GUÍA DE APRENDIZAJE CIENCIAS NATURALES. Materia y sus transformaciones: modelos atómicos

Transcripción

1 GUÍA DE APRENDIZAJE CIENCIAS NATURALES Materia y sus transformaciones: modelos atómicos M. EUGENIA VILLASECA R. PRIMER NIVEL MEDIO I. Lee en silencio y observa con atención el texto Modelos atómicos 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, Las llamó 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. II. Realiza las actividades en relación al texto anterior 1

2 1. Mirando los modelos atómicos de Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr, haga una comparación entre ellos, siguiendo los pasos que se indican en la tabla. Criterios Dalton Thompson Rutherford Bohr Descripción del átomo Partículas III. Lee el apunte y observa la figura 1 a continuación 2

3 III. Lee en silencio el siguiente tema: Átomos La materia, incluso la que constituye los organismos más complejos, está constituida por combinaciones de elementos. En la Tierra, existen unos 92 elementos. Muchos son muy conocidos, como el carbono, que se encuentra en forma pura en el diamante y en el grafito; el oxígeno, abundante en el aire que respiramos; el calcio, que utilizan muchos organismos para construir conchas, cáscaras de huevo, huesos y dientes, y el hierro, que es el metal responsable del color rojo de nuestra sangre. La partícula más pequeña de un elemento es el átomo. En la actualidad, los físicos explican la estructura del átomo por medio de modelos atómicos. Los átomos son las piezas fundamentales de toda la materia viva y no viva. Aun así, son muy pequeños y constituyen un espacio eminentemente vacío. Los electrones se mueven alrededor del núcleo a una gran velocidad -una fracción de la velocidad de la luz- siendo la distancia entre el electrón y el núcleo, en promedio, unas veces el diámetro del núcleo. En un átomo, existe una íntima relación entre los electrones y la energía. En un modelo simplificado, la distancia de un electrón al núcleo está determinada por la cantidad de energía potencial -o "energía de posición"- que posee el electrón. Así, los electrones tienen diferentes cantidades de energía de acuerdo a su ubicación con respecto al núcleo y, a su vez, su número y distribución determina el comportamiento químico de un átomo. 1. Realiza las actividades propuestas a. Dibuja el átomo de acuerdo a lo descrito en la figura 1 b. Cuáles son las subpartículas atómicas? 3

4 c. Cuál es la carga de las subpartículas atómicas? d. En qué lugar del átomo ubicas las subpartículas? En el núcleo atómico se ubican En la nube electrónica se ubican e. En relación a las siguientes características que explican la estructura del átomo Qué explica el texto? Movimiento de los electrones Tamaño del átomo Distancia entre las subpartículas Energía en los electrones II. Completa el siguiente cuadro (utiliza la Tabla Periódica) ATOMO O Nº MASA PROTONES ELECTRONES NEUTRONES CARGA IÓN ATOMICO ATOMICA Níquel Potasio Magnesio Carbono Fósforo III. Cómo llamaría a los átomos en los siguientes casos? a. Si el número de protones es igual número de electrones b. Si el número de protones es distinto al número de electrones c. Si el número de protones y de electrones se mantiene, pero varía el número de neutrones. d. Si el número de protones es mayor que el número de electrones e. Si el número de protones es menor que el número de electrones 4

