3.º de ESORuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Interpretar los modelos atómicos como representaciones históricas con alcance y límites.
- Calcular protones, neutrones y electrones a partir de Z, A y la carga.
- Usar grupos y periodos para reconocer patrones químicos generales.
Antes de empezar
- Distinguir modelo y realidad.
- Restar números enteros.
- Reconocer sustancias y elementos.
Los modelos cambian cuando cambia la evidencia
Dalton representó átomos indivisibles; Thomson incorporó electrones; Rutherford concentró carga positiva y masa en un núcleo; Bohr propuso niveles de energía.
El modelo actual describe regiones de probabilidad electrónica. Las bolas y nubes de los dibujos ayudan a razonar, pero no son fotografías ni órbitas planetarias literales.
Z, A e isótopo
- Número atómico Z y número másico A
- Z es el número de protones y define el elemento. A es protones más neutrones. Los isótopos tienen el mismo Z y distinto número de neutrones; por eso difiere A.
Átomos neutros e iones
En un átomo neutro, electrones y protones son iguales. Un ion positivo ha perdido electrones; uno negativo los ha ganado. El núcleo no cambia en una ionización química ordinaria.
Para una carga q expresada en unidades elementales: q = protones − electrones. Por tanto, electrones = Z − q, conservando el signo de q.
Leer una especie atómica
- Identifica Z: da protones y elemento.
- Calcula neutrones con N = A − Z.
- Si es neutra, electrones = Z.
- Si tiene carga, usa q = Z − electrones.
- Comprueba que cambiar electrones no ha cambiado la identidad del elemento.
Un ion de magnesio
Una especie tiene Z = 12, A = 24 y carga +2.
- Protones = 12.
- Neutrones = 24 − 12 = 12.
- Carga +2 significa dos electrones menos que protones.
12 protones, 12 neutrones y 10 electrones.
Un grupo no es una identidad perfecta
Todos los elementos de un grupo tienen exactamente las mismas propiedades.
Comparten tendencias químicas; en los grupos representativos suele repetirse el patrón de electrones externos.
La semejanza no elimina diferencias de tamaño, reactividad o estado. La regla de electrones externos requiere matices en los elementos de transición.
Qué debes conservar
- Z identifica el elemento.
- A = protones + neutrones.
- Los isótopos comparten Z y difieren en neutrones.
- Los grupos y periodos ordenan patrones, no copias idénticas.
Evidencia y límites de los modelosPrueba otro caso
En el experimento de la lámina de oro, casi todas las partículas atravesaron la lámina en línea recta y unas poquísimas rebotaron hacia atrás. ¿Qué se dedujo?
¿Cuál de estas frases describe MEJOR cómo avanza la ciencia, según la historia de los modelos atómicos?
Solución accesible sin interacción
Respuesta: Que el átomo tiene un núcleo positivo muy pequeño y mucho espacio alrededor — La mayoría de las partículas alfa atravesaron la lámina con poca desviación, mientras unas pocas sufrieron grandes desviaciones. Rutherford lo interpretó como carga positiva y gran parte de la masa concentradas en un núcleo pequeño: la repulsión eléctrica cerca de él puede desviar fuertemente una partícula alfa.
La mayoría de las partículas alfa atravesaron la lámina con poca desviación, mientras unas pocas sufrieron grandes desviaciones. Rutherford lo interpretó como carga positiva y gran parte de la masa concentradas en un núcleo pequeño: la repulsión eléctrica cerca de él puede desviar fuertemente una partícula alfa.
Respuesta: Se reemplaza cuando deja de explicar nuevas observaciones — La evidencia nueva puede exigir revisar un modelo que antes resultaba útil.
Los cuatro modelos son el ejemplo de manual: ninguno se cambió por gusto, sino porque una medida concreta —el electrón, la lámina de oro, los espectros— dejaba al anterior sin respuesta. Y ninguno era una mentira: eran lo mejor que explicaba lo que se sabía entonces.
