Química

GRUPO #1

ÁTOM

JUNIO 2021

S

MODELOS ATÓMICOS

DISTINTOS MODELOS ATÓMICOS A TRÁVES DE LA HISTORIA CARACTERÍSTICAS DE LOS MODELOS ATÓMICOS

¿CÓMO SON LOS MODELOS ATÓMICOS FÍSICAMENTE?

47.99 USD

ÁTOM

S

EDITORIAL ATÓMICA S.A. es una revista internacional de ciencias sociales, con enfoque multidisciplinar, revisada por pares y regida por estándares de comportamiento ético en todos los niveles del proceso de publicación. Difunde trabajos inéditos de investigación científica que conectan la sociología con las restantes ciencias sociales y saberes tecnológicos. Trata de aunar producción de investigadores, institutos y universidades de los hemisferios Norte, Sur, Oriental y Occidental.

At

mica S.A

AUTORAS Con este proyecto de la unidad, buscamos informar a los lectores sobre los átomos. Es importante que las personas estén al tanto de la evolución atómica con el paso de los años. De la importancia científica que proporciona estos cambios y evoluciones.

Alejandra Ortiz

Jovanna Apráez

María José Indacochea

ÍNDICE LO BÁSICO 5

¿Qué es el átomo?

6

Importancia del átomo

6

El átomo a través del tiempo

7

Aplicación de los modelos atómicos

8

Átomos neutros

TEORÍAS ATÓMICAS 10

Teoría de Dalton

11

Teoría de Thomsom

12

Teoría de Rutherford

13

Teoría de Borh

14

Teoría de Schrödinger

15

Glosario

ACTIVIDADES 17

Anagrama

18

Sopa de letras

EL ÁTOMO ¿QUÉ ES EL ÁTOMO? Los átomos son la parte más pequeña de un

elemento

identidad átomo

químico

o

sus

tiene

compuesto positivas) carga).

un

núcleo

neutrones

Cada

(partículas

(partículas

electrones

se

su

(centro)

protones

Los

negativas)

mantiene

propiedades.

de y

que

mueven

sin

(partículas

alrededor

del

núcleo.

IMPORTANCIA DEL ÁTOMO Para

conocer

que

familiarizarse

constitutivos

algo

más

en

profundidad

con

sus

simples

y

queremos

conocer

a

los

unidad

fundamental

hay

elementos básicos.

seres

vivos,

que

Si la

deberá

estudiarse es la célula. Si tenemos interés en

las

matemáticas,

comprender

sus

será

elementos

necesario

básicos,

los

números. De igual manera, si se pretende explicar la realidad en su conjunto o una parte

de

conocer

la

realidad

sus

es

piezas

imprescindible

originarias,

los

átomos. Dicho en otras palabras, todo lo que existe está formado por átomos y sin ellos no habría nada y de aquí reside su importancia, de

conocer

mencionó

además los

en

neutrones dividir nos

en

da

átomos

y

por

estos

a y

su

el

importancia

que

la

como

materia

que

protones,

quarks,

más

ellos,

la

es

anteriormente

conformada dividen

de

a

su

está

vez

electrones vez,

se

aprender

entendimiento

de

se

se y

pueden de

ellos

nuestro

entorno, ya que son parte de todo lo que hacemos,

comemos,

y

hasta

son

nos mantienen de pie día a día.

los

que

EL ÁTOMO A TRAVÉS DEL

TIEMPO ¿CÓMO EL MODELO DE BOHR SE HA VUELTO EL MODELO ACTUAL? Si consideramos importantes tanto los descubrimientos como la tecnología, ambos son algo fundamental. Con respecto a los descubrimientos, si no hubiera existido el gran descubrimiento de Dalton, ninguna de las teorías atómicas posteriores se hubieran generado, ya que en la evolución de los modelos atómicos, todas se basan en su antecesor, más bien en resolver el modelo atómico anterior.

Por ejemplo, Thompson intentó evolucionar el modelo atómico de Dalton.

Rutherford hizo lo mismo con el modelo atómico de Thomson. Rutherford intentó resolver los huecos de Dalton, y finalmente el modelo atómico de Bohr; el modelo actual tapó y mejoró el modelo atómico de Rutherford.

Los descubrimientos son bastante importantes ya que facilitan el trabajo de los próximos científicos, ya tenían el modelo anterior.

En general los descubrimientos aceleraron y ayudaron a los modelos atómicos siguientos.

Con respecto la tecnología, es bien sabido que no se tenia la mejor tecnología, así como la tenemos actualmente, pero sin embargo los científicos de época pudieron hacer un gran trabajo con lo que tenían. Es verdad que mientras pasaba el tiempo la tecnología ayudó cada vez más a los científicos, lo que antes era un trabajo cansado y largo, después con la evolución de la tecnología este se aligeraba.

Un ejemplo es que con la tecnología pudieron mejorar los microscopios, los cuales eran de vital importancia al estudiar los átomos.

Además, ayudó al mejor entendimiento de este, ya que, con el microscopio se pudo realizar el modelo atómico tridimensional, ayudó con la física cuántica y muchas otras.

Entonces, con lo dicho anteriormente , los descubrimientos que fueron dados por los científicos anteriores, más la tecnología de la época, ha sido esto lo que ha permitido la evolución para llegar al modelo atómico actual.

APLICACIÓN MODELOS

U

n modelo atómico tiene la

finalidad de representar, a través de

una

gráfica,

atómica

de

la

la

dimensión

materia,

cuyo

objetivo es simplificar el estudio trasladando a un esquema la lógica del átomo gracias a esto ayuda

a

comprender

como

funciona la materia, y cuáles son sus reacciones, para conocer los elementos

y

sus

propiedades,

conocer la dualidad de onda de energía y la materia, para eso se estudia, para saber muchas de las cosas

que

aunque

es

desconocemos, muy

complicado,

debido a las reglas que hay que respetar, como

son el

tan

modelo

importantes, que

fue

evolucionando desde Thomson hasta el modelo complejo de Schrodinger, que describe la onda de las partículas que es modelo actual, y que a base de otras teorías, solo se puede saber la posible ara donde se encuentra el electrón.

