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UNIVERSIDAD DE EXTREMADURA Metodología de la Física y Química Máster Universitario de Formación del Profesorado Secundaria ESTRUCTURA ATÓMICA Y SISTEMA PERIÓDICO María Cerrato Álvarez Badajoz, 2016 Índice de Contenidos 1. CONTEXTUALIZACIÓN 2. CONTENIDOS TEÓRICOS Y ACTIVIDADES 3. MAPA CONCEPTUAL 4. BIBLIOGRAFÍA 1. CONTEXTUALIZACIÓN • Alumnos de 3º ESO • Asignatura: Física y Química (3h semanales) • Temporalización: este tema se daría en el primer trimestre, con una duración de 4 sesiones Conocer la historia del átomo Conocer los fenómenos eléctricos Identificar las partículas subatómicas y sus características Conocer los modelos atómicos de la materia OBJETIVOS BÁSICOS Entender el concepto de ion y distinguir entre catión, anión y átomo neutro Entender el concepto de isótopo Interpretar la ordenación de los elementos en la Tabla Periódica Reconocer los elementos representativos y otros relevantes a partir de sus símbolos CONTENIDOS -Estructura atómica. Modelos atómicos. Isótopos. CRITERIOS DE EVALUACIÓN ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE EVALUABLES 1.1. Representa el átomo, a partir de su 1.Reconocer que los modelos número atómico y el número másico. atómicos son instrumentos interpretativos de las distintas 1.2. Describe las características de las teorías y la necesidad de su partículas subatómicas básicas y su uso para la interpretación y localización en el átomo. comprensión de la estructura interna de la materia. 1.3. Relaciona la notación XAZ con el número atómico, el número másico 2. Analizar el uso científico y determinando el número de cada uno tecnológico de los isótopos de los tipos de partículas subatómicas radiactivos. básicas. -El sistema periódico de 3. Interpretar la ordenación los elementos. de los elementos en la tabla periódica y reconocer los elementos representativos y otros relevantes a partir de su símbolo. 2.1. Explica en qué consiste un isótopo y comenta aplicaciones de los isótopos radiactivos. 3.1. Justifica la actual ordenación de los elementos en grupos y periodos en la Tabla Periódica. HISTORIA DEL ÁTOMO DEMÓCRITO El primero en pensar que la materia estaba constituido por partículas indivisibles a las que llamó “ÁTOMOS” DALTON En 1808, retoma las ideas de Demócrito y expone su TEORÍA ATÓMICA TEORÍA ATÓMICA DE DALTON 1. POSTULADO Cada elemento químico está formado por partículas diminutas e indivisibles llamadas átomos. 2. POSTULADO Los átomos de un elemento tienen todos igual masa y las mismas propiedades; sin embargo, son distintos de los átomos de cualquier otro elemento. 3 POSTULADO Los compuestos químicos están formados por uniones de átomos de elementos que se llaman moléculas. Métodos de Electrización ELECTRIZACIÓN POR FROTAMIENTO: Cuando se frotan ciertos materiales, se pueden observar dos fenómenos eléctricos: atracción y repulsión ELECTRIZACIÓN POR CONTACTO: Tiene lugar cuando se pone en contacto un cuerpo no cargado y aislado con otro ya cargado por frotamiento ELECTRIZACIÓN POR INDUCCIÓN: Se presenta cuando un cuerpo se carga eléctricamente al acercarse a otro ya electrizado. Le comunica una carga sin tocarlo CARGA POSITIVA CARGA ELÉCTRICA CARGA NEGATIVA DOS CUERPOS CON CARGAS DEL MISMO TIPO SE REPELEN DOS CUERPOS CON CARGAS DE DISTINTO TIPO SE ATRAEN Se descubrió que el átomo está formado por otras partículas subatómicas PROTÓN ELECTRÓN MODELOS ATÓMICOS MODELO THOMSON Thomson supuso que la mayor parte de la masa del átomo correspondía a la carga positiva, que ocuparía la mayor parte del volumen atómico. Imaginó el átomo como una esfera positiva en la que se encuentran incrustados los electrones. El modelo atómico de Thomson también explicaba la electrización positiva o negativa de la materia. Mediante la pérdida o ganancia de electrones. IÓN átomo