Protones, neutrones y electronesPrueba otro caso
Una especie tiene Z = 17, A = 37 y carga −1. ¿Cuántas partículas contiene?
Una especie tiene Z = 12, A = 25 y carga +2. ¿Cuál es su composición?
Solución accesible sin interacción
Respuesta: 17 protones, 20 neutrones y 18 electrones — Z fija protones; A menos Z fija neutrones; la carga negativa añade un electrón.
Z da 17 protones, A − Z da 20 neutrones y la carga −1 exige un electrón más que protones.
Respuesta: 12 protones, 13 neutrones y 10 electrones — Resto 12 de 25 para neutrones y quito dos electrones por la carga positiva.
Hay 12 protones, 25 − 12 = 13 neutrones y dos electrones menos por la carga +2.
Grupo, periodo y patrón electrónicoPrueba otro caso
Un átomo neutro tiene sus electrones repartidos así: 2 en la primera capa, 8 en la segunda y 7 en la tercera. ¿Dónde está en la tabla?
El calcio tiene Z = 20 y reparte sus electrones en 2, 8, 8 y 2. ¿En qué grupo y periodo está?
Solución accesible sin interacción
Respuesta: Grupo 17, periodo 3 — Tres capas fijan el periodo y siete electrones externos sitúan al cloro en el grupo 17.
Tres capas fijan el periodo y siete electrones externos sitúan al cloro en el grupo 17.
Respuesta: Grupo 2, periodo 4 — Cuatro capas y dos electrones externos dan periodo 4 y grupo 2.
Cuatro capas, luego periodo 4; dos electrones en la última, luego grupo 2. La opción que invierte los dos números está puesta a propósito, porque es el fallo más repetido.
Identidad, carga y posición
Una especie del periodo 3 y grupo 17 tiene A = 37 y carga −1. Determina Z, protones, neutrones y electrones y explica qué dato fija su identidad.
Solución accesible sin interacción
- Demuestra que puedes interpretar los modelos atómicos como representaciones históricas con alcance y límites.
- Demuestra que puedes calcular protones, neutrones y electrones a partir de Z, A y la carga.
- Demuestra que puedes usar grupos y periodos para reconocer patrones químicos generales.
Respuesta: Z = 17; 17 protones, 20 neutrones y 18 electrones.
El cloro ocupa periodo 3 y grupo 17; Z fija el elemento, A − Z da neutrones y la carga −1 añade un electrón.
Compruébalo ahora
Un átomo neutro tiene Z = 13 y A = 27. Calcula protones, neutrones y electrones.
Ver solución explicada
Respuesta: 13 protones, 14 neutrones y 13 electrones.
Protones = Z = 13; neutrones = A − Z = 14; al ser neutro, electrones = protones.
Un elemento está en el periodo 3 y en el grupo 17. ¿Qué patrón permite prever su posición?
- Tiene tres capas ocupadas y siete electrones de valencia
- Tiene diecisiete capas ocupadas
- Tiene tres protones y diecisiete neutrones
Ver solución explicada
Respuesta: Tiene tres capas ocupadas y siete electrones de valencia
En los elementos representativos, el periodo indica el nivel principal más alto ocupado y el grupo 17 corresponde a siete electrones de valencia.
Dos átomos tienen Z = 8, pero A = 16 y A = 18. ¿Qué relación guardan?
- Son isótopos del mismo elemento
- Son elementos diferentes
- Son el mismo átomo con distinta carga
Ver solución explicada
Respuesta: Son isótopos del mismo elemento
Comparten Z y, por tanto, protones; sus A distintos revelan diferente número de neutrones.
Alineación curricular y fuentes
- Física y Química, saberes básicos de primero a tercer curso, bloque B: modelos atómicos, estructura del átomo y ordenación periódica. · Real Decreto 217/2022, currículo básico de ESO
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