rayos “alfa” contra una delgada lámina de oro y analizaron el resultado. Partículas  Fuente de partículas  Lámina de oro Átomos de oro Comprobaron que sólo unas pocas partículas sufrían desviación o eran devueltas. Pantalla de centelleo

2 1 Átomos y elementos 2 Modelo atómico nuclear 4.º ESO
Física y Química 4.º ESO 2 Modelo atómico nuclear Rutherford propuso un modelo de átomo que explicaba los resultados de su experiencia, el modelo atómico nuclear. Electrón El átomo está constituido por un núcleo central que concentra la carga positiva y casi toda la masa del átomo. Núcleo En la corteza están los electrones, con carga negativa, girando en órbitas concéntricas alrededor del núcleo. El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el tamaño de todo el átomo, y además, entre el núcleo y la corteza hay espacio vacío.

3 1 Átomos y elementos 3 El núcleo atómico 4.º ESO
Física y Química 4.º ESO 3 El núcleo atómico El núcleo es la parte central del átomo y en él está concentrada la casi totalidad de la masa del mismo. Las partículas constituyentes del núcleo son: Protón Neutrón PROTONES Son partículas con carga eléctrica positiva y con una masa que equivale aproximadamente a la unidad de masa atómica Las fuerzas nucleares se ejercen entre partículas situadas a muy corta distancia (así están los protones y neutrones del núcleo), y son capaces de estabilizar al núcleo ya que tienen una intensidad mucho mayor que las fuerzas repulsivas de tipo eléctrico entre los protones. NEUTRONES Son partículas sin carga eléctrica y con una masa semejante a la del protón.

4 X 1 A Z Átomos y elementos 4 Número atómico y número másico 4.º ESO
Física y Química 4.º ESO 4 Número atómico y número másico Para definir la estructura de un átomo se utilizan dos conceptos: EL NÚMERO ATÓMICO (Z) Es el número de protones que tiene un átomo (coincide con el número de electrones si el átomo es neutro) EL NÚMERO MÁSICO (A) Es la suma del número de protones y el número de neutrones que tiene un átomo. Los átomos del mismo elemento (con igual número atómico) y distinto número másico reciben el nombre de isótopos. Estos números se representan a la izquierda del símbolo químico del elemento X. ISÓTOPOS DE HIDRÓGENO X A Z Protio Deuterio Tritio

5 1 Átomos y elementos 5 El modelo atómico de Bohr 4.º ESO
Física y Química 4.º ESO 5 El modelo atómico de Bohr En 1913 Niels Bohr propuso un nuevo modelo para el átomo de hidrógeno en forma de postulados. Los electrones giran en órbitas circulares en torno al núcleo debido a la atracción eléctrica protón-electrón. Electrón Energía El electrón sólo puede ocupar determinadas órbitas o niveles energéticos. Estos niveles se designan como n = 1, 2, 3… Núcleo Órbitas El electrón, moviéndose en su órbita no pierde energía. Si pasa de una órbita externa a otra interna desprende energía. Para la transición contraria la absorbe. n =1 n =2

6 Nº de electrones en cada subnivel
1 Átomos y elementos Física y Química 4.º ESO 6 La corteza atómica Actualmente se habla de probabilidades y “nube electrónica” para describir la corteza atómica. Se ha ampliado el número de niveles energéticos considerando subniveles dentro de cada nivel, donde cabe un número determinado de electrones. SUBNIVELES Un orbital es aquella región del espacio donde hay más probabilidad de encontrar al electrón. n=1 1s n=2 2s 2p NIVEL DE ENERGÍA n=3 3s 3p 3d Los cuatro tipos de orbitales se designan con las letras s, p, d, y f. n=4 4s 4p 4d 4f 2 6 10 14 Nº de electrones en cada subnivel

7 1 Átomos y elementos 7 Forma de algunos orbitales 4.º ESO NÚCLEO
Física y Química 4.º ESO 7 Forma de algunos orbitales NÚCLEO Orbital S Orbital D Orbital P

8 Configuración electrónica
1 Átomos y elementos Física y Química 4.º ESO 8 Configuración electrónica Elemento Configuración electrónica Litio 1s2 2s1 Sodio 1s2 2s2 2p6 3s1 Potasio 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 Rubidio 1s2 2s2 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 En los átomos con varios electrones, los electrones llenan los subniveles empezando por los de menor energía y siguiendo un orden creciente de energía, hasta que cada uno de ellos se completa. Observa que el subnivel 3d se llena después del 4s a pesar de pertenecer a un nivel inferior. La expresión de la distribución de los electrones de un átomo en subniveles se denomina configuración electrónica.

