explica el modelo atómico actual y sus aplicaciones · cuaderno de trabajo quÍmica i bloque iii...
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COLEGIO DE BACHILLERES DEL ESTADO DE CHIHUAHUA PLANTEL No. 10
CUADERNO DE TRABAJO QUÍMICA I BLOQUE III SEMESTRE 2013-B
Q.B.P. Oscar René Valdez D.
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Explica el Modelo Atómico actual y sus aplicaciones
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Contesta los siguientes reactivos que servirán como parámetro de tus conocimientos ates de
abordar los temas contenidos del bloque I, recuerda que este examen no formará parte de tu
calificación final, solo es una evaluación diagnostica.
Anota tu respuesta dentro del paréntesis.
1. Partícula más pequeña e indivisible ( )
a) Elemento
b) Mezcla
c) Átomo
d) Molécula
2. Átomos de un mismo elemento que presentan diferente número de
neutrones ( )
a) Compuestos
b) Átomos
c) Moléculas
d) Isótopos
3. Es la suma de protones y neutrones en un átomo ( )
a) Masa atómica
b) Número atómico
c) Peso atómico
d) Número de masa
4. Es la suma porcentual promedio de las masas de los isótopos ( )
a) Peso atómico
b) Masa molar
c) Masa atómica
d) Número de masa
5. Es el número de protones que tiene el núcleo de un átomo ( )
a) Número atómico
b) Masa molecular
c) Peso atómico
d) Masa isotópica
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6. Es el número de orbitales que se tiene en el subnivel “s” ( )
a) 1
b) 3
c) 5
d) 10
7. La configuración electrónica que termina en 3s1 corresponde al: ( )
a) Aluminio
b) Sodio
c) Plomo
d) Antimonio
8. La letra presente en el último nivel de energía de la configuración es ( )
a) Periodo
b) Grupo
c) Bloque
d) Valencia
9. Tabla utilizada para la distribución de electrones en su configuración ( )
a) Tabla Periódica
b) Tabla de Hund
c) Tabla aritmética
d) Tabla de logaritmos
10. Se conocen así al binomio compuesto por protones y neutrones ( )
a) orbitas
b) Nucleones
c) Iones
d) Cationes
Total de aciertos: ______
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Los seres humanos somos únicos, originales e irrepetibles. Pertenecemos a una gran
familia porque a pesar de ser diferentes, nos parecemos. El conocimiento actual que conocemos
del átomo es el resultado de un gran esfuerzo de los científicos a través del tiempo, lo cual, sin
embargo, es algo que no esta completo, ni es absoluto. Los grandes avances tecnológicos con los
que contamos en el mundo moderno, surgieron de las investigaciones de cómo esta compuesta la
materia; las partículas que las constituyen y en ir descubriendo sus diferentes propiedades al
reaccionar con otras sustancias; sin perder de vista tener un sano equilibrio , cuidado y desarrollo
con el ambiente que nos rodea.
3.1 Aportaciones al Modelo Atómico Actual
Gran parte de las actividades de
nuestro planeta dependen de la electricidad,
la mayor parte de esta se desplaza de un
sitio a otro por medio de alambres de
Cobre. Ahora supongamos que tomamos
una muestra del elemento y la dividimos en
pedazos más pequeños. Alrededor del años
400 A.C. los filósofos griegos Demócrito y
Leucipo fueron los primeros en introducir la
palabra átomo que se refería a una porción
indivisible de la materia, las partículas
últimas indivisibles de la materia son
átomos. Cada uno de estos átomos eternos,
indestructibles y eternamente invariables,
representa una unidad. Los átomos no
poseen sabor, olor, ni color; todas estas
propiedades no residen en la materia.
Todas las cosas se componían de átomos.
Resumiendo la filosofía antigua en los
siguientes puntos.
Todas las cosas están compuestas
de átomos sólidos.
Espació vacío, es decir; vacuidad,
existe entre los átomos.
Los átomos son eternos.
Los átomos, por ser demasiado
pequeños, no son visibles.
Los átomos son indivisibles,
homogéneos e incomprensibles.
Los átomos difieren uno de otro por
su forma, tamaño y distribución
geométrica.
Las propiedades de la materia varían
según el agrupamiento de los
átomos.
Realiza una pequeña conclusión de la lectura anterior
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A continuación se expone información condensada de los científicos que aportaron
información sobre el Modelo Atómico actual analiza la lectura y transfiere la información más
importante sobre cada una de las imágenes que se encuentran de las páginas: 62-64
DEMÓCRITO (460 A.C)
Se interrogó sobre la divisibilidad de la
materia, y llego a la conclusión de que
las partículas más pequeñas e
indivisibles que existían eran los átomos.
Pero su teoría no fue aceptada en sus
tiempos.
ARISTÓTELES
Apoyaba la teoría de que los cuatro
elementos que componían el universo
eran la tierra, agua, aire y fuego y eran
representadas por Dioses.
