1 COLEGIO DE LOS SAGRADOS CORAZONES VALPARAISO – VIÑA DEL MAR DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Profesora: Silvia Zamora R. Séptimo Básico
Apunte 3
ESTRUCTURA BÁSICA DEL ÁTOMO Y SUS INTERACCIONES Objetivos: -
Comprender la estructura básica del átomo y su representación esquemática
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Conocer y comprender la representación esquemática del átomo y aplicar esta representación a la formación de átomo neutros y iones
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Comprender los principios básicos de la formación de enlaces iónicos y covalentes.
Áreas de Interacción: Aprender a Aprender: Comprender, analizar e interpretar los conceptos tratados Homo Faber: Valorar como el hombre de ciencia ha realizado aportes, a través de la historia, de manera permanente, para explicar el comportamiento de la materia En el átomo distinguimos dos partes: el
núcleo
y
la
corteza.
- El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa
de
un
protón
es
aproximadamente igual a la de un neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo
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distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z. - La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor quemlamdemunmmprotón. Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones
ACTIVIDAD 5: 1.- Dibuja en tu cuaderno la imagen del átomo y escribe en el dibujo cada una de sus partes, especificando el símbolo y la carga
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2.- Dibuja en tu cuaderno el siguiente esquema y complétalo
¿CÓMO SE REPRESENTA LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS EN LA TABLA PERIÓDICA?
X
A
Z
Al
27
1
3
Observa las imágenes anteriores, compáralas con tu Tabla Periódica y trata de dar una explicación a que corresponde
Número atómico: Corresponde al número de protones que el átomo contiene en su núcleo y se representa por la letra Z. Si hablamos de un átomo neutro, igual cantidad de protones en el núcleo y de electrones en la envoltura, también podemos conocer el número de electrones. Ejemplo: Si Z=6, entonces estamos hablando del Carbono C, que tendrá en su núcleo 6 protones y en su envoltura 6 electrones A partir de Z conocemos el número de protones del núcleo e indirectamente el número de electrones
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La
masa
atómica
o
A= p + n
corresponde a la suma de
número
másico
protones
y
A,
neutrones
presentes en el átomo. p protones n neutrones A partir de la expresión anterior puedes calcular el número de neutrones que tiene el átomo en su núcleo. De esta se desprende que el número de neutrones n será:
n= A - p Ejemplos: Para calcular el número de neutrones debes considerar A(masa del átomo o número másico) como número entero a) Ca Z=20 A=40 n= A - p n= 40 – 20 n= 20 Así, partir de los datos de la Tabla periódica se pueden entre otros sacar datos como los que aparecen en la siguiente tabla:
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ACTIVIDAD 6: Desarrolla en tu cuaderno 1.- Calcula el número de neutrones en cada caso a) H Z=1 A=1 n= ¿????? b)Al Z=13 A=27 n= ¿????? c) Zn Z=30 A=65 n= ¿????? d) Na Z=11 A=23 n= ¿????? 2.- Determina observando la Tabla Periódica, Z, A, n, e- de: a) Li b) Ca c) Au d) K e) Cu
3.- Utilizando la Tabla Periódica y según los ejemplos anteriores completa la tabla: Simbología Número Número Protones Electrones Neutrones + atómico Z másico A p en He Cl Ag He Helio Cl Cloro Ag Plata
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REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LOS ÁTOMOS
Si te fijas en éstas imágenes siempre en el primer nivel (más cerca del núcleo existen solamente 2 electrones. Esto siempre será así; cada nivel del átomo acepta un número máximo de electrones. Nivel 1= 2 electrones Nivel 2= 8 electrones Nivel 3= 8 electrones Nivel 4= 18 electrones