9 METALES DE TRANSICIÓN EXTERNA
1 Átomos y elementos Física y Química 4.º ESO 9 El sistema periódico: periodos y grupos Tras sucesivos intentos de clasificación de los elementos químicos, estos han quedado ordenados según sus propiedades y su estructura atómica. En un periodo, cada elemento tiene un protón y un electrón más que el anterior Los elementos de propiedades químicas parecidas se colocan en un grupo o columna. 1 PERIODO 2 3 GASES NOBLES HALÓGENOS 4 TÉRREOS CARBONOIDEOS NITROGENEIDEOS ANFÍGENOS ALCALINOS ALCALINOTÉRREOS 5 METALES DE TRANSICIÓN EXTERNA 6 7 METALES DE TRANSICIÓN INTERNA LANTÁNIDOS ACTÍNIDOS

10 1 Átomos y elementos Física y Química 4.º ESO 10 El sistema periódico: metales, semimetales y no metales

11 1 Átomos y elementos H Ar Xe Rn Ne He Kr Na Li Fr Rb Cs K Mg Be Ra Sr
Física y Química 4.º ESO 11 El sistema periódico 4 3 2 7 5 6 1 17 16 18 15 13 14 12 10 9 11 8 VII A VI A Gases nobles V A III A IV A II B I B VI B V B VII B IV B II A I A III B VIII Periodo Grupo H 1,008 Hidrógeno Nombre Masa atómica Número atómico Símbolo Negro - sólido Azul - líquido Rojo - gas Violeta - artificial Metales Semimetales No metales Inertes 18 Ar 39,95 Argón 54 Xe 131,30 Xenón 86 Rn Radón (222) 10 Ne Neón 20,18 2 He Helio 4,003 36 Kr Criptón 83,80 11 Na 22,99 Sodio 3 Li Litio 6,94 87 Fr (223) Francio 37 Rb 85,47 Rubidio 55 Cs Cesio 132,91 19 K Potasio 39,10 12 Mg 24,31 Magnesio 4 Be Berilio 9,01 88 Ra (226) Radio 38 Sr 87,62 Estroncio 56 Ba 137,33 Bario 20 Ca Calcio 40,08 13 Al 26,98 Aluminio 5 B 10,81 Boro 49 In 114,82 Indio 81 Tl 204,37 Talio 31 Ga Galio 69,72 Metales No metales 14 Si 28,09 Silicio 6 C Carbono 12,01 50 Sn 118,69 Estaño 82 Pb Plomo 207,19 32 Ge Germanio 72,59 15 P 30,97 Fósforo 7 N Nitrógeno 14,01 51 Sb 121,75 Antimonio 83 Bi Bismuto 208,98 33 As Arsénico 74,92 16 S 32,07 Azufre 84 Po Polonio (209) 8 O Oxígeno 16,00 34 Se Selenio 78,96 52 Te 127,60 Telurio 17 Cl 35,45 Cloro 53 I 126,90 Yodo 85 At Astato (210) 9 F Flúor 18,99 35 Br Bromo 79,90 89 Ac (227) Actinio 39 Y 88,91 Itrio 57 La Lantano 138,91 21 Sc Escandio 44,96 109 Mt (266) Meitnerio 108 Hs (265) Hassio 106 Sg (263) Seaborgio 105 Db (262) Dubnio 107 Bh Bohrio 104 Rf (261) Rutherfordio 48 Cd 112,40 Cadmio 80 Hg Mercurio 200,59 46 Pd 106,4 Paladio 78 Pt Platino 195,09 45 Rh 102,91 Rodio 77 Ir 192,22 Iridio 47 Ag 107,87 Plata 79 Au 196,97 Oro 44 Ru 101,07 Rutenio 76 Os Osmio 190,2 42 Mo 95,94 Molibdeno 74 W Wolframio 183,85 41 Nb 92,91 Niobio 73 Ta Tántalo 180,95 43 Tc (97) Tecnecio 75 Re Renio 186,21 40 Zr 91,22 Circonio 72 Hf Hafnio 178,49 30 Zn 65,38 Zinc 28 Ni Niquel 58,70 27 Co Cobalto 29 Cu Cobre 63,55 26 Fe Hierro 55,85 24 Cr Cromo 54,94 23 V Vanadio 50,94 25 Mn Manganeso 22 Ti Titanio 20,18 58 Ce 140,12 Cerio Lantánidos 6 71 Lu 174,97 Lutecio 70 Yb 173,04 Iterbio 69 Tm 168,93 Tulio 67 Ho 164,93 Holmio 66 Dy Disprosio 162,50 68 Er 167,26 Erbio 65 Tb 158,93 Terbio 63 Eu 151,96 Europio 62 Sm 150,35 Samario 64 Gd 157,25 Gadolinio 61 Pm (145) Promecio 59 Pr 140,91 Praseodimio 60 Nd 144,24 Neodimio 90 Th 232,04 Torio 103 Lr Laurencio (260) 102 No Nobelio (255) 101 Md Mendelevio (258) 99 Es Einstenio (254) 98 Cf Californio (251) 100 Fm Fermio (257) 97 Bk Berquelio (247) 95 Am 20,18(243) Americio 94 Pu Plutonio (244) 96 Cm Curio 93 Np Neptunio 237 91 Pa Protoactinio (231) 92 U Uranio 238,03 Actínidos 7