DE

LOS

ATÓMICOS

ÁTOMOS NEUTROS PROPIEDADES QUÍMICAS DEL ÁTOMO El núcleo del átomo está formado por dos tipos de partículas, los protones, que tienen carga eléctrica positiva, y los neutrones, que no tienen carga eléctrica. En un átomo neutro, que es su estado habitual, el número de electrones es igual al de protones, y como tienen carga eléctrica negativa se compensan.

NÚMERO ATÓMICO (Z): Es el número de protones y cuando el átomo es neutro, también es igual al número de electrones

P=e=z NÚMERO DE MASA (A): Es la cantidad de partículas presentes en el núcleo del átomo (protones y neutrones) nucleones

PAGE FOUR| JOURNEY

A= Z + n Z= A- n n= A - Z

MODELOS ATÓMICOS

R TEORÍA ATÓMICA DE

DALTON (1808)

etoma las antiguas ideas de Leucipo y Demócrito pero basándose en una serie de experiencias científicas de laboratorio.

Esta teoría dice que la materia . está formada por .átomos, que son partículas indivisibles e indestructibles.

Decía que todos los átomos de un mismo elemento químico son iguales en masa y propiedades y diferentes de los átomos de cualquier otro elemento y que los compuestos se forman por combinaciones de átomos de diferentes elementos.

La principal aportación de John Dalton fue su teoría atómica la cual fue retomada desde las creadas por Leucipo y Demócrito en la antigüedad. En 1803 formuló la teoría de que la materia está compuesta de átomos de diferentes masas, que se combinan en proporciones sencillas para formar compuestos.

T TEORÍA ATÓMICA DE

THOMSON (1904)

homson obtuvo las evidencias para este modelo a partir del estudio mediante rayos catódicos en un tubo de vacío que eran desviados al aplicar un campo magnético.

Esta teoría plantea que el átomo está formado por electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva como en un pudin de pasas.

Dichos electrones están repartidos de manera uniforme en todo el átomo. El átomo es neutro de manera que las cargas negativas de los electrones se compensan con la carga positiva.

Thomson realizó varios aportes a la ciencia, entre estos aportes, está el descubrimiento del electrón, dándonos así un nuevo modelo atómico, explicándonos su estructura interna, anulando así la teoría atómica de Dalton, ya que esta no consideraba la estructura interna del átomo.

E TEORÍA ATÓMICA DE

RUTHERFORD (1911)

ste modelo atómico comprueba que el átomo no es esférico, sino que es hueco, además explica la estructura interna del átomo Las partículas de este modelo poseen carga positiva, con un volumen muy pequeño. La mayor parte de la masa del átomo se encuentra en ese pequeño volumen central. También plantea que los electrones con carga eléctrica negativa, giran alrededor del núcleo a altas velocidades y en trayectorias circulares llamadas órbitas.

Los electrones y el núcleo se mantienen unidos por una fuerza de atracción electrostática.

Este modelo tuvo gran aceptación en la comunidad científica y vislumbró un panorama de un átomo con varias partículas subatómicas. Científicos posteriores pudieron determinar el número de electrones o número atómico de cada elemento.

S

TEORÍA ATÓMICA DE

BOHR (1913)

e basa en el modelo atómico de Rutherford, y es denominado como el modelo clásico actual. Cubrió las incógnitas que dejó el modelo de Rutherford.

Esta teoría postula que los electrones que rodean el núcleo de un átomo pueden ser internos o externos. Que ambos tipos de electrones se encuentran en órbitas circulares alrededor del núcleo, esto sin radiar energía, y se pueden encontrar solo en ciertas órbitas. Estos emiten o absorben energía (Fotones) en los saltos entre órbitas. Las órbitas tienen un número determinado de electrones, según su distancia respecto al núcleo.

Los electrones solo Los dos grandes aportes de Niels Bohr a la teoría atómica fueron los conceptos cuánticos a nivel atómico y su modelo atómico. Sus investigaciones darían tal trascendencia que llegaría a ser galardonado con el premio nobel de física.

E TEORÍA ATÓMICA DE

SCHRÖDINGER (1926)

l modelo atómico de Schrödinger fue desarrollado por Erwin Schrödinger en 1926. Esta propuesta es conocida como el modelo mecánico cuántico del átomo, y describe el comportamiento ondulatorio del electrón.

El modelo mecánico-cuántico describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias. Plantea que los electrones se mueven constantemente, es decir, no tienen una posición fija o definida dentro del átomo.

Este modelo no predice la ubicación del electrón, ni describe la ruta que realiza dentro del átomo. Solo establece una zona de probabilidad para ubicar al electrón. Estas áreas de probabilidad se denominan orbitales atómicos. Los orbitales describen un movimiento de traslación alrededor del núcleo del átomo.

Glosario FOTÓN Partícula mínima de energía luminosa o de otra energía electromagnética que se produce, se transmite y se absorbe

RAYOS CATÓDICOS Son corrientes de electrones en tubos de vacío, es decir en los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo y un ánodo en una configuración conocida como Diodo.

ELECTRÓN El electrón, es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa. Los electrones se encargan de establecer las atracciones existentes entre los átomos y producen, a través de su movimiento, corriente eléctrica en la mayoría de los metales.

ACT IVI DA DES ¡REFUERZA LO APRENDIDO!

Anagrama

Sopa de letras

OBJETIVO Demostrar los cambios del modelo atómico y sus beneficios en la innovación científica y técnica de la humanidad con base en la investigación científica y la presentación de los resultados en una revista electrónica

REFLEXIÓN Bien sabemos que los modelos atómicos y sus teorías han cambiado de acuerdo a nuevas investigaciones, nuevos descubrimientos y nuevos avances tecnológicos que se han presentado con el paso del tiempo. Lo antes mencionado, nos ayudan a acercarnos cada vez más a la forma real o actual de un átomo y a cómo está compuesto.