ANTONIE LAVOISIER (1774)
Realizó un experimento donde evaporo
una muestra de agua seguida de una
condensación, y sus resultados fueron la
misma masa de agua inicial y final, por lo
que enunció la LEY DE LA
CONSERVACIÓN DE LA MATERIA que
dice: “La materia no se crea ni se
destruye, solo se transforma”.
PROUST (1799)
Mediante el estudio del Carbonato de
Calcio, observo que siempre tiene el
mismo número de átomos de cada uno
de sus elementos enunciando: LEY DE
LAS PROPORCIONES DEFINIDAS que
dice: “La composición porcentual de un
compuesto es siempre el mismo
independientemente de su origen”.
JEREMIAS RITCHER (1792)
Estudio las combinaciones de
los elementos y demostró que cuando se
combinan para formarlos siempre utilizan
su misma masa atómica, enunciando la:
LEY DE LAS PROPORCIONES
RECÍPROCAS que dice: “La relación de
las masas con que los elementos se
combinan siempre será la misma”.
JOHN DALTON (1808)
Enuncio los siguientes postulados: 1. La
materia esta formada por diminutas
partículas indivisibles llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un elemento son
idénticos. 3. Los compuestos están
formados por átomos de diferentes
elementos. 4. Cuando se combinan
elementos para formar compuestos
siempre lo hacen en la misma
proporción. 5. Ningún átomo se crea ni
se destruye, solo se transforma.
ALESSANDRO VOLTA (1800)
Inventó la pila voltaica y descubrió los
elementos: Potasio, Sodio, Magnesio y
Calcio. Con la utilización de la pila
voltaica que producía un flujo estable de
energía descubrió estos cuatro
elementos.
NICHOLSON Y CARLISTE (1810)
Mediante experimentos con electrólisis
de agua demostraron que el agua se
descomponía en dos átomos de
hidrógeno y uno de oxígeno.
MICHAEL FARADAY (1830)
Demostró que existía una relación entre
materia y electricidad, mediante la
electrolisis de sales fundidas. Propuso
que existían partículas más pequeñas
que el átomo.
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WILLIAMS CROOKES (1864)
Descargó bajo voltaje sobre un tubo de
vidrio con gas y obtuvo una emisión
verde y luminosa. El haz de luz viajaba
del cátodo (polo positivo) al ánodo (polo
negativo). Inventando así el tubo de
rayos catódicos.
EUGEN GOLDSTEIN (1886)
Realizo una perforación al tubo de rayos
catódicos detectando partículas que se
desplazaban en sentido contrario al
ánodo, descubriendo así los protones.
JOSEPH THOMSON (1897)
Elaboró un aparato donde los rayos
catódicos interactuaban con dos campos,
uno eléctrico y uno magnético. Estas
partículas seguían una trayectoria recta.
Con este experimento descubrió el
electrón.
HENRI BACQUEREL (1896)
Coloco trozos de material fluorescente
sobre placas fotográficas cubiertas con
papel negro, exponiéndolas a luz solar
para determinar si se velarían las placas
a través de la cubierta protectora.
Efectivamente después de estar un
tiempo bajo los rayos solares estas se
velaban. Por casualidad entre los
materiales que utilizo coloco sales de
uranio y las placas se velaron aunque los
días fueran nublados, después de
algunas pruebas se demostró que las
sales de uranio emitían radiaciones
desconocidas por lo que se le atribuye el
descubrimiento de la radioactividad.
ERNEST RUTHERFORD (1899)
Estudiando los rayos X descubrió otro
tipo de emisiones a los que denomino
rayos alfa, beta y gama. Los rayos alfa
son poco penetrantes y pueden ser
detenidos por una hoja de papel, los beta
pueden llegara a atravesar una hoja de
aluminio y los gama tienen un poder de
penetración mayor pudiendo atravesar
una trozo de plomo de 3 mm de espesor.
Rutherford demostró que los rayos alfa
eran sensibles a los campos magnéticos
y eléctricos por lo que pude determinar la
relación entre masa y cargas como lo
hiciera Thomson con el electrón, recibió
el premio Nobel por este hallazgo del descubrimiento de los rayos alfa, beta y
gamma.
MAX PLANCK (1900)
Logra dar una explicación de por que los
cuerpos calientes emiten radiaciones
electromagnéticas. Enuncia una ecuación
que resulta válida para todo el espectro
de frecuencia. Postulo que la emisión de
radiaciones electromagnéticas se
produce en forma de diminutas partículas
elementales que llamo cuanto ó paquete
de energía. Los átomos no pueden
absorber ó emitir cualquier valor de
energía, sino unos valores concretos a
los que llamo cuantos de energía, por
esta aportación a Max Planck se le
conoce como el padre de la química
cuántica.
