Tema 12 Estructura At Mica

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Estructura atómica
EJERCICIOS PROPUESTOS

12.1 Explica por qué el experimento de Thomson demuestra que los rayos catódicos no eran ondas electromagnéticas, sino haces de partículas con carga negativa.
El hecho de que se desviaran por acción de un campo eléctrico indica que se trata de partículas cargadas. El
que se desviaran hacia el electrodo positivoindica que se trata de partículas con carga negativa.
12.2 Indica la idea principal que el modelo atómico de Thomson añade al modelo de Dalton.
La idea de que el átomo tiene una estructura interna formada por electrones (partículas con carga negativa) y por
una carga positiva que se supone que se distribuye uniformemente por todo el átomo.
12.3 Explica por qué en el experimento de Rutherford:
a)Se esperaba que todas las partículas alfa pasasen a través de la lámina de oro.
b) La mayor parte de las partículas alfa pasaban sin desviarse, y solo unas pocas se desviaban.
a) Porque en el modelo atómico de Thomson se consideraba que toda la masa y la carga positiva estaba distribuida a través de todo el átomo; por tanto, no había motivo para pensar que esta distribución de carga y masa
pudieradesviar a las pequeñas partículas alfa lanzadas a gran velocidad.
b) La estructura del átomo no era como se esperaba, sino que la masa y la carga positiva del átomo se concentraban en un núcleo, muy pequeño en relación al volumen total del átomo. Solo las partículas que pasaban muy cerca del núcleo o chocaban frontalmente eran desviadas.
12.4 Si el núcleo de un átomo tuviera un diámetro de 10 cm,¿cuál sería el radio del átomo?
El radio atómico es 104 veces el radio del núcleo de un átomo. Por tanto, si el radio fuera de 5 cm, el radio del
átomo sería de 5и104 cm, o sea, 500 m.
12.5 Calcula la relación que hay entre el volumen total de un átomo y el volumen del núcleo.
4
ᎏᎏ ␲r3átomo
Vátomo
3
ᎏᎏ ϭ ᎏ ϭ (104)3 ϭ 1012
Vnúcleo
4
ᎏᎏ ␲r3núcleo
3
12.6 ¿Qué partículas del átomo son las responsablesde su volumen?
Los electrones, ya que las partículas positivas se concentran en el núcleo y ocupan un espacio muy pequeño en
comparación con el volumen total del átomo.
12.7 En el modelo de Rutherford:
a) ¿Cuántos electrones tiene cada átomo? ¿Cuál es la carga eléctrica del núcleo? ¿Cómo se distribuyen los
electrones, es decir, a qué distancia del núcleo se encuentran?
b) Imagina el modelo atómicode Rutherford en tres dimensiones y dibuja cómo podrían ser las órbitas de
los electrones.
a) Cada átomo debería tener tantos electrones como cargas positivas elementales tenía el núcleo. La carga nuclear de los átomos pudo conocerse a través de las experiencias de Moseley con rayos X provenientes de diferentes átomos. De las experiencias de Moseley se dedujo que la carga nuclear (número decargas elementales positivas del núcleo) era igual al número de orden del elemento en la tabla periódica, es decir, que cada
átomo tenía una carga elemental más en el núcleo que el elemento precedente. Posteriormente se descubrieron los protones como las partículas positivas que se encontraban en el núcleo, de modo que cada átomo de un mismo elemento se caracterizó por tener un determinado número deprotones (número atómico). Se supone
que los electrones giran en órbitas a diferentes distancias del núcleo, sin que se sepa
cuáles son esas distancias.
b) Rutherford imaginó que las órbitas podían ser circulares. Más adelante Sommerfeld
sugirió que podían ser elípticas.

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Solucionario
12.8

Completa la tabla siguiente:
Elemento
Hidrógeno
Helio
Carbono
CloroNúmero
atómico (Z)

N.o de
protones

N.o de
electrones

N.o de
neutrones

1,008

1

1

1

0

4,003

2

2

2

2
6

Símbolo

Masa
atómica (u)

H

2He

1

C

12,01

6

6

6

17Cl

35,45

17

17

17

6

Para poder deducir el número de neutrones necesitamos saber el número másico del isótopo en concreto. En
el caso del hidrógeno, el helio y el carbono, el número másico del isótopo principal coincide...