Unidad II

                    ÁTOMO

El átomo es la unidad más básica de la materia con propiedades de un elemento químico. El átomo es el componente fundamental de toda la materia o sea, todo lo que existe en el universo físico conocido está hecho de átomos. Todo el universo, todas las estrellas, galaxias, planetas y demás cuerpos celestes también están hechos de átomos.

En el siglo V a.C., el filósofo Demócrito expresó la idea de que toda la materia estaba formada por muchas partículas pequeñas e indivisibles que llamó átomos (que significa indestructible o indivisible).


John Dalton:

Fue un naturalista, químico, matemático  y meteorólogo británico, quién en 1808 formuló una definición precisa de las unidades indivisibles con las que está formada la materia y que llamamos átomos. Marcó el principio de la era de la química moderna.

los postulados de su modelo:

  • La materia se constituye de partículas mínimas, indestructibles e indivisibles llamadas átomos.
  • Los átomos de un mismo elemento son siempre idénticos entre sí, con la misma masa y las mismas propiedades. En cambio, los átomos de elementos diferentes tienen masas y propiedades distintivas.
  • Los átomos no se dividen ni pueden crearse ni destruirse durante las reacciones químicas.
  • Los átomos de elementos distintos pueden combinarse para formar compuestos en diferentes proporciones y cantidades. 
  • Cuando se combinan para formar compuestos, los átomos se ordenan según relaciones simples, descritas mediante números enteros.


Qué son las partículas subatómicas?

Son las estructuras de la materia que son más pequeñas que el átomo y que, por ende, forman parte de este y determinan sus propiedades. Dichas partículas pueden ser de dos tipos: compuestas (divisibles) o elementales (indivisibles). Las partículas subatómicas son los protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones se encuentran ubicados en el núcleo del átomo y los electrones en los orbitales. 

  • Electrones: Partícula con carga negativa. Peso de 9.10*10-28 g
  • Protones: Partículas con carga positiva. Peso de 1.67262*10-24g
  • Neutrones: Partículas neutras. Su masa es ligeramente mayor a la del protón. 





Modelos Atómicos:
Es una representación estructural del átomo que trata de explicar su comportamiento y propiedades. El objetivo de estos modelos es que el estudio de este nivel material resulte más sencillo gracias a abstraer la lógica del átomo y trasladarla a un esquema.  Algunos de los modelos son los siguientes: 







La Estructura del  Átomo:

El átomo está constituido así:

  • Una zona central o núcleo donde se encuentra la carga total positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del átomo, aportada por los protones y neutrones. 
  • Una zona externa o corteza donde se hallan los electrones, que giran alrededor del núcleo. 
    • Hay los mismos electrónes en la corteza que protones en el núcleo, por lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro.

Qué es la fuerza nuclear?
  1. Es la fuerza que mantiene unidas todas las partículas subatómicas 
  2. Es una unidad cuantitativa de la estabilidad del núcleo.
  3. Es la energía que se requiere para romper el núcleo de sus protones y neutrones. 
Cómo se identifica un átomo?
Los átomos se identifican por el número de protones que contiene su núcleo, ya que éste es fijo para los átomos de un mismo elemento.


Creación y realización Thema Equipo Editorial S. A. (2002) Consultor Estudiantil "Mi Secundaria".

Lic. Marroquín Tinti M. N. Catedrática de la Universidad Galileo de Guatemala (2021), presentación "Química General"

María Estela (2020) "Teoría Atómica de Dalton"

Disponible en: https://concepto.de/teoria-atomica-de-dalton/









        Número Atómico y                         Número  de Masa

  1. Número Atómico (Z): Es el número de protones en el núcleo.
  2. Número de Masas (A): Número de protones + Número de neutrones. 

  3. Partículas en el núcleo : Z+A
  • Los Isotopos son átomos del mismo elemento (x) con diferente número de neutrones.
  • Los neutrones no dan propiedades químicas solo propiedades de masa.


Los Isotopos


Átomos Neutros: 
Es aquel que carece de carga electrónica debido a una compensación entre el número de sus protones y electrones. Ambos son partículas subatómicas cargadas eléctricamente. 
Los protones se encuentran aglomerados junto a los neutrones, y conforman el núcleo; mientras que los electrones se difuminan definiendo una nube electrónica. Cuando el número de protones en un átomo, igual al número atómico (Z), iguala al número de electrones se dice que hay una compensación entre las cargas eléctricas dentro del átomo.  

Los átomos no siempre permanecen neutros porque usualmente para que ocurran reacciones químicas deben suceder cambios en la nube electrónica de un átomo neutro.
  •  Puede ganar electrones, la carga neta resultante es negativa, se forma un anión.
  •  Puede perder electrones, la carga neta resultante es positiva, se forma un catión.
    • Solo los electrones son los que se pueden perder o ganarse.

Por ejemplo:

Se tiene la molécula de agua H2O. Sus dos átomos de H son neutros, al igual que le átomo de oxígeno. No pueden representarse del mismo modo como se muestra en la imagen del átomo de hidrógeno; ya que bien el núcleo no cambia, si lo hace la nube electrónica.


Formación de IONES:
  • Un ion es un átomo que ha ganado o ha perdido electrones. si gana electrones tiene carga neta negativa y se llama anión y si pierde electrones se llama catión.
  • Si tenemos un ion habrá que sumar o restar electrones a los que tendría si el átomo fuese neutro. 



