Download Estructura básica del átomo y sus interacciones

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COLEGIO DE LOS SAGRADOS CORAZONES
VALPARAISO – VIÑA DEL MAR
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
Profesora: Silvia Zamora R.
Séptimo Básico
Apunte 3
ESTRUCTURA BÁSICA DEL ÁTOMO Y SUS INTERACCIONES
Objetivos:
-
Comprender la estructura básica del átomo y su representación
esquemática
-
Conocer y comprender la representación esquemática del átomo y
aplicar esta representación a la formación de átomo neutros y iones
-
Comprender los principios básicos de la formación de enlaces iónicos y
covalentes.
Áreas de Interacción:
Aprender a Aprender: Comprender, analizar e interpretar los conceptos
tratados
Homo Faber: Valorar como el hombre de ciencia ha realizado aportes, a través
de la historia, de manera permanente, para explicar el comportamiento de la
materia
En el átomo distinguimos dos partes:
el
núcleo
y
la
corteza.
- El núcleo es la parte central del
átomo y contiene partículas con carga
positiva, los protones, y partículas
que no poseen carga eléctrica, es
decir son neutras, los neutrones. La
masa
de
un
protón
es
aproximadamente igual a la de un
neutrón.
Todos los átomos de un elemento
químico tienen en el núcleo el mismo
número de protones. Este número,
que caracteriza a cada elemento y lo
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distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.
- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los
electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran
alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor
quemlamdemunmmprotón.
Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de
protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el
número de electrones
ACTIVIDAD 5:
1.- Dibuja en tu cuaderno la
imagen del átomo y escribe en el
dibujo cada una de sus partes,
especificando el símbolo y la
carga
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2.- Dibuja en tu cuaderno el siguiente esquema y complétalo
¿CÓMO SE REPRESENTA LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS
EN LA TABLA PERIÓDICA?
Z
A
X
Al
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Observa las imágenes anteriores, compáralas con tu Tabla Periódica y
trata de dar una explicación a que corresponde
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Número atómico: Corresponde al número de protones que el átomo
contiene en su núcleo y se representa por la letra Z. Si hablamos de un átomo
neutro, igual cantidad de protones en el núcleo y de electrones en la envoltura,
también podemos conocer el número de electrones.
Ejemplo: Si Z=6, entonces estamos hablando del Carbono C, que tendrá en su
núcleo 6 protones y en su envoltura 6 electrones
A partir de Z conocemos el número de protones del núcleo e indirectamente el
número de electrones
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La masa atómica o número másico A, corresponde a la suma de protones
y neutrones presentes en el
p protones
A= p + n
átomo.
n neutrones
A partir de la expresión anterior puedes calcular el número de neutrones que
tiene el átomo en su núcleo. De esta se desprende que el número de neutrones
n será:
n= A - p
Ejemplos: Para calcular el número de neutrones debes considerar A(masa del
átomo o número másico) como número entero
a) Ca Z=20 A=40
n= A - p
n= 40 – 20
n= 20
Así, partir de los datos de la Tabla periódica se pueden entre otros
sacar datos como los que aparecen en la siguiente tabla:
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ACTIVIDAD 6:
Desarrolla en tu cuaderno
1.- Calcula el número de neutrones en cada caso
a) H Z=1 A=1 n= ¿?????
b)Al Z=13 A=27 n= ¿?????
c) Zn Z=30 A=65 n= ¿?????
d) Na Z=11 A=23 n= ¿?????
2.- Determina observando la Tabla Periódica, Z, A, n, e- de:
a) Li
b) Ca
c) Au
d) K
e) Cu
3.- Utilizando la Tabla Periódica y según los ejemplos anteriores completa la
tabla:
Simbología Número
Número
Protones
Electrones Neutrones
+
atómico Z másico A
p
en
He
Cl
Ag
He Helio Cl Cloro Ag Plata
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REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LOS ÁTOMOS
Si te fijas en éstas imágenes
siempre en el primer nivel (más cerca
del núcleo existen solamente 2
electrones. Esto siempre será así;
cada nivel del átomo acepta un
número máximo de electrones.
