Representación de átomos: Número Atómico y Número Másico, Monografías, Ensayos de Electrónica

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ESTRUCTURA

ATÓMICA

ÍNDICE

Modelos atómicos

1. Teoría atómica de Dalton

2. Elementos y compuestos de interés

3. Modelo atómico de Thomson

4. Modelo atómico de Rutherford

El átomo

1. Partículas subatómicas

2. Representación de átomos: Número atómico y número

másico

3. Formación de iones

4. Isótopos

5. Tabla periódica actual

6. Estabilidad de los gases nobles

ELEMENTOS Y COMPUESTOS DE INTERÉS N N

N

H H

Elemento N 2 nitrógeno Compuesto NH 3 amoniaco

H

Ne Elemento Ne neón Al Elemento Al aluminio C C

O

O H

H

H

H

Compuesto C 2 O 2 H 4 vinagre O Na

C

O

H O

Compuesto NaHCO 3 bicarbonato de sodio

C

Elemento C carbono ¿Pero realmente el átomo es la partícula más pequeña que existe? A finales del S. XIX se descubrió el electrón (partícula dentro del átomo) y, por tanto el átomo dejó de ser indivisible. Surgieron así los diferentes modelos átomicos.

MODELO ATÓMICO DE THOMSON El descubrimiento del electrón lleva a J.J. Thomson a formular su teoría sobre el modelo del átomo que forma la materia. El átomo es una bola maciza cargada positivamente y que contiene incrustado electrones cargados negativamente, de forma que la carga total es 0.

Para confirmar esta teoría, se necesitaba una prueba experimental, que llevó a cabo Ernest Rutherford. Rutherford pensó en disparar con un cañón un haz de partículas alfa (partículas radiactivas del tamaño de un átomo) contra una lámina de oro, y ver qué le ocurría a estas partículas.

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS Ubicación Partícula Masa (kg) Carga (C) Núcleo Protón (p+) 1’672·10-^27 1’6·10-^19 Neutrón (n^0 ) 1’674·10-^27 Corteza Electrón (e

• ) 9’109· - 31 - 1’6· - 19 La masa del átomo se concentra en el núcleo, ya que la masa del electrón es muy pequeña. Como la carga del protón es la misma que la del electrón pero de distinto signo, si un átomo tiene los mismos protones que electrones se dice que es eléctricamente neutro. Si un átomo tiene diferente número de protones que de electrones, se dice que no es eléctricamente neutro, es un ión.

REPRESENTACIÓN DE ÁTOMOS: NÚMERO ATÓMICO

Y NÚMERO MÁSICO

A = número másico (p+^ + no) Z = número atómico (p

) n 0 = A-Z n^0 = A – p+ Ejemplo:

A = 7

Z = 3

p

= 3 n 0 = 7 - 3 = 4 e-^ = 3 Núcleo Corteza El número de electrones es igual al de protones si el átomo es eléctricamente neutro. Los electrones se ubican en capas, en la primera capa caben 2 electrones, en la segunda capa 8 y en la tercera capa 18.

FORMACIÓN DE IONES Vamos a suponer ahora que tenemos un átomo de oxígeno: Núcleo A = 16 Corteza Z = 8 p

= 8 n^0 = 16 - 8 = 8 e

• = 8 Si el oxígeno gana dos electrones , gana dos cargas negativa, transformándose así en un ión con dos cargas negativas , por lo que se representará del siguiente modo A = Z = 8 p

= 8 n^0 = 16 - 8 = 8 e

= 10 Las dos cargas negativas significan que ha ganado dos electrones. Se ha transformado en un ANION

EJERCICIO Con todo lo aprendido, completa la siguiente tabla: RECUERDA: Si el átomo es **eléctricamente neutro, p

= e-** , si no lo es habría que ver en función de la carga los electrones ganados o perdidos. **Elemento A Z p

n 0 e**

- B 11 5 Be 2+ 4 5 C 12 6 F-^10 Na 23 11 Al 27 13 Z = p

A = p+^ + n^0 n^0 = A – Z / A-p+

EJERCICIO RESUELTO Con los datos del apartado anterior, representa el átomo de boro (B) y sodio (Na). : A = Z = 5 p+^ = 5 n 0 = 11 - 5 = 6 e-^ = 5 A = Z = 11 p+^ = 11 n 0 = 23 - 11 = 12 e-^ = 11 p+ 12n^0 Núcleo Corteza Corteza Núcleo

ELEMENTOS ISÓTOPOS Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico (Z) y diferente número másico (A), es decir, se diferencian en el número de neutrones. Para calcular la masa de un elemento a partir de los isótopos que existen en la naturaleza, se emplea la siguiente fórmula: Son isótopos entre sí , porque tienen la misma Z y diferente A Son isótopos entre sí , porque tienen la misma Z y diferente A. Puede haber diferentes isótopos, cada uno de ellos se encuentran en un porcentaje en la naturaleza. La suma de todos ellos, debe ser el 100 %.

TABLA PERIÓDICA ACTUAL

TABLA PERIÓDICA ACTUAL Metales No metales Tienen brillo No tienen brillo Son dúctiles (pueden ser doblados para formar cables o hilos) Por lo general, cuando se presentan en forma sólida son frágiles Son maleables (pueden ser moldeados para formar láminas) Tenaces Buenos conductores del calor y electricidad Malos conductores del calor y electricidad Sólidos a temperatura ambiente (salvo el mercurio) Suelen ser gases o líquidos, a veces sólidos blandos (frágiles) Altas temperaturas de fusión y ebullición Bajas temperaturas de fusión y ebullición En la tabla periódica anterior, hemos visto que existen elementos metálicos (centro – izquierda, a excepción del hidrógeno) y no metálicos (derecha). En la siguiente tabla se muestran las propiedades más comunes:

TABLA PERIÓDICA ACTUAL Grupo Número de electrones en la última capa 1 (Alcalinos) 1 2 (Alcalinotérreos) 2 13 ( Térreos) 3 14 ( Carbonoideos) 4 15 (Nitrogenoideos) 5 16 (Anfígenos) 6 17 (Halógenos) 7 18 (Gases Nobles) 8 (A excepción del He, sólo tiene 2)

EJEMPLOS Ejemplo:

A =

Z = 3

p+^ = 3 n 0 = 7-3 = 4 e-^ = 3 Número de capas = 2 Periodo 2 Número de electrones en la última capa = 1 Grupo 1 (Alcalinos) Ejemplo:

A =

Z = 8

p+^ = 8 n^0 = 16 - 8 = 8 e

• = 8 Número de capas = 2 Periodo 2 Número de electrones en la última capa = 6 Grupo 16 (Anfígenos)