Capítulo III Estructura Atómica

QUÍMICA CAPÍTULO III: ESTRUCTURA ATÓMICA EL ÁTOMO I. CONCEP CONCEPTO: TO: Se le considera como un sistema dinámico y energético en equilibrio. Es la menor cantidad de un elemento que entra en combinación química y que no puede reducirse a partículas más simples por procedimientos químicos.

encuentran los electrones ocupando ciertos estados de energía (orbitales, subni"eles y ni"eles), y es una +ona de baa intensidad. -quí se alla girando el electrón, la subpartícu subpartícula la de carga carga negati"a negati"a.. Los Los electrones son de masa despreciable y se encue ncuent ntrran a dis distanc tancia ias s no de*nidas respecto al núcleo despla+ándose alrededor de este en trayec trayecto toria rias s inde* inde*nid nidas, as, a grande grandes s "elocidades.

átomo o está está II. PARTES DEL ÁTOMO: el átom constituido por dos partes: núcleo atómico y nube electrónica.

El átomo es neutro: −¿

Los Los nucl nucleo eone nes s no fund fundam amen enta tale les s son: son: positrones, positrones, mesones, neutrinos, muones, iperones, etc.

+ ¿ =¿ electrones ¿ ¿ Protones  Protones ¿

El núcleo es e&tremadamente pequ peque! e!o o respe espect cto o al tama tama!o !o del del átomo:  D A =10000 D N 

onde:  D A : diámetr diámetro o del átomo átomo  D N  : diámetr diámetro o del núcleo núcleo

2.1

Núcleo atómico:  Es la parte

central y dura del átomo, muy peque!o y de carga positi"a, responsable de la masa atómica. El núcleo leo tiene carga eléctrica positi"a y es #$$$$ "eces menor del tama!o del átomo. %ontiene apro pro&ima &imada dam ment ente '$$ tipo ipos de partícula partículas s denomina denominadas das nucleones nucleones,, de los cuales, los protones y neutron neutrones es son los más importan importantes tes (nuc (nucle leon ones es fund fundam amen enta tale les) s).. Los nucl nucleo eone nes s se mani mani*e *est sta an unid unidos os mediante la fuer+a nuclear. La masa atómica depende de estos.

2.$ Pa!t%c"la& '"n(amentale&:

S"#atómica&

Son aquellas que en general están presentes en cualquier átomo. El átomo y por lo tanto toda la materia está formada principalmente por tres partículas fund fundam amen enta tale les: s: elec electr tron ones es,, prot proton ones es y neutrones.

2.2 Zona e e t!an"clea! o N"#e elect!ónica:  ocupa la mayor parte del del espa espaci cio o del del átom átomo o, de*n de*ne e el tama!o del átomo, donde se

1

¡Impulsamos tu ingrso!

QUÍMICA La carga absoluta se mide en %oulomb %, que "iene a ser la unidad de carga eléctrica en el Sistema /nternacional. La carga relati"a se obtiene di"idiendo la carga absoluta de cada partícula entre #.0$''&#$ 1#2 % ("alor numérico de la carga fundamental o del electrón).

 N   A =

−

Z 

El nucleído (núclido), es la representación del núcleo del átomo de un elemento químico, con una cantidad de protones y neutrones de*nidos.

La masa del protón es #345 "eces mayor que la del electrón. −

1 uma=1.66  x 10

24

En todo núclido se cumple: -78, con e&cepción del protio ( #9#) que no posee neutrones en su núcleo, por lo que -8#.

gramos

III.IDENTI'ICACI)N AT)MICA: $.1.

Núme!o

atómico

*Z+:

Es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear. +¿

Z =número de protones =¿  p

¿

En el caso de un átomo eléctricamente neutro se cumple: Z  número de protones número de electrones =

=

I-. TIPOS DE NCLIDOS /.1.

I&óto0o&:

Llamados ílidos, son núclidos de un mismo elemento químico, por lo que poseen igual número de protones, diferente número de neutrones y número de masa. Se considera a su descubridor a Soddy. Los isótopos pueden ser naturales o arti*ciales, estos últimos son todos inestables o radioacti"os (radioisótopos).

e este modo, el número atómico también indica el número de electrones y de*ne la con*guración electrónica de los átomos. El número atómico permite la identi*cación y posición del átomo en la tabla periódica.

$.2. Núme!o (e ma&a o núme!o m,&ico *A+: Es la cantidad de nucleones fundamentales en el núcleo de un átomo, ósea es igual a la suma de los protones y neutrones.  A = Z + N 

6ara átomos de un mismo elemento (isótopos) el número de masa nos sir"e para su identi*cación.

$.$.

Núme!o

(e

ne"t!one&:

Es la cantidad de neutrones presentes en el núcleo atómico.

/.2.

I&ó#a!o&:

Son núclidos pertenecen a elementos diferentes.

