Download La estructura de la materia. Agrupaciones de átomos

4.
La estructura de la materia.
Agrupaciones de átomos
Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de refuerzo de competencias 1
En esta ficha trabajarás...
El átomo, partícula constituyente de la materia.
Dentro del átomo: electrones, protones y neutrones.
La teoría atómica de Dalton.
Recuerda que...
El ser humano ha sentido siempre curiosidad por averiguar de qué están hechas las cosas. Hace más de
2 000 años, el filósofo Demócrito afirmó que todo lo que existe a nuestro alrededor está formado por
unas partículas muy pequeñas llamadas átomos.
En esa misma línea, el inglés John Dalton propuso su teoría atómica hace
alrededor de dos siglos. Dalton decía que la materia está formada por átomos
indivisibles que se unen unos con otros para formar todos los compuestos
que nos rodean. Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno se unen a un átomo
de oxígeno para formar una molécula de agua.
O
H
H
2:1
Actualmente sabemos que Dalton se equivocó en algunas cosas: el átomo no es indivisible, pues en
su interior se encuentran otras partículas más pequeñas llamadas electrones, protones y neutrones.
Los electrones, e, son unas partículas pequeñísimas que hay en el interior del átomo y que
tienen carga negativa.
Los protones, p, son partículas grandes en comparación con los electrones y tienen carga
positiva.
Los neutrones, n, son partículas muy parecidas a los protones en su tamaño, pero no tienen
carga.
Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 74, 75
y 76. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuar con las actividades.
Resolvemos ejercicios...
Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luego
puedas resolver tú las actividades que se te proponen.
Observa y aprende
Actividad 3 de la página 74 de tu libro de texto.
Responde a las siguientes cuestiones basándote en la teoría atómica de Dalton:
a) ¿Pueden dos elementos distintos estar formados por átomos iguales?
b) Los átomos de un elemento, ¿cambiarán su naturaleza al sufrir un proceso físico o químico?
c) ¿Es posible la combinación de dos átomos de un elemento con un solo átomo de otro
elemento?
d) ¿Pueden combinarse un átomo de un elemento y medio átomo de otro elemento?
Te plantean una serie de cuestiones directamente relacionadas con la teoría atómica de Dalton,
que puedes contestar analizando con detalle cada enunciado de la actividad y teniendo en cuenta los postulados de dicha teoría. Observa cómo se hace:
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Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
a) ¿Pueden dos elementos distintos estar formados por átomos iguales?
Según la teoría de Dalton: todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa
y propiedades; los átomos de elementos diferentes poseen distintas masas y propiedades.
Por tanto, no puede haber dos elementos diferentes formados por átomos iguales.
b) Los átomos de un elemento, ¿cambiarán su naturaleza al sufrir un proceso físico o
químico?
Según la teoría de Dalton: los átomos pueden combinarse para formar compuestos químicos.
Estos procesos son químicos, y en ellos los átomos, que son indivisibles e indestructibles, mantienen su naturaleza.
Por tanto, los átomos no cambian su naturaleza al sufrir cualquier proceso.
c) ¿Es posible la combinación de dos átomos de un elemento con un solo átomo de otro
elemento?
Según la teoría de Dalton: la combinación entre los átomos se da en una proporción de números enteros sencillos.
Por tanto, sí se pueden combinar dos átomos de un elemento con un átomo de otro elemento, pues la combinación es de 2 : 1 (combinación de números enteros sencillos).
d) ¿Pueden combinarse un átomo de un elemento y medio átomo de otro elemento?
No. La teoría de Dalton dice que pueden combinarse átomos completos en cualquier proporción de números enteros sencillos, pero no medio átomo.
Observa y aprende
Actividad 5 de la página 76 de tu libro de texto.
Escribe dos características relevantes de cada una de las tres partículas subatómicas: electrones, protones y neutrones.
La respuesta a este ejercicio implica revisar las características de cada partícula que encontrarás
en la página 76 de tu libro de texto. Analizando la información que se proporciona, podemos
destacar:
Electrones. Partículas de masa muy pequeña. Tienen carga negativa.