12 1 Átomos y elementos 12 Estructura electrónica 4.º ESO
Física y Química 4.º ESO 12 Estructura electrónica El número que indica el periodo nos informa del número de niveles o capas electrónicas del elemento.

13 1 Átomos y elementos 13 Electrones de valencia 4.º ESO
Física y Química 4.º ESO 13 Electrones de valencia Todos los elementos de un mismo grupo tienen el mismo número de electrones en su última capa, son los electrones de valencia. Los electrones de valencia determinan el comportamiento químico del elemento y sus propiedades.

14 1 – – + + Átomos y elementos 14
Física y Química 4.º ESO 14 Propiedades periódicas de los elementos: tamaño de los átomos Para comparar el tamaño de los átomos de los elementos químicos, relacionamos entre sí a aquellos que forman parte de un mismo grupo y también a los que están en el mismo periodo. El número de capas aumenta y los electrones se encuentran cada vez más alejados del núcleo. En un mismo período, el mayor volumen corresponde a los elementos alcalinos, y disminuye paulatinamente al avanzar en el período hasta llegar a los halógenos. – + – + Los electrones de valencia están en el mismo nivel mientras que el número de protones aumenta y estos electrones serán atraídos por el núcleo con mayor fuerza. En general, dentro de un grupo el tamaño de los átomos aumenta al descender en el grupo .

15 1 + – + – Átomos y elementos 15
Física y Química 4.º ESO 15 Propiedades periódicas de los elementos: electronegatividad La electronegatividad es la capacidad que tienen los átomos de atraer electrones cuando se unen con otros átomos. Disminuyen los niveles energéticos y la atracción por los electrones es mayor. – + Dentro de un mismo período, la electronegatividad aumenta hacia la derecha. – + El nivel energético es el mismo pero aumenta la carga del núcleo. En un mismo grupo la electronegatividad aumenta hacia arriba.

16 En un grupo la reactividad química de los metales aumenta hacia abajo.
1 Átomos y elementos Física y Química 4.º ESO 16 Propiedades periódicas de los elementos: reactividad La reactividad química es la tendencia que tiene un elemento a reaccionar con otros . – + + – La reactividad de los no metales aumenta de abajo a arriba en los grupos y de izquierda a derecha en los períodos. – En un período la reactividad de los metales aumenta de derecha a izquierda. – + En un grupo la reactividad química de los metales aumenta hacia abajo.