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DEPARTAMENTO DE FYQ
IES VILLA DE MAZO
TEMA V.- NATURALEZA ATÓMICA DE LA MATERIA
1. MODELOS ATÓMICOS
1.1.- DALTON:
La materia está constituida por átomos indivisibles, los podemos representar por
bolas macizas.
1.2.- THOMSON
Propuso que el átomo está formado por unas partículas con carga eléctrica
negativa (electrones), inmersas en un fluido de carga eléctrica positiva, que daba
como resultado un átomo eléctricamente neutro.
El descubrimiento del ELECTRÓN indicaba que el átomo no es indivisible y que
está constituido por partículas subatómicas, algunas con carga eléctrica.
1.3.-RUTHERFORD
El átomo está constituido por una zona central, el núcleo, donde se concentra
casi toda la masa y toda la carga positiva, y la zona exterior, la corteza, en la que
prácticamente no hay masa y con una carga negativa, igual a la carga positiva del
núcleo.
En el NÚCLEO, que es donde se concentra la masa del átomo, tenemos dos
tipos de partículas: Protones (con carga positiva, por ello se representan como p+) y
Neutrones (sin carga, por ello se representan como no). Ambos tienen una masa muy
parecida.
Alrededor del núcleo se encuentra la CORTEZA, y en ésta un tipo de
partículas: Electrones (con carga negativa, por ello se representan como e-). Estas
partículas tienen una masa despreciable frente a los protones y neutrones.
1.4.- BOHR:
Los electrones poseen cierta energía y debido a ello se situarán alrededor del
núcleo, en la corteza, en los distintos niveles de energía o capas, pudiendo moverse
de un nivel a otro, incluso abandonar el átomo. El nivel o capa más cerca del núcleo es
el que menos energía tiene.
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2. CARACTERÍSTICAS DEL ÁTOMO:
2.1- NÚMERO ATÓMICO.
Los átomos de un elemento químico se caracterizan, fundamentalmente, por
el número de protones que posean, a este número se denomina número atómico. Se
representa por la letra mayúscula Z.
2.2.- NÚMERO MÁSICO.
Es la suma de protones y neutrones que posee un átomo se denomina y se
representa por la letra mayúscula A.
2.3.-ISÓTOPOS:
Se definen como isótopos, aquellos átomos del mismo elemento, y por ello,
poseen el mismo número de protones, pero con distinto número de neutrones. Es
decir, tienen el mismo Z, pero distinto A.
2.4.- MASA ATÓMICA:
Es la masa de un átomo. Se expresa en unidades de masa atómica (uma). La
masa atómica de un elemento químico, formado por varios isótopos, se calcula como
la media ponderada de las masas de los isótopos. Es decir, la masa de cada isótopo
se multiplica por su abundancia isotópica natural (en tanto por ciento), se suman
todos los productos y el resultado se divide entre 100.
ACTIVIDAD Nº: 1
El cloro es el elemento químico de número atómico 17. Está formado por dos isótopos, el
cloro 35 y el cloro 37, de abundancia isotópica natural 75,77% y 24,23%, respectivamente.
Con estos datos:
a) Deduce cuántos protones, neutrones y electrones tiene un átomo de cada uno de
los dos isótopos.
b) Escribe la representación simbólica de cada isótopo.
c) Calcula la masa atómica relativa del elemento cloro.
3.- CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA:
Los electrones se distribuyen en la corteza ocupando niveles de energía.
Éstos se simbolizan por la letra minúscula n y tiene valores de 1, 2, 3, 4…. El nivel 1
es el de menor energía, los niveles más alejados del núcleo tienen mayor energía.
En cada nivel el número máximo de electrones lo podemos calcular como:
nº máx e-=2·n2, cabe destacar, que por lo general, el nivel más externo no puede
contener más de 8electrones.
Dentro de cada nivel existen subniveles, tantos como nos indica n, los cuales
se denominan por letras minúsculas.