Protones. Partículas de masa grande en comparación con un electrón. Tienen carga positiva.
Neutrones. Partículas de masa muy similar a la de un protón. No tienen carga, es decir, son
neutros.
Ahora te toca a ti...
1 Completa:
El __________________ es la partícula más pequeña que hay en el __________________ y tiene carga
__________________, mientras que el __________________ y el __________________ son dos partículas muy similares en lo que respecta a su __________________, no así en cuanto a su __________________, dado que uno es
positivo y el otro es __________________.
2 Relaciona:
Masa grande
Masa pequeña
Electrón
Protón
Neutrón
Carga positiva
Carga negativa
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3 Contesta a las siguientes cuestiones:.
a) ¿Cuántas veces es mayor un protón que un electrón en lo que respecta a su masa?
b) ¿Cómo son el protón y el neutrón respecto a su masa?
c) ¿Cuáles son las partículas que más influyen en la masa de un átomo? ¿Por qué?
d) Si ponemos un electrón cerca de un protón, ¿se atraerán o se repelerán? Explícalo.
4 Busca en el libro de texto el nombre de tres científicos que realizaron algún descubrimiento relacionado con las
partículas subatómicas. Escribe qué descubrieron.
Electrón:
Protón:
Neutrón:
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Ficha de refuerzo de competencias 2
En esta ficha trabajarás...
La estructura del átomo.
El modelo atómico de Thomson.
El modelo atómico de Rutherford.
El átomo en la actualidad.
Recuerda que...
Hoy día sabemos que todo sistema material está formado por pequeñas partículas llamadas átomos; en
el interior de estos se encuentran otras partículas más pequeñas denominadas electrones, protones y
neutrones.
Estas partículas subatómicas se descubrieron a principios del siglo
XX, y paralelamente surgió la necesidad de elaborar una serie de
modelos que ayudasen a imaginar cómo es un átomo por dentro.
Modelo de Thomson
El primer modelo que se elaboró fue el de Thomson, quien afirmó que el átomo es como una esfera maciza de carga positiva en
la que se encuentran incrustados los electrones, que tienen carga
negativa.
Modelo atómico de Thomson.
Modelo de Rutherford
Poco tiempo después, Rutherford elaboró un modelo diferente al
anterior, al comprobar que el átomo no podía ser macizo. De este
modo, supuso que el átomo tiene una parte central muy pequeña llamada núcleo, de carga positiva, alrededor del cual giran a
gran velocidad los electrones, que tienen carga negativa.
Modelo atómico de Rutherford.
En años posteriores, numerosos científicos se han dedicado a estudiar el átomo, comprobando que efectivamente tiene un núcleo positivo, en el cual se encuentran los protones y los neutrones, y que los electrones giran a su alrededor a gran velocidad, aunque se distribuyen en capas.
Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 77 y
78. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuar con las actividades.
Resolvemos ejercicios...
Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luego
puedas resolver tú las actividades que se te proponen.
Observa y aprende
Actividad 10 de la página 77 de tu libro de texto.
Se ha dicho que el átomo de Rutherford es como un «Sistema Solar en miniatura». ¿Te parece acertada esta comparación? Explica tu respuesta.
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Observa que realmente el modelo de Rutherford es muy similar a un «Sistema Solar en miniatura», y por esa misma razón se ha dicho que es un modelo planetario del átomo.
En el Sistema Solar, el Sol se encuentra aparentemente inmóvil en el centro y a su alrededor giran
los planetas en unas órbitas elípticas. En el caso del átomo de Rutherford, el núcleo se encuentra en el centro y a su alrededor giran los electrones, como hacen los planetas. La diferencia es
que, según Rutherford, los electrones describen órbitas circulares.
Observa y aprende
Actividad 12 de la página 78 de tu libro de texto.
¿Verdadero o falso? Justifica tu respuesta atendiendo a la concepción actual del átomo:
a) El núcleo de un átomo es neutro.
b) Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo.
c) La corteza del átomo está cargada negativamente.
d) Los electrones pueden colocarse a cualquier distancia del núcleo.
e) El número de protones de un átomo es igual a su número de electrones.
