Presentación de La Clase - Semana 1 Quimica

Estructura atómica
PREPÁRATE PARA EL ÉXITO
QUÍMICA SEMANA: 1
El átomo, imágenes de lo invisible
¿En qué puede ayudar este

avance de la ciencia en el
conocimiento de los átomos?
¿Por qué?
¿Esas imágenes podrían

ayudarnos a entender el
modelo atómico actual?
Figura 1 Figura 2
Imágenes de átomos de uranio y átomos de átomos de silicio,

respectivamente. Obtenidas de Hill y Kolb, (1999, p. 47).
Objetivos de la semana
1. Describe las características de un átomo, sus regiones y las características

más importantes de las partículas subatómicas (protón, neutrón y electrón).
2. Relaciona el número de partículas subatómicas en un átomo o ion, la

notación nuclear y la identidad del átomo.
3. Compara la constitución de distintos nucleidos (átomos o iones) a partir de la

notación nuclear.
4. Clasifica un conjunto de nucleidos como isótopos a partir de sus notaciones

nucleares o sus descripciones.
5. Resuelve problemas que involucran la identidad de átomos o iones o sus
clasificaciones de acuerdo con criterios brindados.
6. Describe el concepto de radiactividad, vida media, radioisótopo y sus

aplicaciones más importantes en medicina y en las ciencias.
7. Resuelve problemas que involucran un decaimiento radiactivo a partir de

información brindada del proceso y de los nucleidos que participan.
8. Examina información sobre un proceso nuclear (descripción, ecuación

nuclear, etc.) que involucra un cambio en la constitución del núcleo.
9. Describe las contribuciones de Bohr, Heisenberg, de Broglie y Schrödinger en

la descripción e interpretación del modelo atómico actual.
El átomo es la unidad más pequeña de un elemento que conserva su
identidad cuando se somete a cambios físicos o químicos.
Nube
electrónica Aquí se encuentra el
electrón (carga negativa)
Aquí se encuentra el:

10-14 m
Protón (carga positiva)
Núcleo Neutrón (sin carga)
A las partículas en el núcleo se las llama nucleones.

10-10 m
Imagen de Chang y Goldsby, 2017, página 45
El núcleo tiene elevada densidad.
La masa del protón es aproximadamente 1840 veces
la masa del electrón.
Carga
Partícula Masa (kg) Masa (uma) Carga (C)
(relativa)
Protón 1,67262×10-27 1,00727 +1 +1,60218×10-19
Neutrón 1,67493×10-27 1,00866 0 0
Electrón 0,00091×10-27 0,00055 -1 -1,60218×10-19
Tabla de N. Tro, 2019.
• La masa del neutrón es ligeramente mayor a la masa del protón.

• El átomo es eléctricamente neutro: el número de protones en el núcleo es igual
al número de electrones en la nube electrónica.
La identidad de un átomo está determinada por su
número de protones.
Número atómico o carga nuclear (Z)
Es el número de protones del átomo y permite identificar al elemento químico.
Z=2 Z=6
#p+ = 2 #p+ = 6
#e- = 2 #e- = 6
2He 6C
Imagen de N. Tro, 2019.

La tabla
periódica brinda
la información
sobre el número
de protones y la
identidad del
átomo.
Un nucleido es una especie atómica con un determinado número
de masa y número atómico.
Número de masa (A).- Llamado también número de nucleones, es igual a la suma del número de
protones más el número de neutrones.
𝐴 = 𝑍 + #𝑛°
Notación nuclear:
𝐴 𝑋−𝐴
𝑍𝑋
o también,
Ejemplo:
23
11𝑁𝑎 11 protones
A = 23 11 electrones 𝑁𝑎 − 23
Z = 11
#n° = 12
Completa la siguiente tabla:
Notación del núclido A Z #n0

