3
El átomo
74
EJERCICIOS, ACTIVIDADES Y TAREAS
+
www
74
75
3. Elátomo
EJERCICIOS, ACTIVIDADES Y TAREAS
3
La materia está formada por átomos
1
Indica si, de acuerdo con la teoría de Dalton, las si-
guientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a)
Todos los átomos de los elementos gaseosos tienen la
misma forma y tamaño.
b)
Los átomos son divisibles e invariables.
c)
Los compuestosquímicos siempre están formadospor la
combinación de un átomo de dos elementos diferentes.
2
Copia en tu cuaderno y completa los siguientes enun-
ciados:
a)
Un _ es la partícula más pequeña de un elemento que
conserva sus propiedades.
b)
Un elemento es una sustancia formada por átomos _.
c)
Un compuesto es una sustancia que está formada por
dos o más _ de elementos distintos combinados en pro-
porciones _.
La naturaleza eléctrica de la materia
3
Identifica cuál de estos tres cuerpos:
a)
Tiene carga positiva.
b)
Tiene carga negativa.
c)
Es eléctricamente neutro.
1.
2.
3.
4
Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta se-
gún la actividad anterior:
a)
Para que el cuerpo 1 se transforme en el cuerpo 3 debe
perder cargas positivas.
b)
Para que el cuerpo 1 se transforme en el cuerpo 3 debe
ganar cargas negativas.
c)
Para que el cuerpo 3 se transforme en el cuerpo 2 debe
ganar cargas negativas.
d)
Para que el cuerpo 2 se transforme en el cuerpo 3 debe
ganar cargas positivas.
5
Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta:
a)
Si frotas una barra de vidrio con un trozo de seda solo
queda electrizada la barra de vidrio.
b)
Si frotas una barra de ebonita con un paño de lana, la
barra de ebonita queda cargada positivamente.
c)
Cuandouna varilla cargadanegativamenteentraen con-
tacto con una bolita poliestireno, algunas cargas negati-
vas pasan a la bolita y esta y la varilla se repelen.
d)
La unidad de carga eléctrica es el culombio.
6
Explica si se atraen o se repelen dos péndulos eléctri-
cos que:
a)
No están cargados eléctricamente.
b)
Están cargados con electricidades del mismo tipo.
c)
Están cargados con electricidades de signos contrarios.
7
Completa las siguientes frases en tu cuaderno:
a)
Los fenómenos eléctricos son debidos a una propiedad
de la materia denominada _.
b)
En la materia existen dos tipos de cargas eléctricas, de-
nominadas _ y _.
c)
Las cargas del mismo tipo se _ y las cargas de distinto
tipo se _.
d)
Un cuerpo es eléctricamente neutro cuando el número
de cargas positivas es _ al número de cargas negativas.
8
Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta:
«Un cuerpo eléctricamenteneutro es elqueno tiene cargas
positivas ni negativas.»
9
La carga del electrón es la carga elemental; por tanto,
la carga eléctrica de un cuerpo es un múltiplo entero
de la carga del electrón. Identifica cuáles de estas can-
tidades de carga eléctrica no pueden ser posibles:
a)
1,602
⋅
10
−
10
C
c)
1,602
⋅
10
−
20
C
b)
1,073
⋅
10
−
18
C
d)
4,005
⋅
10
−
18
C
10
Sial frotarun cuerpoesteadquiereuna cargapositiva
de 10
−
5
C, ¿qué carga ha adquirido el cuerpo con el
que se frotó?, ¿por qué?
11
Observa el esquema del tubo de descarga similar a
aquel en el que Thomson descubrió los electrones y
Goldstein, los protones.
+
–
Ánodo
Cátodo
Tubo
de vidrio
Hazdepartículas
negativas (electrones)
Generador
a)
¿De qué electrodo (ánodo o cátodo) crees que parten
los electrones?
b)
¿A qué electrodo se dirigen?
c)
¿Qué tipo de sustancia contiene el tubo en su interior?
d)
¿A qué electrodo se dirigen los protones?
12
Con la simulacióndel tubode rayos catódicosqueapa-
rece en esta página web se puede comprobar que los
electrones viajan en línea recta.
tube/index.html
a)
¿Porquéaparece lasombrade lacruzenel interiordel tubo?
b)
Realiza laexperienciamodificandoel voltajeentreambos
electrodos. Investiga la relación que existe entre el au-
mentodel voltaje yel incrementode lafluorescenciaque
aparece en la pared del vidrio opuesta al cátodo.
21
¿Por qué se vio obligado Rutherford a suponer que
en el núcleo debía existir una partícula que aún no se
había descubierto y a la que denominaron neutrón?
