Prueba tus conocimientos con estas 15 preguntas sobre los átomos.
Estructura atómica
Pregunta 1
El átomo es la unidad fundamental de la materia y la estructura que identifica los elementos químicos.
Sobre los átomos es correcto afirmar que:
I. A pesar de que la palabra átomo tenga origen griego y signifique indivisíble, hoy sabemos que el átomo está formado por partículas aún menores.
II. Los átomos en el estado fundamental están cargados negativamente.
III. Un conjunto de átomos con el mismo número de protones representa um elemento químico.
Están correctas las afirmaciones:
a) I y II
b) II y III
c) I y III
d) Todas las alternativas
Respuesta correcta: c) I y III.
I. CORRECTA. Los átomos están formados por partículas subatómicas, como protones, electrones y neutrones.
II. FALSA. El átomo en su estado fundamental es neutro, pues la cantidad de cargas positivas (protones) y negativas (electrones) son iguales.
III. CORRECTA. Cada átomo de un elemento químico presenta un número definido de protones, también llamado número atómico.
Pregunta 2
El núcleo de un átomo puede ser definido como:
a) Una pequeña y densa región central, responsable por prácticamente toda la masa del átomo.
b) Una gran región cargada positivamente, pues está formada apenas por protones.
c) Una región pequeña y neutra, constituida apenas por las partículas llamadas neutrones.
d) Una región del átomo sin carga, ya que las partículas positivas y negativas se anulan en este espacio.
Respuesta correcta: a) Una pequeña y densa región central, responsable por prácticamente toda la masa del átomo.
a) CORRECTA. La estructura de un átomo está compuesta por núcleo, con partículas (protones y neutrones) de masa mayor que los electrones permanecen en la nube exterior.
b) FALSA. Además de los protones, el núcleo contiene las partículas llamadas neutrones.
c) FALSA. El núcleo atómico está formado por protones y neutrones.
d) FALSA. Las partículas negativas se quedan en la nube electrónica del átomo. En el núcleo están las partículas de carga positiva y los neutrones.
Pregunta 3
Los estudios sobre la radioactividad llevaron al científico neozelandés Ernest Rutherford a identificar una región del átomo constituida de grandes espacios vacíos llamada:
a) Núcleo
b) Orbital
c) Nube electrónica
d) Capa eléctrica
Respuesta correcta: c) Nube electrónica
La nube electrónica es la región periférica del átomo, constituida por grandes espacios vacíos por donde pasan las partículas de carga negativa, los electrones.
Protones, neutrones y electrones
Pregunta 1
Rellene la tabla a continuación con las informaciones sobre las partículas subatómicas.
Partícula
Símbolo
Carga
eléctrica
Masa
relativa
Localización
protón
p
1
n
0
núcleo
electrón
-1
1/1836
Respuesta correcta:
Partícula
Símbolo
Carga
eléctrica
Masa
relativa
Localización
protón
p
+1
1
núcleo
neutrón
n
0
1
núcleo
electrón
e
-1
1/1836
nube electrónica
Los protones (p) son partículas localizadas en el núcleo con carga eléctrica positiva y masa relativa igual a 1 u.
Los neutrones (n) son partículas localizadas en el núcleo con carga eléctrica nula y masa relativa igual a 1 u.
Los electrones (e) son partículas localizadas en la nube electrónica con carga eléctrica negativa y masa muy inferior a los protones y neutrones.
Pregunta 2
Las partículas que permiten distinguir entre los átomos de los elementos químicos, responsables por el orden con qué ellos están dispuestos en la Tabla Periódica son:
a) Protones
b) Electrones
c) Neutrones
Respuesta correcta: a) Protones.
El número de protones corresponde al número atómico de un elemento químico. Por tanto, cada elemento químico presenta una cantidad determinada de protones, que permiten distinguirlos.
Por eso, la Tabla Periódica presenta los 118 elementos químicos conocidos por orden creciente de número atómico.
Pregunta 3
Los enlaces químicos son el resultado de la unión de átomos de elementos químicos al transferir o compartir:
a) Protones
b) Electrones
c) Neutrones
Respuesta correcta: b) Electrones.
Los átomos de los elementos químicos se combinan para obtener estabilidad electrónica por medio de enlaces químicos, que se realizan con los electrones, localizados en la capa externa del átomo.
Son ejemplos de enlaces:
Enlace covalente: los electrones son compartidos
Enlace iónico: transferencia de electrones
Enlace metálica: electrones libres
Número atómico y número de masa
Pregunta 1
El número atómico y el número de masa del átomo representado en la imagen es, respectivamente:
a) 3 y 3
b) 3 y 7
c) 6 y 7
d) 7 y 10
Respuesta correcta: b) 3 y 7.
El número atómico (Z) corresponde al número de protones, el número de masa (A) corresponde a la suma de los protones y neutrones en el núcleo del átomo.