Es gracias a este largo progreso, que, a pesar de que hubo una diferencia de 117 años entre el primer modelo atómico planteado , y el último, aceptado actualmente, hemos logrado poder explicar correctamente las leyes de la combinación química con todas las posibilidades basadas en la teoría. Hemos logrado también tener una idea de cómo es y en qué beneficia a nuestro entorno esa pequeña cantidad de materia que experimenta cambios químicos a lo que llamamos átomo. Todo esto, estando cada vez más cerca de la realidad, tratando de ser más acertados día a día.

ÁTOM

S

Bibliografía RECURSOS DE PLATAFORMA LOGOS ACADEMY. (s/f-a). Recuperado el 5 de julio de 2021, de Edu.ec website: https://elearning.logosacademy.edu.ec/mod/url/view.php?id=112987 LOGOS ACADEMY. (s/f-b). Recuperado el 5 de julio de 2021, de Edu.ec website: https://elearning.logosacademy.edu.ec/mod/url/view.php?id=105259 LOGOS ACADEMY. (s/f-c). Recuperado el 5 de julio de 2021, de Edu.ec website: https://elearning.logosacademy.edu.ec/mod/url/view.php?id=129618 LOGOS ACADEMY. (s/f-d). Recuperado el 5 de julio de 2021, de Edu.ec website: https://elearning.logosacademy.edu.ec/mod/url/view.php?id=117516 LOGOS ACADEMY. (s/f-e). Recuperado el 5 de julio de 2021, de Edu.ec website: https://elearning.logosacademy.edu.ec/mod/url/view.php?id=117601 Modelo mecánico cuántico. (s/f). Recuperado el 5 de julio de 2021, de Com.ec website: http://blog.santillana.com.ec/modelo-mecanico-cuantico/ Número de masa, atómico, iones, electrones, isótopos, isóbaros, isótonos, núclidos. (2013, octubre 9).

Recuperado el 5 de julio de 2021, de https://www.youtube.com/watch?v=sJToumbzKzs

FUENTES CONSULTADAS Teoría Atómica de la Materia. (2015, 06 26). Química general. Retrieved 05 11, 2021, from https://www.quimicas.net/2015/05/teoria-atomica-de-la-materia.html AP CHEMISTRY. (n.d.).

Teoría atómica de Dalton.

Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/atoms-compounds-ions-ap/compounds-andions-ap/a/daltons-atomic-theory-version-2 Consideraciones sobre el modelo del átomo de Bohr. (2013, Febrero 27). Scielo. http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1810-634X2013000200011 Experientia docet. (2019, Junio 11). El modelo atómico de Thomson. Cuaderno de Cultura Científica. https://culturacientifica.com/2019/06/11/el-modelo-atomico-de-thomson/

ÁTOM

S

Una revista informativa y proveedora de información sobre el gran mundo del pequeño átomo

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Atómica.S.A.

Atómica.S.A.

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GRUPO #3

ÁTOM

AGOSTO 2021

S

ESTRUCTURA ELECTRÓNICA Y LA TABLA PERIÓDICA DIFERENCIA ENTRE ISÓBAROS, ISÓTONOS E ISÓTOPOS CARACTERÍSTICAS DE LOS ÁTOMOS NEUTROS

LA TABLA PERIÓDICA Y SUS COMPONENTES

201.99 USD

ÁTOM

S

EDITORIAL ATÓMICA S.A. es una revista internacional de ciencias sociales, con enfoque multidisciplinar, revisada por pares y regida por estándares de comportamiento ético en todos los niveles del proceso de publicación. Difunde trabajos inéditos de investigación científica que conectan la sociología con las restantes ciencias sociales y saberes tecnológicos. Trata de aunar producción de investigadores, institutos y universidades de los hemisferios Norte, Sur, Oriental y Occidental.

At

mica S.A

AUTORAS Buscamos informar a los lectores sobre los átomos y todo lo relacionado a aquellos. Es importante que las personas estén al tanto de la evolución atómica con el paso de los años. Y de las aportaciones que ha tenido la tabla periódica que ha tenido en en mundo. De la importancia científica que proporciona estos cambios y evoluciones.

Aisha Bonilla

Jovanna Apráez

María José Indacochea

Romina Mayorga

ÍNDICE ADA 1 6

¿Qué es el átomo neutro?

7

¿Qué es un ion?

7

Tipos de iones

ADA 2 9

Isótopos

10

Isóbaros

11

Isótonos

ADA 3 12

Números cuánticos

13

Niveles o capas de energía

14

Subniveles de energía

15

Número cuántico magnético

15

Número cuántico en espín

19

Distribución electrónica

ADA 6 22

La tabla periódica

31

Nuestro diseño de la tabla periódica

ATIVIDADES 6

Anagrama

7

Sopa de letras

EL ÁTOMO NEUTRO ¿QUÉ ES? En

un

átomo

neutro,

que

es

su

estado

habitual, el número de electrones es igual al

de

protones,

eléctrica

y

como

negativa

tienen

se

carga

compensan.

Prácticamente toda la masa del átomo se encuentra

en

electrones

el

tienen

núcleo, una

ya

masa

que

1.835

los

veces

menor que la del protón y el neutrón.

¿QUÉ PASA DENTRO DEL ÁTOMO? Los protones se encuentran aglomerados junto

a

núcleo;

los

neutrones,

mientras

difuminan

que

y

conforman

el

los

electrones

se

definiendo

electrónica.

Cuando

una el

nube

número

de

protones en un átomo, igual a su número atómico

(Z),

electrones,

iguala

se

dice

al

número

que

hay

de una

compensación entre las cargas eléctricas dentro del átomo.