En la concepción actual del átomo se entiende que todos los átomos tienen un núcleo positivo,
pequeño, situado en el centro y que contiene los protones y los neutrones; alrededor de este
núcleo giran a gran velocidad los electrones. De acuerdo con esto, debemos responder:
a) El núcleo de un átomo es neutro.
Falso; el núcleo del átomo es positivo pues contiene protones (positivos) y neutrones (neutros).
b) Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo.
Correcto; y se distribuyen en capas concéntricas.
c) La corteza del átomo está cargada negativamente.
Correcto; porque contiene los electrones que son negativos.
d) Los electrones pueden colocarse a cualquier distancia del núcleo.
Falso; se distribuyen en unas capas concéntricas a una determinada distancia del núcleo.
e) El número de protones de un átomo es igual a su número de electrones.
Correcto; el átomo es eléctricamente neutro.
Ahora te toca a ti...
1 Completa:
Según el modelo de Rutherford, el átomo tiene una parte __________________ de carga __________________ llamada __________________, alrededor del cual giran los __________________ a grandes velocidades, dando lugar
a la __________________ del átomo. El conjunto es __________________.
2 ¿Qué evidencia experimental llevó a Rutherford a diseñar un modelo para el átomo muy diferente al modelo de
Thomson?
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3 Cuando decimos que el núcleo es muy pequeño en comparación con el tamaño del átomo, ¿a qué nos referimos
exactamente?
4 Explica claramente la diferencia entre:
a) Núcleo y protón.
b) Electrón y corteza.
c) Núcleo y corteza.
5 Dibuja un átomo que tenga 10 protones, 12 neutrones y 10 electrones.
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Las unidades en las que se expresa la masa de un átomo.
El significado del número atómico y del número másico.
Qué son los isótopos.
Recuerda que...
El átomo es una partícula muy pequeña y, por tanto, su masa
también es muy pequeña. Para expresar la masa de un átomo
se utiliza la unidad de masa atómica (u), que se define como
la doceava parte de la masa de un átomo de carbono que
posee 6 electrones, 6 protones y 6 neutrones.
12C
6
1 u 1,6606 · 1027 kg
1 u 1,6606 · 1027 kg
Pero además de la masa, a veces interesa indicar también el número de protones y de neutrones que
posee el átomo. Para ello se utilizan el número atómico (Z) y el número másico (A).
Número atómico (Z) → Número de protones del átomo.
Número másico (A) → Suma de protones y neutrones → Masa del átomo en unidades de masa atómica.
48
20
Ca
A 48
Z 20 → Tiene 20 protones en el núcleo.
→ La suma de protones y neutrones es 48.
Tiene A Z 48 20 28 neutrones en el núcleo.
Un hecho curioso es la existencia de átomos que, siendo del mismo elemento, se diferencian en que tienen distinta masa: son los isótopos. Los isótopos son átomos que tienen el mismo número de protones, pero se diferencian en su masa, porque tienen distinto número de neutrones.
Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 79, 80
y 82. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes de continuar con las actividades.
Resolvemos ejercicios...
Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luego
puedas resolver tú las actividades que se te proponen.
Observa y aprende
Actividad 15 de la página 80 de tu libro de texto.
El número atómico de un átomo es 21 y su número másico es 45. Considerando que se trata
de un átomo neutro, indica cuántos protones, neutrones y electrones tiene y haz un dibujo
esquemático de él. ¿Podrías decir de qué elemento se trata?
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Analizamos en primer lugar el significado del número atómico:
«El número atómico (Z) indica el número de protones que tiene un átomo».
De acuerdo con esto, si nuestro átomo tiene de número atómico 21, podemos afirmar que se
trata de un átomo que posee 21 protones en el núcleo.
Veamos ahora el significado del número másico:
«El número másico (A) es la suma de protones y neutrones de un átomo».
Por tanto, si nuestro átomo tiene de número másico 45, podemos decir que posee, entre protones y neutrones, un total de 45 partículas. Entonces, si el átomo tiene solo 21 protones, el resto
hasta 45 deben ser neutrones:
Número de neutrones ⫽ 45 ⫺ 21 ⫽ 24 Æ Tiene 24 neutrones en el núcleo.
