1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Índice
Yolanda Saldaña Balmori
UNIDAD I. ÁTOMOS Y TABLA PERIÓDICA
OBJETIVOS DELA UNIDAD
INSTRUCCIONES
EVALUACIÓNPREVIA
CONTENIDO
Estructura de la materia - Átomos y elementos - Moléculas y compuestos
EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
GLOSARIO
CONOCIMIENTOS PREVIOS
BIBLIOGRAFÍA
CRÉDITOS
La realización de este sitio fue posible gracias al Programa de Apoyo a Proyectos
para la Innovación y el Mejoramiento de la Enseñanza (PAPIME) PE208417
INSTRUCCIONES
• Cada tema tiene una preevaluación del contenido que se revisará. • Sí contestas correctamente todas las preguntas, pasa al siguiente tema. • Sí tuviste algún error, revisa el tema. • El material se presentará en cuadros, cada uno estará constituido por la información que se considera clave. Al finalizar, se te pedirá que realices una actividad, ya sea contestar unas preguntas o resolver algunos problemas, las opciones de cada pregunta tienen una retroalimentación que encontrarás al hacer clic sobre las opciones de respuesta. • Al final de cada unidad, encontrarás un glosario.
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EVALUACIÓN PREVIA
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1. ¿Qué es un elemento químico?
a. Estructuras existentes en la naturaleza formadas por partículas energéticas.
b. Formados por átomos de diferentes tipos; tienen protones, neutrones y electrones.
c. Mínima parte de la materia con características únicas.
d. Todos los existentes en la tabla periódica que sólo han sido encontrados en la naturaleza.
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EVALUACIÓN PREVIA
1 2 3 4 5
2. ¿Qué característica comparten los elementos de un mismo grupo de la tabla periódica?
a. Todos ellos tienen el mismo número de electrones.
b. Todos tienen el mismo número de electrones en su capa de valencia.
c. Todos comparten ser metales o no metales.
d. Reaccionan solo con elementos de su mismo grupo.
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EVALUACIÓN PREVIA
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3. ¿Cuál de las siguientes opciones son únicamente elementos?
a. Oxígeno, ozono, dióxido de nitrógeno.
b. Oxígeno, sodio, carbono.
c. Ozono, carbanión, oxhidrilo.
d. Dióxido de carbono, potasio, carbono.
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EVALUACIÓN PREVIA
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4. ¿Qué elementos químicos, a excepción del hidrógeno, tienen dos electrones en la primera órbita?
a. Ninguno
b. Todos
c. Solo los metales
d. Los alcalinotérreos
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EVALUACIÓN PREVIA
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5. ¿Qué es un átomo?
a. Partícula constituida por protones y neutrones en cantidades iguales.
b. Es la unidad más pequeña de la materia con las propiedades de un elemento químico.
c. Es la estructura más pequeña de la materia, es divisible y conserva sus características.
d. Todos los átomos están constituidos por moléculas.
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CONOCIMIENTOS PREVIOS
Antes de comenzar se deben comprender los siguientes conceptos:
- Definición de ciencia
- Definición de química
- Mezclas, diferencia entre procesos químicos y físicos
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OBJETIVOS DE LA UNIDAD
Comprender los conceptos: átomo, elemento, símbolo químico, molécula y compuesto
Definir los conceptos número atómico y número másico
Calcular la cantidad de partículas subatómicas a partir de datos como número atómico y número de masa.
Determinar la carga de un átomo con base al número de partículas fundamentales.
Explicar la regla del octeto.
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
INTRODUCCIÓN
ahí también está presente la química, en la energía de la contracción muscular que es producida por las reacciones bioquímicas a partir de los alimentos.
Podemos decir que la Química estudia toda la materia, sea orgánica o inorgánica, su composición, estructura y las reacciones que suceden cuando se transforma.
En los siguientes cuadros recordaremos algunos de los conceptos básicos de la química, importantes para comprender muchas asignaturas necesarias para las ciencias de la salud.
La química está presente en todo aquello que nos rodea, sea vivo o no. Por ejemplo, la tela de la ropa con la que nos vestimos está constituida por fibras sintéticas o naturales que poseen una estructura química, que por procesos también químicos se les da textura y color, también usamos diversos productos químicos como los detergentes y suavizantes para lavarlas. Por otro lado, los alimentos que consumimos, los medi-camentos que nos curan, los materiales de los equipos electrónicos y mecánicos; el combus-tible de los medios de transporte al reaccionar produce la energía necesaria para el movimien-to; inclusive si me dicen “yo uso la bicicleta”.