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ACTIVIDAD 7: Según el ejemplo explicado por tu profesora dibuja los diagramas atómicos de los siguientes átomos. Di cuántos electrones tienen cada uno de los niveles a) Helio b) Calcio c) Carbono d) Aluminio e) Sodio f) Berilio g) nitrógeno
LOS IONES: Todos los átomos representados en la actividad anterior son átomos neutros ya que tienen la misma cantidad de protones en el núcleo y de electrones en la envoltura, pero ocurre que un átomo neutro puede ganar o perder electrones para transformarse en un átomo con carga o ión . Se reconocen dos tipos de iones: a) Cationes: Cuando un átomo neutro pierde uno o más electrones , recibe el nombre de catión: estos iones tiene carga eléctrica positiva, ya que la cantidad de protones que posee es mayor que la de electrones, es decir su carga neta es positiva. Por ejemplo un átomo de Litio (Li) puede entregar un electrón , para formar el catión litio (Li+). El catión de un átomo se representa con el símbolo del elemento más una carga positiva, en forma de exponente, equivalente al número de electrones que cedió el átomo neutro
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BALANCE DE CARGAS
Menos 1 electrón
Núcleo: 3 protones ( +3)
CARGA 0 Li 0
Corteza: 3 electrones (-3) El átomo neutro de litio Li0, cede un electrón al átomo que pueda recibirlo y al hacer esto queda con un electrón menos en su corteza, Li+ BALANCE DE CARGAS Núcleo: 3 protones ( +3)
CARGA +1 Li+1
Corteza: 2 electrones (-2)
b) Aniones: Cuando un átomo neutro gana uno o más electrones, da origen a un anión : Este ión tiene carga neta negativa debido a que queda con un exceso de electrones Por ejemplo, un átomo de Flúor (F), puede recibir un electrón para formar el anión del flúor .llamado anión fluoruro (F-) El anión de un átomo se representa con el símbolo del elemento con su carga negativa, en forma de exponente, equivalente al número de electrones que recibió el átomo neutro
Más 1 electrón
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BALANCE DE CARGAS Núcleo: 9 protones ( +9)
BALANCE DE CARGAS CARGA 0 F0
Corteza: 9 electrones (-9)
Núcleo: 9 protones ( +3)
CARGA -1 F -1
Corteza: 10 electrones (-10)
El átomo neutro de Flúor F0 , capta un electrón y al hacer esto queda con un electrón más en su corteza, F-1
En esta tabla se representa la composición de algunos iones
¿De qué depende que un átomo neutro gane
electrones para
convertirse en anión o pierda electrones para convertirse en catión? Los átomos ganan o pierden electrones con el objetivo de estabilizarse. Un átomo será estable en la medida que tenga su último nivel completo con dos u ocho electrones, que gane o pierda electrones dependerá de su estructura. Para decidir si el átomo gana o pierde electrones debes observar su estructura y en base a eso decidir que será más fácil para que ese átomo se estabilice, que pierda o gane electrones para tener su último nivel completo con 2 u 8 electrones Ejemplo: A partir de la siguiente estructura decide si ganará electrones o perderá:
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ACTIVIDAD 8: 1.- Dibuja los diagramas atómicos de los siguientes átomos neutros: a) Litio b) Sodio c) Berilio d) Flúor e) Cloro f) Aluminio 2.- Dibuja los diagramas atómicos de los iones que los átomos anteriores forman y haz un balance de carga para cada ión formado
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3.- Indica que significa cada uno de los siguientes símbolos a)
Na23
11
b) 6 C12 C)
S32
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d) 11Na+1 e) F-1 f) Al+3 g) O-2
ACTIVIDAD 9: Modela un átomo neutro y su respectivo ión con plasticina y pégalo en un trozo de cartón piedra. Representa los protones, neutrones y electrones con diferentes colores. Escribe una explicación de tu trabajo y el área de interacción que está presente y por qué.