que ha ganadodeo carga perdido “Masa” positiva uno o más electrones Si pierde uno o más electrones, adquiere carga neta positiva CATIÓN Si Electrones gana uno o más electrones , adquiere carga neta negativa ANIÓN MODELO DE RUTHERFORD MODELO DE RUTHERFORD • El átomo está constituido por un núcleo central que concentra casi toda la masa del átomo, aportada por los protones y neutrones. • 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. NEUTRÓN Neutrón Electrón Protón MODELO DE BOHR MODELO DE BOHR Los electrones giran en órbitas circulares en torno al núcleo debido a la atracción eléctrica protónelectrón. El electrón sólo puede ocupar determinadas órbitas o niveles energéticos. Estos niveles se designan como n = 1, 2, 3… El electrón, moviéndose en su órbita no pierde energía. Si pasa de una órbita de mayor energía a otra de menor energía emite energía. Electrón Energía Núcleo Órbitas PARA PRACTICAR 1. ¿Qué carga tienen las partículas elementales? Protones: positiva, electrones: negativa y neutrones: no tienen carga son neutros 2. ¿Qué podemos encontrar en el núcleo de un átomo? Protones y neutrones 3. Selecciona la respuesta correcta: Los electrones son partículas: a) Sin carga b) Con carga negativa c) Con carga positiva 4. Indica la opción correcta: Si el Modelo de Thomson hubiese sido válido … a) Las partículas alfa, positivas, se habrían desviado mucho b) Las partículas alfa, positivas, habrían rebotado c) Las partículas alfa, positivas, no se habrían desviado apenas PARA PRACTICAR 5. Al estar la masa del átomo concentrada casi toda en el núcleo, ¿cómo será éste? a) Poco denso b) Muy denso c) Igual de denso que el átomo completo. 6. Para formar un anión de carga -1 el átomo debe… a) Perder un protón b) Ganar un electrón c) Perder un electrón 7. Para formar un catión de carga +3 el átomo debe… a) Perder tres electrones b) Ganar tres electrones c) Ganar tres protones IDENTIFICACIÓN DE LOS ÁTOMOS 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. A Z X Estos números se representan a la izquierda del símbolo químico del elemento X. EL NÚMERO DE NEUTRONES N= A - Z ISÓTOPOS Los átomos del mismo elemento ( con igual número atómico) y distinto número másico reciben el nombre de ISÓTOPOS Nº protones es invariable para todos los átomos, pero el nº neutrones es variable ISÓTOPOS DE HIDRÓGENO 1 1 H Protio 2 1 H Deuterio 3 1 H Tritio PARA PRACTICAR 8. ¿Qué es un isótopo? Los átomos que tiene el mismo número atómico ( protones) y distinto número másico (neutrones) Recuerda 9. Completa la siguiente tabla. Elemento Elemento AA ZZ N= A - Z Núcleo Núcleo Protones Protones Corteza Corteza Neutrones Neutrones Electrones Electrones 63 29 29 34 29 23 11 11 12 10 31 15 15 16 18 TABLA PERIÓDICA Mendelejev y Meyer Orden creciente de masa atómica Moseley Orden creciente de número atómico (Z) TABLA PERIÓDICA PERIODO: está constituido por los elementos que ocupan una misma fila del Sistema Periódico. Todos los elementos de un periodo tienen el MISMO NÚMERO DE CAPAS DE ELECTRONES. GRUPO: está constituido por los elementos que ocupan una misma columna del Sistema Periódico. Los elementos de un mismo grupo poseen PROPIEDADES QUÍMICAS SEMEJANTES Y TIENEN EL MISMO NÚMERO DE ELECTRONES EN SU CAPA EXTERNA. TABLA PERIÓDICA PARA PRACTICAR 10. Ordena los siguiente elementos en orden creciente de carácter metálico: Cs, Ca, F, Ge, Fe. F < Ge < Fe < Ca < Cs RESUMEN BIBLIOGRAFÍA Física y Química 3º Secundaria, Oxford Educación, Proyecto Ánfora. Estructura atómica, Clasificación periódica de los elementos, Física y Química 3º ESO. Instituto de enseñanza secundaria, Física y Química 3º ESO, Clara Campoamor. DECRETO 98/2016, de 5 de julio, por el que se establecen la ordenación y el currículo de la Educación Secundaria Obligatoria y del Bachillerato para la Comunidad Autónoma de Extremadura.