¿Qué partículas son, fundamentalmente, las responsa-
bles de la masa del átomo?
22
Escribeen tu cuaderno laopción correcta. La cargadel
electrón es:
a)
Mayor que la del protón.
b)
Menor que la del neutrón.
c)
Igual que la del protón.
23
Las partículas con las que Geiger y Marsden bombar-
dearon la fina lámina de oro eran partículas alfa.
Una partícula alfa es un átomo de helio que tiene en
su núcleo dos protones y dos neutrones, pero ha per-
dido sus dos electrones:
a)
¿Cuál es la carga de una partícula alfa?
b)
¿Cuál será la masa en kilogramos de una partícula alfa?
c)
Dibujaunátomo completodehelio yunapartículaalfaa
partir de un átomo de helio.
24
En esta página web puedes encontrar un simulador
delexperimentodeGeiger yMarsden.Describe loque
sucede cuando se modifican la energía de las partícu-
las incidentes y el material del que está hecho el blan-
co contra el que se disparan.
Con la ayuda de las simulaciones, explica qué se esperaba
que sucedierade acuerdo con elmodelode Thomson yqué
es lo que realmente sucedió.
mo/rutherford.htm
25
Relaciona cada partícula: electrón, protón y neutrón,
con alguna o algunas de las características siguientes:
a)
Tiene carga eléctrica positiva.
b)
No posee carga eléctrica.
c)
Se encuentra solo en el interior del núcleo.
d)
Gira alrededor del núcleo.
e)
Tiene una masa ligeramente mayor que la del protón.
f)
Tiene carga eléctrica negativa.
g)
Su masa es menor que la del protón.
26
Unátomodehidrógenoestá formadoporunprotón y
un electrón.
a)
¿Cuál es la masa del átomo de hidrógeno?
b)
¿Qué le ocurrirá al átomo de hidrógeno si pierde su úni-
co electrón?
27
Escribeen tu cuaderno lasopciones correctas y corrige
las incorrectas.
a)
Unátomodeflúor se convierteenunanión cuandopier-
de un protón.
b)
Unátomodeflúor se convierteenunanión cuandogana
un electrón.
c)
Un átomo de sodio se convierte en un catión ganando
un protón.
d)
Un átomo de sodio se convierte en un catión perdiendo
un electrón.
Los primeros modelos atómicos
13
Describe cómo es el modelo de átomo ideado por
Thomson. Según este modelo, ¿cómo es el átomo, di-
visible o indivisible?
14
¿Cómo explica el modelo atómico de Thomson los fe-
nómenos de electrización por frotamiento? Explícalo
con la ayuda de esquemas o dibujos.
15
¿Cómoadquiereun cuerpoeléctricamenteneutro car-
ga positiva? ¿Y carga negativa?
16
¿Qué relación hay entre el número de electrones y el
de protones en la materia eléctricamente neutra?
17
Copiaen tu cuaderno y completa los textos siguientes:
«Durante mucho tiempo, los científicos creyeron que los
átomos eran las partículas más pequeñas de la materia.
Actualmente sabemos que los átomos están formados por
partículas más pequeñas llamadas _, _ y _.»
«Un _ es una partícula que tiene carga positiva y está lo-
calizada en el _ del átomo. El _ es una partícula que no
tiene carga eléctrica y que, junto al _, está localizada en el
_ del átomo. Existe una tercera partícula, llamada _, que
tiene carga eléctrica _ y que no está localizada en el _ del
átomo.»
18
Relaciona a los siguientes científicos: Geiger y Mars-
den, J. J. Thomson, E. Goldstein, J. Chadwick y R.
Rutherford, con su aportación al estudio de la estruc-
tura del átomo:
a)
Descubrimiento del protón.
b)
Descubrimiento del electrón.
c)
Modelo atómico del pudin de pasas.
d)
Descubrimiento del neutrón.
e)
Experiencia de la lámina de oro.
f)
Modelo del átomo nuclear.
19
En las ilustraciones se representan las experiencias de
Geiger y Marsden. En una de ellas observamos cuáles
eran los resultados esperados de acuerdo con el mo-
delo de Thomson y en la otra, los resultados reales.
Identifica cada una de estas ilustraciones y explica:
Lámina
deoro
Chorrode
partículas
Pantalladetectora
departículas
Chorrode
partículas
a)
Porquéeranesperablesestos resultados, segúnThomson.
b)
Cómo justificaRutherfordesos resultadosexperimentales.