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
La palabra ÁTOMO se deriva del griego y significa “sin división. Al conjunto de átomos que tienen la misma cantidad de protones en sus núcleos y, por lo tanto, poseen las mismas características y propiedades físicas y químicas, se les denomina ELEMENTO químico, esta sustancia no se puede descomponer, por una reacción química, en otras más simples. Como ejemplos de elementos son: manganeso (Mn), cobre (Cu), hierro (Fe), etc. Los átomos de un mismo elemento son diferentes a los átomos de los otros elementos, un átomo de hidrógeno es diferente de un átomo de nitrógeno, de uno de carbono o de otros.Cada átomo está constituido, principalmente, por tres tipos de partículas diferentes: protones, neutrones y electrones.
La MATERIA se define como aquello que posee masa y ocupa un lugar en el espacio, es constante y no depende de la fuerza gravitacional. Por ejemplo, mi masa corporal es de 60 kg, independientemente si estoy en la Tierra o en otro planeta o satélite, mientras que en la Luna pesaría 9.9 kg y mí masa seguiría siendo la misma. La materia está conformada por elementos y/o compuestos, a su vez formados por partículas muy pequeñas (2x10 cm) llamadas átomos. Por ejemplo, un lingote de oro es una sustancia pura porque está formado únicamente por átomos del elemento oro; la sal de mesa, cloruro de sodio, es un ejemplo de compuesto, está formado por átomos de cloro y sodio.
-8
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Un átomo puede describirse por medio de dos características, el número atómico y el número másico. El número de protones en el núcleo (número atómico, Z) determina las propiedades químicas de ese átomo, mientras que el número de neutrones contribuye a la estabilidad del núcleo ante posibles procesos de fisión o de radiactividad. La suma de protones y neutrones constituye el número de masa o número másico (A). La masa atómica de un elemento (se abrevia como: m.a.) corresponde al promedio de las masas de los isótopos del elemento, consi-derando su abundancia en la naturaleza y es característica de cada uno de los elementos que constituyen la tabla periódica.
Estas partículas no pueden obtenerse por métodos químicos convencionales. Las dos pri-meras son las partículas más pesadas y debido a ello se encuentran alojadas en el centro del átomo, mientras que los electrones, con una masa 1836 veces menor que un protón, son atraídos por el núcleo y se encuentran girando alrededor describiendo orbitas específicas. Los protones tienen carga eléctrica positiva, los neutrones como su nombre lo indica son eléc-tricamente neutros y los electrones tienen car-ga eléctrica negativa. Las cargas eléctricas de un protón y un electrón son iguales numé-ricamente, pero con signo contrario (+1 y -1). Cada uno de los ELEMENTOS que constituyen la Tabla Periódica son diferentes debido a que poseen distintas cantidades de protones.
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
De esta manera, empleando el 12C se calcularon la masa del resto de los elementos, por ejemplo, el hidrógeno que tiene una masa de 1.008 uma, es decir, 1.008 veces menor que un átomo de 12C. Un átomo es eléctricamente neutro, cuando coinciden el número de electrones y protones, así por ejemplo: Existen excepciones a la regla, como por ejemplo:
Determinar la masa absoluta de un átomo fue una tarea muy difícil, que por años obsesionó a Dalton y a muchos científicos, el valor calculado actual-mente es muy pequeño y poco práctico para manejar, por lo que se decidió trabajar con masas relativas. Dalton asigno al elemento más pequeño, el hidrógeno, la masa relativa de 1, pero a finales del siglo XIX, en un Congreso Internacional, para calcular la masa de todos los elementos, se decidió emplear como estándar a un átomo de oxígeno y asignar el valor de 16 unidades de masa atómica (uma). Sin embargo, en 1961 El Comité de Pesos y Medidas estableció que una uma es la doceava parte del peso del isótopo más abun-dante del carbono, el 12C, asignando a este isotopo como patrón, por lo tanto, un solo átomo de 12C tiene una masa de exactamente 12 uma, es decir, su masa en uma es igual a su número atómico.
