ELEMENTOS QUÍMICOS. EL ÁTOMO

Se retoma el concepto de sustancias puras, obtenidas como resultado de la

separación de las mezclas y se llega a dividir esta, en elementos y compuestos. El

estudiante se enfrenta a un lenguaje nuevo: los nombres y símbolos de los elementos.

Debe realizarse suficiente práctica individual en el sentido de que escriban el nombre o el

símbolo de elementos comunes.

Cada estudiante, deberá tener su propia tabla periódica, para estudiar la

organización de los elementos y la división de estos en metales y no metales. Para que el

o la estudiante logre distinguir la diferencia entre metales y no metales por sus

propiedades, se sugiere realizar una práctica de laboratorio con algunos metales y no

metales que se pueden conseguir fácilmente en el mercado.

Se recomienda que los estudiantes, investiguen sobre el uso de algunos

radioisótopos en medicina y en agricultura, y presenten ante el grupo, el resultado de sus

investigaciones

Como actividad final, se dejará de tarea, investigar cuáles metales y no metales se

encuentran en el país, sus fuentes y utilidad. Deberán hacer una exposición ante el grupo

sobre lo investigado.

Para actividad motivadora se sugiere pasar una película o realizar una lectura

relacionadas con las teorías de formación del Universo y el origen de los primeros

elementos. Posteriormente, promover un análisis y discusión sobre lo leído o visto.

Como actividades complementarias, se pueden realizar prácticas de laboratorio

para distinguir entre metales y no metales. Se le presenta al estudiante diferentes

elementos tales como: hierro (clavos), aluminio, cobre, trozos de carbón, azufre, yodo. Se

le pide a los estudiantes que:

1. Describan las propiedades físicas de cada una de las sustancias: dureza, color,

textura, brillo, etc. con esto podrán distinguir entre metales y no metales por su dureza. Si

los metales no tienen brillo es porque sobre la superficie tienen una capa de óxido,

entonces, utilizando una lima para uñas se pueden pulir.

2. Calienten en la llama de una candela o de un mechero de alcohol, cada uno de

los elementos mencionados. Deben ser sostenidos, con mucho cuidado, con la mano

para que se detecte la conducción del calor.

3. Traten de deformar los diferentes elementos golpeándolos con un mazo o un

martillo pequeño, con el fin de observar la propiedad de maleabilidad de los metales.

En este capítulo lo más importante, es el reconocimiento de las partículas

subatómicas para identificar al átomo, los isótopos y su masa relativa, considerando su

número atómico y su número de masa, para luego calcular la masa atómica promedio,

utilizando la masa relativa de cada isótopo y el porcentaje de abundancia.

Es importante aclarar, que cuando se habla de la masa atómica, se toma en

cuenta el número de partículas (protones y neutrones), y este es un número entero, ya

que no se pueden tener fracciones de ellas. El número másico o de masa, es

característico de cada isótopo en particular. Se determina en el laboratorio por medio

de un espectrómetro de masas. En este, se mide la masa relativa de cada isótopo con

respecto al átomo más abundante del carbono: el carbono-12.

Algunos elementos, como el sodio y el aluminio, están formados por una sola clase

de átomos, pero la mayoría presentan varios isótopos, que en conjunto, constituyen una

mezcla isotópica: el elemento con más isótopos estables, es el estaño, que tiene 10 de

ellos. En la mezcla, cada isótopo participa en un determinado porcentaje, que se llama

abundancia.

Para calcular la masa atómica promedio (llamado también peso atómico) se toma

en cuenta la masa relativa de cada isótopo, su abundancia en la mezcla y se determina

el promedio ponderado. Este es un número decimal, no un entero y es el número que

aparece en la tabla periódica. Como lo que se calcula es el promedio ponderado, este

número tiene un valor muy cercano a la masa del isótopo más abundante.

Hay alrededor de 270 isótopos naturales y se han sintetizado, en laboratorios de

energía atómica, más de 1000. En la tabla periódica, la masa atómica de los elementos

sintéticos, se indica con un número entero entre paréntesis. Esta es la masa del isótopo

más estable.

EJERCICIOS RELACIONADOS CON LOS ELEMENTOS QUÍMICOS Y EL ÁTOMO

En muchos de los ejercicios se utilizan isótopos de los elementos, por esta razón, se

escriben números enteros que corresponden al número de masa y en algunos casos, es

un isótopo cuyo número másico no coincide con los número indicados en la tabla

periódica. Por ejemplo, la masa atómica promedio del yodo, es 126,905 uma (se

redondea a 127), pero tiene un isótopo con un número de masa de 131uma, que se

encuentra en menor porcentaje

1. A continuación se presentan cuatro afirmaciones relacionadas con el átomo:

I. Los protones se encuentran en el núcleo y su número es igual al número de electrones.II. La masa del electrón es la más pequeña de todas las partículas fundamentales.III. A medida que el número atómico aumenta, el número de electrones y de protones disminuyen proporcionalmente.IV. La suma de protones y neutrones es igual el número de masa o número atómico.