  • Un ión no pierde su identidad elemental, solo se alista para reaccionar. 
  • Un ión monoatómica contiene un solo átomo.
  • Un ión poliatómico contiene más de un átomo.

Ejemplo:









Iones isolectrónicos: 
Son los elementos con igual número de electrones, por lo tanto, la misma configuración electrónica. Podemos generalizar diciendo que los iones cargados negativamente (aniones) son siempre mayores que su correspondientes átomos neutros, aumentando su tamaño con la carga negativa; los iones positivos (cationes), son siempre menores que los átomos de los que derivan, disminuyendo su tamaño al aumentar su carga positiva.

¿Qué es un isótopo?
Son átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico, pero distintos números másicos. Es decir, tienen el mismo número de protones pero distinto número de neutrones.





Creación y realización Thema Equipo Editorial S. A. (2002) Consultor Estudiantil "Mi Secundaria".

Lic. Marroquín Tinti M. N. Catedrática de la Universidad Galileo de Guatemala (2021), presentación "Química General" 

Jetser Carasco. (2016). ¿Que es un átomo neutro?

 introduction-to-physics.com






      Cálculos de peso atómico

Es el promedio de las masas y los porcentajes de abundancia de los isótopos existentes para un elemento en particular.

 Fórmula:

Peso = (peso de isotopo umas x porcentaje de abundancia relativa) / 100

 Fórmula:

Los isótopos de un elemento en la natura se encuentran en cualquier muestra del elemento 
• Por ejemplo, el nitrógeno tiene 2 isótopos que existen naturalmente, el N-14 y el N-15. 
• El N-14 tiene una abundancia relativa del 99,635% g y el N-15 tiene una abundancia relativa del 0,365% 
• Nótese que ambos porcentajes suman 100% 
• Esto es independiente del origen de la muestra, si el N es obtenido de la atmósfera, de un recipiente de nitrógeno líquido, etc. Esa composición no varia.


Practiquemos:




       


Creación y realización Thema Equipo Editorial S. A. (2002) Consultor Estudiantil "Mi Secundaria".

Lic. Marroquín Tinti M. N. Catedrática de la Universidad Galileo de Guatemala (2021), presentación "Química General" 

Triplenlace (2013) "Calculo del peso atómico"      










  Número Cuánticos y     configuración electrónica


Características del Electrón:
  • Hay una relación directa entre las propiedades químicas y el arreglo de los electrones en la nube electrónica. 
  • La nube electrónica posee nivel de energía que varían según la probabilidad de encontrar allí a los electrones.
  • Todo electrón se encuentra ocupando una región definida en el espacio conocida como orbital.
  • Cada orbital tiene un valor de energía asociado. 
  • Las separaciones de los valores de energía entre orbitales son valores constantes y se denominan <<cuantos>>.
  • Los cuantos describen cantidades de energía propia del electrón.
  • Cuando esas cantidades se superan, pasa de un nivel alto (estado de excitación). Al regresar a su estado basal o inicial, emite energía lumínica.
1. ¿Qué es un Orbital?
Es la región del espacio alrededor del núcleo en el que la probabilidad de encontrar un electrón es máxima, pero es tan pequeño y rápido que no es posible conocer con exactitud su posición exacta en un momento determinado, siempre existirá un incertidumbre (principio de incertidumbre de Heisemberg). En realidad las posiciones de los electrones en movimiento llegaron a ser fijadas en términos de probabilidad. 

2. ¿Qué es la configuración Electrónica?
Es la que indica la manera en donde los electrones se estructuran, comunican u organizan en un mismo átomo que está de acuerdo con un modelo de capa electrónicas, las funciones de ondas del sistema van expresadas en un átomo o de manera atómica en un producto de orbitales antisimetrizadas. Determina las propiedades de combinaciones químicas de los átomos y por eso su posición en la tabla periódica de los elementos, la idea es de describir la ubicación de todos los electrones en sus diferentes niveles. 




3. ¿Qué es un Número Cuántico?
Los números cuánticos se deniminan con letras n, m, l y s y nos indican la posición  y la energía del electrón. Ningún electrón de un mismo átomo puede tener los mismos números cuánticos. Cada electrón viene determinado por cuatro números cuáticos; los tres primeros determinan cada orbital y el cuarto sirve para  diferenciar a cada uno de los dos electrones que componen el mismo. 


Aplicación de números cuánticos:




  • Resumen



  • Ejemplo




Diagrama de un orbital:

 




4. ¿Cuáles son las reglas de Aufbau?

  • El número atómico indica cuántos electrones hay que distribuir.
  • Los electrones se colocan en los orbitales disponibles con menos energía siempre que:
    • No puede haber más de 2 electrones dentro del mismo orbital y, en caso, solo tiene un spin opuesto.
    • Los electrones se dispersan tanto como sea posible, conservando el mismo spin, cuando los orbitales del mismo subnivel estén abiertos (regla de Hund).




5.¿Qué es la Configuración electrónica abreviada?
Es la que permite de una manera sencilla escribir una configuración mucho más maneja. El primer paso consiste en identificar y situar el elemento en cuestión dentro de la tabla periódica.





Creación y realización Thema Equipo Editorial S. A. (2002) Consultor Estudiantil "Mi Secundaria".

Lic. Marroquín Tinti M. N. Catedrática de la Universidad Galileo de Guatemala (2021), presentación "Química General" 

Bachipedia Química (2017) "Números Cuánticos y Configuración electrónica"      


                


        

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