ENLACES QUÍMICOS
Los elementos químicos muy pocas veces se encuentran como átomos aislados , casi siempre se encuentran unidos entre sí, formando nuevas sustancias llamadas compuestos: Para formar compuestos los átomos se mantienen unidos entre ellos por un tipo de interacción llamada enlace químico, que no es más que la unión entre ellos Se ha observado que el enlace químico es una fuerza de atracción de naturaleza eléctrica. En él intervienen los electrones del nivel más externo de los átomos, llamados electrones de valencia
Electrones de valencia: Son todos los electrones que pertenecen al último nivel. Están involucrados en los enlaces
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Dos tipos de enlace importantes que se dan entre los átomos son: el enlace iónico y el enlace covalente
1.- El enlace iónico Este tipo de enlace o unión se forma por la transferencia de uno o más electrones entre un elemento metálico, que cede electrones y uno no metálico que recibe electrones. El átomo que cede
el o los
electrones adquiere una carga positiva y se convierte en catión. El átomo que recibe
los electrones, adquiere carga
eléctrica negativa, por consiguiente, forma un anión El enlace iónico consiste en la unión de iones
con
cargas
de
signo
contrario,
mediante fuerzas de tipo electrostático. Atracción entre cargas opuestas
Ejemplo de formación del enlace iónico: Cuando reaccionan elementos muy electronegativos (con mucha tendencia a ganar electrones) con elementos muy electropositivos (con tendencia a perder electrones), tiene lugar este tipo de enlace.
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Se llama enlace iónico porque los átomos, para unirse, se convierten en iones; es decir, ganan o pierden electrones. El enlace iónico se produce normalmente cuando se unen metales con no metales.
Los metales forman iones positivos. Los no metales forman iones negativos
La sal común NaCl: el mejor ejemplo Para explicar la formación de un compuesto iónico, nos fijamos en el proceso de formación del cloruro de sodio, NaCl, más conocido por sal común .Cada átomo de sodio cede un electrón a un átomo de cloro y se convierten el átomo de sodio en ion positivo y el de cloro en ion negativo. Observa atentamente el dibujo.
ACTIVIDAD 10: 1.- Observando la Tabla Periódica nombra al menos 3 pares de átomos que podrían formar enlace iónico. Justifica tu elección 2.- Explica que tipo de ión (catión o anión) formarán los siguientes átomos: Recuerda que debes dibujar el esquema del átomo con sus partículas fundamentales y a partir de esto decidir a) Litio b) Flúor c) Sodio d) Aluminio e) calcio f) Oxígeno
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2.- El enlace covalente: Este tipo de enlace se establece entre un grupo especial de átomos, llamados elementos no metálicos. Estos átomos entre ellos establecen fuerzas de atracción eléctrica similares, por lo que no hay formación de iones. Solamente comparten electrones de valencia Cuando los átomos se unen por enlace covalente forman moléculas , pueden ser del miso átomo, en este caso forman moléculas de elementos (H2,O2,N2) o moléculas de compuestos (H2O, CH4)
OBSERVA LA IMAGEN SIGUIENTE Y RESPONDE:
+ 1.- ¿Qué átomos aparecen representados al lado izquierdo de la imagen? 2.- ¿Cuántos electrones tienen en su capa de valencia? 3.- Al unirse ambos átomos, lado derecho de la flecha, con cuantos electrones queda cada átomo en su capa de valencia 4.- Explica que elemento se representa al lado izquierdo de la imagen?
5.- Explica que aparece al lado derecho de la flecha, es molécula o elemento?, Justifica
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RECUERDA: El enlace covalente se forma entre elementos no metálicos, que poseen fuerzas de atracción similares. En el enlace covalente, los átomos involucrados comparten electrones y originan moléculas ACTIVIDAD 11 1.- Utilizando una tabla periódica de los elementos determina el tipo de enlace que está presente en los siguientes compuestos químicos. Justifica tu respuesta Formula del compuesto
Tipo de enlace
Justificación
FeCl3 SO2 NH3 MgF2
2.- Clasifica las siguientes moléculas en moléculas de elementos y moléculas de compuestos. Justifica tu respuesta Molécula Tipo de molécula Justificación CO Cl2 I2O5 P4
3.- Completa la siguiente tabla de comparación entre el enlace iónico y el enlace covalente
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Enlace iónico
Criterio de comparación
Enlace covalente