Carbono (C) Nitrógeno (N) Azufre (S)
Número atómicoNúmero másico Electrones Protones Neutrones
612 6 6 6
16 32 16 16 16
714 7 7 7
Hidrógeno (H) Uranio (U)
11 1 1 0
Número atómicoNúmero másico Electrones Protones Neutrones
92238 92 92 146
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Así, por ejemplo, el sodio (Na), cede su único electrón en la capa de valencia cuando se une al cloro (Cl), que tiene 7 electrones en su capa de valencia, formando así el compuesto cloruro de sodio (NaCl), el sodio adquirirá la configuración electrónica del neón (Ne, Z=10) y el cloro adquirirá la configuración del argón (Ar, Z= 18). Otro ejemplo, el oxígeno (O) que tiene 6 electrones, se combina con dos átomos de hidrógeno (H),que tienen un solo nivel energético con un electrón, de esta manera se completa el octeto al sumar los 6 electrones del O y los dos provenientes de los dos átomos de H para dar lugar al COMPUESTO conocido como H2O; el O y los H, adquieren la configuración electrónica del Ne (Z=10) y del helio (He, Z=2) respectivamente.
El número máximo de electrones posibles en el primer nivel energético es de 2, en el segundo 8, en el tercero 18, en el cuarto 32, para que posteriormente decrezca su número. Los químicos han observado que los átomos que poseen 8 electrones en el orbital más externo, también llamada capa de valencia, les confieren estabilidad como a los elementos del grupo 8A, los gases nobles. Todos los elementos, incluyendo los de importancia biológica, tienen la tendencia de adquirir la configuración electrónica del gas noble más cercano, esta tendencia de los elementos, denominada la regla del octeto, define su capacidad de combinación.
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Un COMPUESTO es una sustancia que al descom-ponerse químicamente libe-ra los elementos que lo constituye; son ejemplos, el agua (H2O), la sal de mesa (NaCl) y el ácido fosfórico (H3PO4).
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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1. Los átomos de un elemento son entidades eléctricas neutras debido a que:
a. Sólo tienen cargas negativas llamadas electrones.
b. Tienen abundancia de electrones en su estructura.
c. Las cargas positivas y negativas son equivalentes.
d. Las cargas positivas están distribuidas en los niveles energéticos.
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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2. Un átomo de nitrógeno tiene siete electrones, ¿cuántos protones y neutrones tiene?
a. 5 protones y 5 neutrones
b. 7 protones y 7 neutrones
c. 9 protones y 9 neutrones
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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3. Se llaman isótopos a los átomos de un mismo elemento, que en sus núcleos tienen diferente número de neutrones, pero igual número de protones. ¿Qué se modifica en estos átomos?
a. El número atómico y adquiere carga eléctrica positiva.
b. El número másico y adquiere carga eléctrica negativa.
c. El número atómico y conserva la carga eléctrica neutra.
d. El número másico y conserva la carga eléctrica neutra.
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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4. En la materia viva existen elementos que están en mayor proporción, por ejemplo, carbono (Z=6), oxígeno (Z=8) y nitrógeno (Z=7) ¿cuál será el número másico del isótopo de mayor abundancia de los elementos mencionados?
a. 6, 8, 7
b. 12, 16, 14
c. 18, 24, 21
d. 24, 32, 28
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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5. En la materia viva existen elementos que están en muy pequeña cantidad llamados oligoelementos, por ejemplo, cobre (Cu, Z=29), manganeso (Mn, Z=25) y molibdeno (Mo, Z=42) ¿Cuántos electrones tiene cada uno de estos elementos alrededor de su núcleo?
a. 28, 24, 47
b. 29, 25, 42
c. 63, 55, 95
d. 87, 75, 126
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GLOSARIO
Partículas con carga negativa presentes en los átomos, se encuentran distribuidos en órbitas alrededor del núcleo, la primera de ellas puede tener hasta dos electrones, la segunda hasta ocho electrones, la siguiente hasta dieciocho, etc.; dependiendo de el número de ellos presentes en la última orbita o capa de valencia se formarán enlaces con otros elementos hasta cumplir la regla del octeto.
Electrones
La parte más pequeña de la materia que conserva sus características está constituida por protones y neutrones en el núcleo y por electrones en los orbitales alrededor del núcleo, la cantidad de estas partículas varía según el elemento de que se trate.
Átomo
Elemento químico, su símbolo es Ca, en los vertebrados el 99 % de este elemento se encuentra formando parte de los huesos. Participa como cofactor en algunas reacciones enzimáticas y en la regulación del metabolismo mediado por el sistema endócrino.
