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4 Los átomos y su complejidad
E J E R C I C I O S
P R O P U E S T O S
4.1 Pon dos ejemplos de fenómenos cotidianos que puedan interpretarse fácilmente si se considera que la
materia está formada por partículas.
Si se añade una pizca de sal (o de azúcar) a un vaso con agua, al poco tiempo cualquier parte del agua habrá adquirido un sabor salado (o dulce). Al destapar un frasco con perfume, el olor se extiende rápidamente por toda la habitación.
4.2 Explica por qué los átomos no pueden observarse con un microscopio óptico. ¿Qué tipo de microscopio
es necesario para verlos?
Los átomos no se pueden ver ni a simple vista ni con el microscopio óptico, porque son muy pequeños. Para verlos se necesita un tipo
de microscopio denominado “de efecto túnel”.
4.3 Explica por qué los científicos consideraron insuficiente el modelo atómico de Dalton.
Los científicos consideraron insuficiente el modelo atómico de Dalton porque no explicaba la naturaleza eléctrica de la materia.
4.4 ¿Por qué Rutherford propuso que el átomo debía tener un núcleo?
Rutherford lanzó partículas alfa, que tienen carga eléctrica positiva, como proyectiles sobre una lámina muy delgada de oro. Observó
que la mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse, pero algunas se desviaban en diferentes direcciones. Para explicar estos hechos, Rutherford propuso que la mayor parte de la masa del átomo estaba concentrada en una parte muy pequeña del
mismo, mientras que el resto estaba prácticamente vacío.
4.5 Identifica qué tipo de carga eléctrica tienen las distintas partículas subatómicas.
Los protones tienen carga eléctrica positiva; los neutrones son eléctricamente neutros; los electrones tienen carga eléctrica
negativa.
4.6 Explica por qué el átomo es eléctricamente neutro.
En un átomo hay el mismo número de electrones en la corteza que de protones en el núcleo. Como la carga de electrones y protones
es la misma pero de signo contrario, el átomo es eléctricamente neutro.
35
4.7 Indica el número de protones y de neutrones del elemento 17
Cl
Número de protones ⫽ número atómico (Z) ⫽ 17
Número de neutrones: n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 35 ⫺ 17 ⫽ 18
4.8 Calcula el número de protones, de electrones y de neutrones de los isótopos del hidrógeno: protio
(A ⴝ 1), deuterio (A ⴝ 2) y tritio (A ⴝ 3).
Para los tres isótopos: número de protones ⫽ número de electrones ⫽ 1
Número de neutrones:
Protio: n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 1 ⫺ 1 ⫽ 0
Deuterio: n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 2 ⫺ 1 ⫽ 1
Tritio: n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 3 ⫺ 1 ⫽ 2
4 Los átomos y su complejidad
4.9 La masa atómica del calcio es 40,1. Expresa este valor en gramos.
m ⫽ 40,1 u ⫽ 40,1 (u) ⭈ 1,66 ⭈ 10⫺24 (g / u) ⫽ 6,66 ⭈ 10⫺23 g
4.10 Explica por qué un elemento químico no puede ser identificado por el número de neutrones de su
núcleo atómico.
Los isótopos son los átomos que tienen el mismo número atómico, pero distinto número másico; es decir, tienen el mismo número
de protones, pero distinto número de neutrones. Por tanto, los átomos de un elemento químico pueden tener distinto número de
neutrones.
4.11 Describe la distribución de partículas subatómicas en el átomo del isótopo 14 del nitrógeno (Z ⫽ 7).
Número de protones ⫽ número de electrones ⫽ 7
Número de neutrones: n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 14 ⫺ 7 ⫽ 7
En el núcleo del nitrógeno 14 hay 7 protones y 7 neutrones. En la corteza atómica hay 7 electrones: 2 en la capa K y 5 en la
capa L.
4.12 Completa en tu cuaderno la siguiente tabla para los isótopos oxígeno 16 y azufre 32.
Número
Número
de protones de neutrones
Símbolo
Z
O
8
8
S
16
16
Número de electrones
K
L
M
8
2
6
⫺
16
2
8
6
O, oxígeno: Z ⫽ 8; 8 protones y 8 electrones (2 en la 1.a capa y 6 en la 2.a). Neutrones: n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 16 ⫺ 8 ⫽ 8.
S, azufre: Z ⫽ 16; 16 protones y 16 electrones (2 en la 1.a capa, 8 en la 2.a y 6 en la 3.a). Neutrones: n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 32 ⫺ 16 ⫽ 16.
4.13 ¿En qué ion se transforma un átomo de aluminio cuando pierde 3 electrones?
Se transforma en el catión Al3⫹.
4.14 Completa en tu cuaderno la siguiente tabla para los iones Naⴙ (Z ⴝ 11, A ⴝ 23) y S2ⴚ (Z ⴝ 16, A ⴝ 32).
Símbolo
Z
Número
Número
de protones de neutrones
Número de electrones
K
L
M
Na
11
11
12
2
8
⫺
S2ⴚ
16
16
16
2
8
8
ⴙ
Número de protones
11 en Na⫹ (Z ⫽ 11) y 16 en S2⫺ (Z ⫽ 16)
Número de neutrones
12 en Na⫹ (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 23 ⫺ 11 ⫽ 12)
16 en S2⫺ (n ⫽ A ⫺ Z ⫽ 32 ⫺ 16 ⫽ 16)
Electrones:
El ion Na⫹ se ha formado al perder 1 electrón el átomo de Na; por tanto, el número de electrones es 11 ⫺ 1 ⫽ 10.
El ion S2⫺ se ha formado al ganar 2 electrones el átomo de S; por tanto, el número de electrones es 16 ⫹ 2 ⫽ 18.
4 Los átomos y su complejidad
4.15 ¿Cuál es la relación entre la estructura atómica de un elemento y su posición en el SP?
Los elementos químicos están ordenados según valores crecientes de su número atómico, es decir, de su número de protones. Con este
criterio, los elementos quedan correctamente ordenados atendiendo a sus propiedades y, sobre todo, se relaciona su posición en la tabla periódica con su estructura atómica.
4.16 Identifica qué elemento se encuentra situado en el grupo 16 y en el período 3 del SP.
Es el azufre (S).
4.17 ¿Es el mercurio conductor de la corriente eléctrica? ¿Y el yodo? Justifica tus respuestas.
El mercurio está situado en el sistema periódico dentro del grupo de los metales, por lo que es un buen conductor de la corriente eléctrica. El yodo, por su parte, está en el grupo de los no metales, por lo que no es un buen conductor.
4.18 Indica por qué no debe considerarse el hidrógeno incluido en ningún grupo del SP.
Porque el hidrógeno no presenta propiedades características de ningún grupo del SP, sino que puede presentar unas u otras propiedades según las condiciones en que se encuentre.