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GUÍA CURSOS ANUALES QM-5

Teoría Atómica.

Ciencias Plan Común

Química

Equipo Editorial Química:Ricardo González Cabezas. Karin Wegertseder Montecinos.

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ímica

En este caso, se han propuesto 15 ejercicios tipo P.S.U. relacionados con los siguientes contenidos

Contenidos:

Modelos atómicos de Dalton, Thomson, Rutherford, Böhr. Número atómico. Número másico. Comparación entre átomos neutros, átomos positivos y átomos negativos. Diferencia entre isótopos, isóbaros e isótonos.

Podrás encontrar estos contenidos en el capítulo I del libro de Ciencias Plan común.

Aprendizajes esperados

Conocer y diferenciar los distintos modelos atómicos. Definirtérminosyconceptosutilizadosenteoríaatómica. Conocer el concepto de número atómico y de número másico. Establecer el número de partículas atómicas en un átomo. Reconocer y diferenciar isótopos, isóbaros e isótonos.

Habilidades de la clase

Cabe hacer notar la relevancia que tiene el hecho de escuchar atentamente la explicación de tu profesor, ya que la P.S.U. no es sólo dominio de contenidos,sinotambiéndominio de habilidades.

Estashabilidadessedefinenacontinuación.

Reconocimiento: conocer información explícita que no implica un mayor manejo decontenidos.Serefierealdominioconceptualdeloscontenidos.

Comprensión: ademásdelreconocimientoexplícitodelainformación,éstadebeser relacionada para manejar el contenido evaluado.

Aplicación: es el desarrollo práctico tangible de la información que permite aplicar los contenidos asimilados.

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Análisis: es la más compleja de las habilidades evaluadas. Implica reconocer, comprender, interpretar e inferir información a partir de datos que no necesariamente son de conocimiento directo.

Las habilidades medidas en esta guía son:

Reconocimiento. Comprensión. Aplicación. Análisis.

Ideas fuerza

Las ideas fuerza constituyen las características fundamentales de los contenidosdados en cada clase, de modo que puedan serte útil para el posterior resumen del capítulo.

Enestaguíalasideasfuerzason:

Los modelos atómicos tratan de dar una idea de la conformación del átomo.

El número atómico indica la cantidad de protones que posee el núcleo atómico.

El número másico indica la cantidad de protones y neutrones que posee el núcleo

atómico.

Losionessecaracterizanporpresentarcarga(positivaonegativa).

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Introducción

Comprender la composición de la materia ha sido, desde tiempos muy remotos, una inquietud inherentealahumanidad.Así,elconceptodeátomo,comoconceptofilosófico,existedesdelaAntiguaGrecia.Demócritopropusoquelamaterianopodíadividirseindefinidamente,porlo que debía existir una unidad indivisible e indestructible que, al combinarse de diferentes maneras,seríacapazdeconstituirtodosloscuerposmacroscópicosquenosrodean.

La teoríade laexistenciade losátomos fueconsideradanuevamentedosmilañosdespués,cuando John Dalton retomó los estudios de Lavoisier y, gracias a demostraciones experimenta-les, aportó las bases de la teoría atómica moderna. El postulado más importante de Dalton, que demuestra la discontinuidad de la materia, sigue aún vigente. Sin embargo, el hecho de que los átomos sean esferas rígidas, sólidas, indivisibles e indestructibles fue descartado por los estudios yexperimentosrealizadosporThomson.

Estecientíficoelaboróunaseriedeexperienciasconlosrayoscatódicosqueseobservabanenlostubosdedescargayverificóqueestosrayosdeluzerandesviadosdesutrayectorialineal,tantoporcamposmagnéticoscomoporcamposeléctricos.Ahorabien,dadoquelaluzordi-narianoseveafectadaporunimán,concluyóquelosrayoscatódicoscorrespondíanaunhazde partículas negativas que denominó electrones. A partir de estos estudios, postuló su teoría atómica que considera a los átomos como esferas de carga positiva, uniformemente distribuida, cuyos electrones se encuentran dispersos e incrustados en ella.

Como el modelo de Thomson explicaba la formación de iones, pero no la existencia de otras radiaciones, Ernest Rutherford propuso una nueva teoría.En esta teoría se considera que la parte positiva del átomo está concentrada en un núcleo que contiene, virtualmente, toda lamasa,mientras que los electrones se ubican en una corteza,girando alrededor del núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. Con este modelo, Rutherford predijo, además, la existencia del neutrón.

Apesardequeestemodelologrócaracterizarmejorlaestructurainternadelátomo,contra-decía las leyes del electromagnetismo y no explicaba los espectros atómicos. Por este motivo, Böhr postula que el átomo es un pequeño sistema solar, con un núcleo en el centro y electrones moviéndosealrededordelnúcleoenórbitasbiendefinidas,lasqueestáncuantizadas.Luego,loselectrones pueden saltar desde una órbita a otra. Si el salto se lleva a cabo desde una órbita de menor energía hacia una de mayor energía, el electrón debe absorber un cuanto de energía. Si ocurre lo contrario, el electrón emite un cuanto de energía igual a la diferencia de energía asociada a cada órbita.