Calcio
Elemento químico
Es la base de la composición química de la materia, no puede descomponerse por métodos químicos a otras sustancias, están formados por protones, neutrones y electrones; el número de protones en los diferentes elementos permitió su ubicación en la Tabla Periódica.
Carbono
Símbolo químico C, es el único elemento de la Tabla Periódica que tiene la capacidad de enlazarse consigo mismo formando cadenas estables, lo que da origen a la química orgánica que constituye la base de la vida. Puede aceptar o ceder cuatro electrones que le permite asociarse tanto con el oxígeno como con el hidrógeno.
Hierro
También conocido como fierro, su símbolo químico es Fe, es uno de los elementos llamados de transición participa en reacciones de oxido-reducción también es un oligoelemento esencial para los seres vivos al forma parte del grupo hemo de la hemoglobina y de la mioglobina que transportan el oxígeno a la célula, además se encuentra en las proteínas transportadoras de electrones (citocromos) en el proceso que conduce a la producción de energía indispensable para la sobrevivencia celular.
Elemento químico, su símbolo es Cl, presente en diferentes concentraciones en los espacios extracelular e intracelular ayuda a mantener el equilibrio ácido-base en el organismo.
Cloro
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GLOSARIO
Elemento de la Tabla Periódica que tiene el símbolo P, forma parte de los fosfolípidos que son moléculas fundamentales en la estructura de las membranas; de las moléculas dedicadas al transporte de energía como es el ATP; de moléculas con función informativa como son los ácidos nucleicos y de proteínas constitutivas de huesos y dientes.
Fósforo
Neutrones
Son partículas aparentemente sin carga, pero realmente están formados por tres quarks que al sumarlos tienen una carga de cero, se encuentran presentes en el núcleo de los átomos a excepción del de hidrógeno.
Nitrógeno
Elemento de la Tabla Periódica que tiene el símbolo N, representa el 16% del peso de las proteínas de los seres vivos. Es un elemento que es indispensable para la síntesis de numerosas moléculas como los aminoácidos que forman las proteínas, los ácidos nucleicos, además de otras moléculas derivadas de aminoácidos como algunas hormonas, etc.
Hidrógeno
Su símbolo químico es H, es el único elemento que no tiene neutrones en su estructura, es el de peso atómico más pequeño, reacciona fácilmente con diferentes elementos para formar compuestos con enlaces covalentes, polares o iónicos. Su asociación con el carbono es imprescindible para la formación de las biomoléculas.
Oxígeno
Símbolo químico O, es el elemento más abundante del cuerpo humano (62.1%) del peso total, forma parte de todas las biomoléculas, su presencia po-sibilita las oxidaciones biológicas que son concor-dantes con los mecanismos para la producción de energía, fundamental para cualquier forma de vida.
Molécula
Es el producto que resulta de la combinación de átomos que comparten enlaces covalentes, por lo tanto, se puede decir que la molécula es la unidad más pequeña de un compuesto covalente
Es una partícula subatómica estable de carga positiva, tienen una masa 1836 veces mayor que el electrón. El número de estas partículas en el núcleo determina el número atómico del elemento.
Protón
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GLOSARIO
Símbolo químico Na, su forma iónica es muy importante en el líquido extracelular, su principal función es la de regular la distribución del agua dentro y fuera de la célula al mantener la presión osmótica, su exceso puede producir hipertensión; además, interviene en la transmisión del impulso nervioso en los músculos.
Sodio
Valencia
Es la capacidad de combinación de los elementos y depende del número de electrones que hay en el último orbital, mismos que participarán con los electrones del último orbital de otro elemento para que, completando el octeto se establezca una unión química.
Yodo
Elemento de la Tabla Periódica que tiene el símbolo I, pertenece al grupo de los halógenos. Su presencia en el organismo es indispensable para el buen funcionamiento de la glándula tiroides.
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BIBLIOGRAFÍA
“La estructura atómica” en Química de los organismos vivos (1997) Bloomfield Molly M. Ed. Limusa pp. 121-132.
