Resumen átomo, modelos, iones, isótopos

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Resumen átomo, modelos, iones, isótopos

  1. 1. ÁTOMOEl concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia del universo ya fue postulado por la escuelaatomista en la Antigua Grecia por Demócrito de Abdera y Leucipo de Mileto.Estructura atómicaLa teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, enconjunto conocidos como nucleón, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.El Núcleo atómicoFormado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental positiva de 1,6x10 -19 C, y 1,67262 × 10–27 kg de masa.Es 1837 veces mayor que la del electrón.Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10–27 kg)Número AtómicoLa cantidad de protones contenidos en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Zy se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro.Número MásicoLa cantidad total de nucleones (protones y neutrones) que contiene un átomo se conoce como número másico, representadopor la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico.Nube electrónicaAlrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa igual a una carga elementalde -1,6x10-19 C, y con una masa de 9,10 × 10–31 kg. La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es igual a lacantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tieneuna carga eléctrica neta igual a 0.IsótoposExisten también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen comoisótopos.IonesA diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin modificar su identidad química,transformándose en un ion, una partícula con carga neta diferente de cero. Se clasifican en cationes al ser positivos o aniones alser negativos.Número de Partículas de cada elemento, número atómico y número másico Número atómico (Z)= 11 Número Másico (A)= 23 Número de protones(p+)= (igual que Z) 23p+ Número de electrones(e-)= (igual que Z, si no tiene carga) 23e- Número de neutrones (n°) = (A – Z) = (23-11)= 12n°Tipos de IonesCatión (carga positiva): si tiene carga positiva, pierde electrones.114 4+ Z=50 p+=50 (nunca cambia, siempre es Z) Sn A=114 e-=46 (pierde 4 e-, por ser carga +4)50 n°=64Anión (carga negativa): si tiene carga negativa, gana electrones.32 -3 Z=16 p+=16 (nunca cambia, siempre es Z) S A=32 e-=19 (gana 3 e-, por ser carga -3)16 n°=16Ejemplo de Isotopos 16 19 18 14 17 X+ Z Y+ J– Q 8 9 8 7 8Las especies químicas X, Y y Q tienen el mismo número atómico, pero diferente másico, eso es lo que les convierteen isótopos entre sí.
  2. 2. Historia de la Teoría atómicaEl concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia propuesto por los filósofos griegos Demócrito de Abdera y Leucipo deMileto.Evolución del Modelo atómicoLa concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en elcampo de la física y la química.Modelo de DaltonFue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John Dalton. Este primer modelo atómicopostulaba: • La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. • Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. • Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas. • Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. • Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. • Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.Modelo de ThomsonLuego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que la materia se componía de dospartes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según estemodelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés plum-pudding model).Modelo de RutherfordEste modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce comoel experimento de Rutherford en 1911. Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo secompone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentraen un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en unacorteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos.Modelo de Bohr “El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en orbitasbien definidas.” Las orbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas orbitas)Cada orbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor energía.Los electrones no radian energía (luz) mientras permanezcan en orbitas estables.Los electrones pueden saltar de una a otra orbita. Si lo hace desde una de menor energía a una de mayor energía absorbe uncuanto de energía (una cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada orbita. Si pasa de una de mayor a una demenor, pierde energía en forma de radiación (luz).Modelo de Schrödinger: Modelo actual En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en tornoal núcleo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función de onda, se ubican por tanto en unazona de probabilidad que se conoce como orbital. TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOSLa tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedadesy características.Suele atribuirse la tabla a Dmitri Mendeléyev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedadesquímicas, si bien Julius Lothar Meyer, trabajando por separado, llevó a cabo un ordenamiento a partir de las propiedades físicasde los átomos.HistoriaLa historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varios aspectos del desarrollo de la química:• El descubrimiento de los elementos: Se conocían desde la antigüedad algunos como el oro (Au), la plata (Ag), el cobre (Cu), el plomo (Pb) y el mercurio (Hg), el primer descubrimiento científico de un elemento ocurrió en el siglo XVII, al encontrar el fósforo (P) y en la actualidad siguen encontrándose elementos químicos.• Símbolos de los elementos: Jans Jacob Berzelius propone luego el sistema para representar los elementos químicos por símbolos de una o dos letras, siendo la primera letra siempre mayúscula.• La noción de elemento y las propiedades periódicas: se encontró el comportamiento químico y las propiedades de cada elemento químico, y se dedujo que esas características se van repitiendo periódicamente cada cierto número de elementos, según estén estos acomodados en la tabla períodica.Tríadas de DöbereinerUno de los primeros intentos para agrupar los elementos de propiedades análogas y relacionarlo con los pesos atómicos se debeal químico alemán Johann Wolfgang Döbereiner (1780–1849) quien en 1817 alineó los elementos químicos en grupos de tres.