Por último, diremos que, por ser un átomo neutro, tiene los mismos electrones que protones. De
este modo, escribiremos que nuestro átomo tiene 21 electrones en la corteza.
Realizamos un dibujo para representar esquemáticamente el átomo:
21 e21 p+
21 n
Si queremos saber de qué elemento se trata, debemos consultar la tabla periódica que aparece
en el libro de texto. Vemos que el elemento de número atómico 21 es el escandio, de símbolo
Sc.
Ahora te toca a ti...
1 Completa:
Los __________________ son átomos del mismo __________________ que tienen el mismo número
__________________ pero diferente número __________________, es decir, son átomos que siendo del mismo
elemento poseen diferente __________________.
2 Escribe la definición de:
a) Número atómico.
b) Número másico.
c) Isótopos.
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3 Indica el número de electrones, protones y neutrones que tiene un átomo neutro cuyo número atómico es 27 y
su número másico es 59. Haz un dibujo esquemático e identifica de qué elemento se trata.
4 Completa esta tabla considerando que siempre se trata de átomos neutros:
Elemento
Número
atómico
(Z)
Protones
(p)
Electrones
(e)
Número
másico
(A)
Neutrones
(n)
11 B
5
31
15 P
?K
?
Potasio
19
19
29
? Fe
?
Hierro
31
31
38
? Mo
?
Molibdeno
42
42
56
5 Indica, para cada uno de estos isótopos del estroncio, cuál es el valor de su número atómico y de su número másico.
a) 87
b) 86
c) 88
38 Sr
38 Sr
38Sr
¿Es 86
25 X isótopo de los anteriores? Explica tu respuesta.
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Los distintos tipos de uniones o enlaces entre los átomos en la naturaleza: enlace covalente, enlace
iónico y enlace metálico.
Recuerda que...
Tal y como dijo Dalton, los átomos pueden agruparse para formar compuestos químicos. Observa que
en la naturaleza se conocen solo alrededor de 100 elementos químicos, y sin embargo hay millones de
compuestos diferentes.
Cuando los átomos se combinan, dependiendo de la forma en la que se unan, pueden dar lugar a diferentes tipos de agrupaciones:
Uniones covalentes. Son agrupaciones en las que un número determinado de átomos, normalmente pequeño, dan lugar a partículas neutras con entidad propia, denominadas moléculas. Este es el
caso, por ejemplo, del agua. En un vaso de agua encontramos una enorme cantidad de moléculas de
esta sustancia, cada una formada por la agrupación de dos átomos de hidrógeno con uno de oxígeno (H2O).
Uniones iónicas. A veces, los átomos o sus combinaciones no son neutros. En estos casos decimos
que se ha formado un ion, al que llamamos catión si es positivo y anión si es negativo. Es frecuente que los iones de un cierto signo se unan con otros de signo contrario, dando lugar a sólidos cristalinos de geometría definida, muy solubles en agua.
Uniones metálicas. Los metales tienen unas propiedades características: su brillo metálico, su facilidad para formar hilos o láminas, su capacidad para conducir la corriente eléctrica, etc., que son el
resultado del tipo de enlace que se establece entre sus átomos. Concretamente, en un metal los átomos, convertidos en cationes, forman una red perfectamente definida, en la cual se mueven libremente sus electrones.
Estos conceptos están desarrollados en tu libro de texto en las páginas 83,
84, 85 y 86. Puedes echarles un vistazo para obtener más información antes
de continuar con las actividades.
Resolvemos ejercicios...
Mira con atención el procedimiento que se sigue y cómo se detallan las explicaciones para que luego
puedas resolver tú las actividades que se te proponen.
Observa y aprende
Actividad 23 de la página 85 de tu libro de texto.
Define los siguientes términos: enlace, molécula y macromolécula.
Las actividades en las que nos piden dar una definición no son complicadas. Tendrás que leer
detenidamente las páginas indicadas de tu libro de texto, buscar estos términos y anotar su significado.