14
6𝐶 C – 14 14 6 8
48
20𝐶𝑎
O – 18
206 82
26 30
En los iones positivos (cationes), el número de protones es mayor
al número de electrones.
• Se origina cuando el átomo pierde uno o más electrones.
• El átomo al perder electrones cambia sus propiedades físicas y químicas, pero mantiene su
identidad.
Ion Denominación A Z #p+ #e- #n°
27 3+ Ion tripositivo
13𝐴𝑙 Catión trivalente
23 + Ion monopositivo
11 𝑁𝑎 Catión monovalente
En los iones negativos (aniones), el número de protones es menor
al número de electrones.
• Se origina cuando el átomo gana uno o más electrones.
• El átomo al ganar electrones cambia sus propiedades físicas y químicas, pero mantiene
su identidad.
Ion Denominación A Z #p+ #e- #n°
36 2− Ion binegativo
16𝑆 Anión divalente
80 − Ion mononegativo
35 𝐵𝑟 Anión monovalente
Completa la siguiente tabla:
Notación
Denominación Z A #p+ #e- #n0
del núclido
23 +
11 𝑁𝑎
16 32 18
20 18 20
37 17 18
¿Cuántos electrones tienen en total las especies 16S2-, 20Ca2+ y 56Ba2+?
¿Cuál es el número atómico y símbolo de un elemento que tiene 46 electrones y carga 4+?
Los isótopos son núclidos del mismo elemento con distinto número
de masa, debido a la diferencia en el número de neutrones.
Isótopos (notación) A Z #n0 Compuesto con oxígeno
1 1
1𝐻 1𝑃 (protio) H2O (agua)
2 2
1𝐻 1𝐷(deuterio) D2O (agua pesada)
3 3
1𝐻* 1𝑇(tritio) T2O* (Agua radiactiva)
* = Radiactivo
Figura de N. Tro, 2019.

La radiactividad es la descomposición espontánea
de un núcleo inestable.
En 1896, Henri Becquerel descubre la radiactividad natural. Esta consiste
en la descomposición espontánea que manifiestan ciertos nucleidos
inestables (también llamado decaimiento radiactivo). Luego se descubrió que
un núcleo inestable emite partículas y energía para alcanzar una mayor
estabilidad, con lo que puede ocurrir un cambio en la identidad del nucleido.
Marie y Pierre Curie estudiaron los materiales radiactivos. Marie

descubrió dos nuevos elementos químicos en 1898: uno fue
nombrado como polonio, en referencia a su país natal, y el otro,
radio, debido a su intensa radiactividad.
En 1934 se descubrió la radiactividad artificial (Frederic Joliot

e Irene Curie).
Actividad:
1. Ingresa a la siguiente página interactiva: Periodic Table - Ptable – Properties

2. Selecciona la viñeta Isotopes.
3. Dale clic al Hidrógeno. Ubica a los isótopos estables.
4. Para los otros isótopos, ubica sus vidas medias y anótalas.
5. Responde las siguientes preguntas:
a) ¿Qué es la vida media y cómo se relaciona con la estabilidad de un nucleido?
b) ¿Por qué algunos nucleidos son estables y otros no?
c) ¿Puede encontrarse isótopos radiactivos (radioisótopos) en la naturaleza?
d) ¿Qué aplicaciones pueden tener los radioisótopos?
6. Repite la actividad con otro elemento de la tabla periódica.
Resuelve el siguiente problema:
El uranio-235 es el material que se utilizó en la fabricación de la bomba atómica

Little Boy. Cuando su núcleo absorbe un neutrón, se fragmenta (un proceso
conocido como fisión), con lo que se forma bario-141, kriptón-92 y se liberan
neutrones. ¿Cuántos neutrones se liberan en el proceso? Considera que el
número de protones y de neutrones es el mismo al inicio y al final de la fisión
nuclear.
Los radioisótopos son núclidos inestables: emiten partículas y
energía para ser más estables (decaimiento radiactivo).
Tienen aplicaciones en la medicina
Radioisótopo Aplicación
I-131 Tratamiento de cáncer de tiroides
I-131, P-32, Au-
Detección de tumores malignos
198
Na-24 Análisis de problemas circulatorios
Tc-99m Marcador radiactivo en huesos y cerebro
Paliativo para calmar los dolores que
Sm-153, ocasiona el cáncer a los huesos (Perú es
Lu-177 pionero en Latinoamérica en la
fabricación de Sm - 153) Imagen de Burns, 2011, p. 558
Co-60 Destrucción de tumores cancerígenos

Los radioisótopos también encuentran aplicación en
otras disciplinas.
En agricultura
Irradiación de alimentos para conservar
Co – 60 y Cs-137
mayor tiempo los vegetales y carnes
En arqueología y geología
Imagen de Burns, 2011, p. 556
C - 14 Antigüedad de fósiles
K - 40, U - 238 Antigüedad de rocas
El carbono-14 identifica la antigüedad de todo material orgánico, es
decir, restos fósiles animales o vegetales hasta 60 000 años. Más
Imagen de McMurry y
Fay, 2009, p. 926 allá de este límite, no es confiable.
En química C - 14 Determinación de mecanismos de reacción.
O - 18, Tc - 99 Marcadores biológicos para localizar tumores.
Los isótopos radiactivos que se utilizan para trazar la ruta de los átomos de un elemento en un proceso químico
o biológico, se llaman trazadores o indicadores radiactivos.
Imagen de Brown et al., 2014, página 893