Nivel 1= 2 electrones
Nivel 2= 8 electrones
Nivel 3= 8 electrones
Nivel 4= 18 electrones
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ACTIVIDAD 7:
Según el ejemplo explicado por tu profesora dibuja los diagramas atómicos de
los siguientes átomos. Di cuántos electrones tienen cada uno de los niveles
a) Helio
b) Calcio
c) Carbono
d) Aluminio
e) Sodio
f) Berilio
g) nitrógeno
LOS IONES:
Todos los átomos representados en la actividad anterior son átomos
neutros ya que tienen la misma cantidad de protones en el núcleo y de
electrones en la envoltura, pero ocurre que un átomo neutro puede ganar o
perder electrones para transformarse en un átomo con carga o ión . Se
reconocen dos tipos de iones:
a) Cationes: Cuando un átomo neutro pierde uno o más electrones , recibe el
nombre de catión: estos iones tiene carga eléctrica positiva, ya que la cantidad
de protones que posee es mayor que la de electrones, es decir su carga neta es
positiva.
Por ejemplo un átomo de Litio (Li) puede entregar un electrón , para
formar el catión litio (Li+).
El catión de un átomo se representa con el símbolo del elemento más una
carga positiva, en forma de exponente, equivalente al número de electrones que
cedió el átomo neutro
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Menos 1 electrón
BALANCE DE CARGAS
BALANCE DE CARGAS
CARGA 0 Li0
Núcleo: 3 protones ( +3)
Núcleo: 3 protones ( +3)
CARGA +1 Li+1
Corteza: 2 electrones (-2)
Corteza: 3 electrones (-3)
El átomo neutro de litio Li0, cede un electrón al átomo que pueda recibirlo y al hacer
esto queda con un electrón menos en su corteza, Li+
b) Aniones: Cuando un átomo neutro gana uno o más electrones, da origen a un anión :
Este ión tiene carga neta negativa debido a que queda con un exceso de electrones
Por ejemplo, un átomo de Flúor (F), puede recibir un electrón para formar el anión
del flúor .llamado anión fluoruro (F-)
El anión de un átomo se representa con el símbolo del elemento con su carga negativa,
en forma de exponente, equivalente al número de electrones que recibió el átomo
neutro
Más 1 electrón
BALANCE DE CARGAS
Núcleo: 9 protones ( +9)
Corteza: 9 electrones (-9)
BALANCE DE CARGAS
CARGA 0 F0
Núcleo: 9 protones ( +3)
Corteza: 10 electrones (-10)
CARGA -1 F-1
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El átomo neutro de Flúor F0 , capta un electrón y al hacer esto queda con un
electrón más en su corteza, F-1
En
esta
tabla
se
representa
la
composición de algunos
iones
¿De qué depende que un átomo neutro gane
electrones para
convertirse en anión o pierda electrones para convertirse en
catión?
Los átomos ganan o pierden electrones con el objetivo de estabilizarse. Un
átomo será estable en la medida que tenga su último nivel completo con dos u
ocho electrones, que gane o pierda electrones dependerá de su estructura.
Para decidir si el átomo gana o pierde electrones debes observar su
estructura y en base a eso decidir que será más fácil para que ese átomo se
estabilice, que pierda o gane electrones para tener su último nivel completo
con 2 u 8 electrones
Ejemplo:
A partir de la siguiente estructura decide si ganará electrones o perderá:
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ACTIVIDAD 8:
1.- Dibuja los diagramas atómicos de los siguientes átomos neutros:
a) Litio
b) Sodio
c) Berilio
d) Flúor
e) Cloro
f) Aluminio
2.- Dibuja los diagramas atómicos de los iones que los átomos anteriores
forman y haz un balance de carga para cada ión formado
3.- Indica que significa cada uno de los siguientes símbolos
a)
b)
C)
23
11Na
6
C12
32
16S
11
d) 11Na+1
e) F-1
f) Al+3
g) O-2
ACTIVIDAD 9:
Modela un átomo neutro y su respectivo ión con plasticina y pégalo en un
trozo de cartón piedra. Representa los protones, neutrones y electrones con
diferentes colores.
Escribe una explicación de tu trabajo y el área de interacción que está
presente y por qué.