De este modo, si lees con atención, encontrarás que:
Enlace. Es la unión que tiene lugar entre los átomos para formar una combinación estable.
Molécula. Es una agrupación neutra con entidad propia de dos o más átomos.
Macromolécula. Son moléculas gigantes, formadas por la agrupación de miles de átomos.
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Observa y aprende
Actividad 22 de la página 84 de tu libro de texto.
El fluoruro de sodio es una sustancia formada por cationes Na y aniones F.
a) ¿Qué tipo de enlace existe entre sus partículas?
b) ¿Qué encontraremos en una disolución de fluoruro de sodio en agua?
c) ¿En qué estado de agregación encontraremos el fluoruro de sodio a temperatura
ambiente?
Con ayuda del libro de texto, puedes responder fácilmente a las cuestiones planteadas buscando la información necesaria.
a) Debes comenzar investigando en la parte teórica de esta ficha cómo son los tres tipos de enlaces que aparecen. De este modo, observarás que la unión iónica se produce entre iones de un
cierto signo, como los cationes Na, que se unen con otros de signo contrario, como los aniones F. Por tanto, diremos que se trata del enlace iónico. En la página 84 de tu libro de texto
debes seguir investigando sobre este tipo de enlace.
b) Las sustancias iónicas son muy solubles en agua. Por tanto, lo que encontraremos en agua
serán los cationes Na y los aniones F, rodeados de moléculas de agua.
c) De acuerdo con las propiedades de las sustancias iónicas, estas tienen puntos de fusión y ebullición muy altos, lo que significa que a temperatura ambiente son sólidos. Además, la primera propiedad que podemos leer en el libro para las sustancias iónicas nos indica que son sólidos cristalinos.
Ahora te toca a ti...
1 Completa:
a) Hay varios de tipos de moléculas. Las que están formadas por dos átomos se llaman ______________________.
Las formadas por miles de átomos se llaman _______________________.
b) Los iones pueden ser de dos tipos. Los positivos se llaman _______________________. Los negativos se denominan _______________________.
c) Los metales presentan propiedades características como pueden ser su _____________________ metálico, su
facilidad para formar _____________________ o _____________________ y su capacidad para _____________________
la electricidad.
2 Sabiendo que si tiene carga positiva se trata de un catión y si tiene carga negativa de un anión, completa esta
tabla:
Ion
Carga
Es un...
K
S2
SiO32
Ba 2
3 Una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O) y se dibuja así:
O
H
H
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Dibuja tú las siguientes moléculas:
a) Amoníaco. Formado por tres átomos de hidrógeno y uno de nitrógeno (NH3).
b) Dióxido de carbono. Formado por dos átomos de oxígeno y uno de carbono (CO2).
c) Trióxido de azufre. Formado por tres átomos de oxígeno y uno de azufre (SO3).
d) Gas metano. Formado por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno (CH4).
4 Identifica con ayuda del libro de texto y basándote en las propiedades de las sustancias iónicas, covalentes y metálicas, qué tipo de enlace mantiene unidos los átomos de las siguientes sustancias:
a) Sustancia A. Es un sólido frágil que se disuelve fácilmente en agua.
b) Sustancia B. Es una sustancia gaseosa.
c) Sustancia C. Es un sólido muy blando con un punto de fusión muy bajo.
d) Sustancia D. Es fácilmente maleable y conduce muy bien la corriente eléctrica.
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Ficha de evaluación de competencias
1 Hace unos 200 años el químico inglés John Dalton propuso por primera vez su teoría atómica:
a) ¿En qué consistía dicha teoría?
b)¿Acertó en todas sus predicciones, o se equivocó en alguna?
2 ¿Qué partículas subatómicas hay en el átomo? Descríbelas indicando lo que sepas sobre cada una de ellas.
3 Explica cómo debía ser el átomo según imaginó Thomson en su modelo atómico.
4 El modelo de Rutherford habla de núcleo y corteza en el átomo. ¿A qué se refieren dichos términos?
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5 Completa la siguiente tabla:
Elemento
7 Li
3
Litio
15 N
7
Nitrógeno
?N
?