MARIE Y PIERRE CURIE (1903)
Este matrimonio descubrió dos
elementos radiactivos: Radio y Polonio y
reconocieron que la radioactividad es de
naturaleza atómica, por este
descubrimiento recibieron el Premio
Nobel que compartieron con Becquerel.
THOMSON Y KELVIN (1904)
Elaboraron el primer modelo atómico
electrónico del átomo, conocido como el
de “la gelatina con pasas” Donde las
pasas son los electrones y la gelatina
representaba la masa positiva.
ROBERT ANDREW MILIKAN (1909)
Hizo la primera determinación precisa y
directa de la carga del electrón, el
resultado fue: 1.59 X 10 -19, el valor
actual aceptado actualmente es de
1.6022 X 10 – 19. Milikan ideo un
aparato bastante sencillo que consistía
en un envase de vidrio con dos anillos
metálicos dispuestos horizontalmente
que servían de electrodos para generar
un campo magnético entre ellos.
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WERNER HEISENBERG (1926)
Debido al principio de la dualidad
enuncio el principio de la incertidumbre
que dice que es imposible determinar
simultáneamente y con exactitud la
posición y la velocidad de un electrón.
CHADWICK (1932)
Descubrió una partícula sin carga y con
una masa semejante a la del propio
protón a la que denominó neutrón. El
descubrimiento del neutrón como una
segunda partícula nuclear vino a aclarar
bastantes dudas respecto a las masas
atómicas (suma de protones y neutrones)
y a la existencia de isótopos, que son
átomos de un mismo elemento pero con
diferente masa. Genéricamente a los
protones y neutrones se les denomina
nucleones por formar parte del núcleo
atómico.
NIEL BOHR (1913)
Propuso un modelo atómico indicando que
los electrones de un átomo podían estar
solo en ciertas orbitas ó niveles de energía
alrededor del núcleo..Su teoría indica que
cada nivel de energía posee uno ó más
subniveles y cada subnivel posee un
conjunto de uno ó varios orbitales
circulares. Además propuso tres postulados:
1.Los electrones se encuentran girando en
orbitas estacionarias sin emitir energía.2.
Cuando a un átomo se le aplica energía sus
electrones brincan de una orbita de menor
energía aun a de mayor energía,
absorbiéndola.3.Cuando el electrón regresa
a su antigua orbita emite la energía
absorbida en forma de de radiaciones
electromagnéticas.
SOMMERFIELD (1922)
Postuló que los electrones podían
moverse en orbitas Elípticas y no
circulares, como lo había propuesto Bohr.
LOUIS DE BROGLIE (1925)
Señalo que los electrones tienen
propiedades tanto de onda como de
partículas. Eso quiere decir que existe
una dualidad donde las partículas
también se pueden tratarse como
modelos ondulatorios. Esto se confirmo
en experimentos sonde se logró difractar
electrones como si fueran un haz de luz.
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Partículas indivisibles
Teoría de los Dioses
Ley de la conservación de la materia
Ley de las proporciones definidas
Ley de las proporciones reciprocas
Los 5 postulados
Inventó la pila
Electrólisis del agua
Electrólisis de sales
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Descubrió la radioactividad
.
Rayos: alfa, beta y gamma
Padre de la química cuántica
Descubren el radio y Polonio
Modelo atómico de la gelatina con pasas
Determino la carga del electrón
Tubo de rayos catódicos
Descubrió los protones
.
Descubrió el electrón
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Principio de incertidumbre
Descubrió el neutrón
Propuso el modelo atómico con orbitales
Orbitales elípticos
Principio e la dualidad del electrón
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DEMÓCRITO (460 A.C)
Se interrogó sobre la divisibilidad de la
materia, y llego a la conclusión de que
las partículas más pequeñas e
indivisibles que existían eran los átomos.
Pero su teoría no fue aceptada en sus
tiempos.
ARISTÓTELES
Apoyaba la teoría de que los cuatro
elementos que componían el universo
eran la tierra, agua, aire y fuego y eran
representadas por Dioses.
ANTONIE LAVOISIER (1774)
Realizó un experimento donde evaporo
una muestra de agua seguida de una
condensación, y sus resultados fueron la
misma masa de agua inicial y final, por lo
que enunció la LEY DE LA
CONSERVACIÓN DE LA MATERIA que
dice: “La materia no se crea ni se
destruye, solo se transforma”.
PROUST (1799)
Mediante el estudio del Carbonato de
Calcio, observo que siempre tiene el
mismo número de átomos de cada uno
de sus elementos enunciando: LEY DE
LAS PROPORCIONES DEFINIDAS que
dice: “La composición porcentual de un
compuesto es siempre el mismo
independientemente de su origen”.
JEREMIAS RITCHER (1792)
Estudio las combinaciones de
los elementos y demostró que cuando se
combinan para formarlos siempre utilizan
su misma masa atómica, enunciando la:
LEY DE LAS PROPORCIONES
RECÍPROCAS que dice: “La relación de
las masas con que los elementos se
combinan siempre será la misma”.
