Modelo atómico y elemento químico.

Toda la materia (sustancias químicas) presente en el universo está formada por átomos que son las unidades
mínimas o básicas. Existen sólo 110 tipos de átomos en el universo, pero muchísimas más sustancias químicas.
Esto se explica porque la materia puede estar formada por combinaciones de estos átomos y estas combinaciones
en proporciones distintas.
Cuando una sustancia química está formada por un solo tipo de átomo se llama elemento químico. El cobre es
un elemento químico, ya que está formado por un tipo de átomo, presentando características y propiedades
únicas y de mucho interés comercial, de ahí su valor económico y el interés por obtenerlo. Sin embargo, el cobre
se encuentra en la naturaleza asociado a otros elementos químicos como el oxígeno, azufre, etc., los cuales
presentan otras características distintas al cobre. En Codelco Norte, a través del proceso de lixiaviación y de
electroobtención, se obtiene y luego purifica el elemento químico “cobre” de sus elementos asociados.
CONTENIDOS
Modelo atómico y elemento químico
ELEMENTO QUÍMICO
formado por un tipo de
Átomo
formado por la
representados por
formado por el
Nube electrónica
Símbolo químico
Núcleo atómico
donde están los
Electrones
donde están los
Protones
Neutrones
Elemento químico
Un elemento químico es una sustancia química formada por un tipo de átomo, lo cual la hace tener
características físicas y químicas particulares. En la naturaleza se han descubierto aproximadamente 110
elementos químicos diferentes, y por lo tanto, 110 átomos distintos.
Átomo
Un átomo es la mínima partícula que forma la materia y que presenta las características y propiedades
del elemento a quien conforma. El átomo está formado por partículas más pequeñas que le proporcionan
la masa y la carga eléctrica, aunque en condiciones normales el átomo es eléctricamente neutro, ya que
tiene igual cantidad de cargas positivas y negativas. Cada átomo tiene un número atómico (Z) propio, que
corresponde al número de protones y por tanto también al de electrones. También cada átomo posee un
número másico (A) particular, que corresponde a la suma del número de protones y de neutrones.
Símbolo químico
El símbolo químico de un elemento es la representación gráfica y abreviada de su nombre. Los símbolos se
escriben con una o dos letras, dependiendo del elemento del cual se trate. Ejemplo: Cobre (Cu), Nitrógeno
(N), Oxígeno (O), Carbono (C) etc.
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La nube electrónica corresponde a la zona externa del átomo donde se encuentran los orbitales, es decir,
aquellas áreas donde están los electrones.
Electrones
Los electrones son partículas subatómicas que giran a gran velocidad entorno al núcleo del átomo. El
electrón es una partícula muy pequeña, que aporta con una ínfima proporción a la masa del átomo y le
proporciona la carga eléctrica negativa al átomo. En condiciones normales el número de electrones es igual
al de protones. El electrón se representa a través de la notación: e-.
Núcleo atómico
CONTENIDOS
Nube electrónica
El núcleo atómico es la zona central del átomo, donde se encuentran las partículas subatómicas protones
(p+) y generalmente neutrones (n). Todos los átomos tienen protones y neutrones en el núcleo a excepción
del Hidrógeno que no tiene neutrones.
Protones
Los protones son partículas subatómicas que proporcionan la masa y la carga eléctrica positiva al átomo.
El protón se representa a través de la notación p+.
Neutrones
Los neutrones son las partículas subatómicas que proporcionan la masa al átomo y no poseen carga
eléctrica. El neutrón se representa a través de la notación n.
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Materiales (lo que necesitas)
• Plasticina de tres colores.
• Alambre.
• Cartón piedra.
• Lápices de colores.
• Pegamento.
• Hojas de croquis de dibujo.
• Tijeras.
• Tabla periódica de los elementos químicos.
Procedimiento (lo que debes hacer)
1. Observa la tabla periódica de los elementos y elige un elemento químico (excepto el hidrógeno), preferentemente
de bajo número atómico, para facilitar la construcción de tu modelo.
APLICACIÓN PRÁCTICA
Construyendo un átomo
2. Construye el modelo del átomo del elemento que escogiste. Para esto sigue las siguientes instrucciones:
– Usa los alambres como orbitales de la nube electrónica.
– Representa las partículas subatómicas (electrones, neutrones y protones) en bolitas de plasticina de 3
colores diferentes, uno para cada partícula.
– Coloca las bolitas que representan los electrones en los alambres.
– Busca la forma de colocar el núcleo en el centro del átomo. ¡Pon a prueba tu creatividad!
3. El número de bolitas de plasticina debe corresponder al número de electrones, protones y neutrones del átomo
que escogiste. Para ello saca información de la tabla periódica.
Ejemplo:
Átomo de Calcio
Por lo tanto:
Símbolo:
Número atómico:
Número másico:
Ca
20
40.08
Nº de e-:
Nº de p+:
Nº de n:
20
20
20
4. Monta tu modelo en el cartón piedra y pega en la maqueta una hoja con la explicación de la simbología y las
características del elemento que escogiste.
Ejemplo:
Elemento
Símbolo
Z
A
: Calcio
: Ca
: 20
: 20
Bolitas Negras : electrones
Bolitas Blancas : protones
Bolitas Rojas : neutrones
Punto de fusión
: 838 ºC
Punto de ebullición : 1.440 ºC
Estado físico natural : sólido
5. Monten una exposición y tomen apuntes del modelo de los compañeros (as).
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Ciencia.