ENLACES QUÍMICOS
Los elementos químicos muy pocas veces se encuentran como átomos aislados ,
casi siempre se encuentran unidos entre sí, formando nuevas sustancias
llamadas compuestos: Para formar compuestos los átomos se mantienen unidos
entre ellos por un tipo de interacción llamada enlace químico, que no es más que
la unión entre ellos
Se ha observado que el enlace químico es una fuerza de atracción de
naturaleza eléctrica. En él intervienen los electrones del nivel más externo de
los átomos, llamados electrones de valencia
Electrones de valencia:
Son todos los electrones
que pertenecen al último
nivel. Están involucrados en
los enlaces
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Dos tipos de enlace importantes que se dan entre los átomos son: el
enlace iónico y el enlace covalente
1.- El enlace iónico
Este tipo de enlace o unión se forma por la transferencia de uno o más
electrones entre un elemento metálico,
que cede electrones y uno no metálico que
recibe electrones. El átomo que cede el o
los electrones adquiere una carga positiva
y se convierte en catión. El átomo que
recibe
los electrones, adquiere carga
eléctrica negativa, por consiguiente, forma
un anión
El enlace iónico consiste en la unión
de iones con cargas de signo contrario,
mediante fuerzas de tipo electrostático.
Atracción entre cargas opuestas
Ejemplo de formación del enlace
iónico:
Cuando reaccionan elementos muy
electronegativos (con mucha tendencia a
ganar electrones) con elementos muy
electropositivos (con tendencia a perder
electrones), tiene lugar este tipo de
enlace.
Se llama enlace iónico porque los átomos,
para unirse, se convierten en iones; es
decir, ganan o pierden electrones. El enlace
iónico se produce normalmente cuando se
unen metales con no metales.

Los metales forman iones positivos.
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
Los no metales forman iones negativos
La sal común NaCl: el mejor ejemplo
Para explicar la formación de un compuesto iónico, nos fijamos en el proceso de
formación del cloruro de sodio, NaCl, más conocido por sal común .Cada átomo
de sodio cede un electrón a un átomo de cloro y se convierten el átomo de
sodio en ion positivo y el de cloro en ion negativo. Observa atentamente el
dibujo.
ACTIVIDAD 10:
1.- Observando la Tabla Periódica nombra al menos 3 pares de átomos que
podrían formar enlace iónico. Justifica tu elección
2.- Explica que tipo de ión (catión o anión) formarán los siguientes átomos:
Recuerda que debes dibujar el esquema del átomo con sus partículas
fundamentales y a partir de esto decidir
a) Litio
b) Flúor
c) Sodio
d) Aluminio
e) calcio
f) Oxígeno
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2.- El enlace covalente:
Este tipo de enlace se establece entre un grupo especial de átomos, llamados
elementos no metálicos. Estos átomos entre ellos establecen fuerzas de
atracción eléctrica similares, por lo que no hay formación de iones. Solamente
comparten electrones de valencia
Cuando los átomos se unen por enlace covalente forman moléculas , pueden ser
del miso átomo, en este caso forman moléculas de elementos (H2,O2,N2)
o moléculas de compuestos (H2O, CH4)
OBSERVA LA IMAGEN SIGUIENTE Y RESPONDE:
+
1.- ¿Qué átomos aparecen representados al lado izquierdo de la imagen?
2.- ¿Cuántos electrones tienen en su capa de valencia?
3.- Al unirse ambos átomos, lado derecho de la flecha, con cuantos electrones
queda cada átomo en su capa de valencia
4.- Explica que elemento se representa al lado izquierdo de la imagen?
5.- Explica que aparece al lado derecho de la flecha, es molécula o elemento?,
Justifica
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RECUERDA:
El enlace covalente se forma entre elementos no metálicos, que
poseen fuerzas de atracción similares. En el enlace covalente, los
átomos involucrados comparten electrones y originan moléculas
ACTIVIDAD 11
1.- Utilizando una tabla periódica de los elementos determina el tipo de enlace
que está presente en los siguientes compuestos químicos. Justifica tu
respuesta
Formula del compuesto
Tipo de enlace
Justificación
FeCl3
SO2
NH3
MgF2
2.- Clasifica las siguientes moléculas en moléculas de elementos y moléculas de
compuestos. Justifica tu respuesta
Molécula
Tipo de molécula
Justificación
CO
Cl2
I 2O 5
P4
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3.- Completa la siguiente tabla de comparación entre el enlace iónico y el enlace
covalente
Enlace iónico
Criterio de comparación
Enlace covalente