SE USA LA SIGUIENTE FORMULA: Para

sacar

al

número

atómico

se

puede

usar la siguiente fórmula, solo en el caso de

que

el

átomo

sea

neutro

usar aquella fórmula.

P=e=z

se

puede

IONES ¿QUÉ ES UN ION? Un ion es un átomo o un grupo de átomos con carga eléctrica. Esta partícula cargada puede ser positiva o negativa. Un catión es un ion con carga positiva y un anión es uno con carga negativa (átomo o molécula). Los iones se forman cuando un átomo neutro (eléctricamente neutro) pierde o gana electrones.

Hay dos tipos de iones: los aniones y los cationes:

CATIONES (+): Es un ion con carga eléctrica positiva, que se forma cuando un átomo neutro pierde electrones.

ANIONES (-): Es un ion con carga eléctrica negativa, que se forma cuando un átomo neutro gana electrones.

ESPECIES ATÓMICAS

LOS ISÓTOPOS

¿QUÉ ES UN ISÓTOPO? Los isótopos son átomos cuyos núcleos atómicos tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. No todos los átomos de un mismo elemento son

idénticos

y

cada

una

de

estas

variedades

corresponde a un isótopo diferente. La palabra isótopo se utiliza para indicar que todos los tipos de átomos de un elemento químico están ubicados en el mismo sitio de la tabla periódica. Según la definición de isótopo, cada uno

de

atómico

un

mismo

(Z)

pero

elemento cada

uno

tiene tiene

el un

mismo

número

número másico

diferente (A). El número atómico corresponde al número de protones en el núcleo atómico del átomo. El número másico corresponde a la suma de neutrones y protones del núcleo. Esto significa que los diferentes isótopos de un mismo átomo se diferencian entre ellos únicamente por el número de neutrones.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ISÓTOPOS La primera característica de los isótopos a nivel atómico es que todos los isótopos son átomos de un mismo elemento.

Todos los isótopos de un mismo elemento tienen el mismo número atómico, es decir, el mismo número de protones.

Todos

los

isótopos

de

un

elemento

tienen

el

mismo número de protones.

EJEMPLO: El elemento Hidrógeno Z=1 (un protón) posee tres isótopos, ya que varía el número de neutrones: Protio Z=1 y A=1 (0 neutrones) Deuterio Z=1 y A=2 (1 neutrón) Tritio Z=1 y A=3 (2 neutrones)

LOS ISÓBAROS

¿QUÉ ES UN ISÓBARO? Los Isóbaros son aquellas especies atómicas que poseen

igual

masa,

pero

que

provienen

de

elementos químicos distintos. Como consecuencia de esto, se puede decir que los están constituidos por distintos números de protones y neutrones.

Tanto

los

protones

como

los

neutrones

se

encuentran en el núcleo de sus átomos, pero la cantidad neta de neutrones y protones presentes en cada núcleo se mantiene igual. Dicho de otra manera, una especie isóbara se origina cuando un par de núcleos atómicos muestra el mismo número neto de neutrones y protones para cada especie.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ISÓBAROS Los isóbaros guardan ciertas similitudes con otras especies cuyos núcleos presentan coincidencias, como los isótonos, que poseen igual cantidad de neutrones, pero con número de masa y número atómico diferentes, tales como los pares 13C y 14N o 36S y 37Cl. Es importante recordar que los isóbaros distintos presentan distinto número atómico, confirmando que son elementos químicos distintos.

EJEMPLO: Un ejemplo de isóbaros se puede observar en el caso de las especies 14C y 14N: el número de masa es

igual

a

protones

y

diferente.

14,

esto

implica

neutrones

en

que

ambas

el

número

de

especies

es

LOS ISÓTONOS

¿QUÉ ES UN ISÓTONO? Los

isótonos

son

nucleídos

que

cuentan

con

la

misma cantidad de neutrones. Se trata de átomos que además comparten el número másico, aunque presentan distinto número atómico. En el caso de los isótopos, estos elementos químicos tienen igual cantidad

de

protones

y

diferente

cantidad

de

neutrones.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ISÓTONOS Los átomos son la fracción más pequeña en la que se divide la materia, la mínima porción en la que todavía se mantienen sus propiedades tanto químicas como físicas.

Las moléculas en cambio son aquellas en las que los átomos se agrupan para formar una materia que tiene distintas propiedades, éstas se forman mediante la reacción química de los átomos.

EJEMPLO: Dos átomos son isótonos si tienen el mismo número de neutrones. Por ejemplo, Boro-12 y Carbono-13, ambos tienen 7 neutrones. Esto se contrasta con: El mismo número de masa, por ejemplo: suma de protones

más

Isómeros

nucleares

mismo

tipo

de

neutrones; son

núcleos.

carbono-12 diferentes Una

y

boro-12.

estados

transición

de

del unos

isómeros a otro es acompañado por la emisión o absorción de rayos gamma, o por el proceso de conversión interna. (No deben ser confundidos con los isómeros químicos y físicos)

Números Cuánticos ¿QUÉ SON? Los números cuánticos definen la posición de cualquier partícula. Para el caso del electrón, describen su estado energético, y por lo tanto, en

qué

orbital

se

encuentra.

No

todos

los

orbitales se encuentran disponibles para todos los átomos, y están sujetos al número cuántico principal n.

¿PARA QUÉ SIRVEN LOS NÚMEROS CUÁNTICOS? Los números cuánticos sirven para describir el estado de los electrones en el interior del átomo. Aquel modelo atómico en el que el electrón da vueltas alrededor del núcleo es inexacto,

porque

estabilidad gran

no

atómica

cantidad

es

consistente

ni

tampoco

de

con

con

fenómenos

la

una

físicos

observados.