20
Explica cómo justifica el modelo atómico de Ruther-
ford que en el experimento de Geiger y Marsden:
a)
La mayor parte de las partículas positivas atravesaran la
lámina de oro sin desviarse.
b)
Algunas partículas positivas se desviaran considerable-
mente.
c)
Unaspocaspartículaspositivas rebotaranhacia la fuente
de emisión.
+
www
76
77
3. Elátomo
¿Cómo se identifican los átomos?
28
Copia en tu cuaderno y completa la siguiente frase:
«El número atómico del cobre, Cu, es 29, y su número má-
sico64, lo cualquieredecirqueesteátomode cobre tiene_
protones y _ neutrones, y si es eléctricamente neutro, tiene
_ electrones.»
29
Representa los átomos de cada uno de los elementos
siguientes:
❚
Oxígeno, símbolo O,
Z
=
8,
A
=
16.
❚
Nitrógeno, símbolo N,
Z
=
7,
A
=
14.
❚
Calcio, símbolo Ca,
Z
=
20,
A
=
40.
❚
Magnesio, símboloMg,númerodeprotones12ynúmero
de neutrones 13.
❚
Bromo, símbolo Br, número de protones 35 y número de
neutrones 45.
30
Determina el número de protones, neutrones y elec-
trones de:
a)
Un átomo de
65
30
Zn eléctricamente neutro.
b)
Un ion
85
37
Rb
+
.
c)
Un ion
80
35
Br
−
.
d)
Un átomo de
81
35
Br eléctricamente neutro.
e)
Un átomo de
205
82
Pb eléctricamente neutro.
31
El número de neutrones del litio es uno más que el de
protones. Sabiendo que su número másico es 7:
a)
¿Cuál es su número atómico?
b)
¿Cuántos electrones tiene un átomo de litio eléctrica-
mente neutro?
32
¿Puede un átomo de número atómico 17 tener como
isótopo otro átomo cuyo número atómico sea 18? Jus-
tifica tu respuesta.
33
Conocemos los siguientes datos sobre los átomos A, B,
C y D:
A
B
C
D
13protones
14neutrones
13protones
13neutrones
14protones
15neutrones
14protones
15neutrones
a)
¿Cuáles pertenecen a isótopos diferentes del mismo ele-
mento?
b)
¿Cuáles pertenecen al mismo isótopo del mismo ele-
mento?
c)
¿Son B y C átomos del mismo elemento?
34
Elnúmerodeneutronesdel sodioesdosmásqueelde
protones. Si sunúmeromásicoes23, ¿cuántoselectro-
nes tendrá?
35
Escribeelnúmerodeprotones,neutrones yelectrones
de cada uno de estos átomos:
a)
13
6
C
b)
26
56
Fe
c)
39
14
K
+
d)
16
8
O
2
−
Los nuevos modelos atómicos
36
Elige y copia en tu cuaderno la opción correcta.
a)
Cuando un átomo es excitado, algunos electrones pue-
den pasar de niveles de _ energía a otros de _ energía.
b)
Cuando un electrón emite energía es porque ha pasado
de un nivel de _ energía a otro de _ energía.
37
Corrige las afirmaciones que sean falsas.
a)
El nivel energético 2 puede contener como máximo
18electrones.
b)
El nivel energético 1 puede contener como máximo
2electrones.
c)
El modelo atómico de Rutherford no es válido, porque
cualquier carga eléctricaquegiredebe emitir radiación y
esto no sucede.
d)
El primer postulado de Bohr afirma que el electrón se
mueve alrededordelnúcleo enórbitas circulares, sinque
exista emisión de energía.
e)
Según Bohr, todos los electrones de un átomo se en-
cuentran en un mismo nivel de energía.
38
Responde a las siguientes cuestiones relacionadas con
los modelos atómicos de Bohr, Thomson y Rutherford.
a)
Ordena cronológicamente estos modelos atómicos.
b)
Describe brevemente las características de cada uno de
los modelos.
c)
Asocia cada modelo con uno de los siguientes dibujos:
+
+
+
+
J.J.Thomson (1904)
(modelopasteldepasas)
E.Rutherford (1909)
(modelonuclear)
N.Bohr (1013)
(modelonivelesde energía)
39
Asocia cada término con su definición: número atómi-
co, isótopo, núcleo atómico, ion y neutrón.
a)
El centro de un átomo.
b)
Número de protones en un núcleo.
c)
Partícula nuclear sin carga eléctrica.
d)
Átomo con carga eléctrica.
e)
Átomosdeunmismoelemento condiferentenúmerode
neutrones en su núcleo.