“La tabla periódica” en Química de los organismos vivos (1997) Bloomfield Molly M. Ed. Limusa pp. 138-142.
www.ptable.com tavola periódica
https://www.periodni.com/gallery/tabla_periodica_moderna.png
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CRÉDITOS
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- Elaboró: Yolanda Saldaña Balmori
- Revisión: María Teresa Espinosa García
Patricia Victoria Torres DuránMarco Antonio Juárez Oropeza Oscar Ivan Luqueño Bocardo
- Edición: Celia Virginia Sánchez Meza
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Estructura de la materia
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Created on June 19, 2018
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Índice
Yolanda Saldaña Balmori
UNIDAD I. ÁTOMOS Y TABLA PERIÓDICA
OBJETIVOS DELA UNIDAD
INSTRUCCIONES
EVALUACIÓNPREVIA
CONTENIDO
Estructura de la materia - Átomos y elementos - Moléculas y compuestos
EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
GLOSARIO
CONOCIMIENTOS PREVIOS
BIBLIOGRAFÍA
CRÉDITOS
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INSTRUCCIONES
• Cada tema tiene una preevaluación del contenido que se revisará. • Sí contestas correctamente todas las preguntas, pasa al siguiente tema. • Sí tuviste algún error, revisa el tema. • El material se presentará en cuadros, cada uno estará constituido por la información que se considera clave. Al finalizar, se te pedirá que realices una actividad, ya sea contestar unas preguntas o resolver algunos problemas, las opciones de cada pregunta tienen una retroalimentación que encontrarás al hacer clic sobre las opciones de respuesta. • Al final de cada unidad, encontrarás un glosario.
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EVALUACIÓN PREVIA
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1. ¿Qué es un elemento químico?
a. Estructuras existentes en la naturaleza formadas por partículas energéticas.
b. Formados por átomos de diferentes tipos; tienen protones, neutrones y electrones.
c. Mínima parte de la materia con características únicas.
d. Todos los existentes en la tabla periódica que sólo han sido encontrados en la naturaleza.
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EVALUACIÓN PREVIA
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2. ¿Qué característica comparten los elementos de un mismo grupo de la tabla periódica?
a. Todos ellos tienen el mismo número de electrones.
b. Todos tienen el mismo número de electrones en su capa de valencia.
c. Todos comparten ser metales o no metales.
d. Reaccionan solo con elementos de su mismo grupo.
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EVALUACIÓN PREVIA
1 2 3 4 5
3. ¿Cuál de las siguientes opciones son únicamente elementos?
a. Oxígeno, ozono, dióxido de nitrógeno.
b. Oxígeno, sodio, carbono.
c. Ozono, carbanión, oxhidrilo.
d. Dióxido de carbono, potasio, carbono.
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EVALUACIÓN PREVIA
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4. ¿Qué elementos químicos, a excepción del hidrógeno, tienen dos electrones en la primera órbita?
a. Ninguno
b. Todos
c. Solo los metales
d. Los alcalinotérreos
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EVALUACIÓN PREVIA
1 2 3 4 5
5. ¿Qué es un átomo?
a. Partícula constituida por protones y neutrones en cantidades iguales.
b. Es la unidad más pequeña de la materia con las propiedades de un elemento químico.
c. Es la estructura más pequeña de la materia, es divisible y conserva sus características.
d. Todos los átomos están constituidos por moléculas.
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CONOCIMIENTOS PREVIOS
Antes de comenzar se deben comprender los siguientes conceptos:
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OBJETIVOS DE LA UNIDAD
Comprender los conceptos: átomo, elemento, símbolo químico, molécula y compuesto Definir los conceptos número atómico y número másico Calcular la cantidad de partículas subatómicas a partir de datos como número atómico y número de masa. Determinar la carga de un átomo con base al número de partículas fundamentales. Explicar la regla del octeto.
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
INTRODUCCIÓN
ahí también está presente la química, en la energía de la contracción muscular que es producida por las reacciones bioquímicas a partir de los alimentos. Podemos decir que la Química estudia toda la materia, sea orgánica o inorgánica, su composición, estructura y las reacciones que suceden cuando se transforma. En los siguientes cuadros recordaremos algunos de los conceptos básicos de la química, importantes para comprender muchas asignaturas necesarias para las ciencias de la salud.
La química está presente en todo aquello que nos rodea, sea vivo o no. Por ejemplo, la tela de la ropa con la que nos vestimos está constituida por fibras sintéticas o naturales que poseen una estructura química, que por procesos también químicos se les da textura y color, también usamos diversos productos químicos como los detergentes y suavizantes para lavarlas. Por otro lado, los alimentos que consumimos, los medi-camentos que nos curan, los materiales de los equipos electrónicos y mecánicos; el combus-tible de los medios de transporte al reaccionar produce la energía necesaria para el movimien-to; inclusive si me dicen “yo uso la bicicleta”.