¿CUÁLES SON LOS NÚMEROS CUÁNTICOS? Existen 4 tipos de números cuánticos y son: Número cuántico principal Número

cuántico

azimutal

o

momento angular

ℓ

Número cuántico magnético m Número cuántico de espín ms

del

NIVELES O CAPAS DE ENERGÍA (NÚMERO CUÁNTICO N)

S

e denota mediante n e indica el tamaño

del orbital permitido, así como la energía del electrón. Cuanto mayor sea su valor, más alejado está el electrón del núcleo y su energía será mayor también, pero a cambio reduce su estabilidad.

Las capas se subdividen en sub capas o subniveles. Cada capa tiene una energía en electrón voltio dada por:

K (n=1) L (n =2) M (n=3) N (n=4) O (n =5) P (n=6) Q (n=7).

En teoría no hay límite superior para n, pero

en

la

práctica

se

observa

que

solamente llega hasta n = 8. La menor energía posible corresponde a n = 1 y es la del estado fundamental.

SUBNIVELES DE ENERGÍA O CAPAS (NÚMERO CUÁNTICO L) (SOMERFIELD)

D

enotado mediante la letra

ℓ

cursiva,

este número determina la forma de los orbitales, al cuantificar la magnitud del momento angular orbital del electrón.

Puede tomar valores enteros y positivos comprendidos entre 0 y n–1, por ejemplo:

-Cuando n = 1, entonces

ℓ=

0 y hay un

único subnivel.

-Si n = 2, entonces

ℓ

puede valer 0 o 1,

por lo que se tienen dos subniveles.

-Y si n = 3, entonces

ℓ

asume los valores

0, 1 y 2 y hay 3 subniveles.

Se

puede

seguir

indefinidamente,

de

aunque

esta

manera

como

se

dijo

antes, en la práctica n llega hasta 8. Los subniveles

se

denotan

mediante

las

letras: s, p, d, f y g y van aumentando en energía.

NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO Mℓ

E

ste número decide la orientación del orbital

en el espacio y su valor depende del de

Para un que

ℓ.

a

los

respectivos

C

on este número se describe una propiedad

muy importante del electrón, que es el espín,

ℓ dado, hay (2ℓ+1) valores enteros de m ℓ,

corresponden

NÚMERO CUÁNTICO DE ESPÍN MS

orbitales.

Estos son:

palabra sobre

que

sí

proviene

mismo).

Y

el

del

inglés

espín

a

spin

su

(girar

vez

está

relacionado con las propiedades magnéticas del átomo.

ℓ , (- ℓ+1), …0,… (+ℓ -1), +ℓ.

-

Una

Ejemplo: Si n = 2, sabemos que

manera

imaginando

ℓ

= 0 y

ℓ=

1, entonces m

ℓ

de

que

entender el

electrón

el

espín

es

se

comporta

como un diminuto dipolo magnético (un imán con polos norte y sur), gracias a una rotación

toma los siguientes valores:

alrededor sobre su propio eje. El giro puede

ℓ=0: m ℓ = 0.

-Para ℓ = 1: m ℓ = -1, m ℓ = 0, m ℓ = +1 -Para

ser en el mismo sentido que las agujas del reloj, o bien en sentido contrario.

El orbital n = 2 tiene dos subniveles, el primero con n=2,

ℓ = 0 y m ℓ = 0.

Luego tenemos el segundo subnivel: n = 2,

Estos científicos consiguieron dividir en dos un

ℓ

haz = 1,

con 3 orbitales:

ℓ = 1, m ℓ = -1 n = 2, ℓ = 1, m ℓ = 0 n = 2, ℓ = 1, m ℓ = +1

de

átomos

aplicación

de

de

un

plata

campo

mediante magnético

El valor de ms no depende de n, forma gráfica, flecha:

diferente orientación espacial.

no

uniforme.

n = 2,

Los tres orbitales tienen la misma energía pero

la

una

se

flecha

representa hacia

ℓ

y m

ℓ.

mediante

arriba

indica

En

una giro

horario y una hacia abajo el giro antihorario.

NIVELES, SUBNIVELES Y ELECTRONES EN CADA SUBNIVEL DE ENERGÍA

NIVELES Y SUBNIVELES

Capas

CAPA S Tiene un solo orbital, por lo que caben 2 electrones.

CAPA P Tiene 3 orbitales, de manera que caben 6 electrones

CAPA D Tiene 5 orbitales, por lo que caben 10 electrones.

CAPA F Tiene 7 orbitales, es decir, caben 14 electrone

TIPOS DE ORBITALES O SUBORBITALES

NÚMERO CUÁNTICO RESUMIDO

DISTRIBUCIÓN

ELECTRÓNICA

DIASTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA

E

s

la

distribución

de

los

electrones de un átomo en los diferentes estados energéticos determinados por los orbitales en dicho átomo. Así, mediante la configuración electrónica se representan

los

diferentes

estados

los

electrones

de

presentes en el átomo.

Para determinar la configuración electrónica basta

de

con

un

elemento,

calcular

cuántos

electrones hay que acomodar y entonces

distribuirlos

en

los

subniveles

empezando

por

los

de menor energía e ir llenando hasta que todos los electrones estén distribuidos.

REGLA DE LAS DIAGONALES

L

a regla de las diagonales es un principio

de construcción que permite describir la configuración electrónica de un átomo o ion, de acuerdo con la energía de cada orbital o nivel energético. En este sentido, la distribución electrónica de cada átomo es

única

y

está

dada

por

los

números

cuánticos.

Estos números definen el espacio donde es más probable localizar los electrones (llamados orbitales atómicos) y, además, los describen. Cada número cuántico se relaciona orbitales

con

una

propiedad

atómicos,

comprender

las

que

de

los

ayuda

a

características

de

los

sistemas atómicos por la disposición de sus electrones dentro del átomo y en sus energías.