6oseen igual número de masa, diferente número atómico y de neutrones.  ;ienen igual fundamentales.

"

que

número

de

nucleones

¡Impulsamos tu ingrso!

QUÍMICA & %atión que resulta de perder ?&@ electrones =protones8 =electrones81&

. Anión: /ón negati"o, se obtiene cuando el átomo gana # o más electrones.

/./. Ión o e&0ecie elect!ia(a Son átomos o conunto de átomos que presenta carga eléctrica debido a la ganancia o pérdida de uno o más electrones. 6ara alla el número de electrones en un ión, ya sea catión o anión aplicamos la siguiente fórmula: =e181q onde: 8 número atómico q carga del ión

A. Catión: /ón positi"o, se obtiene cuando el átomo pierde # o más electrones.

#

En general: 8

E1y -nión que resulta de ganar ?y@ electrones =protones8 =electrones8>y

¡Impulsamos tu ingrso!

QUÍMICA -. ÁTOMOS ISOELECTR)NICOS Son átomos neutros o iones que presentan igual número de electrones. Etos presentan las siguientes características: 1 1 1

6oseer diferente número atómico 6oseen igual número de electrones ;ienen igual distribución electrónica Eemplo:

#$ protones #$ electrones

A protones #$ electrones

-I.ELEMENTO 345MICO Es la forma como se le representa a un elemento en la ;abla 6eriódica. Este es una me+cla de sus isótopos naturales. ;al así que el elemento carbono es una me+cla de sus isótopos #'%, #4%, #B%.

-II.

'. Si el ión E 1' tiene '# electrones y es isoelectrónico con un catión epta"alente de otro átomo. 9alle la suma de las cargas nucleares. 4. La diferencia de los cuadrados del número de masa y el número que presenta la carga nuclear de un átomo con #$ neutrones en su núcleo es '3$. eterminar el número de electrones que presentará el anión di"alente de dico átomo. B. La me+cla isotópica de un metal en el planeta es 02.$' C (masa0'.24) y 4$.2#C (m0B.24). etermine la masa atómica del metal. 5. Dn catión di"alente posee un número un número de protones que está en relación 5:A con el número de neutrones. Si el número de electrones es '3. %alcular el número de masa. 0. %alcular el peso atómico promedio para el átomo de o&ígeno, de acuerdo a la siguiente tabla:

MASA AT)MICA RELATI-A

La masa atómica de los elementos que aparecen en la tabla periódica, está dado por el porcentae de abundancia de cada uno de sus isótopos, afectados por su masa respecti"a en uma (unidad de masa atómica). m=

m 1 a1 + m 2 a2 a1+ a2 + …

m1=masaatómicarelativa del primer isótopo a1= porcentaje natural del primer isótopo

PRÁCTICA DE CLASE #. Los números de masa de ' isótonos son el doble y triple de su número de protones respecti"amente. Sus números de electrones suman 'A. 9allar el

$

número atómico del átomo con mayor cantidad de nucleones.

A. %alcula la masa atómica del litio sabiendo que está formado por una me+cla de 40Li y 4ALi. La abundancia de A 4 Li es del 2', B$ C. La masa isotópica del Li  0 es 0, $#0A y la del Li  A "ale A, $#A2. 3. El cobre natural está formado por los isótopos %u104 y %u105. El más abundante es el primero, con una distribución isotópica de 0B, B C. %alcula la masa atómica apro&imada del cobre. 2. %alcule la abundancia relati"a de los dos isótopos de cloro 4A%l y 45%l, sabiendo que la masa atómica relati"a del cloro es 45.5.

¡Impulsamos tu ingrso!

QUÍMICA #$.En un átomo neutro el número de masa es #$3 y el número de neutrones es #B unidades más que el número de electrones. 9allar la carga nuclear. ##.En un anión tri"alente ay #' neutrones más que el número de protones, además el número de masa es proporcional al número de electrones como #4 es a 0. 9allar la carga nuclear. #'.En dos átomos, la suma de sus cargas nucleares es 2$ y la diferencia de sus números de masa es '. /ndique para el isóbaro más ligero el número de electrones de su catión tri"alente.

ay 5$C más neutrones que protones y e&cede en 3 unidades a los neutrones del otro isóbaro. etermine para este último el número de electrones de su anión tri"alente. #B.Dn anión di"alente es isoelectrónico con un catión tri"alente, éste último es isóbaro con el #A45%l y a la "e+ es isótono con el #54'6 . etermine la carga nuclear del primer ión. #5.9allar la carga nuclear absoluta de uno de los 4 isótopos de un elemento, para los cuales la suma de sus números másicos es 43# y el promedio de sus respecti"os números de neutrones es AA.

#4.En ' isóbaros la suma total de sus nucleones es 40$, en uno de los isóbaros

%

¡Impulsamos tu ingrso!