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EléxitodelmodelodeBöhrradicaenlademostraciónquesepudodaralespectrodeemisióndel hidrógeno. Sin embargo, no pudo explicar la existencia de órbitas estables y los espectros de otros átomos.

La teoría más actual es el modelo mecánico cuántico, propuesto por De Broglie, Heissenberg y Schrödinger, entre otros. Este modelo postula que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa. Schrödinger describe a los electrones por medio de una función deonda,laquerepresentalaprobabilidaddeexistenciadeéstosenunaregióndelimitadadelespacio.Estazonadeprobabilidadseconocecomoorbital.

Lacaracterizacióndecualquierátomopuedehacerseatravésdelconocimientodeestaspar-tículas atómicas. De este modo, de la cantidad de protones y neutrones que posee un núcleo atómico, se derivan los conceptos de número atómico y número másico. Y de la comparación deellas,aparecenlasdefinicionesdeelementosisótopos,isóbaroseisotonos.

Elnúmeroatómico(Z)correspondealnúmerodeprotonescontenidosenelnúcleoydeter-mina el elemento al que pertenece un átomo determinado. Dado que en un átomo neutro la cantidaddeprotonesesigualalacantidaddeelectrones,elnúmeroatómicotambiéndeterminael número de electrones del átomo.

Elnúmeromásico(A)correspondealasumadelnúmerodeprotonesyneutronesdelnúcleoatómico. Luego, determina la masa atómica.

Los átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, se conocen comoisótopos.Porejemplo,existentresisótoposnaturalesdelhidrógeno:elprotio(1H

1),eldeuterio(1H

2)yeltritio(1H3).Todosposeenlasmismaspropiedadesquímicasdelhidrógeno,y

sólo se pueden diferenciar por ciertas propiedades físicas.

Otrostérminosrelacionadosconlaestructuranuclearsonlosisótonos,quesonátomosconel mismo número de neutrones, y los isóbaros, que son átomos cuyo número másico es igual, perodifierenenelnúmeroatómico.



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Láminas Power Point

A continuación encontrarás las láminas correspondientes a la presentación Power Point que se desarrollará en esta clase. En las líneas ubicadas junto a cada lámina, podrás complementartusapuntesdemaneramáseficaz.


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Ejercicios de desarrollo

1. Señale brevemente los postulados de la teoría atómica de Dalton. ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

2. Compare los modelos atómicos de Thomson y de Rutherford, indicando sus principales características.

________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

3. Complete la siguiente tabla.

PARTÍCULA CARGA MASA SIMBOLOGÍA

Protón

Neutrón

Electrón

4. ¿Quéentiendepornúmeroatómico? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

5. Indique la cantidad de electrones que poseen los átomos de los elementos dados a con-tinuación.

Elemento N° electrones

30 Zn + 2

38 Sr

53 I –

78 Pt


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6. ¿Quédatossenecesitanconocerparadeterminarlacantidaddeneutronesqueposeenlosátomosdeunelementodeterminado?

________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

7. Indique la cantidad de protones, neutrones y electrones que poseen los átomos de los siguientes elementos químicos.

ELEMENTO PROTONES NEUTRONES ELECTRONES

3 Li 7

27 Co 59

32 Ge 72

50 Sn 119

8. RelacionelostérminosdelacolumnaAconlosconceptosdelacolumnaB.

COLUMNA A COLUMNA B

1.- Böhr ( ) Igual número másico

2.- Electrón ( ) Modelo atómico

3.- Isóbaros ( ) Modelo Planetario

4.- Dalton ( ) Deuterio y Tritio

5.- Isótopos ( ) Nube de carga negativa

9. Indique las características de los elementos denominados isótonos _______________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________



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10. Clasifiquelassiguientesparejasdeelementoscomoisótopos,isóbarosoisótonos.

20 Ca 40 20 Ca 42 ________________________

83 Bi 207 83 Bi 209 ________________________

18 Ar 40 20 Ca 40 ________________________

7 N 14 5 B 12 ________________________

46 Pd 107 47 Ag 107 ________________________

Ejercicios PSU

1. Con su experiencia, Rutherford

A) comprobóqueenelnúcleoatómicoestánincrustadosloselectrones. B) descubrióelelectrón. C) descubrióelneutrón. D) descubrióelprotón. E) comprobóqueelnúcleoatómicoestáseparadodeloselectrones.

2. Laafirmación“Elespacioentrelosnúcleosdelosátomosestáocupadoporelectronesde carga negativa” representa una interpretación de los trabajos ejecutados por

A) Dalton. B) Faraday. C) Thomson. D) Rutherford. E) Crookes.

3. El modelo atómico relacionado con el Sistema Solar tiene que ver con:

A) Thomson. B) Böhr. C) Crookes. D) Franklin. E) Newton.