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
La palabra ÁTOMO se deriva del griego y significa “sin división. Al conjunto de átomos que tienen la misma cantidad de protones en sus núcleos y, por lo tanto, poseen las mismas características y propiedades físicas y químicas, se les denomina ELEMENTO químico, esta sustancia no se puede descomponer, por una reacción química, en otras más simples. Como ejemplos de elementos son: manganeso (Mn), cobre (Cu), hierro (Fe), etc. Los átomos de un mismo elemento son diferentes a los átomos de los otros elementos, un átomo de hidrógeno es diferente de un átomo de nitrógeno, de uno de carbono o de otros.Cada átomo está constituido, principalmente, por tres tipos de partículas diferentes: protones, neutrones y electrones.
La MATERIA se define como aquello que posee masa y ocupa un lugar en el espacio, es constante y no depende de la fuerza gravitacional. Por ejemplo, mi masa corporal es de 60 kg, independientemente si estoy en la Tierra o en otro planeta o satélite, mientras que en la Luna pesaría 9.9 kg y mí masa seguiría siendo la misma. La materia está conformada por elementos y/o compuestos, a su vez formados por partículas muy pequeñas (2x10 cm) llamadas átomos. Por ejemplo, un lingote de oro es una sustancia pura porque está formado únicamente por átomos del elemento oro; la sal de mesa, cloruro de sodio, es un ejemplo de compuesto, está formado por átomos de cloro y sodio.
-8
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Un átomo puede describirse por medio de dos características, el número atómico y el número másico. El número de protones en el núcleo (número atómico, Z) determina las propiedades químicas de ese átomo, mientras que el número de neutrones contribuye a la estabilidad del núcleo ante posibles procesos de fisión o de radiactividad. La suma de protones y neutrones constituye el número de masa o número másico (A). La masa atómica de un elemento (se abrevia como: m.a.) corresponde al promedio de las masas de los isótopos del elemento, consi-derando su abundancia en la naturaleza y es característica de cada uno de los elementos que constituyen la tabla periódica.
Estas partículas no pueden obtenerse por métodos químicos convencionales. Las dos pri-meras son las partículas más pesadas y debido a ello se encuentran alojadas en el centro del átomo, mientras que los electrones, con una masa 1836 veces menor que un protón, son atraídos por el núcleo y se encuentran girando alrededor describiendo orbitas específicas. Los protones tienen carga eléctrica positiva, los neutrones como su nombre lo indica son eléc-tricamente neutros y los electrones tienen car-ga eléctrica negativa. Las cargas eléctricas de un protón y un electrón son iguales numé-ricamente, pero con signo contrario (+1 y -1). Cada uno de los ELEMENTOS que constituyen la Tabla Periódica son diferentes debido a que poseen distintas cantidades de protones.
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
De esta manera, empleando el 12C se calcularon la masa del resto de los elementos, por ejemplo, el hidrógeno que tiene una masa de 1.008 uma, es decir, 1.008 veces menor que un átomo de 12C. Un átomo es eléctricamente neutro, cuando coinciden el número de electrones y protones, así por ejemplo: Existen excepciones a la regla, como por ejemplo:
Determinar la masa absoluta de un átomo fue una tarea muy difícil, que por años obsesionó a Dalton y a muchos científicos, el valor calculado actual-mente es muy pequeño y poco práctico para manejar, por lo que se decidió trabajar con masas relativas. Dalton asigno al elemento más pequeño, el hidrógeno, la masa relativa de 1, pero a finales del siglo XIX, en un Congreso Internacional, para calcular la masa de todos los elementos, se decidió emplear como estándar a un átomo de oxígeno y asignar el valor de 16 unidades de masa atómica (uma). Sin embargo, en 1961 El Comité de Pesos y Medidas estableció que una uma es la doceava parte del peso del isótopo más abun-dante del carbono, el 12C, asignando a este isotopo como patrón, por lo tanto, un solo átomo de 12C tiene una masa de exactamente 12 uma, es decir, su masa en uma es igual a su número atómico.
