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Espacio curricular: Fisicoquímica
Docente a cargo: Gisela Melba Olivera
Año: Tercero, sexta división.
Capacidad:

Comprensión lectora. (Para ello, se realizarán diferentes actividades tales como:
distinguir ideas principales de secundarias, relacionar conceptos, identificar información
específica y general, identificar partes de un texto, sintetizar información, reconocer
paratexto, transferir información en distintos formatos de texto, resolver problemas
sencillos de ciencia escolar utilizando técnicas y estrategias convenientes)
Actividades:
1. Lea atentamente la siguiente información sobre la historia y evolución de los modelos
atómicos:
Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia.
Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba
constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por
ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó
a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.
Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su
época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada
de nuevo en consideración.
Los modelos atómicos son representaciones que hacen los seres humanos de como creen que
es un átomo en la vida real. Muchos modelos atómicos se han descartado debido a que habían
preguntas que no eran respondidas por ellos.
Año
Científico
1808
John Dalton
1897
Modelo atómico
La imagen del átomo expuesta por
Durante el s.XVIII y principios del
Dalton en su teoría atómica, para
XIX algunos científicos habían
explicar estas leyes, es la de minúsculas
investigado distintos aspectos de las
partículas esféricas, indivisibles e
reacciones químicas, obteniendo las
inmutables,
llamadas leyes clásicas de la
iguales entre sí en
Química.
cada elemento
químico.
Descubrimientos experimentales
Demostró que dentro de los átomos
hay unas partículas diminutas, con
carga eléctrica negativa, a las que
se llamó electrones.
De este descubrimiento dedujo que el
átomo debía de ser una esfera de
materia cargada positivamente, en cuyo
interior estaban incrustados los
electrones.
(Modelo atómico de
Thomson.)
Demostró que los átomos no eran
macizos, como se creía, sino que
están vacíos en su mayor parte y en
su centro hay un diminuto núcleo.
Dedujo que el átomo debía estar
formado por una corteza con los
electrones girando alrededor de un
núcleo central cargado positivamente.
(Modelo atómico de
Rutherford.)
J.J. Thomson
1911
E. Rutherford
Espectros atómicos discontinuos
originados por la radiación emitida
por los átomos excitados de los
elementos en estado gaseoso.
1913
Propuso un nuevo modelo atómico,
según el cual los electrones giran
alrededor del núcleo en unos niveles
bien definidos.
(Modelo atómico
de Bohr.)
Niels Bohr
Teoría atómica de Dalton
En 1808, Dalton publicó sus ideas sobre el modelo atómico de la materia las cuales han servido
de base a la química moderna. Los principios fundamentales de esta teoría son:
1. La materia está formada por minúsculas partículas indivisibles llamadas átomos.
2. Hay distintas clases de átomos que se distinguen por su masa y sus propiedades. Todos los
átomos de un elemento poseen las mismas propiedades químicas. Los átomos de elementos
distintos tienen propiedades diferentes.
3. Los compuestos se forman al combinarse los átomos de dos o más elementos en proporciones
fijas y sencillas. De modo que en un compuesto los de átomos de cada tipo están en una relación
de números enteros o fracciones sencillas.
4. En las reacciones químicas, los átomos se intercambian de una a otra sustancia, pero ningún
átomo de un elemento desaparece ni se transforma en un átomo de otro elemento.
Modelo atómico de Thomson
La identificación por J.J. Thomson de unas partículas subatómicas cargadas negativamente,
los electrones, a través del estudio de los rayos catódicos, y su posterior caracterización, le
llevaron a proponer un modelo de átomo que explicara dichos resultados experimentales. Se trata
del modelo conocido informalmente como el pudín de ciruelas, según el cual los electrones eran
como 'ciruelas' negativas incrustadas en un 'pudín' de materia positiva.
Modelo atómico de Rutherford
Rutherford, basándose en los resultados obtenidos en sus experimentos de bombardeo de
láminas delgadas de metales, estableció el llamado modelo atómico de Rutherford o modelo
atómico nuclear.
El átomo está formado por dos partes: núcleo y corteza.
El núcleo es la parte central, de tamaño muy pequeño, donde se encuentra toda la carga positiva
y, prácticamente, toda la masa del átomo. Esta carga positiva del núcleo, en la experiencia de la
lámina de oro, es la responsable de la desviación de las partículas alfa (también con carga
positiva).
La corteza es casi un espacio vacío, inmenso en relación con las dimensiones del núcleo. Eso
explica que la mayor parte de las partículas alfa atraviesan la lámina de oro sin desviarse. Aquí se
encuentran los electrones con masa muy pequeña y carga negativa. Como en un diminuto
sistema solar, los electrones giran alrededor del núcleo, igual que los planetas alrededor del Sol.
Los electrones están ligados al núcleo por la atracción eléctrica entre cargas de signo contrario.
Modelo atómico de Bohr
En 1913 Bohr publicó una explicación teórica para el espectro atómico del hidrógeno.