Nivel (n)
Subniveles
Denominación
nº máx eRegla de Aufbau
1
0
s
2
1s2
2s22p6
2
0,1
s,p
2+6=8
3s23p63d10
3
0,1,2
s,p,d
2+6+10=18
4s24p64d104f14
4
0,1,2,3
s,p,d,f
2+6+10+14=32
5s25p65d10
La configuración electrónica es el orden de llenado de los orbitales
6s26p6
7s2
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ACTIVIDAD Nº: 2
Indica la configuración electrónica de los siguientes elementos, así como el número de
partículas que posee:
7
3
Li ,
35
17
Cl ,
40
20
Ca ,
23
11
Na ,
75
35
Br ,
24
12
Mg ,
31
15
P,
14
7
N
4.- IONES:
Hemos comentado que los electrones de un átomo se mueven en niveles de
energía y, que incluso, pueden moverse fuera del átomo. Si un átomo pierde uno o
más electrones, el número de cargas ahora es diferente, se dice que se ha formado
un ion.
Los iones pueden ser positivos, o también llamados cationes, cuando el
átomo pierde electrones, pues queda un exceso de cargas positivas del núcleo. O
bien, pueden ser negativos, o también llamados aniones, cuando el átomo gana
electrones, pues en este caso queda un exceso de cargas negativas en la corteza.
ACTIVIDAD Nº: 3
Indica el número de partículas presentes en los siguientes iones, y su configuración
electrónica:
IONES
Protones Electrones Neutrones
Configuración electrónica
P 3
K+
O 2
Ca 2+
H+
31
15
39
19
16
8
40
20
1
1
5.- LA TABLA PERIÓDICA (Dimitri Mendeleiev):
Actualmente se conocen más de cien elementos que presentan propiedades
muy diferentes. Sin embargo, dentro de estas diferencias se pueden encontrar
grupos de elementos que tienen bastantes semejanzas entre sí.
Esto sugiere una posible ordenación de los elementos, agrupando aquellos
que tengan propiedades más parecidas. Esta ordenación o clasificación facilita el
estudio de los elementos químicos.
Los elementos químicos se ordenan en orden creciente de su número
atómico y se distribuyen en períodos y grupos. Períodos, son las filas en la tabla
periódica, en ellos se produce una variación importante de las propiedades de los
elementos. Cada período nos indica el número de niveles que posee el elemento.
Grupos, son las columnas en la tabla periódica, cada grupo contiene elementos con
propiedades parecidas. Cada grupo nos indica el número de electrones que posee el
elemento en el último nivel, son los llamados electrones de valencia.
Existen dieciocho columnas repartidos en dieciséis grupos, ocho de ellos
denominados con números romanos y la letra mayúscula A (elementos
representativos) y los otros ocho, igual, pero con la letra mayúscula B (elementos
de transición). Cada familia recibe un nombre particular:
IA Alcalinos
IIA Alcalinotérreos
IIIA Térreos
IVA Carbonoideos
VA Nitrogenoideos
VIA Anfígenos
VIIA Halógenos
VIIIA Gases nobles o Grupo Cero
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Fuera de la tabla existen dos series de 14 elementos que por sus
propiedades ocuparían un solo lugar. Son los lantánidos y los actínidos. Todos estos
se llaman elementos de transición interna.
Las propiedades químicas de un átomo dependen principalmente del número
de electrones que tenga en su último nivel (parte más externa), que es donde se
establecerán los enlaces entre los átomos. El número de electrones en el último
nivel coincide para los elementos representativos, con el número del grupo de la
tabla periódica en el que esté colocado el elemento. El número diferente de niveles
de energía de los electrones de un elemento coincide con el número del periodo en
el que esté colocado ese elemento en la tabla periódica; así los electrones del cloro
están distribuidos en 3 niveles de energía, mientras que los electrones del potasio
están distribuidos en 4 niveles de energía. De la misma forma, el cloro posee en su
último nivel 7 electrones mientras que el potasio, en su último nivel tiene 1
electrón.