El modelo atómico actual se explica con la mecánica cuántica.
Es un modelo matemático, cuyos principios son:
• Cuantización de la energía
• Dualidad onda-partícula de Louis de Broglie
• Principio de incertidumbre de Werner Heisenberg
• Ecuación de onda de Erwin Schrödinger
Niels Bohr Luis de Broglie Werner Heisenberg Erwin Schrödinger

(Zumdahl y Decoste, 2012, p. (Zumdahl y DeCoste, 2012, p. (Brown et al., 2015, p. 263) (Burns, 2011, p. 133)
331) 332)
Lectura – Modelo atómico actual
Lee la lectura que se encuentra en el aula virtual sobre las

contribuciones de Bohr, de Broglie, Heisenberg y Schrödinger en el
modelo atómico actual. Es parte de los objetivos de esta semana que
los conozcas y los entiendas a un nivel básico.
Cierre de la sesión
¿Qué aprendiste esta

semana que te
parezca importante?
Figura 1 Figura 2
Imágenes de átomos de uranio y átomos de átomos de silicio,

respectivamente. Obtenidas de Hill y Kolb, (1999, p. 47).
Referencias
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C, J. y Woodward. (2014). Química, la ciencia central
(decimosegunda edición). Pearson Educación de México.
Burns, R. (2011). Fundamentos de Química (Trad. H. Escalona y García; 5.a ed.). Pearson Educación de México.
(Trabajo original publicado en 2002).
Chang, R. y Goldsby, K. A. (2017). Química (decimosegunda edición). McGraw- Hill Education.
Chang, R. y Overby, J. (2019). Chemistry (decimotercera edición). McGraw-Hill Education.
McMurry, J. y Fay, R. (2009). Química general (quinta edición). Pearson Educación de México.
Tro, N. J. (2019) QUÍMICA. Un enfoque molecular. Edición global (cuarta edición). Pearson Educación de México.
Hill, J. y Kolb , D. (1999) Química para el nuevo milenio (octava edición). Prentice Hall, México.

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Imágenes de átomos de uranio y átomos de átomos de silicio,

1. Describe las características de un átomo, sus regiones y las características

2. Relaciona el número de partículas subatómicas en un átomo o ion, la

3. Compara la constitución de distintos nucleidos (átomos o iones) a partir de la

4. Clasifica un conjunto de nucleidos como isótopos a partir de sus notaciones

6. Describe el concepto de radiactividad, vida media, radioisótopo y sus

7. Resuelve problemas que involucran un decaimiento radiactivo a partir de

8. Examina información sobre un proceso nuclear (descripción, ecuación

9. Describe las contribuciones de Bohr, Heisenberg, de Broglie y Schrödinger en

Aquí se encuentra el:

A las partículas en el núcleo se las llama nucleones.

• La masa del neutrón es ligeramente mayor a la masa del protón.

Imagen de N. Tro, 2019.

Notación del núclido A Z #n0

Ion Denominación A Z #p+ #e- #n°

Ion Denominación A Z #p+ #e- #n°

Figura de N. Tro, 2019.

Marie y Pierre Curie estudiaron los materiales radiactivos. Marie

En 1934 se descubrió la radiactividad artificial (Frederic Joliot

1. Ingresa a la siguiente página interactiva: Periodic Table - Ptable – Properties

El uranio-235 es el material que se utilizó en la fabricación de la bomba atómica

Co-60 Destrucción de tumores cancerígenos

Imagen de Brown et al., 2014, página 893

Niels Bohr Luis de Broglie Werner Heisenberg Erwin Schrödinger

Lee la lectura que se encuentra en el aula virtual sobre las

¿Qué aprendiste esta

Imágenes de átomos de uranio y átomos de átomos de silicio,

Chang, R. y Goldsby, K. A. (2017). Química (decimosegunda edición). McGraw- Hill Education.

Chang, R. y Overby, J. (2019). Chemistry (decimotercera edición). McGraw-Hill Education.

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