Basándose en las ideas previas de Max Plank, que en 1900 había elaborado una teoría sobre la
discontinuidad de la energía (Teoría de los cuantos), Bohr supuso que el átomo solo puede tener
ciertos niveles de energía definidos.
Bohr establece así, que los electrones solo pueden girar en ciertas órbitas de radios
determinados. Estas órbitas son estacionarias, en ellas el electrón no emite energía: la energía
cinética del electrón equilibra exactamente la atracción electrostática entre las cargas opuestas de
núcleo y electrón.
El electrón solo puede tomar así los valores de energía correspondientes a esas órbitas. Los
saltos de los electrones desde niveles de mayor energía a otros de menor energía o viceversa
suponen, respectivamente, una emisión o una absorción de energía electromagnética (fotones de
luz).
Sin embargo el modelo atómico de Bohr también tuvo que ser abandonado al no poder explicar
los espectros de átomos más complejos. La idea de que los electrones se mueven alrededor del
núcleo en órbitas definidas tuvo que ser desechada. Las nuevas ideas sobre el átomo están
basadas en la mecánica cuántica, que el propio Bohr contribuyó a desarrollar.
Modelo atómico actual
Según este modelo, también llamado mecánico-cuántico, los electrones no se distribuyen en
órbitas definidas sino en zonas del espacio denominadas orbitales atómicos, donde la
probabilidad de encontrar los electrones es máxima.
2. Relacione las siguientes conclusiones experimentales con el modelo atómico a que
dieron lugar:
a. El átomo no es indivisible ya que al aplicar un fuerte voltaje a los átomos de un
elemento en estado gaseoso, éstos emiten partículas con carga negativa:
b. Al reaccionar 2 elementos químicos para formar un compuesto lo hacen siempre en la
misma proporción de masas:
c. Los átomos de los elementos en estado gaseoso producen, al ser excitados, espectros
discontinuos característicos que deben reflejar su estructura electrónica:
d. Al bombardear los átomos de una lámina delgada con partículas cargadas
positivamente, algunas rebotan en un pequeño núcleo situado en el centro del
átomo:
3. Responda las siguientes preguntas referidas al texto:
a. ¿Qué significado tiene la palabra átomo en griego?
b. ¿Qué cualidades presentaban los átomos según Demócrito? ¿Durante cuánto
tiempo persistieron estas ideas?
c. ¿Qué es un modelo atómico? ¿Por qué muchos de ellos se han descartado?
d. ¿Qué científico enunció en su teoría que los átomos de elementos diferentes
presentan distintas propiedades? ¿En qué año lo hizo?
e. ¿En qué año se descubrió el electrón, quién lo hizo y cómo lo logró?
f. ¿A qué científico se le atribuye el modelo conocido como budín de pasas? ¿Por qué
lo llamó de esta manera?
g. ¿Quién descubrió que el átomo es, esencialmente, espacio vacío? ¿Qué
experiencia llevó a cabo para llegar a esta conclusión?
h. ¿A qué científico se le atribuye el modelo que compara al átomo con el sistema
solar?
i. ¿Qué científico trabajó con espectros atómicos? ¿En qué año lo hizo? ¿Qué
propuso en su teoría?
j. ¿Qué es un orbital atómico?
4. Lea detenidamente el siguiente artículo:
Tipos de isótopos y sus usos
Los isótopos son "versiones" alternativas de los elementos que tienen una masa atómica
diferente pero el mismo número atómico. El número atómico de un elemento se determina
por el número de protones presentes en su átomo, mientras que la masa atómica se calcula
en base a los neutrones presentes. Los isótopos del mismo elemento tienen diferentes
cantidades de neutrones en comparación con los protones. Existen dos tipos principales de
isótopos: los radiactivos y los estables. Ambos tipos se usan ampliamente en varias industrias
y campos de estudio.
Isótopos estables
Los isótopos estables tienen una combinación estable de protón-neutrón y no muestran
ningún signo de decadencia. Esta estabilidad proviene de la cantidad de neutrones presente
en un átomo. Si un átomo tiene demasiados o muy pocos neutrones, éste tiende a
desintegrarse y volverse inestable. Dado que los isótopos estables no decaen, estos no
representan ningún efecto fisiológicamente peligroso para los humanos y otros seres
vivientes.
Los isótopos estables del oxígeno, hidrógeno, azufre, nitrógeno y carbono se usan en los
experimentos ambientales y ecológicos. Un procedimiento científico que usa un isótopo
estable es la geoquímica, que es un campo de la geología que estudia la composición química
de los materiales geológicos como los minerales y las rocas. Mediante el uso de los isótopos
estables, los geoquímicos pueden determinar la edad del material geológico que estén
estudiando.
El carbono es usado en experimentos ambientales y
ecológicos.
Isótopos radiactivos
Los isótopos radiactivos tienen una combinación protón-neutrón inestable. Estos isótopos
decaen y a menudo emiten ciertos tipos de radiación que incluyen los rayos alfa, beta y
gamma. También existen varios tipos de isótopos radiactivos dependiendo del proceso de
creación: de larga duración, cosmogénicos, antropogénicos y radiogénicos.
