materia

1. ESPECIALIDAD CIENCIA Y
TECNOLOGÍA
ESTRUCTURA DE LA MATERIA

2. Es la parte más pequeña de un elemento químico que conserva las
propiedades de dicho elemento; es un sistema muy dinámico y energético en
equilibrio, constituido por dos partes.
NÚCLEO:
Parte central pequeña y positiva, contiene aproximadamente 200 tipos de
partículas denominadas nucleones, de los cuales, los protones y neutrones
son los fundamentales. Concentra la masa atómica (99.99%). Los nucleones
se mantienen unidos por la fuerza nuclear
ENVOLTURA O ZONA EXTRANUCLEAR:
Ocupa gran espacio (99.99% del volumen), se encuentran los electrones
ocupando ciertos estados de energía. Se encuentran a distancias y
circulando a trayectorias no definidas del núcleo.

3. Tiene 7 nucleones fundamentales y 3 electrones, en total 10 partículas
subatómicas fundamentales o principales.

4. En átomos neutros protones es igual a electrones.
El comportamiento y las propiedades de las partículas
subatómicas, principalmente de los electrones, se rigen mediante
un modelo matemático, llamado la ecuación de onda, propuesta
por los científicos Erwin Schrodinger (en base a la mecánica
cuántico no relativística) y Paul Dirac (en base a la mecánica
cuántica relativística).

5. La carga absoluta se mide en Coulum ©, que viene a ser la unidad de carga
eléctrica en el Sistema Internacional.

6. La partícula subatómica fundamental o principal más ligera (menor masa) es el
electrón, y la más pesada, el neutrón.
El electrón y el protón poseen igual carga y signos opuestos, que constituyen la
unidad elemental de carga eléctrica de la materia.
El electrón, protón y neutrón es idéntico para todos los átomos; así, por ejemplo,
el electrón o protón de un átomo de carbono es idéntico al de átomo de oro o de
cualquier otro elemento.
El electrón y el protón son las partículas subatómicas fundamentales de mayor
estabilidad (más estable) fuera del átomo y el neutrón es el de menor estabilidad
(inestable)

7. Es el número de protones presentes en el núcleo atómico de un elemento y es
exactamente igual al número de electrones, cuando el átomo es neutro. Permite
su identificación. Define su comportamiento químico. En un átomo eléctricamente
neutro se cumple que “Z” es igual al # de protones e igual al # de electrones.
Número total de partículas fundamentales en el núcleo de un átomo, o sea, el
número de nucleones fundamentales.

8. El número de masa, es variable para un mismo elemento debido a la
existencia de isótopos. En todo nuclido se cumple: A > Z, excepto en el
protio.

9. También llamados “hilidos”, son nuclidos de un mismo elemento químico,
por lo tanto poseen igual número de protones, diferente números de
neutrones y diferente número de masa.
Los isótopos poseen propiedades químicas iguales y propiedades físicas
diferentes.
El nombre se debe a que ocupan el mismo lugar en la tabla periódica
porque pertenecen al mismo elemento.

11. Existen cerca de 20 elementos que no poseen isótopos naturales:
He, Be, F, Na, P, Sc, Co, As, etc.
Generalmente, el isótopo natural de menor número de masa, por lo
tanto de menor masa atómica, posee mayor abundancia natural,
porque es más estable, y el más pesado es que tiene menor
abundancia natural, porque es inestable o radioactivo.
Elemento químico: es una mezcla de isótopos, ya sean éstos
estables o inestables (radiactivos).

12. IGUAL MASA. Son núclidos que pertenecen a elementos diferentes,
poseen igual números de masa, diferente número atómico y
diferente número de neutrones, es decir igual número de nucleones
fundamentales. Son nuclidos con propiedades físicas y químicas
diferentes.

13. Son núclidos pertenecientes a elementos diferentes. Poseen
diferente número de protones e igual número de neutrones; por lo
tanto diferentes números de masa. También son núclidos con
propiedades físicas y químicas diferentes.

17. A continuación, lee la siguiente situación y responde:
Experimento de Ernest Rutherford
En 1910 un físico neozelandés. Ernest Rutherford, que estudio con Thomson en la
Universidad de Cambridge, utilizó partículas alfa para demostrar la estructura de los
átomos. Junto con su colega Hans Geiger y un estudiante de licenciatura llamado
Ernest Marsden. Rutherford efectuó una serie de experimentos utilizando láminas
muy delgadas de oro y de otros metales, como blanco de partículas a provenientes
de una fuente radiactiva (partículas alfa). Ellos observaron que la mayoría de las
partículas atravesaban la lámina sin desviarse, o bien con una ligera desviación. De
vez en cuando, algunas partículas alfa eran dispersadas (o desviadas) de su
trayectoria con un gran ángulo. En algunos casos, las partículas alfa regresaban por
la misma trayectoria hacia la fuente radiactiva. Éste fue el descubrimiento más
sorprendente ya que. Según el modelo de Thomson, la carga positiva del átomo era
tan difusa que se esperaría que las partículas a atravesaran las láminas sin desviarse
o con una desviación mínima, El comentario de Rutherford sobre este
descubrimiento fue el siguiente: “Resultó tan increíble como si usted hubiera
lanzado una bala de 15 pulgadas hacia un trozo de papel de seda y la bala se hubiera
regresado hacia usted”. Adaptado de:
(https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/teoria-atomica/el-
experimento-de-ernest-rutherford-el-proton-y-el-nucleo.html)