JOHN DALTON (1808)
Enuncio los siguientes postulados: 1. La
materia esta formada por diminutas
partículas indivisibles llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un elemento son
idénticos. 3. Los compuestos están
formados por átomos de diferentes
elementos. 4. Cuando se combinan
elementos para formar compuestos
siempre lo hacen en la misma
proporción. 5. Ningún átomo se crea ni
se destruye, solo se transforma.
ALESSANDRO VOLTA (1800)
Inventó la pila voltaica y descubrió los
elementos: Potasio, Sodio, Magnesio y
Calcio. Con la utilización de la pila
voltaica que producía un flujo estable de
energía descubrió estos cuatro
elementos.
NICHOLSON Y CARLISTE (1810)
Mediante experimentos con electrólisis
de agua demostraron que el agua se
descomponía en dos átomos de
hidrógeno y uno de oxígeno.
MICHAEL FARADAY (1830)
Demostró que existía una relación entre
materia y electricidad, mediante la
electrolisis de sales fundidas. Propuso
que existían partículas más pequeñas
que el átomo.
Después de haber estudiado las aportaciones de estos científicos a lo largo de la historia recorta las tarjetas de imágenes e información y reta a tu compañero de banca en el juego del memorama.
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WILLIAMS CROOKES (1864)
Descargó bajo voltaje sobre un tubo de
vidrio con gas y obtuvo una emisión
verde y luminosa. El haz de luz viajaba
del cátodo (polo positivo) al ánodo (polo
negativo). Inventando así el tubo de
rayos catódicos.
EUGEN GOLDSTEIN (1886)
Realizo una perforación al tubo de rayos
catódicos detectando partículas que se
desplazaban en sentido contrario al
ánodo, descubriendo así los protones.
JOSEPH THOMSON (1897)
Elaboró un aparato donde los rayos
catódicos interactuaban con dos campos,
uno eléctrico y uno magnético. Estas
partículas seguían una trayectoria recta.
Con este experimento descubrió el
electrón.
HENRI BACQUEREL (1896)
Coloco trozos de material fluorescente
sobre placas fotográficas cubiertas con
papel negro, exponiéndolas a luz solar
para determinar si se velarían las placas
a través de la cubierta protectora.
Efectivamente después de estar un
tiempo bajo los rayos solares estas se
velaban. Por casualidad entre los
materiales que utilizo coloco sales de
uranio y las placas se velaron aunque los
días fueran nublados, después de
algunas pruebas se demostró que las
sales de uranio emitían radiaciones
desconocidas por lo que se le atribuye el
descubrimiento de la radioactividad.
ERNEST RUTHERFORD (1899)
Estudiando los rayos X descubrió otro
tipo de emisiones a los que denomino
rayos alfa, beta y gama. Los rayos alfa
son poco penetrantes y pueden ser
detenidos por una hoja de papel, los beta
pueden llegara a atravesar una hoja de
aluminio y los gama tienen un poder de
penetración mayor pudiendo atravesar
una trozo de plomo de 3 mm de espesor.
Rutherford demostró que los rayos alfa
eran sensibles a los campos magnéticos
y eléctricos por lo que pude determinar la
relación entre masa y cargas como lo
hiciera Thomson con el electrón, recibió
el premio Nobel por este hallazgo del descubrimiento de los rayos alfa, beta y
gamma.
MAX PLANCK (1900)
Logra dar una explicación de por que los
cuerpos calientes emiten radiaciones
electromagnéticas. Enuncia una ecuación
que resulta válida para todo el espectro
de frecuencia. Postulo que la emisión de
radiaciones electromagnéticas se
produce en forma de diminutas partículas
elementales que llamo cuanto ó paquete
de energía. Los átomos no pueden
absorber ó emitir cualquier valor de
energía, sino unos valores concretos a
los que llamo cuantos de energía, por
esta aportación a Max Planck se le
conoce como el padre de la química
cuántica.
MARIE Y PIERRE CURIE (1903)
Este matrimonio descubrió dos
elementos radiactivos: Radio y Polonio y
reconocieron que la radioactividad es de
naturaleza atómica, por este
descubrimiento recibieron el Premio
Nobel que compartieron con Becquerel.
THOMSON Y KELVIN (1904)
Elaboraron el primer modelo atómico
electrónico del átomo, conocido como el
de “la gelatina con pasas” Donde las
pasas son los electrones y la gelatina
representaba la masa positiva.
ROBERT ANDREW MILIKAN (1909)
Hizo la primera determinación precisa y
directa de la carga del electrón, el
resultado fue: 1.59 X 10 -19, el valor
actual aceptado actualmente es de
1.6022 X 10 – 19. Milikan ideo un
aparato bastante sencillo que consistía
en un envase de vidrio con dos anillos
metálicos dispuestos horizontalmente
que servían de electrodos para generar
un campo magnético entre ellos.