Neón
Número
atómico
(Z)
Protones
(p)
Electrones
(e)
10
10
Número
másico
(A)
Neutrones
(n)
12
6 Un átomo tiene de número atómico 22 y de número másico 48. Explica qué significa esto y cuántos protones, electrones y neutrones tiene este átomo.
7 ¿Qué son los isótopos? Explícalo de forma razonada.
8 ¿Qué diferencia hay entre una molécula y un ion? ¿Cómo podemos reconocer un sólido iónico?
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Ficha de ampliación de contenidos
1 Teniendo en cuenta las masas del electrón, del protón y del neutrón, expresadas en kg (ver la página 76 de tu libro
de texto), calcula la equivalencia de la unidad de masa atómica (u) en kg a partir de su definición.
2 Aplicando las reglas estudiadas en la unidad, escribe la configuración electrónica de los átomos de potasio (Z 19)
y de azufre (Z 16).
3 El magnesio tiene tres isótopos naturales: el magnesio-24, el magnesio-25 y el magnesio-26, con abundancias del
78 ,70 %, 10,13 % y 11,17 %, respectivamente. Calcula la masa atómica promedio que debe asignarse al magnesio.
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1
Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
4 El sulfuro de sodio (Na2S) es una sal formada por cationes sodio Na y aniones sulfuro S2.
a) ¿Qué tipo de enlace da lugar a esta sustancia?
b) ¿Qué proporción debe existir entre los iones, para que la sustancia sea eléctricamente neutra?
c) Si disolvemos la sal en agua, ¿será igual la concentración de ambos iones en la disolución?
5 En un metal, los átomos se unen mediante enlace metálico, característico de este tipo de sustancias. Compara el
enlace metálico con los enlaces iónico y covalente, indicando las semejanzas y diferencias entre ellos.
E investiga sobre...
LAS MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS
Los seres vivos realizan sus funciones vitales con la participación de un importante número de
moléculas gigantes. Dichas moléculas tienen un destacado protagonismo en multitud de situaciones: desde servir como soporte estructural hasta controlar la reproducción celular, pasando por
otras muchas igualmente fundamentales.
Realiza un trabajo de investigación con los siguientes apartados:
a) ¿Qué son las proteínas? ¿De qué moléculas más pequeñas están formadas?
b) ¿Qué función desempeña el ADN?
c) ¿Qué es la celulosa? ¿En qué se diferencia del almidón?
d) ¿Qué característica química comparten todas las moléculas anteriores?
e) Resume en un esquema la información sobre macromoléculas biológicas que has obtenido.
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4.
Solucionario
Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
Ficha de refuerzo de competencias 1
1 El electrón es la partícula más pequeña que hay en el átomo y tiene carga negativa, mientras que el protón y el neutrón
son dos partículas muy similares en lo que respecta a su masa, no así en cuanto a su carga, dado que uno es positivo y el
otro es neutro.
2 • Electrón. Masa pequeña y carga negativa.
• Protón. Masa grande y carga positiva.
• Neutrón. Masa grande.
3 a)
b)
c)
d)
El protón es 1 840 veces mayor que el electrón en masa.
Son prácticamente iguales (el neutrón algo mayor que el protón).
Son el protón y el neutrón, porque el electrón tiene una masa muy pequeña respecto a ambos.
Se atraerán porque son partículas cuya carga es de signo contrario.
4 Joseph John Thomson. Además de proponer un modelo atómico, calculó la relación entre la masa y la carga de los electrones, empleando los tubos de rayos catódicos.
Ernest Rutherford. Confirma la existencia del protón y determina su masa, además de proponer un modelo atómico.
James Chadwick. Con sus investigaciones y de manera accidental, dio lugar al descubrimiento del neutrón.
Ficha de refuerzo de competencias 2
1 Según el modelo de Rutherford, el átomo tiene una parte central de carga positiva llamada núcleo, alrededor del cual giran
los electrones a grandes velocidades, dando lugar a la corteza del átomo. El conjunto es neutro.
2 Al bombardear una delgada lámina de oro con un haz de partículas alfa, observó que dichas partículas atravesaban sin dificultad la lámina, lo que le llevó a pensar que el átomo no podía ser compacto como había propuesto Thomson.