Son correctas:a) II y IV b) I y III c) I y IV d) II y III

2. Para identificar un átomo se usa como criterio básico únicamente el número

a) de electrones b) de isótopos c) másico d) atómico

3. De las siguientes partículas subatómicas: protones, neutrones, electrones, la o las que

determinan la existencia de isótopos son ________________________

4. Un compuesto con 52 protones, 54 electrones y 78 neutrones se representa como

_____________________________________.

5. Las formas isotópicas de un elemento tienen

I. Diferente número de protones e igual número de neutrones.II. Igual número de protones que de neutrones.III. Diferente masa e igual número atómico. IV. Igual número de protones y diferente número de neutrones.

De las anteriores afirmaciones son correctas

a) I y II b) II y III c) III y IV d) I y IV

6. La especie química que tiene 38 protones, 36 electrones y 49 neutrones corresponde al elemento llamado

a) Indio y ha perdido 11 electrones b) criptón y ha ganado 2 electrones

c) estroncio y ha perdido 2 electrones c) criptón y ha ganado 2 electrones

7. 118 120

De las siguientes especies: A y B se puede afirmar que la especie A tiene, con 39 39

respecto a la especie B

I. mayor número de protones II. mayor número de electrones

III. menor masa IV. mayor masa

La afirmación correcta es la _______________

8. Un químico llevó a cabo el siguiente proceso: 118 120

A + 2 n° ----- B

50 50

El átomo obtenido es:

I. Un elemento desconocido. II. Un elemento ya conocido

III. Imposible de ubicar en la tabla periódica IV. Un isótopo del elemento A

De las anteriores afirmaciones son correctas:

a) I y III b) II y IV c) I, III y IV d) II, III y IV

9. A continuación se presentan cuatro grupos de posibles isótopos 56 236 235

I. Fe, Fe3+, Fe2+ II. U , U 26 91 90

35 37 38

III. Cl, Cl , Cl IV. Al+3, Al o

17 17 17

El grupo formado por una mezcla isotópica es el __________

10. 127

El Te2- contiene: ________ protones, ________ electrones, ________ neutrones 52

su número másico es ________ y su número atómico es ________

11. 35

El Cl -1 contiene: ________ protones, ________ electrones, ________ neutrones 17

su número másico es ________ y su número atómico es ________

12. 131

. El Ba2+ contiene: ________ protones, ________ electrones, ________ neutrones 59

su número másico es ________ y su número atómico es ________

13. 88 2+

El isótopo Sr contiene _____ protones, _____ neutrones, _____ electrones. 38 su número másico es ________ y su número atómico es ________

14. 55

El Fe3+ contiene: ________ protones, ________ electrones, ________ neutrones 26

su número másico es ________ y su número atómico es ________ (5 ptos)

15. 200

Para la especie: Hg 1+, el número de protones, neutrones y electrones es: 80

a) 80, 120, 79 b) 80, 120, 81 c) 80, 200, 80 d) 200, 80, 81

16. De las siguientes especies:

65 52 74

I. Zn2+ II. Cr2+ II. As3-

30 24 33

la que tiene más electrones y la que tiene más neutrones es respectivamente la ____________

y la ____________.

17. De las siguientes especies:

102 106 112

I. Rh3+ II. Pd 2+ III. Cd 2+

45 46 48

la especie que tiene más neutrones y la que tiene menos electrones respectivamente, se encuentra en la opción:

a) III y I b) I y II c) II y I d) II y III

18. De las siguientes especies:

195 112 122

I. Pt 2+ II. Cd 2+ III. Sb 3-

78 48 51

la que tiene más electrones y la que tiene más neutrones es respectivamente

a) III y I b) I y II c) II y III d) II y I

19 Complete el siguiente cuadro

Elemento Símbolo Protones Neutrones Electrones A Z

32 40 32

+2 12 27

20. Complete el siguiente cuadro:

Elemento Símbolo Protones Neutrones Electrones A Z

Bismuto 209 83

108

Ag1+

47

Manganeso 30 55

21. Complete el siguiente cuadro:

Elemento Símbolo Númeromásico

Número atómico p+ e- n°

33

P3-

15

Pb 207 82

Mercurio 80 120

22. Complete el siguiente cuadro:

Elemento SímboloNúmero másico

Número atómico

p+ e- n° carga

Plomo 207

125

+2

207 125 +2

60

Co3+ 27

Antimonio 48 70

23. Complete el siguiente cuadro:

Nombre elemento Símbolo

Númeromásico

Número atómico p+ e- n° carga

34

16S 2-

Cd 112 46 2+

Cobre 29 34 1+

24. Complete el siguiente cuadro:

Elemento símbolo Z A protones neutrones electrones carga

Yodo 131 54

Au+3 117

Arsénico 33 75