Del

mismo

diagonales que

modo, se

obedecen

la

basa a

en

la

regla otros

de

las

principios

naturaleza

de

los

electrones, con la finalidad de describir correctamente

el

comportamiento

estos dentro de las especies químicas.

de

TABLA PERIÓDICA

CARACTERIZACIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA

FILAS

L .

os elementos se ordenan en filas o

períodos

dependiendo

del

nivel

energético de sus orbitales. Las 7 filas que conforman la tabla periódica son los periodos que vienen dados por las 7 capas o niveles de energía K, L, M, N, O, P, Q.

La tabla periódica consta de 7 períodos:

Período 1: tiene sólo dos elementos químicos.

Período 2 y Período 3: Tienen ocho elementos químicos.

Período

4

y

5:Tienen

dieciocho

elementos químicos.

Período

6:

Tiene

treinta

y

dos

elementos químicos.: Período actínidos.

7:

Están

incluidos

los

L CARACTERIZACIÓN DE LA TABLA PERIODICA

CASILLAS DE LOS ELEMENTOS

as

distintas

formas

se

organizan

las

casillas de los elementos: En

la

imagen

1

vemos

que

en

la

parte

superior izquierda está el número atómico, luego vemos el símbolo del elemento y en la parte inferior está la masa atómica.

Luego en la imagen 2 es una organización sencilla

en

la

parte

superior

está

el

número atómico y el número de masa, en la parte central está el símbolo y en la parte

inferior

está

el

nombre

del

elemento.

Mientras que en la imagen 3 vemos una organización más completa porque puede leerse

mayor

elemento; atómica,

Del

lado

energía

configuración derecho:

información

oxidación.

izquierdo:

de

ionización

electrónica; número

electronegatividad

sobre

y

Del

el

masa y

la

lado

atómico, estados

de

CARACTERIZACIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA

COLUMNAS En una misma columna o grupo, aunque varíen la masa y los protones, el número de electrones de la capa de valencia es el mismo.

Por ejemplo, en la primera columna o grupo, el H (hidrógeno) tiene un solo electrón en el orbital 1s1, al

igual

que

el

potasio

(4s1)

y

número

1

poseen

un

Li

(Litio)

así

denota

hasta

que

electrón

(2s1), el

estos

el

sodio

francio

(3s1),

(7s1).

elementos

valencia,

y

por

lo

el

Ese

apenas tanto,

pertenecen al grupo 1 (1A). Cada elemento está en períodos diferentes.

GRUPOS O COLUMNAS DE LA TABLA PERIÓDICA Grupo 1 (antes 1A) o metales alcalinos.

Compuesto

por

los

elementos

litio

(Li),

sodio

(Na),

potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Ce) y francio (Fr), todos comunes

en

las

cenizas

vegetales

y

de

carácter

básico cuando forman parte de óxidos.

Grupo 2 (antes 2A) o metales alcalinotérreos.

Compuesto por los elementos berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba) y radio (Ra). Son metales blandos, de baja densidad, buenos conductores y con electronegatividad menor o igual a 1,57

Grupo 3 (antes 3A) o familia del escandio.

Compuesto por los elementos escandio (Sc), itrio (Y), lantano

(La)

y

actinio

(Ac),

o

por

lutecio

(Lu)

y

laurencio (Lr). Son elementos sólidos y brillantes, muy reactivos y con gran tendencia a la oxidación, buenos para conducir la electricidad.

GRUPOS O COLUMNAS DE LA TABLA PERIÓDICA

CARACTERIZACIÓN DE LA T A B Grupo L A P4 E(antes R I O4A) D oI C A familia del titanio.

Compuesto por los elementos titanio (Ti), circonio (Zr), hafnio (Hf) y rutherfordio (Rf), que son metales muy reactivos y que, al exponerse al aire, adquieren un color rojo y pueden inflamarse espontáneamente (o sea, son pirofóricos).

Grupo 5 (antes 5A) o familia del vanadio.

Compuesto por los elementos vanadio (V), niobio (Nb), tantalio (Ta) y dubnio (Db), metales que poseen en sus capas atómicas más externas 5 electrones.

Grupo 6 (antes 6A) o familia del cromo.

Compuesto por los elementos cromo (Cr), molibdeno (Mo), wolframio (W) y seaborgio (Sg), todos metales de transición, y el Cr, el Mo y el W son refractarios. No presentan características electrónicas uniformes.

Grupo 7 (antes 7A) o familia del manganeso.

Compuesto

por

los

elementos

manganeso

(Mn),

tecnecio (Tc), renio (Re) y bohrio (Bh), de los cuales el primero (el Mn) es muy común y los demás sumamente raros,

especialmente

el

tecnecio

(que

no

posee

isótopos estables) y el renio.

Grupo 8 (antes 8A) o familia del hierro.

Compuesto por los elementos hierro (Fe), rutenio (Ru), osmio (Os) y hassio (Hs), metales de transición que poseen ocho electrones en sus capas exteriores.

Grupo 9 (antes 9A) o familia del cobalto.

Compuesto por los elementos cobalto (Co), rodio (Rh), iridio (Ir) y meitnerio (Mr), son metales de transición sólidos

a

temperatura

ambiente,

de

los

cuales

el

último (el Mr) es sintético y existe sólo en laboratorios.

GRUPOS O COLUMNAS DE LA TABLA PERIÓDICA

CARACTERIZACIÓN DE LA T A BGrupo L A 10 PE RIODICA (antes 10A) o familia del níquel.

Compuesto por los elementos níquel (Ni), paladio (Pd), platino (Pt) y darmstadtio (Ds), son metales de transición sólidos

a

temperatura

ambiente,

que

abundan

en

la

naturaleza en su forma elemental.

Grupo 11 (antes 1B) o familia del cobre.

Compuesto por los elementos cobre (Cu), plata (Ag), oro (Au) y roentgenio (Rg), denominados “metales de acuñar” por su uso como insumo para monedas y joyería.

Grupo 12 (antes 2B) o familia del zinc.