3 Aproximadamente, podemos decir que en un átomo el núcleo es 100 000 veces menor que el tamaño total del átomo, en
lo que respecta a sus diámetros, de modo que si el núcleo fuese un balón de fútbol, el átomo tendría un radio de 15 kilómetros.
4 a) El núcleo es la parte más interna del átomo, formado por protones y neutrones. El protón es una de las partículas del
átomo, de carga positiva, que se encuentra en el núcleo.
b) El electrón es una partícula del átomo, muy pequeña y de carga negativa. La corteza es el espacio del átomo ocupado
por todos sus electrones en movimiento alrededor del núcleo.
c) El núcleo es la parte más interna del átomo y la corteza la más externa. En el núcleo las partículas que hay son protones
y neutrones mientras que en la corteza hay electrones. El núcleo tiene carga positiva y la corteza carga negativa.
5 Tendría en el núcleo los 10 protones y los 12 neutrones, y en la corteza se situarían los 10 electrones.
10 e10 p+
12 n
Ficha de refuerzo de competencias 3
1 Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico pero diferente número másico, es
decir, son átomos que siendo del mismo elemento poseen diferente masa.
2 a) Número atómico. Es el número de protones que posee un átomo y se representa con la letra Z.
b) Número másico. Es el número que indica la suma de neutrones y protones que posee un átomo y se representa con la
letra A.
c) Isótopos. Son átomos del mismo elemento que tienen igual número de protones pero distinto número de neutrones (o
igual número atómico pero distinto número másico, es decir, distinta masa).
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Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
3 A partir de su número atómico (Z 27) podemos decir que:
• Tiene 27 protones en el núcleo.
• Se trata de un átomo de cobalto (Co) (elemento de número atómico 27).
A partir de su número másico (A 59) podemos decir que:
• La suma de protones y neutrones es 59.
• El número de neutrones es 32. Lo calculamos como la diferencia entre A y Z.
Se trata de un elemento neutro, por tanto, tiene igual número de electrones que de protones.
• El número de electrones es 27.
27 e27 p+
32 n
4
59
Co
27
Elemento
Número
atómico
(Z)
Protones
(p)
Electrones
(e)
Número
másico
(A)
Neutrones
(n)
11 B
5
Boro
5
5
5
11
6
31
15 P
Fósforo
15
15
15
31
16
48 K
19
Potasio
19
19
19
48
29
69 Fe
31
Hierro
31
31
31
69
38
98 Mo
42
Molibdeno
42
42
42
98
56
5 a) Z 38 → Tiene 38 protones; A 87 → Tiene 87 38 49 neutrones.
b) Z 38 → Tiene 38 protones; A 86 → Tiene 86 38 48 neutrones.
c) Z 38 → Tiene 38 protones; A 88 → Tiene 88 38 50 neutrones.
No lo es, porque solo son isótopos los átomos que tienen el mismo número atómico Z; para este átomo, Z 25.
Ficha de refuerzo de competencias 4
1 a) Hay varios de tipos de moléculas. Las que están formadas por dos átomos se llaman biatómicas. Las formadas por miles
de átomos se llaman macromoléculas.
b) Los iones pueden ser de dos tipos. Los positivos se llaman cationes. Los negativos se denominan aniones.
c) Los metales presentan propiedades características como pueden ser su brillo metálico, su facilidad para formar hilos o
láminas y su capacidad para conducir la electricidad.
2
Ion
Carga
Es un...
K
1
Catión
S2
2
Anión
SiO32
Ba2
2
Anión
2
Catión
3 a)
b)
NH3
CO2
c)
SO3
O
H
H
N
d)
H
O
C
O
O
S
CH4
H
O
H
C
H
H
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2
Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
4 a)
b)
c)
d)
Sustancia A. Enlace iónico.
Sustancia B. Enlace covalente.
Sustancia C. Enlace covalente.
Sustancia D. Enlace metálico.