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WERNER HEISENBERG (1926)
Debido al principio de la dualidad
enuncio el principio de la incertidumbre
que dice que es imposible determinar
simultáneamente y con exactitud la
posición y la velocidad de un electrón.
CHADWICK (1932)
Descubrió una partícula sin carga y con
una masa semejante a la del propio
protón a la que denominó neutrón. El
descubrimiento del neutrón como una
segunda partícula nuclear vino a aclarar
bastantes dudas respecto a las masas
atómicas (suma de protones y neutrones)
y a la existencia de isótopos, que son
átomos de un mismo elemento pero con
diferente masa. Genéricamente a los
protones y neutrones se les denomina
nucleones por formar parte del núcleo
atómico.
NIEL BOHR (1913)
Propuso un modelo atómico indicando que
los electrones de un átomo podían estar
solo en ciertas orbitas ó niveles de energía
alrededor del núcleo..Su teoría indica que
cada nivel de energía posee uno ó más
subniveles y cada subnivel posee un
conjunto de uno ó varios orbitales
circulares. Además propuso tres postulados:
1.Los electrones se encuentran girando en
orbitas estacionarias sin emitir energía.2.
Cuando a un átomo se le aplica energía sus
electrones brincan de una orbita de menor
energía aun a de mayor energía,
absorbiéndola.3.Cuando el electrón regresa
a su antigua orbita emite la energía
absorbida en forma de de radiaciones
electromagnéticas.
SOMMERFIELD (1922)
Postuló que los electrones podían
moverse en orbitas Elípticas y no
circulares, como lo había propuesto Bohr.
LOUIS DE BROGLIE (1925)
Señalo que los electrones tienen
propiedades tanto de onda como de
partículas. Eso quiere decir que existe
una dualidad donde las partículas
también se pueden tratarse como
modelos ondulatorios. Esto se confirmo
en experimentos sonde se logró difractar
electrones como si fueran un haz de luz.
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Partículas indivisibles
Teoría de los Dioses
Ley de la conservación de la materia
Ley de las proporciones definidas
Ley de las proporciones reciprocas
Los 5 postulados
Inventó la pila
Electrólisis del agua
Electrólisis de sales
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Descubrió la radioactividad
.
Rayos: alfa, beta y gamma
Padre de la química cuántica
Descubren el radio y Polonio
Modelo atómico de la gelatina con pasas
Determino la carga del electrón
Tubo de rayos catódicos
Descubrió los protones
.
Descubrió el electrón
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Principio de incertidumbre
Descubrió el neutrón
Propuso el modelo atómico con orbitales
Orbitales elípticos
Principio e la dualidad del electrón
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Las leyes Pondérales son también llamadas leyes de las proporciones químicas pues rigen
las proporciones de masa y volumen para la formación de compuestos, estas son cuatro leyes.
En los siguientes cuadros de texto se proporciona el apellido del científico que enuncio
cada una de las leyes, escribe el nombre de la Ley, enúnciala y realiza un dibujo representativo de
cada una de las Leyes.
LAVOISIER
PROUST
RICHTER
DALTON
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69
DALTON (1808)
GOLDSTEIN (1886)
THOMSON (1897)
CHADWICK (1932)
SOMERFIELD (1922)
RUTHERFORD (1899)
BOHR (1913)
Para reafirmar las aportaciones de la Teoría Atómica realiza el siguiente diagrama de flujo
incluyendo los aspectos más relevantes de los 7 científicos participantes.
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3.2 Partículas subatómicas y sus características
3.3 Conceptos de Masa y Número Atómico
El número atómico (Z) es el número de
protones de cada uno de los átomos de
un elemento. En un átomo neutro los
protones es igual al número de
electrones, de tal manera que el número
atómico también determina el número de
electrones presentes en un átomo. Por
ejemplo, el número atómico del Oxígeno
es 8; esto significa que cada átomo
neutro de Oxígeno tiene ocho protones y
ocho electrones. La cantidad de protones
dentro del núcleo de un átomo ó el
número de electrones en orbita del
mismo, se conoce con el nombre de
número atómico.
Z= número atómico = No de electrones
= No de protones
Cada elemento tiene un número atómico
propio, el cual se encuentra incluido en
laTabla Periódica
Se denominan así a las partículas que forman
el átomo, es decir; las partículas que se
encuentran dentro de él y constituyen el total
de un átomo. Protón, electrón y neutrón.
El número de Masa (A) es el número
total de protones y neutrones presentes
en el núcleo de un átomo de un
elemento.
A= No de Masa = No protones = No neutrones
A= No atómico + No de neutrones
El número de neutrones en u átomo es
igual a la diferencia entre el número de
masa y el número atómico.
