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EL ÁTOMO
Departamento de
Física y Química
3º ESO
0. Mapa conceptual
Tabla periódica
ÁTOMO Isótopos
Electrones
Corteza
Elementos
Número atómico
(Z)
Neutrones Núcleo Protones
Número másico
(A)
Iones
No metales Metales
Cationes
Aniones
1. Los átomos
John Dalton: Estableció una teoría según la cuál la materia
estaba formada por partículas indivisibles a las que llamó átomos.
Revisión de la teoría atómica de Dalton: El átomo está
compuesto de partículas cargadas eléctricamente, llamadas
partículas subatómicas, y son tres: electrones, protones y
neutrones.
Los últimos descubrimientos indican que tanto los protones como
los neutrones pueden descomponerse en partículas más pequeñas
denominadas quarks.
1. Los átomos
Partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones.
La carga del e- es igual a la del p+, pero de signo contrario
La masa del p+ es muy parecida a la del n0
La masa del e- es mucho más pequeña que la del p+ y la del n0
mprotón =1836 · melectrón
Recordar:
1 Å = 10-10 m 1 nm = 10-9 m 1 nm = 10 Å
PROTONES
(p+)
NEUTRONES
(n0)
ELECTRONES
(e-)
MASA 1,673·10-27 kg 1,675·10-27 kg 9,11·10-31 kg
CARGA +1 0 -1
1. Los átomos
Modelo planetario del átomo:
El átomo está formado por:
- Núcleo: donde se encuentran los p+ y n0
- Corteza: formada por e- que giran alrededor del núcleo
Los átomos son neutros deben tener el mismo número de
protones que de electrones
El número de neutrones es igual o mayor que el de protones
Tamaño del átomo:
- Átomo: radio de ~ 10-10 m
- Núcleo: radio de ~ 10-14 m
Este modelo no explica que los
electrones puedan girar alrededor del
núcleo sin perder energía, lo que les
llevaría a describir una órbita que acabaría
en el núcleo.
1. Los átomos
Los átomos y la electricidad:
Electrización por frotamiento: Cuando se frota un material, sus
átomos pueden ganar o perder electrones, que están en su corteza
dispuestos en una o varias capas, por lo que adquiere carga
eléctrica.
El núcleo del átomo no sufre cambios.
El átomo que pierde electrones queda con carga positiva, y el que
los ganas, con carga negativa. Estas partículas cargadas son las
responsables de los fenómenos eléctricos.
Cuerpos que tienen carga del mismo signo se repelen, y cuerpos
que tienen carga de signo contrario se atraen.
2. Átomos, isótopos e iones
El número de partículas que forman los átomos de un elemento
químico son diferentes de los de cualquier otro elemento.
Para representar un átomo se utiliza un símbolo y dos
números:
Símbolo (X): repasa nombres y símbolos de los
elementos del sistema periódico
Número atómico (Z): número de protones Coincide
con el número de orden de cada elemento en el sistema
periódico
Número másico (A): número de protones más neutrones
Número de neutrones = A - Z
En un átomo neutro, el número de protones coincide con
el número de electrones.
La masa de un átomo es la suma de las masas de las partículas
que lo constituyen.
2. Átomos, isótopos e iones
Isótopos: átomos que tienen el mismo número de
protones y distinto número de neutrones. Se representan
con el mismo símbolo y tendrán el mismo Z y diferente A.
Se identifican mediante el nombre o símbolo del elemento
químico seguido de su número másico. Ej.: cobre-63 (Cu-63) o
cobre-65 (Cu-65)
Casi todos los elementos químicos presentan varios isótopos.
El elemento hidrógeno tiene 3 isótopos con nombres específicos:
protio (sin neutrones), deuterio (1 neutrón) y tritio (2 neutrones).
2. Átomos, isótopos e iones
Masa atómica de un isótopo: suma de las masas de las
partículas que lo constituyen.
Masa atómica de un elemento químico: masa de un átomo
medio de ese elemento teniendo en cuenta todos los isótopos que
existen de dicho elemento.
Iones: átomos que ganan o pierden electrones en su corteza
No tienen el mismo número de electrones que de protones
Catión o ión positivo: cuando un átomo pierde electrones (Ca2+)
Número de protones > Número de electrones
Anión o ión negativo: cuando un átomo gana electrones (Cl-)
Número de protones < Número de electrones
Los átomos pueden perder o ganar electrones, pero no
protones.
2. Átomos, isótopos e iones
Ejemplos de átomos, isótopos e iones:
Nombre Símbolo Z A p+ e- n0 Carga
eléctrica
Flúor 9 19 9 9 10 0
Sodio 11 23 11 11 12 0
Cobre-63 29 63 29 29 34 0
Cobre-65 29 65 29 29 36 0
Calcio 20 40 20 20 20 0
Catión de
calcio
20 40 20 18 20 2+
Cloro 17 35 17 17 18 0
Anión
cloruro
17 35 17 18 18 1-
3. Un átomo más avanzado
Modelo atómico de Bohr o modelo de capas:
El átomo está formado por:
- Núcleo: en el que se encuentran los protones y neutrones
- Corteza: formada por electrones que giran alrededor del núcleo
Los electrones sólo pueden girar en determinadas órbitas, en las
cuales no pierden energía.
En cada órbita el electrón tiene cierta energía, que es menor
cuanto más cerca está del núcleo.
Para que un electrón pase de una órbita que está más cerca del
núcleo a otra más alejada hay que darle energía. Cuando pasa de
una órbita más alejada a otra más próxima al núcleo desprende
energía.
Los electrones se colocan en capas alrededor del núcleo:
o Primera capa: 2 e-
o Segunda capa: 8 e-
o Tercera capa: 18 e-
o Cuarta capa: 32 e-
4. La radioactividad
La mayor parte de los procesos físicos o químicos que experimentan los
átomos afectan a su corteza, pero cuando sufren un proceso en su núcleo
se convierten en átomos de un elemento químico diferente.
Desintegración radiactiva: proceso que experimentan los
núcleos de algunos átomos por el cual emiten radiación.
Esos átomos se llaman isótopos radiactivos, y la radiación que
emiten puede ser de tres tipos:
o Radiación alfa (α): partículas formadas por 2 p+ y 2 n0. Su carga es
positiva y tiene poco poder de penetración.
o Radiación beta (β): formada por e-. Su carga es negativa y tienen mayor
poder de penetración que las partículas α.
o Radiación gamma (γ): radiación del tipo de la luz, con gran poder de
penetración.
Fisión nuclear: se produce cuando los núcleos de los isótopos
radiactivos de átomos muy grandes se rompen para dar núcleos de
átomos más pequeños.
Fusión nuclear: se produce cuando los núcleos de átomos muy
pequeños se unen para dar núcleos de átomos mayores.
4. La radioactividad
Aplicaciones de los isótopos radiactivos:
Fuente de energía:
o Centrales nucleares
o Fabricación de pilas de larga duración
Investigación y experimentos científicos:
o Determinar la antigüedad de restos arqueológicos o históricos
o Rastreadores
o Investigaciones forenses
Medicina: radioterapia como tratamiento contra el cáncer
Residuos radiactivos: muy peligrosos y duraderos
Se clasifican en residuos de baja, media y alta actividad
Residuos de baja y media actividad dejarán de ser peligrosos
para la salud en unos trescientos años.
Residuos de alta actividad tardarán miles de años en dejar de ser
nocivos para la salud.