Por lo tanto, en el átomo de la imagen tenemos:
Z = p = 3
A = p + n = 7
Pregunta 2
El sodio es un metal que está presente en el primer grupo de la tabla periódica. El átomo de este elemento puede ser representado por 11Na23. El número de protones, electrones y neutrones de este elemento es, respectivamente:
a) 23, 23 y 11
b) 11, 23 y 12
c) 12, 12 y 11
d) 11, 11 y 12
Respuesta correcta: d) 11, 11 y 12.
El número de protones corresponde al número atómico del elemento, que para el sodio (Na) es 11.
En el estado fundamental el átomo es eléctricamente neutro, o sea, el número de protones es igual al número de electrones, que en el átomo de sodio (Na) es 11.
La masa de un átomo se concentra básicamente en su núcleo, ya que la masa de los electrones es despreciable. De esta manera, el número de masa corresponde a la suma de protones y neutrones. Sustrayendo el número de protones de la masa del átomo encontramos el número de neutrones.
A = p + n
n = A - p
n = 23 - 11
n = 12
Por lo tanto, el átomo de sodio tiene 11 protones, 11 electrones y 12 neutrones.
Pregunta 3
La Fisión nuclear corresponde al proceso de división del núcleo de un átomo inestable, que origina otros átomos. En este tipo de reacción, se libera una gran cantidad de energía, que se emplea principalmente en reactores nucleares, que convierten la energía nuclear en energía eléctrica.
Por ejemplo, cuando un átomo de uranio (U) choca con un neutrón, la fisión produce dos núcleos menores, que corresponden a los átomos de criptón (Kr) y bario (Ba), además de liberar tres neutrones que bombardean otros núcleos, en una reacción en cadena.
Si el número atómico del uranio es 92 y el del bario es 56, ¿cuál es el número atómico del criptón?
a) 32
b) 36
c) 44
d) 46
Respuesta correcta: b) 36.
El número atómico de un elemento químico corresponde al número de protones en su núcleo. El átomo inicial es el uranio, que presenta 92 protones. Después de dividirse en dos átomos menores, uno de ellos terdrá 56 protones (bario) y el de criptón podemos calcular por medio de una resta.
Z = 92 - 56 = 36
Por lo tanto, el átomo de criptón formado en la fisión del uranio tiene número atómico 36.
Modelos atómicos
Pregunta 1
Relacione correctamente el científico (columna 1) y su respectivo modelo atómico (columna 2).
Columna 1
I. Dalton
II. Thomson
III. Rutherford
IV. Bohr
Columna 2
( ) Los átomos presentan un núcleo positivo y electrones que se mueven en capas circulares de energía definida.
( ) Los átomos son esferas positivas con partículas de carga negativa distribuidas en la superficie.
( ) Los átomos están formados por una región central de carga positiva, llamada núcleo, y una región externa de carga negativa, llamada nube electrónica.
( ) Los átomos son partículas minúsculas, indivisibles, esféricas, macizas e indestructibles.
La secuencia correcta es:
a) I, II, III, IV.
b) III, II, IV, I.
c) II, III, I, IV.
d) IV, II, III, I.
Respuesta correcta: d) IV, II, III, I.
IV. Según Bohr, los átomos presentan un núcleo positivo y electrones que se mueven en capas circulares de energía definida.
II. Según Thomson, los átomos son esferas positivas con partículas de carga negativa distribuidas en la superfície.
III. Según Rutherford, los átomos están formados por una región central de carga positiva, llamada núcleo, y una región externa de carga negativa, llamada nube electrónica.
I. Según Dalton, los átomos son partículas minúsculas, indivisibles, esféricas, macizas e indestructibles.
Pregunta 2
Analice las afirmaciones siguientes:
I. Los protones, partículas cargadas positivamente, están en una pequeña región central del átomo, el núcleo, y a su alrededor se mueven los electrones.
II. Los estudios sobre la naturaleza eléctrica de la materia desencadenaron el descubrimiento de partículas cargadas negativamente, los electrones.
III. Los electrones se mueven en capas circulares alrededor del núcleo, que presentan valores de energía específicos.
IV. Los átomos son partículas minúsculas, esféricas e indivisibles. Átomos de elementos químicos distintos difieren por su masa y tamaño.
La secuencia correcta que corresponde a la evolución de los modelos atómicos es:
a) I, II, III e IV
b) III, IV, II e I
c) IV, II, I e III
d) II, III, IV e I
Respuesta correcta: c) IV, II, I e III.
IV. Según el modelo propuesto por Dalton en 1808, conocido como bola de billar, el átomo, estructura pequeña y esférica, era indivisible.
II. Thomson, físico inglés, descubrió en 1897 los electrones. Por lo tanto, sugirió un nuevo modelo atómico, conocido como pudin de pasas, donde el átomo es una esfera de fluido positivo con electrones incrustados en la superficie.