Carbono (C) Nitrógeno (N) Azufre (S)
Número atómicoNúmero másico Electrones Protones Neutrones
612 6 6 6
16 32 16 16 16
714 7 7 7
Hidrógeno (H) Uranio (U)
11 1 1 0
Número atómicoNúmero másico Electrones Protones Neutrones
92238 92 92 146
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Así, por ejemplo, el sodio (Na), cede su único electrón en la capa de valencia cuando se une al cloro (Cl), que tiene 7 electrones en su capa de valencia, formando así el compuesto cloruro de sodio (NaCl), el sodio adquirirá la configuración electrónica del neón (Ne, Z=10) y el cloro adquirirá la configuración del argón (Ar, Z= 18). Otro ejemplo, el oxígeno (O) que tiene 6 electrones, se combina con dos átomos de hidrógeno (H),que tienen un solo nivel energético con un electrón, de esta manera se completa el octeto al sumar los 6 electrones del O y los dos provenientes de los dos átomos de H para dar lugar al COMPUESTO conocido como H2O; el O y los H, adquieren la configuración electrónica del Ne (Z=10) y del helio (He, Z=2) respectivamente.
El número máximo de electrones posibles en el primer nivel energético es de 2, en el segundo 8, en el tercero 18, en el cuarto 32, para que posteriormente decrezca su número. Los químicos han observado que los átomos que poseen 8 electrones en el orbital más externo, también llamada capa de valencia, les confieren estabilidad como a los elementos del grupo 8A, los gases nobles. Todos los elementos, incluyendo los de importancia biológica, tienen la tendencia de adquirir la configuración electrónica del gas noble más cercano, esta tendencia de los elementos, denominada la regla del octeto, define su capacidad de combinación.
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1.1 ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Un COMPUESTO es una sustancia que al descom-ponerse químicamente libe-ra los elementos que lo constituye; son ejemplos, el agua (H2O), la sal de mesa (NaCl) y el ácido fosfórico (H3PO4).
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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1. Los átomos de un elemento son entidades eléctricas neutras debido a que:
a. Sólo tienen cargas negativas llamadas electrones.
b. Tienen abundancia de electrones en su estructura.
c. Las cargas positivas y negativas son equivalentes.
d. Las cargas positivas están distribuidas en los niveles energéticos.
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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2. Un átomo de nitrógeno tiene siete electrones, ¿cuántos protones y neutrones tiene?
a. 5 protones y 5 neutrones
b. 7 protones y 7 neutrones
c. 9 protones y 9 neutrones
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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3. Se llaman isótopos a los átomos de un mismo elemento, que en sus núcleos tienen diferente número de neutrones, pero igual número de protones. ¿Qué se modifica en estos átomos?
a. El número atómico y adquiere carga eléctrica positiva.
b. El número másico y adquiere carga eléctrica negativa.
c. El número atómico y conserva la carga eléctrica neutra.
d. El número másico y conserva la carga eléctrica neutra.
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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4. En la materia viva existen elementos que están en mayor proporción, por ejemplo, carbono (Z=6), oxígeno (Z=8) y nitrógeno (Z=7) ¿cuál será el número másico del isótopo de mayor abundancia de los elementos mencionados?
a. 6, 8, 7
b. 12, 16, 14
c. 18, 24, 21
d. 24, 32, 28
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EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
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5. En la materia viva existen elementos que están en muy pequeña cantidad llamados oligoelementos, por ejemplo, cobre (Cu, Z=29), manganeso (Mn, Z=25) y molibdeno (Mo, Z=42) ¿Cuántos electrones tiene cada uno de estos elementos alrededor de su núcleo?
a. 28, 24, 47
b. 29, 25, 42
c. 63, 55, 95
d. 87, 75, 126
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GLOSARIO
Partículas con carga negativa presentes en los átomos, se encuentran distribuidos en órbitas alrededor del núcleo, la primera de ellas puede tener hasta dos electrones, la segunda hasta ocho electrones, la siguiente hasta dieciocho, etc.; dependiendo de el número de ellos presentes en la última orbita o capa de valencia se formarán enlaces con otros elementos hasta cumplir la regla del octeto.
Electrones
La parte más pequeña de la materia que conserva sus características está constituida por protones y neutrones en el núcleo y por electrones en los orbitales alrededor del núcleo, la cantidad de estas partículas varía según el elemento de que se trate.
Átomo
Elemento químico, su símbolo es Ca, en los vertebrados el 99 % de este elemento se encuentra formando parte de los huesos. Participa como cofactor en algunas reacciones enzimáticas y en la regulación del metabolismo mediado por el sistema endócrino.