El número de masa siempre es un
número entero y representa el peso del
átomo es por eso que la masa atómica
es también conocido como Peso
Atómico
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71
ELEMENTO
SÍMBOLO
NÚMERO
ATÓMICO
(Z)
MASA
ATÓMICA
(A)
ELECTRONES
PROTONES
NEUTRONES
A - Z
SODIO
CLORO
ALUMINO
FOSFORO
CALCIO
FIERRO
ANTIMONIO
POTASIO
AZUFRE
NITRÓGENO
TELURIO
YODO
PLOMO
MERCURIO
ASTATO
BORO
TELURIO
MAGNESIO
En base a la teoría de la página anterior completa la siguiente Tabla indicando lo que se
solicita, auxíliate de tu Tabla Periódica.
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72
Realiza un dibujo del Modelo Atómico actual indicando en el las tres partículas sub-
atómicas, la carga que presentan y el lugar donde se localizan.
Investiga ampliamente información sobre las partículas sub – atómicas y contesta la pregunta de la casilla No. 4.
PROTÓN
NEUTRÓN
ELECTRÓN
¿Que son los Nucleones?
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Parámetros
n
l
m
s
NOMBRE DEL NÚMERO
CUÁNTICO
Número cuántico
principal
Número cuántico
orbital
Número cuántico
magnético
Número cuántico
spin ó giro
SÍMBOLO DEL NÚMERO n l m s
FÓRMULA DE SU
OBTENCIÓN
Valor de 1 a 7 ó de K a Q
Valor es n - 1
Valor es de – l hasta + l
-1/2 ó + 1/2
¿QUÉ REPRESENTA? La medida del
tamaño del
orbital
Describe la forma del orbital
Subnivel
Determina la orientación del
orbital
Indica el giro del
electrón
OBSERVACIÓN Es el factor
principal de la
energía
Subnivel de energía
Señala la cantidad de orbitales en el
subnivel de energía
Giro positivo hacia el sentido
del reloj
n
1
2
3
4
l
m
s
Orbitales
electrones aceptados
3.4 Números cuánticos
Los números cuánticos son el resultado de la ecuación de Schrodinger, y la tabulación nos indica la
zona atómica donde es probable encontrar el electrón y describen el tamaño, la forma y la orientación espacial
de los orbitales en el átomo. Existen cuatro números cuánticos: n, l, m, s.
En base a la información de la Tabla anterior obtén los números cuánticos para los cuatro primeros niveles principales de un átomo.
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subnivel
S
p
d
f
orbitales 1 3 5 7
ejemplo ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___
___ ___
___ ___ ___
___ ___
___ ___
electrones
aceptados
2
6
10
14
En química, la configuración electrónica es el modo en el cual los electrones
están ordenados en un átomo, molécula o en otra estructura física, de acuerdo con la
aproximación orbital en la cual la función de onda del sistema se expresa como un
producto de orbitales antisimetrizado. Cualquier conjunto de electrones en un mismo
estado cuántico deben cumplir el principio de exclusión de Pauli al ser partículas
idénticas.
Por ser fermiones (partículas de espín semientero ó electrones) el principio de exclusión de
Pauli nos dice que la función de onda total (conjunto de electrones) debe ser antisimétrica. Por lo
tanto, en el momento en que un estado cuántico es ocupado por un electrón, el siguiente electrón
debe ocupar un estado cuántico diferente.
Este principio determina el número posible de electrones en cualquier nivel principal de
energía de un átomo y se debe a Wolfang Pauli (1900-1958), quien estableció que cada electrón
debía tener su conjunto de números cuánticos y enunció:
”Que dos electrones en un mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales”
Por lo tanto, el número máximo de electrones se representa por la expresión: 2n2
n= 1 2(1)2= 2 electrones
n= 2 2(2)2= 8 electrones
n= 3 2(3)2= 18 electrones
n= 4 2(4)2= 36 electrones
3.5 Configuración electrónica
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Según la explicación del Profesor referente a la estructura atómica descendiente de los números cuánticos realiza el diagrama representativo de los Niveles, subniveles y orbitales atómicos.
La Tabla de Hund ó de Diagonales se obtiene a partir de los números cuánticos y se utiliza para
distribuir los electrones en los niveles y subniveles del átomo. Distribuye los electrones (diagonal).
Según la explicación del Profesor referente a la estructura atómica descendiente de los números cuánticos realiza el diagrama representativo de los Niveles, subniveles y orbitales atómicos.
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En base al número atómico del elemento se realizará la distribución de los electrones en los niveles, sub niveles y orbitales del átomo, basándose en la Tabla de Hund ó Diagonales. Al final esta configuración nos dará datos de cómo ubicar el elemento en la Tabla Periódica.
NOTA: Regla aplicable solo para los elementos del Grupo A.
P 15
Fósforo
1s2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
3
1s
2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz
3p3
Electrón = Grupo (3+2)=(5)
Nivel = Periodo (3)
Sub nivel = Bloque (p)
3s2 +
Na 11
Sodio
1s2 2s
2 2p
6 3s
1
1s
2s 2px 2py 2pz 3s
Estado basal
Estado energético
3s1
Electrón = Grupo (1)
Nivel = Periodo (3)
Sub nivel = Bloque(s)
Cada orbital recibe primero los electrones positivos, es decir; primero se distribuyen todos los electrones positivos y después se completa cada uno de los orbitales con los electrones negativos.