Los isótopos radiactivos de larga duración emergieron durante la creación del sistema solar,
mientras que los isótopos radiactivos cosmogénicos ocurren como una reacción de la
atmósfera a los rayos cósmicos emitidos por las estrellas. Los isótopos antropogénicos son
puramente artificiales y se crean a través de la actividad nuclear, como las pruebas de armas
y combustible nuclear, mientras que los isótopos radiogénicos son el resultado final del
decaimiento radiactivo.
Los isótopos antropogénicos son puramente
artificiales y se crean a través de la actividad
nuclear.
Los isótopos radiactivos son usados en la agricultura, la industria de los alimentos, el control
de las pestes, la arqueología y la medicina. La datación por radiocarbono, que mide la edad
de un objeto portador de carbono, usa un isótopo radiactivo de carbón conocido como
carbono-14. En la medicina, los rayos gamma emitidos por los elementos radiactivos se usan
para detectar tumores dentro del cuerpo humano. La irradiación de los alimentos (el proceso
de exponer a los alimentos a un nivel controlador de rayos gamma) matan a muchos tipos de
bacteria, lo que permite que los alimentos sean más seguros para comer.
Los isótopos radiactivos se usan
en la agricultura.
5. Subraye ideas principales y realice un mapa conceptual con las mismas.
6. Responda:
a. ¿Qué es un isótopo?
b. ¿Qué usos presentan los isótopos estables?
c. ¿Qué aplicaciones tienen los isótopos radiactivos?
7. Un átomo tiene 12 protones, 13 neutrones y 12 electrones. ¿Cuál es su número
atómico?
a) 12
b) 13
c) 24
d) 25
8. Los isótopos oxígeno-16, oxígeno-17 y oxígeno-18, se diferencian en:
a) El número de protones
b) El número atómico
c) El número de neutrones
d) El número de electrones
9. Un átomo de volframio (W) tiene 74 protones y 108 neutrones. ¿Cuál es su
representación adecuada?
1.
2.
3.
4.
10. Señale las afirmaciones correctas:
a) El número másico de un átomo es la suma del número de protones, neutrones y
electrones
b) Todos los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de
neutrones
c) Los isótopos de un elemento químico tienen el mismo número atómico
d) Los isótopos de un elemento químico tienen el mismo número másico
e) Los isótopos de un elemento químico tienen distinto número de neutrones
11. Lea y analice la siguiente información:
12. Complete la siguiente tabla:
Característica
Aspecto
Color
Estado de agregación
Fragilidad
Puntos de fusión y de
ebullición
Conducción del calor
Conducción de la
electricidad
METALES
NO METALES
13. Dados los siguientes elementos:
-Calcio
- Flúor
-Potasio
-Hierro
-Bromo
-Fósforo
-Plata
Indique para cada uno de ellos:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
Símbolo químico
Número atómico
Número másico
Cantidad de protones
Cantidad de neutrones
Cantidad de electrones
Grupo al que pertenece
Periodo al que pertenece
Si es metal o no metal
Si tendrá tendencia a formar un catión o un anión
14. Represente por Bohr los átomos de los elementos dados en el punto anterior.
15. Un elemento que posee 12 electrones es importante para la salud de las personas. Su
deficiencia en la dieta causa debilidad muscular. Un modo de evitar su deficiencia
consiste en consumir alimentos ricos en ese elemento como nueces, frutas y verduras.
Busque en la tabla periódica este elemento, escriba su símbolo, su número atómico y
su masa atómica. Represente su configuración electrónica.
16. Un elemento que posee 26 electrones es importante para la salud de las personas. Su
deficiencia en la dieta causa una enfermedad llamada anemia, que hace que la persona
se sienta cansada. Un modo de combatirla consiste en consumir alimentos ricos en ese
elemento, como el hígado. Busque en la tabla periódica este elemento, escriba su
símbolo, su número atómico y su masa atómica. Represente su configuración
electrónica.
17. Un elemento, que posee 19 electrones, es importante para la salud de las personas. Su
exceso en la dieta causa una disminución en la función del riñón. Busque en la tabla
periódica este elemento y escriba su símbolo, su número atómico y su masa atómica.
Represente su configuración electrónica.
18. Complete la siguiente tabla:
Nombre
Símbolo
A
Z
Número
Electrones
Numero
de
Neutrones
Número
de
Protones
Ba
35
Rubidio
31
F
Sodio
12
12
Si
Calcio
Plata
14
108
S
Cl
47
17
19. Encuentre los elementos químicos en la sopa de letras. Luego, indique su símbolo, el
período y el grupo al que pertenece cada uno
20. Resuelva el siguiente anagrama:
Referencias:
A: Elemento que tiene Z=28
B: Símbolo de un metal que tiene mucho valor económico.
C: Es el único metal líquido que tiene el nombre de un planeta.
D: Nombre del elemento que está debajo del cromo.
E: Elemento que es un no metal y se encuentra muy a la izquierda.
F: El interior de los cables está hecho de este elemento.
G: Elemento que tiene 56 electrones.