Ficha de evaluación de competencias
1 a) En su teoría atómica, Dalton decía que la materia estaba formada por átomos indivisibles que se unían unos con otros
para formar todos los compuestos que nos rodean.
b) Actualmente sabemos que Dalton se equivocó en algunas cosas; por ejemplo, el átomo no es indivisible, pues en su interior se encuentran otras partículas más pequeñas llamadas electrones, protones y neutrones. Tampoco son iguales las
masas de los atomos de un mismo elemento.
2 En el átomo hay electrones, protones y neutrones.
a) Los electrones son unas partículas pequeñísimas que hay en el interior del átomo y que tienen carga negativa.
b) Los protones son partículas grandes en comparación con los electrones, y tienen carga positiva.
c) Los neutrones son partículas muy parecidas a los protones en su tamaño, pero no tienen carga.
3 El primer modelo que se elaboró fue el de Thomson, quien dijo que el átomo era como una esfera maciza de carga positiva
en la que se encontraban incrustados los electrones con carga negativa.
4 Rutherford elaboró un modelo diferente al anterior al comprobar que el átomo no podía ser macizo. De este modo, supuso
que el átomo tenía una parte central muy pequeña llamada núcleo, de carga positiva, alrededor del cual giraban a gran velocidad los electrones, con carga negativa, formando lo que se denomina corteza.
5
Elemento
Número
atómico
(Z)
Protones
(p)
Electrones
(e)
Número
másico
(A)
Neutrones
(n)
7 Li
3
Litio
3
3
3
7
4
15 N
7
Nitrógeno
7
7
7
15
8
Neón
10
10
10
22
12
22 Ne
10
6 Su número atómico indica que tiene 22 protones y su número másico indica que la suma de protones y neutrones es 48, por
lo que tiene 26 neutrones. Como es neutro, debe tener tantos electrones como protones, es decir, 22 electrones también.
7 Son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico pero distinto número másico.
8 Un ion es una agrupación de átomos que tiene carga neta, mientras que una molécula es una agrupación de átomos independiente y sin carga. Para reconocer un sólido iónico, recurrimos a sus propiedades: debe ser un sólido cristalino fácilmente soluble en agua, con altos puntos de fusión y ebullición.
Ficha de ampliación de contenidos
1 Los datos de los que debemos partir son los siguientes:
Electrón
9,110 · 1031 kg
Protón
1,673 · 1027 kg
Neutrón
1,675 · 1027 kg
La definición de la unidad de masa atómica es la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12, es decir, de un
átomo que tiene 6 protones, 6 neutrones y 6 electrones. Haciendo las operaciones necesarias, tenemos:
1u
(6 1,673 · 1027 kg 6 1,675 · 1027 kg 6 9,110 · 1031 kg)
1,674 · 1027 kg.
12
2 Las configuraciones electrónicas serán:
Potasio: Capa K → 2 e; Capa L → 8 e; Capa M→ 8 e; Capa N → 1 e.
Azufre: Capa K → 2 e; Capa L → 8 e; Capa M→ 6 e.
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3
Fichas de atención a la diversidad y refuerzo de las competencias básicas
3 Calculamos la masa atómica promedio realizando la media ponderada de las masas atómicas correspondientes a los tres isótopos:
24 u 78,70 25 u 10,13 26 u 11,17
Masa atómica magnesio 24,32 u
100
4 a) El enlace ha de ser de tipo iónico, es decir, por atracción electrostática entre los iones de signo contrario.
b) Para conseguir la neutralidad, debe haber 2 cationes por cada anión, pues la carga del catión es 1 y la del anión 2.
c) Al disolver la sal en agua, los iones se liberan en el seno del disolvente y mantienen en la disolución la misma proporción
que en el compuesto sólido; por lo tanto, la concentración de cationes sodio será el doble que la de aniones sulfuro.
5 El enlace metálico consiste en que los átomos del metal liberan sus electrones más externos, que se mueven libremente en
la red formada por los cationes del metal. Se parece al enlace iónico en la estructura de red iónica, aunque en este caso todos
los iones son cationes iguales; también se parece al enlace covalente, porque los electrones son compartidos por todos los
átomos que forman la red.
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