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Estructura del Átomo Desde los tiempos de la antigua Grecia los

pensadores venían preguntándose, acerca de cómo estaba constituida la materia en su interior.

Demócrito (Siglo V A.C.) introduce el término de átomo como la parte mas pequeña de la materia.

ÁTOMO

sin división

Estructura del Átomo

NÚCLEO:

PROTONES Y NEUTRONES

CORTEZA: ELECTRONES

Hoy sabemos que el átomo es divisible, puesto que está formado por partículas más pequeñas, llamadas partículas subatómicas.

Estas pueden ser de tres tipos:

Los protones y los neutrones están en el núcleo y los electrones están en continuo movimiento formando una “corteza” alrededor del núcleo.

• Protones • Neutrones • Electrones

Estructura del Átomo

Los Protones

• Se encuentran en el núcleo

• Tienen carga eléctrica positiva

• Poseen una masa semejante a la del átomo de hidrógeno

Los Neutrones

• Constituyen los núcleos de los átomos junto con los protones.

• No tienen carga eléctrica (son neutros)

• Poseen una masa prácticamente igual a la del protón

Los Electrones

• Poseen una masa 1.840 veces menor que la del átomo más pequeño (el de hidrógeno)

• Tienen carga eléctrica negativa

• Se están moviendo constantemente alrededor del núcleo siguiendo unas “órbitas”

ÁTOMO

Núcleo: Protones

Neutrones

Corteza: electrones

Resumiendo

PARTÍCULA LOCALIZACIÓN MASA CARGA

Protón

Neutrón

Electrón

u.m.a. = unidad de masa atómica (masa de un átomo de hidrógeno)

Núcleo

Núcleo

Corteza

1 u.m.a.

1 u.m.a.

1/1840 u.m.a.

Positiva

No tiene

Negativa

Partículas que forman parte del átomo

¿Cómo se distribuyen los electrones en la corteza?

Se distribuyen en niveles

Desde el núcleo hacia fuera; nivel 1, nivel 2, etc.

Cada nivel tiene un número definido de electrones

Nivel 1: 2 electrones

Niveles 2 y 3: 8 electrones

ZXA

Número Másico y Número Atómico

A: se denomina número másico

o masa del átomo

está determinado por la suma

de los protones más los neutrones

ya que los electrones tienen

masa despreciable.

Z: se denomina número atómico

y corresponde al número

de protones. Si el átomo es

neutro, también corresponde

al número de electrones.

¿Cómo determinar el número de partículas fundamentales del átomo? A= n + p

A número másico

p cantidad de protones

n número de neutrones

N= A - p

Z= número atómico

Indica el número de protones

Si el átomo es neutro, indirectamente indica el número de electrones

Capa de valencia y electrones de valencia

CAPA DE VALENCIA: Corresponde

al último nivel, en este caso nivel 2,

que contiene 7 electrones

ELECTRONES DE VALENCIA: Son los

electrones de la capa de valencia

en este caso 7

Los electrones de valencia son los únicos electrones

Involucrados en los enlace químicos

IONES

CATIÓN:

ION POSITIVO

SE FORMA CUANDO EL ATOMO NEUTRO PIERDE UNO O MAS ELECTRONES DE LA CORTEZA

ANIÓN:

ION NEGATIVO

SE FORMA CUANDO EL ATOMO NEUTRO GANA UNO O MAS ELECTRONES

Formación de un catión

Formación de un catión

Pérdida de un electrón

Li

0

Li

+1

+ 3 (p+) – 3(e)= 0 + 3 (p+) – 2(e)= +1

CATIÓN

ANIÓN

ganancia de un electrón

+ 9 (p+) – 9(e)= 0 + 9 (p+) - 10(e)= -1

F

F

0 -1

MOL El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la

cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.

El número de unidades elementales átomos, moléculas, iones, electrones, radicales u otras partículas o grupos específicos de éstas existentes en un mol de sustancia es, por definición, una constante que no depende del material ni del tipo de partícula considerado. Esta cantidad es llamada número de Avogadro y equivale a:

6,02214139(27) x 1023 mol-1

Ejemplo: Conversión gramos - mol Calcular el número de

moles en 0,6 gramos de oro.

Utilizamos en peso atómico del elemento oro, en este caso 196,97 g/mol. Entonces:

1 mol Au ---------- 196,97 g X mol Au ---------- 0,6 g

X = 0,6 g x 1mol Au = 3,05 x 10-3 mol Au

196,97 g

Ejemplo: Conversión mol – átomos Calcular el número

de átomos en 0,6 gramos de oro.

Utilizamos el número de moles calculado en el ejercicio anterior, además recordemos que en un mol hay 6,022 x 1023 átomos del elemento. Entonces:

1 mol Au ---------- 6,022 x 1023 átomos 3,05 x 10-3 mol Au ---------- X átomos

X = 3,05 x 10-3 mol Au x 6,022 x 1023 átomos Au

1 mol Au X = 1,84 x 1021 átomos Au

Ejercicios 1.- Calcular el

número de moles y átomos en 100 gramos de plata. (P.A. Ag 107,868 g/mol)

Solución: 0,927 mol Ag

5,583 x 1023 átomos

Ejercicios 2.- Una hoja de

aluminio para guardar alimentos, tiene una masa de 0,3 g/pulg2. Calcular el número de moles y átomos contenidos en esa hoja. (P.A. Al 26,982 g/mol)

Solución: 0,011 mol Al/pulg2

6,696 x 1021átomos/pulg2

Ejercicios 3.- Compare el número

de átomos por cm3, entre el plomo y el cobre.

P.A. Pb 207,2 g/mol

P.A. Cu 63,546 g/mol

Densidades:

Pb 11,3 g/cm3

Cu 8,9 g/cm3

Ejercicios Se requiere recubrir una pieza de acero

que tiene una superficie de 200 pulg2 con una capa de níquel de 0,002 pulg de espesor. Calcular el número de moles y de átomos de níquel que se requieren.

P.A. Ni 58,6934 g/mol

Densidad Ni 8,908 g/cm3

Masa Molecular Es la masa en uma que resulta de sumar las masas

de los átomos que forman la molécula. Se representa por M(m). Es un número relativo, ya que se obtiene por comparación con la doceava parte del isótopo de carbono 12.

Ejemplo: H2SO4, tiene una masa molecular de 98 uma; que resulta de sumar 32 uma, que es la masa atómica del azufre, más 1 uma por los dos átomos de hidrógeno, más 16 uma por cada uno de los 4 átomos de oxígeno.

Masa Molecular Gramo Es el número de gramos igual a la masa molecular

de la sustancia.

A veces se utiliza el concepto de mol indistintamente para elementos y compuestos, aunque algunos textos utilizan el átomo-gramo para elementos y el mol para compuestos.

Ejemplo: La masa molecular gramo del sulfuro de aluminio (Al2S3) es 150 g/mol.

Ejercicios 1. Calcular la cantidad de moles y moléculas existentes

en 200 gramos de carbonato de calcio (CaCO3). Respuesta: 2 moles, 1,2 x 1024 moléculas.

2. ¿Cuántos moles de ácido clorhídrico habrá en 24,08 x 1023 moléculas de HCL? Respuesta: 4 mol de HCL.

3. Si 15 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) ocupan 1 cm3 y la densidad del mismo es 1,181 g/cm3, ¿cuántas moléculas habrá en una gota? Respuesta: 4,8 x 1020 moléculas.

Material de distintos autores