18. Una docente presenta la siguiente lectura sobre la indagación de Rutherford: El
experimento de 1910.
1. La maestra les pregunta a sus estudiantes: ¿Cuál de las siguientes
preguntas podría haber sido respondida con la indagación realizada?
a. ¿Cómo influyen el tipo de material y su espesor, así como la velocidad de
las partículas alfa en el ángulo de reflexión de las partículas alfa?
b. ¿Cuál es el máximo ángulo de reflexión de una partícula alfa según el tipo
de material?
c. ¿Cuál es el tipo de material y su espesor que influyen en la desviación de las
partículas alfa?

19. 2. ¿Por qué sería importante emplear un grupo de placas que no
reciban la radiación en el estudio?
a. Porque se debe discriminar entre los efectos causados por el
tratamiento experimental en estudio y los originados por otros
factores.
b. Porque se deben mantener constantes las posibles variables
intervinientes.
c. Porque se debe observar cómo se comportan las partículas alfa
antes de chocar con las placas.

20. 3. ¿Cuál de las siguientes es una variable de control en la
indagación realizada?
a. El tipo y espesor del material bombardeado.
b. El ángulo de reflexión.
c. Velocidad de la radiación.

21. Una estudiante realiza el siguiente comentario:
“No comprende por qué sería tan importante el experimento de
Rutherford, que en realidad muestra la desviación de radiaciones que
llegan a una placa de metal”.
4. ¿Cuál es la explicación que ayudaría a la estudiante a
reflexionar sobre su comentario?
a. Según el modelo de Thomson, la carga positiva del átomo era
tan difusa que se esperaría que las partículas “a” atravesaran las
láminas sin desviarse o con una desviación mínima.
b. El experimento de la lámina de oro de Rutherford mostró que
el átomo es en su mayoría espacio compacto.
c. El modelo atómico de Rutherford, como su nombre lo indica,
fue uno de los modelos propuestos para explicar la estructura interna
del átomo.

22. 5. Al finalizar el análisis de la lectura un estudiante comenta al
docente: ¿Por qué en este experimento se utilizó láminas de oro de
preferencia? A partir de la pregunta planteada, ¿Cómo podría
retroalimentar el docente al estudiante?
a. Pensemos en los tipos de metales que se podrían conseguir en
esa época de la historia, no se tiene una gran variedad como ahora,
eso podría ser un factor importante para plantear el experimento.
b. Imaginemos que tenemos un presupuesto para determinar el
desarrollo del experimento, esto significa que no podemos utilizar
costos que excedan lo planteado.
c. Recordemos las propiedades de los metales, probablemente
tengamos la posibilidad de determinar la facilidad para trabajar con
ciertos materiales y no con otros.

23. A continuación, lee la siguiente situación y responde:
En un laboratorio de química un grupo de científicos deciden ordenar
los materiales de su inventario. Para ello presenta la siguiente Tabla
de los elementos constituyentes en los diferentes frascos:
Especie
química
Z A p+ n e-
9
19
𝐹-1 9 19 9 10 10
3
7
𝐿𝑖+1 3 7 3 4 2
7
14
𝑁-3 7 14 7 7 10
20
40
𝐹+2 20 40 20 20 18

24. 6. ¿Qué caracteriza a las especies químicas presentadas?
a. Son especies isoelectrónicas que se relacionan en su número
atómico.
b. Son especies químicas que han sufrido cambios en sus
números de electrones.
c. Son especies isotópicas que representan la variedad de
nuclidos.

25. 7. ¿Por qué el valor del número atómico está directamente
relacionado con el número de protones y no de electrones?
a. Se establece una relación directa por encontrarse en el núcleo
del átomo.
b. Las naturalezas de un elemento se encuentran en el número
de protones y no de electrones.
c. El número de protones define la naturaleza del elemento
químico en el Universo.

26. 8. A continuación, la maestra muestra el siguiente esquema de los isótopos
del Carbono, a partir de ello una estudiante comenta lo siguiente:
Los isótopos del Carbono se establecen por la diferencia de electrones, esto significa
que el carbono 14 tiene un electrón más que el carbono 13.
¿Cuál es el error que evidencia el estudiante?
a. Creer que los isótopos se originan por una diferencia de electrones sin
considerar los neutrones.
b. No considerar la suma de neutrones y protones para determinar la masa
atómica.
c. Definir a los isótopos como la diferencia de electrones.