Compuesto por los elementos zinc (Zn), cadmio (Cd), mercurio (Hg) y copernicio (Cn). Están abundantemente presentes

en

la

naturaleza,

y

los

dos

primeros

zinc

y

cadmio (Zn, Cd) son metales sólidos, y el mercurio es el único metal líquido a temperatura ambiente.

Grupo 13 (antes 3B) o familia del boro.

Compuesto por los elementos boro (B), aluminio (Al), galio (Ga), indio (In), talio (Tl) y nihonio (Nh), son muy abundantes en la corteza terrestre, a excepción del nihonio (Nh), sintético e inexistente en la naturaleza.

Grupo 14 (antes 4B) o carbonoideos.

Compuesto por los elementos carbono (C), silicio (Si), germanio (Ge), estaño (Sn), plomo (Pb) y flerovio (Fl), son

en

su

mayoría

elementos

muy

conocidos

y

abundantes, sobre todo el carbono, central para la química de los seres vivos.

Grupo 15 (antes 5B) o nitrogenoideos.

Compuesto por los elementos nitrógeno (N), fósforo (P),

arsénico

(As),

antimonio

(Sb),

bismuto

(Bi)

y

Moscovio (Mc), se conocen también como pnicógenos, son muy abundantes y muy reactivos estando a altas temperaturas.

GRUPOS O COLUMNAS DE LA TABLA PERIÓDICA

CARACTERIZACIÓN DE LA T A BGrupo L A P16E(antes R I O6B) D oI C A calcógenos o anfígenos.

Compuesto por los elementos oxígeno (O), azufre (S), selenio (Se), telurio (Te), polonio (Po) y livermorio (Lv), Poseen seis electrones en su capa atómica exterior

Grupo 17 (antes 7B) o halógenos.

Compuesto

por

los

elementos

flúor

(F),

cloro

(Cl),

bromo (Br), yodo (I), astato (At) y teneso (Ts), suelen hallarse en estado natural como moléculas diatómicas que tienden a formar iones mononegativos llamados haluros.

Grupo 18 (antes 8B) o gases nobles.

Compuesto por los elementos helio (He), neón (Ne), argón

(Ar),

kriptón

(Kr),

xenón

(Xe),

radón

(Rn)

y

oganesón (Og), su nombre proviene del hecho de que en

la

naturaleza

suelen

estar

en

forma

gaseosa

y

poseen una muy baja reactividad.

CARACTERIZACIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA

REGIONES

Las regiones en la tabla periódica, son 4, la región "s", región "d", región "f", región"p": La región "s", esta conformada por los grupos IA y IIA, todos los elementos que conforman éste grupo tienen el orbital "s" incompleto.

La región "d", comprende desde el grupo IB hasta el grupo

VIIIB,

grupo

se

los

elementos

conocen

como

que

pertenecen

metales

de

a

éste

transición,

y

tienen incompleto el subnivel "d".

La región "f", está integrada por los antámidos y los actínidos, los cuales tienen el subnivel "f" incompleto.

La

región

"p",

está

constituida

por

los

grupos

IIIA

hasta el VIIA, que son los elementos representativos, los

cuales

tienen

incompleto

excepto los gases nobles.

el

último

subnivel

P,

ELEMENTOS ELEMENTO DEL BLOQUE S Los grupos 1 y 2 se caracterizan por tener uno o dos electrones en orbitales s.

Por presentar fuertes tendencias en sus propiedades químicas y modos de reaccionar, a estos elementos se les organiza como el bloque s. Por lo tanto, los metales alcalinos y los metales alcalinotérreos pertenecen a este bloque.

ELEMENTO DEL BLOQUE P A

diferencia

del

bloque

s,

los

elementos

de

este

bloque

presentan

orbitales

s

completamente llenos, mientras que sus orbitales p continúan llenándose con electrones.

Este bloque se encuentra a la derecha: las casillas verdes, moradas y azules; es decir, los elementos no metálicos y los metales pesados

ELEMENTOS REPRESENTATIVOS Son aquellos que por un lado pierden fácilmente electrones, o por el otro, los ganan para completar el octeto de valencia. En otras palabras: son los elementos de los bloques s y p.

METALES DE TRANSICIÓN Los metales de transición son todos los elementos de las casillas grisáceas. A lo largo de sus períodos, se van llenando sus orbitales d, los cuales son cinco y pueden por lo tanto tener diez electrones. Como deben tener diez electrones para llenar dichos orbitales, entonces debe haber diez grupos o columnas.

ELEMENTOS METALES DE TRANSICIÓN INTERNA Los dos últimos períodos, el anaranjado y el grisáceo, son los metales de transición interna, también llamados lantánidos (tierras raras) y actínidos. Son siete orbitales f, los cuales necesitan catorce electrones para llenar, y por lo tanto, debe haber catorce grupos.

METALES Todos los metales son sustancias sólidas (excepto el mercurio, que es líquido) de color grisáceo plateado (a excepción del cobre y del oro). Asimismo, suelen ser duros y brillantes; aunque los del bloque s son blandos y frágiles. Estos elementos se caracterizan por su facilidad de perder electrones y formar cationes M+.

NO METALES Son aquellos que por un lado pierden fácilmente electrones, o por el otro, los ganan paraLos elementos no metálicos componen la menor parte de la tabla periódica.

Son gases o sólidos con átomos enlazados covalentemente (como el azufre y el fósforo).

Todos

electrones, completar

los el

se

ubican

gana.

octeto

Así, de

en

el

forman

valencia.

las

condiciones

p.

aniones En

Los X–

otras

no con

metales

en

diferentes

palabras:

son

los

lugar

de

cargas

perder

negativas

elementos

de

los

GASES

bloques s y p.

En

bloque

terrestres,

los

elementos

gaseosos

son

aquellos

no

metales

livianos, como el nitrógeno, oxígeno y el flúor. De todos ellos, los más emblemáticos son los gases nobles, por su baja tendencia a reaccionar y comportarse como átomos libres.