  3. 3. Tornillo de ChancourtoisEn 1864, Chancourtois construyó una hélice de papel, en la que estaban ordenados por pesos atómicos (masa atómica) loselementos conocidos, arrollada sobre un cilindro vertical. Se encontraba que los puntos correspondientes estaban separadosunas 16 unidades.Ley de las octavas de NewlandsEn 1864, el químico inglés John Alexander Reina Newlands comunicó al Royal College of Chemistry (Real Colegio de Química) suobservación de que al ordenar los elementos en orden creciente de sus pesos atómicos (prescindiendo del hidrógeno), el octavoelemento a partir de cualquier otro tenía unas propiedades muy similares al primero.Tabla periódica de MendeléyevEn 1869, el ruso Dmitri Ivánovich Mendeléyev publicó su primera Tabla Periódica en Alemania. Un año después lo hizo JuliusLothar Meyer, que basó su clasificación periódica en la periodicidad de los volúmenes atómicos en función de la masa atómicade los elementos.Por ésta fecha ya eran conocidos 63 elementos de los 90 que existen en la naturaleza. La clasificación la llevaron a cabo los dosquímicos de acuerdo con los criterios siguientes: • Colocaron los elementos por orden creciente de sus masas atómicas. • Situaron en el mismo grupo elementos que tenían propiedades comunes como la valencia.Grupos de la tabla periódicaA las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un grupotienen la misma valencia atómica, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí. Numerados de izquierda aderecha utilizando números arábigos, según la última recomendación de la IUPAC (según la antigua propuesta de la IUPAC) de19882 , los grupos de la tabla periódica son: • Grupo 1 (I A): los metales alcalinos • Grupo 10 (VIII B): Familia del Níquel • Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos • Grupo 11 (I B): Familia del Cobre • Grupo 3 (III B): Familia del Escandio • Grupo 12 (II B): Familia del Zinc • Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio • Grupo 13 (III A): los térreos • Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio • Grupo 14 (IV A): los carbonoideos • Grupo 6 (VI B): Familia del Cromo • Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos • Grupo 7 (VII B): Familia del Manganeso • Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos • Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro • Grupo 17 (VII A): los halógenos • Grupo 9 (VIII B): Familia del Cobalto • Grupo 18 (VIII A): los gases noblesPeríodosLas filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. Contrario a como ocurre en el caso de los grupos de la tablaperiódica, los elementos que componen una misma fila tienen propiedades diferentes pero masas similares. Siguiendo esanorma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica.La tabla periódica consta de 7 períodos:Período 1 Período 2 Período 3 Período 4 Período 5 Período 6 Período 7Bloques o regionesLa tabla periódica se puede dividir en tres grandes bloques de elementos, estos son: • Bloque “Representativos”: elementos de los Grupos IA hasta el VIIIA. • Bloque “Transición”: elementos de los grupos IB hasta el VIIIB. • Bloque “Tierras raras” o “transición Interna”: elementos de los grupos actínidos (A=58 hasta A=71) y lantánidos (A=90 hasta A=103).Diferencias entre metales, no metales y metaloides Metales Metaloides No metalesConducen con facilidad el calor y la Algunos son semiconductores. Son malos conductores del calor y laelectricidad. electricidad.Presentan brillo metálico Poseen brillo metálico. Carecen de brillo metálico.Generalmente pueden ser laminados o Son aislantes a temperaturas bajas y No son maleables ni dúctiles.estirados formando alambres, conductores a temperaturas altas.propiedades que se conocen comomaleabilidad y ductilidad.Por lo regular a temperatura ambiente Sólidos a temperatura ambiente. Están en los tres estados.son sólidos excepto Hg, Ga, Cs y Fr.Al combinarse con no metales ceden Muestran una reactividad variada. Reciben electrones al combinarse con loselectrones por lo que adquieren cargas metales adquiriendo así cargas negativaspositivas. (aniones).
  4. 4. Elementos más comunes con sus símbolos: Elemento Elemento Elemento Elemento Elemento H Hidrógeno Rb Rubidio Au Oro V Vanadio Sb Antimonio He Helio Sr Estroncio Hg Mercurio Cr Cromo I Yodo Li Litio Y Itrio Pb Plomo Mn Manganeso Xe Xenón Be Berilio Zr Circonio Bi Bismuto Fe Hierro Cs Cesio B Boro Mo Molibdeno Po Polonio Co Cobalto Ba Bario C Carbono Tc Tecnecio At Astato Ni Niquel La Lantano N Nitrógeno Pd Paladio P Fósforo Cu Cobre Ce Cerio O Oxígeno Ag Plata S Azufre Zn Cinc Rn Radón F Fluor Cd Cadmio Cl Cloro Ga Galio Fr Francio Ne Neón In Indio Ar Argón Ge Germanio Ra Radio Na Sodio Sn Estaño K Potasio As Arsénico Ac Actinio Mg Magnesio Hf Hafnio Ca Calcio Se Selenio U Uranio Al Aluminio Os Osmio Sc Escandio Br Bromo Lr Laurencio Si Silicio Pt Platino Ti Titanio Kr Criptón Pu Plutonio

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