27. 9. Durante el desarrollo de una unidad de aprendizaje sobre
estructura atómica, un docente recoge saberes previos de sus
estudiantes. ¿Cuál de los siguientes estudiantes evidencia un error en
su intervención?
a. Juan: “Cuando se forman iones o especies químicas
electrizadas se modifica su número de masa”.
b. Kevin: “Cuando un átomo gana electrones, el proceso se llama
reducción, y cuando pierde electrones se llama oxidación”.
c. Ana: “El catión se forma cuando un átomo neutro pierde
electrones y se llama anión cuando los gana”.

28. 10. ¿Cuál de los siguientes isótopos representa el isótopo de
oxígeno más abundante en la naturaleza:

29. 11. Una maestra muestra a sus estudiantes el siguiente esquema de los
isótopos del hidrógeno:
¿Cuál de los siguientes conjuntos de preguntas es pertinente plantear a los
estudiantes para que analicen las diferencias entre los isótopos del hidrogeno?
a. ¿Cómo influye la cantidad de neutrones en la abundancia del isótopo de
hidrógeno? ¿Cuál es el porcentaje de abundancia?
b. ¿Qué tipo de isótopo hallamos en el agua potable? ¿Luego de qué procesos
se puede hallar tritio?
c. ¿Cuántos neutrones encontramos en cada isótopo de hidrógeno? ¿Qué
nuclido es el más abundante?

30. 12. Un estudiante comenta que no entiende cuál es la diferencia entre los
isótopos de hidrógeno, ya que en los tres encuentra un protón:
¿Cuál de las siguientes alternativas es una ayuda pedagógica pertinente para el
estudiante?
a. Explicarles la diferencia en función a la cantidad de protones y neutrones,
pedirle que elaboren una tabla para comparar su masa atómica, número de
protones y neutrones.
b. Presentarle un dibujo de cada átomo con sus protones y neutrones para
que note que estos tienen la misma cantidad de masa atómica.
c. Pedirle que lea información sobre los isótopos para que observe que los
tres se diferencian en su número de protones.

31. 13. Entre los tipos de nuclidos encontramos los isóbaros e isótonos. Una
docente decide presentar dos esquemas para que los estudiantes puedan
desarrollar conclusiones sobre ambos tipos de nuclidos. ¿Quién de los siguientes
estudiantes se encuentra en lo correcto?
a. Rosa: “los isóbaros tienen diferente número de masa y los isótonos
pertenecen a diferentes elementos”.
b. Rubén: “los isóbaros tienen igual número de nucleones fundamentales y los
isótonos tienen igual número de neutrones”.
c. Rodrigo: “los isóbaros pertenecen a elementos diferentes y los isótonos
tienen propiedades físicas y químicas iguales.

32. 14. Durante el desarrollo de una unidad didáctica la docente solicita un
organizador visual sobre los isótopos, los estudiantes participan de la actividad. En el
siguiente esquema presentado.
¿Cuál es el error que evidencia el estudiante?
a. Son átomos que poseen propiedades químicas iguales o idénticas
b. Son átomos que poseen diferente número de nucleones fundamentales
c. Todo elemento posee 2 o más isótopos naturales estables

33. Durante el procesamiento de la información sobre la
estructura atómica de la materia, la docente les plantea la siguiente
actividad a sus estudiantes: les presento el siguiente catión trivalente:
(_21^45)Sc+3. ¿Qué otra información se puede obtener de esta
especie iónica?
¿Qué estudiante requiere un mayor acompañamiento según lo
solicitado?
Ana: “en su núcleo hay 21 protones y 24 neutrones”.
Fidel: “contiene 66 partículas fundamentales”.
Rosa: “contiene 18 electrones”.

34. 16. Durante el desarrollo de una unidad, un equipo de estudiantes
se encuentra debatiendo sobre la estructura del átomo. A
continuación, se muestran sus participaciones. ¿Qué estudiante
demuestra una comprensión de lo expuesto?
a. Brando: “un átomo es eléctricamente neutro debido a la
existencia de los neutrones en el núcleo atómico”.
b. Viviana: “la nube electrónica es una región de elevada
densidad”.
c. Sarita: “la masa de un átomo se concentra casi totalmente en
el núcleo atómico”.

35. 17. Una docente quisiera mostrar a sus estudiantes las relaciones
que existen entre las partículas fundamentales. Para ello les propone
la siguiente situación: “En un átomo de masa 88 se cumple que el
número de protones y neutrones están en relación de 4 a 7
respectivamente. Cómo podríamos determinar el número de
neutrones”.
¿Cuál sería la relación correcta para establecer el número de
neutrones?
a. La masa es la suma de protones y neutrones de un átomo.
b. Los neutrones son iguales a los protones por encontrarse en el
núcleo.
c. El número de masa es igual a los protones en un átomo neutro.