A grandes rasgos, los metales (se transforman fácilmente en iones
positivos) ocupan la parte izquierda y central de la tabla y los no metales (se
transforman fácilmente en iones negativos) a la derecha. Observa la línea
escalonada, y algo más gruesa, que los separa. Los elementos que hay junto a esta
línea presentan algunas propiedades metálicas y otras más parecidas a las de los no
metales, por lo que se les llama semimetales (se transforman con dificultad en
iones positivos).
Los periodos empiezan siempre (excepto el primero) con un metal alcalino y
termina con un halógeno, seguido de un gas noble (no forman iones de ningún tipo).
ACTIVIDAD Nº: 4
Tres elementos X, Y, Z, que no es preciso identificar, tienen,
respectivamente, de número atómico 12, 17 y 36. Indicar en qué grupo de la tabla
se encontrarán y los símbolos de sus iones. Clasificarlos en metales, no metales y
gases nobles.
ACTIVIDAD Nº: 5
A continuación se indica entre paréntesis la distribución de los electrones en sus
diferentes niveles de energía para algunos átomos. Escribe las fórmulas de los iones que
forman:
a) Cl (2,8,7)
b) Ar (2,8,8)
c) Rb (2,8,18,8,1)
d) S (2,8,6)
6.- PROPIEDADES PERIÓDICAS:
Las propiedades químicas de un elemento están relacionadas con la
configuración electrónica de su capa más externa.
6.1.- TAMAÑO ATÓMICO:
En general, el tamaño atómico aumenta al descender en un grupo y disminuye
al avanzar en un período. Es decir crece hacia la izquierda y hacia abajo.
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En el caso de los iones, los positivos son siempre menores que los átomos
neutros a partir de los que se forman, mientras que los iones negativos son siempre
más grandes que los átomos neutros de los que proceden.
6.2.- ELECTRONEGATIVIDAD.
Esta propiedad se define como la tendencia que tienen los átomos a captar
electrones.
En general, la electronegatividad aumenta al ascender en un grupo y al
avanzar en un período, es decir hacia la derecha y hacia arriba. Así, el elemento
más electronegativo es el Flúor y el menos el Francio.
6.3- CARÁCTER METÁLICO:
En contraposición a la electronegatividad, se define el carácter metálico de
un elemento como la tendencia que tiene a perder electrones.
En general, el carácter metálico aumenta al descender en un grupo y
disminuye al avanzar en un período, es decir hacia la izquierda y hacia abajo. Así, el
elemento con más carácter metálico es el Francio y el menos es el Flúor.
ACTIVIDAD Nº: 6
Ordena, por orden creciente de su tamaño, los siguientes elementos, todos ellos,
pertenecientes al período 3º: S (2,8,6); Cl (2,8,7); Mg (2,8,2); Na (2,8,1).
ACTIVIDAD Nº: 7
Los radios de los iones Na+, Mg2+, F- y O2- son 1,4; 0,95; 0,65 y 1,36
es el radio de cada ion.

A . Razona cuál
8.- Completa con las palabras adecuadas:.
a) La materia está formada por………..….…….El primer modelo atómico fue el de …………....………,
en
el
cual
el
átomo
era
…………………………………
y
no
contenía
ningún
tipo
de……………………………………...
b)Según el modelo de Rutherford, el átomo está formado por un …………………………, donde se
concentra la mayoría de la masa, y una ……………………………..
c) En el núcleo del átomo hay dos tipos de partículas: ……………………..y ………………. Los
……………….tienen carga eléctrica ………………………y los …………………………. no tienen carga eléctrica.
d) En la corteza, y girando alrededor del ……………………………, están los ………………………. de carga
eléctrica …………………………
e) Según el modelo de Böhr, los electrones están distribuidos en ………………...………. alrededor
del ……………………………