5 I. Lee con atención y en silencio el texto a continuación Fuerzas atómicas e intermoleculares La fuerza eléctrica en el átomo se establece entre los protones y electrones. Pero existirá fuerza eléctrica entre los átomos? La respuesta es sí. Gracias a la fuerza eléctrica los átomos se atraen, se combinan y forman redes cristalinas iónicas o moléculas. Las redes cristalinas se forman por enlaces iónicos, y las moléculas, por enlace covalente. Por ejemplo, en un enlace iónico se unen aniones y cationes, es decir, átomos que no son eléctricamente neutros. En el enlace iónico los átomos se unen formando una red cristalina iónica. En un enlace covalente, en tanto, los átomos comparten electrones, lo que determina que se mantengan unidos formando una molécula. En ambos tipos de enlace, la fuerza eléctrica es la que determina la interacción entre los átomos, dando origen a sustancias estables. Muchas de las fuerzas que influyen en la estructura de la materia son eléctricas, y se pueden clasificar según las partículas que interactúan. Así tenemos: fuerzas atómicas (entre los protones y electrones), fuerzas intramoleculares (que unen los átomos formando moléculas) y fuerzas intermoleculares (que unen moléculas). Como la intensidad de la fuerza depende de la distancia, la fuerza atómica es la de mayor intensidad, ya que las partículas del átomo están más cercanas entre sí. II. Realiza las actividades propuestas en relación a fuerzas atómicas y enlaces atómicos a. Elabora un mapa conceptual con los conceptos tratados en el texto Fuerzas atómicas e intermoleculares b. Completa la tabla siguiente indicando las características de cada enlace o fuerza Tipo de enlace Enlace covalente Definición Enlace iónico Fuerzas intermoleculares Fuerzas intramoleculares Fuerzas atómicas 5

6 Número atómico y másico: Como sabemos, los átomos están formados por un núcleo, en el cual se encuentran los protones y neutrones, y por una envoltura donde se encuentran los electrones. Sin embargo, junto con conocer la estructura interna de los átomos, los científicos han descubierto que en el universo existe un número limitado de ellos. Un conjunto de átomos del mismo tipo forman un elemento químico determinado. Para poder representar y distinguir un elemento químico se utiliza un símbolo químico y dos números, conocidos como: numero atómico y numero másico. NUMERO ATOMICO (Z): indica el número de protones que contiene el núcleo atómico. Para un átomo neutro el número de protones es idéntico al de electrones p + = e - NUMERO MASICO (A): indica el número de protones más neutrones que tiene el átomo en su núcleo. Para calcular A se utiliza la siguiente ecuación: A = p + + n El elemento químico se representa de la siguiente forma: A Z X Para representar los átomos se utilizan esquemas llamados diagramas atómicos. El elemento cloro, por ejemplo, se representa de la siguiente forma. Diagrama atómico del cloro Cl Los Iones P + = 17 e - = 17 n = 18 Cuando los átomos de distintos elementos se combinan para formar compuestos, necesitan ganar o perder electrones, es decir, debe haber una transferencia de electrones desde la capa más externa. Cuando esto sucede, el átomo deja de ser neutro, formándose un ion. Sin un átomo neutro pierde electrones de su capa externa, quedara con un numero de cargas positivas, es decir, quedara cargado positivamente, convirtiéndose en un ion positivo o catión. EJEMPLO: el litio Si un átomo neutro pierde electrones, quedara con un número mayor de cargas negativas es decir, quedara cargado negativamente, convirtiéndose en un ion negativo o anión. EJEMPLO: el flúor 6

7 Actividades 1.- Responde las siguientes preguntas a.- Si un átomo tiene 53 protones y 74 neutrones, cuál es su número atómico y su número másico? b.- Si el número atómico del magnesio es 12, cuántos protones posee?, cuántos electrones posee si es eléctricamente neutro? c.- Si un átomo posee el mismo número de protones y electrones, es un átomo neutro o eléctricamente cargado?, tendrá igual Z o A? 2.- Completa las siguientes frases a. El número atómico del cloro es 17 y el número másico 35. Esto significa que todos los átomos neutros de cloro tienen: protones, electrones y neutrones. b. Cuando un átomo de hierro cede 3 electrones, el número de electrones con los que queda son y adquiere una carga c. Cuando el átomo de flúor se combina, lo hace captando un electrón para quedarse con 10 y una carga, por lo que se llama d. Un enlace iónico se forma por la de electrones. En cambio, un enlace covalente se forma al electrones. e. Los compuestos que forman parte de la materia viva se conocen como y los que forman la materia inerte 3.- Completa los siguientes esquemas indicando en cada caso qué ocurre con los electrones Na Na + 7

8 O -2 8