PROPIEDADES PERIÓDICAS ¿QUÉ SON LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS EN LA TABLA PERIÓDICA? -

Propiedades

periódica.

que

Indica

se

que

repiten lo

de

manera

elementos

que

pertenecen a un mismo grupo o familia de la tabla periódica tienen propiedades muy similares.

-

Es

la

variación

regular,

recurrente

y

predecible en las propiedades químicas de los

elementos

cuando

se

incrementa

el

número atómico.

PROPIEDADES ATOMICAS

RADIO ATÓMICO El radio atómico representa la distancia que existe entre

el

núcleo

y

la

capa

de

valencia

(la

más

externa). Por medio del radio atómico es posible determinar el tamaño del átomo. Dependiendo del tipo de elemento existen diferentes técnicas para su determinación como la difracción de neutrones, de electrones o de rayos X.

RADIO IÓNICO Esta propiedad es importante cuando se estudian compuestos

iónicos,

tridimensional

de

ya

estos

que

depende

la

estructura

exclusivamente

del tamaño de los iones involucrados.

POTENCIAL O ENERGÍA DE IONIZACION Esta energía se puede interpretar como la energía con que el átomo retiene al electrón. La siguiente gráfica muestra el valor de la primera energía de ionización

de

los

elementos

respecto

al

número

atómico, hasta el lantano (Z = 57).

AFINIDAD ELECTRONICA Es la energía intercambiada en el proceso por el que un átomo neutro X, en estado gaseoso y en su estado electrónico fundamental, recibe un electrón y

se

transforma

también

en

en

estado

un

ion

gaseoso

mononegativo y

en

su

X-,

estado

electrónico fundamental.

ELECTRONEGATIVIDAD La electronegatividad es una medida de fuerza de atracción que ejerce un átomo sobre los electrones de

otro,

en

un

enlace

covalente.

Los

diferentes

valores de electronegatividad se clasifican según diferentes escalas, entre ellas la escala de Pauling y la escala de Mulliken.

NUESTRO DISEÑO DE LA TABLA PERIÓDICA

Glosario ELECTRONEGATIVIDAD La electronegatividad es la capacidad de un átomo para atraer electrones hacia sí mismo cuando se combina con otro átomo en un enlace químico.

A mayor electronegatividad, mayor capacidad de atracción.

REFRACTARIOS Son materiales que tienen alta resistencia y estabilidad mecánica e inercia química a temperaturas altas (en general superior a 1400 ºC).

MOLÉCULAS DIATÓMICAS Son aquellas que están formadas por dos átomos del mismo o distinto elemento químico. Este arreglo se debe a la existencia de un mínimo en el potencial al cual se encuentran sometidas los átomos.

ACT IVI DA DES ¡REFUERZA LO APRENDIDO!

Crucigrama

HORIZONTAL Es

un

se

ion

con

forma

carga

cuando

VERTICAL

eléctrica

un

átomo

positiva, neutro

que

pierde

electrones.

Son

sólidas,

Asimismo,

de

color

suelen

ser

grisáceo duros

y

brillantes.

Es

un

carga

se

un

o

un

eléctrica.

ion

con

forma

electrones.

hilera la

vertical

masa

y

de

elementos,

aunque

los

protones.

(tabla

Es

su

estado

electrones

es

habitual,

igual

al

de

el

número

protones,

y

de

como

tienen carga eléctrica negativa.

átomo

grupo

Esta

de

átomos

partícula

con

cargada

puede ser positiva o negativa.

Es

una

varíen

periódica).

sustancias

plateado.

Es

carga

cuando

eléctrica un

átomo

Es

una

hilera

dependiendo

del

horizontal nivel

orbitales. (tabla periódica). negativa, neutro

que

gana

de

elementos,

energético

de

sus

Sopa de letras

Encontrar SUBNIVELES ISÓBAROS REGIONES ISÓTONOS

SUBORBITALES ISÓTOPOS NO METALES

ELECTRONES HIERRO ELEMENTOS

OBJETIVO Demostrar que cambio del modelo atómico posibilita el desarrollo de

modelos en la estructuración de la tabla periódica innovación científica y técnica en la humanidad con

patrones y

que han beneficiado la base en la investigación

científica y la presentación de los resultados como sesiones que complementan y concluyen la revista electrónica iniciada en la unidad anterior.

REFLEXIÓN En este parcial hemos aprendido varias cosas como por ejemplo: identificar si es un isótopo, isóbaro o isótono, la distribución electrónica, números cuánticos, las propiedades químicas de los átomos que en este caso serían los iones atómicos, entre otros más. Todo esto nos ha ayudado a tener más conocimientos sobre los átomos. Algo muy importante que hemos aprendido en esta unidad es la tabla periódica, ya que en este tema aprendemos cómo están ubicados cada elemento y el porqué, este nos va a ayudar a que en un futuro poder entender más cómo están

conformados

y

ubicados

cada

elemento,

gracias

a

todo

lo

aprendido

nuestro reconocimiento ha incrementado. Al relacionar esto con la trayectoria del átomo a través de la historia, nos podemos dar cuenta de la gran importancia que la tabla periódica ha tomado, puesto que esta fue creada para un gran propósito. Esta surgió como sabemos, para tener una mayor organización de los elementos

y

así

poder

divisarlos

de

mejor

manera,

viendo

las

distintas

características de los elementos. Sin duda alguna, la tabla periódica nos ha facilitado la visualización de los elementos. Todo esto nos resulta muy interesante, cada vez nos vamos adentrando más y más al maravilloso mundo del átomo y por supuesto de esta gran ciencia que es la química.

ÁTOM

S

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ÁTOM

S

Una revista informativa y proveedora de información sobre el gran mundo del pequeño átomo

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Atómica.S.A.

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