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4. Elmodeloatómicoquesuscitólaideadelátomocomoestructuraeléctricafueel

A) deDalton. B) deRutherford. C) deBohr. D) mecánicocuántico. E) deThomson.

5. De acuerdo con los siguientes postulados atómicos y sus partículas:

I. El átomo es una esfera indivisible y cada elemento tiene un tipo de átomo con masa diferente de otro tipo de elemento.

II. Un electrón absorbe energía cuando salta de una órbita más interna para otra más externa.

III. El átomo posee dos regiones básicas: el núcleo y la electrósfera.

Lasafirmacionescorrespondenalasdescripcionesentregadasrespectivamenteporloscientíficos

A) Dalton,Rutherford,Bohr. B) Lavoisier,Bohr,Rutherford. C) Proust,Lavoisier,Dalton. D) Lavoisier,Rutherford,Dalton. E) Dalton,Bohr,Rutherford.

6. Entre protones y electrones, la relación correcta es que

A) poseenmasasiguales. B) lamasadelelectrónesaproximadamente1840 veces la del protón. C) poseencargaseléctricasdelmismosigno. D) lamasadelprotónesaproximadamente1840 veces la del electrón. E) noposeencargaseléctricas.

7. Si un átomo neutro pierde un electrón

A) sucargatotalnosealtera. B) sucargatotalquedanegativa. C) sucargatotalquedapositiva. D) sumasatotaldisminuyeconsiderablemente. E) resultaunanión.



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8. El número de protones, neutrones y electrones constituyen datos importantes para caracterizarunátomo.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?

A) Númeroatómico(Z)eselnúmerodeneutronesexistentesenelnúcleodeun

átomo. B) Númeromásico(A)eslasumadelosprotonesyelectronesqueexistenenun

átomo. C) Isótopossonátomosconunmismonúmerodeprotones(Z)ydiferentenúmero

másico(A). D) Isóbarossonátomosconmismonúmerodeprotonesymismonúmerodemasa(A). E) Isótonos son átomos conunmismonúmerodeprotones ydiferentenúmero

másico(A).

9. Sobre los átomos A y B se conoce la siguiente información:

I. El átomo A tiene 21 electrones y número másico igual a 40 U.M.A. II. El átomo B tiene número atómico 20. III. A y B son átomos isótonos ente sí.

DelosdatosanterioresseinfierequeelnúmeromásicodelátomoBes:

A) 37 B) 38 C) 39 D) 40 E) 41

10. En un átomo neutro con 22 electrones y 26 neutrones, su número atómico y número másico son respectivamente:

A) 22 y 26 B) 26 y 48 C) 26 y 22 D) 48 y 22 E) 22 y 48


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11. El isótopo más abundante del aluminio es el 2713 Al. La cantidad de protones, neutrones y

electrones del ión Al3+ de este isótopo son respectivamente:

A) 13, 14 y 10 B) 13, 14 y 13 C) 10, 14 y 13 D) 16, 14 y 10 E) 10, 40 y 10

12. Un átomo posee 19 protones, 20 neutrones y 19 electrones. ¿Cuál de los siguientes átomosessuisótono?

A) 19A21

B) 19B20

C) 18C38

D) 39D58

E) 20E39

13. De las siguientes relaciones atómicas

I. protón: carga positiva. II. electrón: carga negativa. III. neutrón:sincargaeléctrica.

Es(son)correcta(s)

A) SóloI. B) SóloII. C) SóloIII. D) SóloIyIII. E) I,IIyIII.



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14. El ión 7935 Br -

I. es un catión. II. posee 36 electrones. III. posee 43 neutrones.

Es(son)correcta(s)

A) SóloI. B) SóloII. C) SóloIII. D) SóloIyIII. E) SóloIIyIII.

15. ¿Cuáldelossiguientesparesatómicossonisóbaros?

A) 147 N, 12

5 B

B) 2813 Al, 28

12 Mg

C) 126 C, 14

6 C

D) 158 O, 16

8 O

E) 115 B, 12

6 C


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Es importante que compruebes al final de cada sesión sirealmentelograsteentendercadacontenido.Paraesto,verifica tusrespuestas(alternativacorrectayhabilidad)yluego,revísalascon la ayuda de tu profesor.

Tabla de EspecificacionesPregunta Alternativa Habilidad

1 Reconocimiento

2 Comprensión

3 Reconocimiento

4 Reconocimiento

5 Comprensión

6 Comprensión

7 Comprensión

8 Reconocimiento

9 Aplicación

10 Aplicación

11 Análisis

12 Aplicación

13 Reconocimiento

14 Aplicación

15 Comprensión

Durante la próxima clase se revisarán los siguientes contenidos:

• Números cuánticos.• Configuraciónelectrónica.• Principio de Exclusión. Principio de Constitución. Principio de

Incertidumbre.

Prepara tu próxima clase


Registro de propiedad intelectual Nº 186.401 del 23 de Noviembre de 2009. Prohibida la reproducción total o parcial de este instrumento.

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