Subsector: Estudio y Comprensión de la Naturaleza
Nivel:
Séptimo Año Básico (NB5)
Descripción general
La información entregada en el texto Modelo Atómico y Elemento Químico se refiere al tema de estructura
atómica y al concepto de elemento químico que en NB5 se trata en la unidad El Átomo y las Propiedades
Químicas de la Materia.
Este contenido se relaciona con el proceso productivo del cobre en su etapa de Lixiviación - Electroobtención,
dado el proceso de extracción y de obtención del cobre en el que se busca la concentración del elemento
puro del cobre a partir de sus elementos asociados.
Objetivos
fundamentales
•Manejar un modelo
elemental de
átomo y molécula
y comprender que
toda la materia está
constituida por un
número reducido de
elementos en relación
a la multiplicidad de
sustancias conocidas.
Objetivos
transversales
•Exponer ideas, opiniones,
convicciones, sentimientos
y experiencias de manera
coherente y fundamentada.
Resolver problemas a través
del uso de herramientas y
procedimientos basados
en una actitud reflexiva y
metódica.
Analizar, interpretar y
sintetizar información y
conocimientos.
•
•
Contenidos
•Modelo elemental de
Conceptos claves
átomo como un núcleo y
envoltura.
Noción de elemento
químico y sus
respectivos símbolos.
Reconocimiento del
pequeño número de
elementos que son base
de la inmensa variedad
de sustancias existentes.
•
•
PARA EL DOCENTE
Sector: •Átomo.
•Elemento químico.
•Símbolo químico.
•Núcleo atómico.
•Nube electrónica.
•Protones.
•Neutrones.
•Electrones.
•Carga eléctrica.
•Número atómico.
•Número másico.
Aprendizajes posibles
•Reconocer la estructura atómica, elemento químico y símbolo químico, y desarrollar la representación
mental de átomo con materiales concretos.
•Describir la estructura atómica y explicar la naturaleza eléctricamente neutra del átomo.
•Definir átomo y partículas subatómicas reconociendo sus características y propiedades.
•Relacionar elemento químico con su símbolo químico. Comprender la relación entre elemento y suscaracterísticas físicas y químicas propias.
•Calcular el número atómico, número másico, nº de electrones, protones y neutrones a partir de una
información dada.
Otras oportunidades de aprendizaje
•Buscar y sintetizar información.
•Presentar la información sintética y claramente.
•Desarrollar la imaginación y la creatividad.
•Explicar la existencia de la variada cantidad de sustancias químicas en la naturaleza.
•Concluir la estructura tridimensional y masa del átomo y relacionarla con la estructura tridimensional y
masa de la materia.
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•Reconoce el concepto de átomo y las partículas subatómicas que lo componen.
•Relaciona átomo y elemento químico con las características físicas y químicas.
•Identifica los símbolos químicos de los principales elementos químicos.
•Describe la estructura atómica y las características de las partículas subatómicas.
•Explica la naturaleza eléctricamente neutra del átomo.
•Calcula el número atómico, número másico, número de electrones, protones y neutrones a partir de una
información dada.
•Explica la existencia de la variada cantidad de sustancias químicas en la naturaleza.
•Concluye la estructura tridimensional y masa del átomo.
•Relaciona la estructura tridimensional con la masa de la materia.
PARA EL DOCENTE
Criterios de evaluación
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Nombre:
Curso:
1.
Fecha:
Utilizando tus conocimientos de la estructura del átomo y su característica de neutralidad eléctrica en la
naturaleza, completa la siguiente tabla.
Átomo
Z
A
n
20 20
Magnesio
24 Litio
Flúor
9
19
Cobre
Calcio
2.
p+ e
12
4
3
35 PARA EL DOCENTE
Evaluación Formativa
29
Completa la siguiente tabla teniendo presente las características de las partículas subatómicas que forman
el átomo.
Protón Neutrón Electrón
Ubicación en el átomo
Carga eléctrica (+/-)
Contribuye a la masa del átomo (sí/no)
3.
Responde a las siguientes preguntas:
a) ¿Por qué es necesario refinar el cobre mediante el proceso de lixiviación y electroobtención antes de
enviarlo al mercado para su transacción?
b) Conociendo el modelo atómico ¿Cómo se explica la cualidad del cobre de conducir la electricidad?
Formula una posible explicación.
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Z = nº e- = nº p+
A = nº p+ + nº n
nº n = A – Z
Elemento Símbolo Z
A (aprox.) Número de
Electrones
Número de Protones
Número de
Neutrones
Hidrógeno
H
1
1
1
1
0
Helio
He 2
4
2
2
2
Litio
Li 3
7
3
3
4
Berilio
Be 4
9
4
4
5
Boro
B
5
11 5
5
6
Carbono
C
6
12 6
6
6
Nitrógeno
N
7
14 7
7
7
Oxígeno
O
8
16 8
8
8
Flúor
F
9
19 9
9
10
Neón
Ne 10 20 10 10 10
Sodio
Na 11 23 11 11 12
Magnesio
Mg 12 24 12 12 12
Aluminio
Al 13 27 13 13 14
Silicio
Si 14 28 14 14 14
Fósforo
P
15 31 15 15 16
Azufre
S
16 32 16 16 16
Cloro
Cl 17 35 17 17 18
Argón
Ar 18 40 18 18 22
Potasio
K
19 40 19 19 21
Calcio
Ca 20 40 20 20 20
Cobre
Cu 29 64 29 29 35
MATERIAL COMPLEMENTARIO
Características atómicas de los principales elementos
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