Calcio
Elemento químico
Es la base de la composición química de la materia, no puede descomponerse por métodos químicos a otras sustancias, están formados por protones, neutrones y electrones; el número de protones en los diferentes elementos permitió su ubicación en la Tabla Periódica.
Carbono
Símbolo químico C, es el único elemento de la Tabla Periódica que tiene la capacidad de enlazarse consigo mismo formando cadenas estables, lo que da origen a la química orgánica que constituye la base de la vida. Puede aceptar o ceder cuatro electrones que le permite asociarse tanto con el oxígeno como con el hidrógeno.
Hierro
También conocido como fierro, su símbolo químico es Fe, es uno de los elementos llamados de transición participa en reacciones de oxido-reducción también es un oligoelemento esencial para los seres vivos al forma parte del grupo hemo de la hemoglobina y de la mioglobina que transportan el oxígeno a la célula, además se encuentra en las proteínas transportadoras de electrones (citocromos) en el proceso que conduce a la producción de energía indispensable para la sobrevivencia celular.
Elemento químico, su símbolo es Cl, presente en diferentes concentraciones en los espacios extracelular e intracelular ayuda a mantener el equilibrio ácido-base en el organismo.
Cloro
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GLOSARIO
Elemento de la Tabla Periódica que tiene el símbolo P, forma parte de los fosfolípidos que son moléculas fundamentales en la estructura de las membranas; de las moléculas dedicadas al transporte de energía como es el ATP; de moléculas con función informativa como son los ácidos nucleicos y de proteínas constitutivas de huesos y dientes.
Fósforo
Neutrones
Son partículas aparentemente sin carga, pero realmente están formados por tres quarks que al sumarlos tienen una carga de cero, se encuentran presentes en el núcleo de los átomos a excepción del de hidrógeno.
Nitrógeno
Elemento de la Tabla Periódica que tiene el símbolo N, representa el 16% del peso de las proteínas de los seres vivos. Es un elemento que es indispensable para la síntesis de numerosas moléculas como los aminoácidos que forman las proteínas, los ácidos nucleicos, además de otras moléculas derivadas de aminoácidos como algunas hormonas, etc.
Hidrógeno
Su símbolo químico es H, es el único elemento que no tiene neutrones en su estructura, es el de peso atómico más pequeño, reacciona fácilmente con diferentes elementos para formar compuestos con enlaces covalentes, polares o iónicos. Su asociación con el carbono es imprescindible para la formación de las biomoléculas.
Oxígeno
Símbolo químico O, es el elemento más abundante del cuerpo humano (62.1%) del peso total, forma parte de todas las biomoléculas, su presencia po-sibilita las oxidaciones biológicas que son concor-dantes con los mecanismos para la producción de energía, fundamental para cualquier forma de vida.
Molécula
Es el producto que resulta de la combinación de átomos que comparten enlaces covalentes, por lo tanto, se puede decir que la molécula es la unidad más pequeña de un compuesto covalente
Es una partícula subatómica estable de carga positiva, tienen una masa 1836 veces mayor que el electrón. El número de estas partículas en el núcleo determina el número atómico del elemento.
Protón
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GLOSARIO
Símbolo químico Na, su forma iónica es muy importante en el líquido extracelular, su principal función es la de regular la distribución del agua dentro y fuera de la célula al mantener la presión osmótica, su exceso puede producir hipertensión; además, interviene en la transmisión del impulso nervioso en los músculos.
Sodio
Valencia
Es la capacidad de combinación de los elementos y depende del número de electrones que hay en el último orbital, mismos que participarán con los electrones del último orbital de otro elemento para que, completando el octeto se establezca una unión química.
Yodo
Elemento de la Tabla Periódica que tiene el símbolo I, pertenece al grupo de los halógenos. Su presencia en el organismo es indispensable para el buen funcionamiento de la glándula tiroides.
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BIBLIOGRAFÍA
“La estructura atómica” en Química de los organismos vivos (1997) Bloomfield Molly M. Ed. Limusa pp. 121-132. “La tabla periódica” en Química de los organismos vivos (1997) Bloomfield Molly M. Ed. Limusa pp. 138-142. www.ptable.com tavola periódica https://www.periodni.com/gallery/tabla_periodica_moderna.png
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CRÉDITOS
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Patricia Victoria Torres DuránMarco Antonio Juárez Oropeza Oscar Ivan Luqueño Bocardo
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