Química para Estudiantes de Nutrición - Unidad 2: El Átomo
Los Átomos
El átomo es el límite de división química y los átomos forman las moléculas. Están formados por neutrones, protones, y electrones. Los protones tienen una carga positiva, los electrones una carga negativa, y los neutrones no tienen carga (0).
Fuente: EHU
Cada átomo está formado por un núcleo, que se forma por protones y neutrones, y una corteza, integrada por electrones de carga eléctrica negativa y masa cero.
Fuente
Modelos Atómicos
Los modelos anatómicos principales:
- Modelo atómico de Dalton (1808)
- Modelo atómico de Thomson (1897)
- Modelo atómico de Rutherford (1911)
- Modelo atómico de Bohr (1913)
- Modelo atómico Schrodinger (1924)
Fuente: Elaboración propia
Partículas Subatómicas
Fuente: Profequímica
El número atómico
Los elementos de la tabla periódica ordenados por su número atómico. El número atómico es el número de protones en un átomo, y los isótopos tienen el mismo número atómico pero difieren en el número de neutrones. Actualmente hay 118 elemementos conocidos.
El número másico o número de masa
Las formas del mismo átomo que difieren solo en el número de neutrones se llaman isótopos. En conjunto, el número de protones y de neutrones determinan el número de masa de un elemento.
Número de mása = protones + neutrones
Mása atómica
La masa atómica de un átomo individual es simplemente su masa total y generalmente se expresa en unidades de masa atómica (uma).
Peso atómico
Debido a que los isótopos de un elemento tienen diferentes masas atómicas, los científicos también pueden determinar la masa atómica relativa o peso atómico.
La masa atómica relativa es un promedio de masas atómicas de los diferentes isótomos en una muestra. La contrinución de cada isótopo al promedio se determina por medio de la cantidad que representa dentro de la masa.
Pasos para el cálculo masa molecular
1. Primero, enumera cada elemento que componga esa molécula. Puedes usar el símbolo químico o escribir el nombre del elemento.
Luego, cuenta los átomos según la fórmula molecular.
En el caso del metano, CH4, debes incluir en la lista carbono (C) y oxígeno (H). El metano está compuesto por un átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno.
En el caso de la glucosa, C6H12O6, debes incluir en la lista carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O). La glucosa está compuesta por seis átomos de carbono, doce átomos de hidrógeno y seis átomos de oxígeno.
2. Encuentra la masa atómica relativa de cada elemento de la molécula. Usa una copia de la tabla periódica de elementos. La tabla periódica muestra la masa atómica de cada elemento debajo del símbolo químico.
Por ejemplo, el oxígeno tiene una masa atómica relativa de 15,9994 uma.
La masa atómica de un elemento es casi igual a la suma de las masas de los protones y neutrones que contiene. Observa que la masa atómica relativa que aparece en la tabla periódica está ordenada: se cuentan todos los isótopos del elemento en las proporciones en las que se presentan naturalmente.
3. Calcula la masa total de cada elemento que compone la molécula. Multiplica la masa atómica de cada elemento por la cantidad de átomos de ese elemento:
masa atómica del elemento) x (cantidad de átomos de ese elemento).
Hazlo con cada elemento de la molécula
Fuente: WikiHow
Peso molecular = ∑((masa atómica del elemento) n x (cantidad de átomos de ese elemento) n).
Redondea la respuesta, si es necesario, usando los dígitos significativos.
Recuerda usar las unidades correspondientes. La vieja abreviatura para unidades de masa atómica es uma, pero la abreviatura moderna y "más correcta" es la letra u minúscula.
Ejemplo:
Fuente: WikiHow
Orbitales atómicos y números cuánticos
Según el Modelo Atómico de Schrödinger los electrones son ondas de materia que se distribuyen en el espacio según la función de ondas.
Los electrones se distribuyen por el espacio en orbitales que son las regiones con una alta probabilidad de encontrarlos.
- n → número cuántico principal. Indica los niveles de energía o capas. A mayor n, mayor tamaño del orbital. n toma los valores n =1,2,3,4...
- l → número cuántico del momento angular. Define la forma del orbital. Toma
valores desde 0 hasta n-1. Según su valor tenemos las siguientes formas de orbitales: - l=0: orbital s, l=1: orbital p, l=2: orbital d, l=3: orbital f, ...
- m → número cuántico magnético. Define la orientación espacial del orbital. Valores desde -l hasta
+l - s → número cuántico de espín (giro). Toma los valores -1/2 y +1/2.
Fuente: ChemBooks
Aquí se resume, de forma visual, lo que representan los número cuánticos
Fuente: LumenLearning
Diagramas de orbitales
Flechas se utilizan para representar a los electrones que ocupan los orbitales. Pueden apuntar arriba o abajo.
Los electrones con un giro +, se representan con flechas que apuntan hacia arriba ↑.
Los electrones con un giro -, se representan con flechas que apuntan hacie abajo ↓.
Un máximo de dos flechas se pueden dibujar en cada caja (una en cada dirección) porque un máximo de 2 electrones pueden ocupar un orbital.
Una flecha se posiciona en cada caja para maximizar el número de electrones no parejados en orbitales del mismo suborbital, y para darle a esos electrones el mismo giro.
Ejemplo de un diagrama de orbitales cuando n=3
Fuente: ChemBooks
Configuración Electrónica
La Configuración Electrónica de los elementos es la disposición de todos los electrones de un elemento en los niveles y subniveles energéticos (orbitales). El llenado de estos orbitales se produce en orden creciente de energía, es decir, desde los orbitales de menor energía hacia los de mayor energía.
Se escribe ubicando la totalidad de los electrones de un átomo o ion en sus orbitales o subniveles de energía.
Recordemos que existen 7 niveles de energía: 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. Y cada uno de ellos tiene, a su vez, hasta 4 subniveles de energía denominados s, p, d y f.
Así, el nivel 1 contiene solamente al subnivel s; el nivel 2 contiene subniveles s y p; el nivel 3 contiene subniveles s, p y d; y los niveles 4 a 7 contienen subniveles s, p, d y f.
- El subnivel s aloja un máximo de 2 electrones.
- El subnivel p aloja un máximo de 6 electrones.
- El subnivel d aloja un máximo de 10 electrones.
- El subnivel f aloja un máximo de 14 electrones.
El diagrama de Moeller o Regla de las diagonales se utiliza para recordar el orden de llenado de los orbitales atómicos. Es, simplemente, una regla mnemotécnica.
Es la siguiente:
Iones
La pérdida o ganancia de electrones permite al átomo adquirir carga eléctrica, transformándose en un ion.
- Si la carga eléctrica es positiva, se denomina catión
- si es negativa, se denomina anión
Las variaciones en carga de un mismo elemento se denominan isótopos.
La mayoría de los elementos presentan diferentes isótopos y esto hay que considerarlo para calcular la masa atómica.
La masa atómica de un elemento es la masa media ponderada de sus isótopos naturales. Por eso, la masa atómica de un elemento no es un número entero. La media ponderada quiere decir que no todos los isótopos tienen el mismo porcentaje.
EJEMPLO
El cloro tiene dos isótopos: Cl-35 en un 75,5 % y Cl-37 en un 24,5 %. Por tanto, la masa atómica media será:
M.a.= 35 uma · 75,5/100 + 37 uma · 24,5/100 = 35,49 uma. Esta masa atómica es la que aparecerá en la tabla periódica para el cloro.
CALCULADO PASO A PASO
Comentarios
Las unidades se deben colocar en páginas no como entradas, amplié un poco más la información.