I. Al realizar experimentos, Rutherford constató que el átomo está formado por dos regiones: el núcleo, región central de carga positiva, y la nube electrónica, región externa donde los electrones se mueven.
III. Bohr perfeccionó el modelo presentado por Rutherford y propuso que los electrones se movian alrededor del núcleo en capas fijas circulares y de energía específica.
Pregunta 3
El modelo atómico cuántico es el modelo más moderno y complejo propuesto para explicar la estructura del átomo. Según este, es correcto afirmar que:
a) No es posible determinar la posición exacta de un electrón, pues las partículas se mueven en un espacio tridimensional formando una nube electrónica alrededor del núcleo.
b) De acuerdo con la mecánica cuántica, las tres principales partículas subatómicas, protones, neutrones y electrones, presentan carga.
c) Los números cuánticos son capaces de identificar la posición de los protones en un átomo.
d) Los neutrones son partículas-onda en una trayectoria elíptica en la parte central del átomo.
Respuesta correcta:a) No es posible determinar la posición exacta de un electrón, pues las partículas se mueven en un espacio tridimensional formando una nube electrónica alrededor del núcleo.
a) CORRECTA. No es posible determinar la posición exacta de un electrón, pues las partículas se mueven en un espacio tridimensional formando una nube electrónica alrededor del núcleo.
b) FALSA. De acuerdo con la mecánica cuántica, las tres principales partículas subatómicas, protones, neutrones y electrones, presentan carga.
c) FALSA. Los números cuánticos son capaces de identificar la posición de los protones en un átomo.
d) FALSA. Los neutrones son partículas-onda en una trayectoria elíptica en la parte central del átomo.
Iones: cationes y aniones
Pregunta 1
Los compuestos iónicos comprenden la unión de los átomos por enlace iónico. En este tipo de enlace, que ocurre entre un metal y un no metal o hidrógeno, el metal cede electrones, formando un catión y el otro átomo que los recibe es llamado anión.
Siendo asi, los cationes y aniones se definen, respectivamente, por:
a) los cationes son iones de carga neutra y los aniones son iones cargados.
b) los cationes son iones de carga negativa y los aniones son iones de carga positiva.
c) los cationes son iones de carga positiva y los aniones son iones de carga negativa.
d) los cationes son iones de no metales y aniones son iones de metales.
Respuesta correcta: c) los cationes son iones de carga positiva y los aniones son iones de carga negativa.
Los iones son especies que presentan carga, pudiendo ser positiva o negativa. Mientras los cationes presentan carga positiva equivalente al número de electrones que perdieron, los aniones presentan carga negativa equivalente al número de electrones recibidos.
Por ejemplo, un catión X+ indica que el átomo perdió un electrón. El anión Y2- indica que el átomo ganó 2 electrones.
Pregunta 2
El cloruro de sodio (NaCl) está formado por la unión de los átomos de sodio y cloro. Para formar el compuesto, el sodio dona un electrón y se transforma en el catión Na+, mientras el cloro recibe el electrón y forma el anión Cl-.
El número de electrones de los iones de sodio y cloro es, respectivamente:
a) 11 y 17
b) 10 y 18
c) 11 y 18
d) 10 y 17
Respuesta correcta: b) 10 y 18.
En el estado fundamental el átomo es eléctricamente neutro y, por eso, el número de protones, que corresponde al número atómico, es igual al número de electrones.
El sodio (Na) presenta número atómico 11 y 11 electrones. Al perder un electrón forma el ion Na+ con 10 electrones.
El cloro presenta número atómico 17 y 17 electrones. Al ganar un electrón forma el ion Cl- con 18 electrones.
Pregunta 3
El aluminio puede formar un catión trivalente, o sea, presenta valencia +3. Por lo tanto, el ion presenta:
a) 10 protones, 13 electrones y 14 neutrones.
b) 14 protones, 13 electrones y 10 neutrones.
c) 13 protones, 10 electrones y 14 neutrones
d) 13 protones, 13 electrones y 14 neutrones.
Respuesta correcta: c) 13 protones, 10 electrones y 14 neutrones.
El número de protones es como la “identidad” de un elemento y define su número atómico, que en el caso del aluminio es 13.
El número de masa corresponde a la suma de protones y neutrones existentes en el núcleo atómico. Luego, encontramos el número de neutrones restando la cantidad de protones.
A = p + n
n = A - p
n = 27 - 13
n = 14
Al perder tres electrones, el aluminio se transforma en un catión trivalente. En el estado fundamental, el número de protones es igual al número de electrones, que es 13. Al perder 3 electrones, este pasa a presentar:
e = 13 - 3 = 10
Siendo así, el catión del aluminio tiene 13 protones, 10 electrones y 14 neutrones.
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