Es llamado electrón diferencial y sirve para identificar al elemento en la tabla periódica como se explica a continuación.
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ELEMENTO
NÙMERO
ATÒMICO
(Z)
CONFIGURACIÓN
ELECTRÒNICA
ESTADO BASAL
CONFIGURACIÓNELECTRÓNICA
ESTADO ENERGÉTICO
GRUPO
PERIÓDO
BLOQUE
SODIO
CLORO
ALUMINO
FOSFORO
CALCIO
POTASIO
ARSÉNICO
OXÍGENO
AZUFRE
Completa el siguiente cuadro referente al tema de configuración electrónica. Recuerda que el Número Atómico (Z) nos indica el número total de electrones de un átomo.
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ISÓTOPO
VIDA MEDIA
RADIACIÓN
EMITIDA
APLICACIONES
11 Na 24 15 horas Beta y Gamma Circulación
sanguínea
27 Co 60 5.3 años Beta y Gamma Radioterapia
46 Fe 59 45 días Beta Estudios sobre eritrocitos
31 P 32 12 horas Beta Radioterapia vs cáncer de piel
3.5 Isótopos y sus aplicaciones
Isótopos
Cuando los átomos tienen el mismo número atómico pero diferente número másico, se denominan isótopos. Enunciando en forma diferente, los isótopos son átomos con el mismo número de protones, pero con cantidades diferentes de neutrones en su núcleo. Así, el hidrógeno tiene tres isótopos con las siguientes características:
El protio y el deuterio se encuentran en la naturaleza. El tritio no se encuentra en forma natural
puesto que es sintético. El protio contiene únicamente un protón en el núcleo, el deuterio contiene un protón y un neutrón, y el tritio contiene un protón y dos neutrones.
La mayoría de los elementos están compuestos de mezclas de isótopos diferentes. Por ejemplo,
existen en la naturaleza dos isótopos del carbono, ellos son: 6C12
6C13
. En una muestra de carbono,
cerca del 98.9% de los átomos corresponden al isótopo más liviano 6C12
, y el 1.1% restante de los átomos
son del isótopo más pesado 6C13
.
Sin embargo, son los radioisótopos o isótopos radiactivos los que se utilizan con mucha frecuencia, no sólo en los sistemas biológicos, sino también en la industria y agricultura. En bioquímica la utilización de radioisótopos ha servido para seguir el curso de las reacciones sin romper el delicado equilibrio de la célula para seguir el curso de las reacciones sin romper el delicado equilibrio de la célula viva, para identificar los productos intermedios de las trasformaciones y para conocer los mecanismos de los procesos celulares. Se podría decir que muy pocos procesos se han estudiado, a nivel molecular, en las células en que no se hayan utilizado isótopos.
La edad de productos orgánicos puede determinarse mediante el uso de radioisótopos. El se produce continuamente en la atmósfera al capturar los átomos de nitrógeno neutrones procedentes de los rayos cósmicos. Este se incorpora a las plantas y al resto de los organismos vivos y la actividad del radioisótopo comienza proporcionalmente a disminuir desde el instante en que mueren. Por tanto, la actividad por gramo de carbono residual es una medida del tiempo que han transcurrido desde la muerte.
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ISÓTOPO
CAMPO
APLICACIÓN
DIBUJO
Cobalto 60
Yodo 131
Carbono 11
Plomo 212
Carbono 14
Carbono 11
Realiza una investigación sobre el uso de los siguientes isótopos y en que campos son usados, basándote en el ejemplo propuesto por el Profesor. Define ampliamente su aplicación.
Redacta una conclusión final del uso que se le da a la radiación emitida por los isótopos usados por el hombre para beneficio propio.
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NOMBRE: _______________________________________________GRUPO: ________
NOTA: Los números corresponden a la longitud de onda a la que viajan los fotones y se mide en nanómetros (nm).
CCOOLLOORRAACCIIÓÓNN AA LLAA FFLLAAMMAA DDEE EESSPPEECCTTRROOSS DDEE LLUUZZ
OBJETIVO
Determinar la longitud de onda aproximada a la que los electrones viajan para regresar a su nivel, en
cada uno de los metales de las sales que serán proporcionadas.
INTRODUCCIÓN
Max Planck decía que la energía se emite en forma de cuantos, cuando estos cuantos se emiten
nosotros observamos los diferentes colores del espectro de luz, esta teoría esta sustentada en el modelo
atómico propuesto por Niels Bohr que dice que los electrones están ubicados en ciertas orbitas en los niveles
de energía.