Cómo dibujar átomos
40
Relaciona los siguientes átomos: helio (2 electrones),
flúor (9 electrones), litio (3 electrones), sodio (11elec-
trones) y argón (18 electrones) con la configuración
electrónica correspondiente:
a)
2 8 8
b)
2
c)
2 7
d)
2 1
e)
2 8 1
41
Dibuja el núcleo y los niveles de energía de un átomo
de fósforo,
Z
=
15,
A
=
31.
42
Copia y completa en tu cuaderno el siguiente cuadro:
Átomo
Z A
N.°de
protones
N.°de
electrones
N.°de
neutrones
Distribución
electrónica
Na
… … 11
…
12
…
Si
… 28
… …
14
…
Ca
20 … … …
20
…
43
Dibuja un átomo de oxígeno, que tiene 8 protones,
8neutrones y 8 electrones, y escribe su configuración
electrónica.
44
Dibujaen tu cuadernounátomode
11
5
B con su configu-
ración electrónica.
La radiactividad
45
Responde verdadero o falso y justifica tu respuesta:
a)
La radiactividad esun fenómeno causadopor ladistribu-
ción de los electrones alrededor del núcleo.
b)
Un radioisótopoesun isótopo radiactivodeunelemento.
c)
Un radioisótopo de un elemento tiene propiedades físi-
cas y químicas diferentes de las de un isótopo inactivo
del mismo elemento.
46
¿Cuálesdeestos isótopos creesquepueden ser radiac-
tivos?¿Porqué?Compruébalo consultando suspropie-
dades en la web.
a)
222
86
Rn
b)
40
20
Ca
c)
65
30
Zn
d)
218
84
Po
e)
4
2
He
f)
227
89
Ac
g)
99
43
Tc
TÉCNICAS DE ESTUDIO
❚
Elabora tu propio resumen a partir de los recua-
dros de
Ideas claras
que aparecen en la unidad.
También puedes añadir otros contenidos que
consideres importantes.
❚
Crea tu propio vocabulario científico. Para ello, define los términos siguientes: átomo, elemento, compuesto, electrización,
modelo atómico, corteza electrónica, núcleo, isótopo, configuración electrónica y radiactividad. Puedes completar tu voca-
bulario con los términos que consideres.
❚
Copia el esquema que aparece a continua-
ción y añade los elementos necesarios para
construir un mapa conceptual de la unidad.
El átomo
La materia
Radiactivos
Modelos atómicos
Naturaleza eléctrica
forma
algunos son
se representa por
tiene
Puedes grabar tu
resumen y escucharlo
tantas veces como
quieras para repasar
«
1001 cosas que todo el mundo debería saber sobre
ciencia»,
de James
T
REFIL
.
La radiactividad no es innatural. Puesto que el conoci-
miento humano de la radiactividad es reciente, mucha
gente cree que es algo nuevo en el entorno humano. De
hecho, nuestra especie vive y ha evolucionado en un en-
tornoqueestá llenode radiactividad.Eluranio,que sufre
desintegraciones radiactivas,esunelemento comúnen la
corteza terrestre. Es más común que elementos como la
plata y el mercurio. La desintegración en cadena que ini-
cia llena laTierradenúcleos radiactivos.Además, laTierra
está siendo bombardeada constantemente por los rayos
cósmicos. Estos son, en su mayor parte, protones y otras
partículasdealtaenergíay segeneranenelSolyenotras
estrellas, y llueven constantemente sobre nuestra atmós-
fera. Allí colisionan con las moléculas del aire y producen
lluviasdepartículas.Enestemismomomento, laspartícu-
las de esas lluvias pasan a través de nuestros cuerpos con
una frecuenciadeunas tresvecesporminuto,añadiéndo-
se así a los niveles de radiación de fondo.
Así, cuando lea usted algo acerca de que se ha descubier-
to radiactividadenalgunaparte, tieneque ser consciente
de que en la mayoría de los lugares hay ya materiales ra-
diactivos ydeque lapreguntaquedebe formularsenoes
¿es radiactivo?, sino ¿es más radiactivo de lo debería ser
normalmente?
a)
¿Porqué lagente creeque la radiactividadesun fenó-
meno moderno?
b)
¿Qué fenómenos naturales relacionados con la radiac-
tividad describe el autor?
c)
¿Qué son los rayos cósmicos y cuál es su origen?
d)
Si la radiactividad es «algo natural», ¿por qué cuestio-
nes como la generación de electricidad mediante cen-
tralesnucleareso lagestiónde los residuos radiactivos
crean tanta polémica?
LEE Y COMPRENDE LA CIENCIA
EJERCICIOS, ACTIVIDADES Y TAREAS
3