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MATERIAL DE
LABORATORIO
RECTIVOS
(Sustancias Químicas)
Mechero
Asa de platino
Vaso de pp 50 ml
Pinzas
Placa de toque
1
1
2
1
1
Ácido Clorhídrico
Cinta de Magnesio
Cloruro de Potasio
Carbonato de Estroncio
Clorato de Bario
Cloruro de Cobre II
Cloruro de Litio
Cloruro de Sodio
HCl
Mg
KCl
SrCO3
BaClO3
CuCl2
LiCl
NaCl
NOTA IMPORTANTE: Debes dejar el cloruro de sodio hasta el final de la práctica ya que es el más difícil de eliminar.
PROCEDIMIETO
1. Coloca la cinta de magnesio en el mechero utilizando las pinzas para crisol.
2. Observa la coloración que se desarrolla.
3. Limpia el asa de platino sumergiéndola en el ácido clorhídrico diluido.
4. Calienta en la flama y retira hasta que el platino esté al rojo vivo; esto se hace con el objeto de eliminar
impurezas.
5. Coloca un poco de la muestra del reactivo marcado con el número 2.
6. Lleva esta muestra hasta la flama del mechero.
7. Observa la coloración emitida
8. Limpia de nuevo el asa de platino sumergiéndola en el ácido clorhídrico diluido.
9. Repite el procedimiento para el resto de los reactivos.
Si te sobra reactivo puedes repetir cuantas veces quieras tu experimento, pero solo como se indica en
este procedimiento, recuerda que esta prohibido experimentar ideas propias en el laboratorio.
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RESULTADOS
Observa los colores, consulta el diagrama de espectros de luz y completa el siguiente cuadro
METAL
COLOR
LONGITUD DE ONDA
APROXIMADA
Cinta de Magnesio
Cloruro de Potasio
Carbonato de Estroncio
Clorato de Bario
Cloruro de Cobre II
Cloruro de Litio
Cloruro de Sodio
Colorea el diagrama de espectros de luz según indique su longitud de onda en nm (página 83).
Investiga la definición de los siguientes conceptos.
1. Principio de la dualidad de la Materia (LOUIS DE BROGLIE)
5. NANÓMETRO
2. Teoría cuántica (MAX PLANCK)
6. FOTÓN
3. Modelo atómico (NIELS BOHR)
7. “CUANTO” DE ENERGÍA
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Realiza los dibujos coloreados correspondientes al desarrollo de la práctica.
Vaso de pp con HCl
Cinta de Magnesio
Cloruro de Potasio
Carbonato de Estroncio
Clorato de Bario
Cloruro de Cobre II
Cloruro de Litio
Cloruro de Sodio
CONCLUSIÓN
Realizar una conclusión final de lo aprendido en la práctica.
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NNOOMMBBRREE DDEELL AALLUUMMNNOO:: GGRRUUPPOO::
ACTIVIDAD 1
Relata las
aportaciones de los
científicos como parte
de un proceso
histórico que
desemboca en el
Modelo Atómico
actual.
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 2
Relata las
aportaciones de los
científicos como parte
de un proceso
histórico que
desemboca en el
Modelo Atómico
actual.
(INDICADOR)
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 3
Relata las
aportaciones de los
científicos como parte
de un proceso
histórico que
desemboca en el
Modelo Atómico
actual.
(INDICADOR)
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 4
Relata las
aportaciones de los
científicos como parte
de un proceso
histórico que
desemboca en el
Modelo Atómico
actual.
(INDICADOR)
Explica las
propiedades y estados
de agregación de la
materia de las
sustancias que
observa un entorno
cotidiano
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 5
Relata las
aportaciones de los
científicos como parte
de un proceso
histórico que
desemboca en el
Modelo Atómico
actual.
(INDICADOR)
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 6
Identifica el número
atómico, masa
atómica y número de
masa de cualquier
elemento de la Tabla
Periódica.
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 7
Diseña modelos con
materiales diversos
para representar la
estructura del átomo
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 8
Describe la masa,
carga y ubicación de
las partículas
subatómicas.
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 9
Identifica el número
atómico, masa
atómica y número de
masa de cualquier
elemento de la Tabla
Periódica.
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 10
Representa la
configuración
electrónica de un
átomo y su diagrama
energético con el
principio de Pauli y la
regla de Hund.
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 11
Representa la
configuración
electrónica de un
átomo y su diagrama
energético con el
principio de Pauli y la
regla de Hund.
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 12
Identifica los
electrones de valencia
en la configuración
electrónica de los
elementos, y su
relación con las
características de
estos.
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 13
Reflexiona sobre las
aplicaciones de los
isótopos en las
actividades humanas.
(INDICADOR)
ACTIVIDAD 14
Reflexiona sobre las
aplicaciones de los
isótopos en las
actividades humanas.
(INDICADOR)
PRÁCTICA No. 3
Describe la masa,
carga y ubicación de
las partículas
subatómicas.
(INDICADOR)
CALIFICACIÓN