Evolución de los Modelos Atómicos y el Sistema Periódico

Tarjetas de estudio tipo pregunta y respuesta sobre la evolución de los modelos atómicos (Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr y mecanocuántico) y la organización del sistema periódico.

¿Qué establece la ley de conservación de la masa?

Establece que la masa se conserva en una reacción química.

¿Qué establece la ley de las proporciones definidas?

Un compuesto siempre tiene los mismos elementos en la misma proporción.

¿Qué plantea la ley de las proporciones múltiples?

Dos elementos pueden formar varios compuestos combinándose entre sí.

Según el modelo atómico de Dalton, ¿cómo son los átomos de un mismo elemento?

En un mismo elemento, los átomos son iguales en masa y en tamaño.

¿Qué descubrimiento realizó Thomson mediante el experimento con rayos catódicos?

Descubrió el electrón al demostrar la presencia de partículas con carga negativa y muy poca masa.

¿Por qué era fundamental trabajar a baja presión en el experimento de los rayos catódicos?

Para que hubiera pocos átomos y los electrones pudieran desplazarse sin chocar con nada.

¿Cómo describe Thomson la estructura del átomo en su modelo?

Como una esfera de carga positiva con electrones incrustados en ella, resultando neutro en su conjunto.

¿Quién y en qué año descubrió la radiactividad natural según los apuntes?

Fue descubierta en $1896$ por Becquerel.

¿Cuáles son los tres tipos de radiaciones identificados y con qué material se detiene cada uno?

Emisión $\alpha$ (partículas con carga positiva y muy masivas, detenidas por lámina de papel), emisión $\beta$ (electrones muy veloces, detenidos por lámina de aluminio) y emisión $\gamma$ (ondas de muy alta energía, detenidas por un muro de hormigón).

¿Qué observó Rutherford en el experimento de la lámina de oro de $1911$?

La mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse (el átomo está prácticamente vacío), pero algunas se desviaban o rebotaban contra cuerpos centrales de carga positiva y gran masa.

Considerando el átomo como una esfera, ¿cuáles son los radios estimados para el átomo y para su núcleo?

El átomo tiene un radio de $10^{-10}\,\text{m}$ y el núcleo un radio de $10^{-14}\,\text{m}$.

¿Qué porcentaje de la masa total del átomo se encuentra concentrado en el núcleo?

El $99.9\%$ de la masa total.

¿Qué distingue a un catión de un anión según la pérdida o ganancia de electrones?

Un catión se forma por la pérdida de electrones y adquiere carga positiva; un anión se forma por la ganancia de electrones y adquiere carga negativa.

¿Cómo se define un isótopo?

Son átomos del mismo elemento que poseen el mismo número atómico ($Z$) pero distinto número másico ($A$).

¿Qué postula la hipótesis cuántica de Planck planteada en $1900$?

Que la energía está cuantizada, es decir, solo toma valores múltiplos del cuanto de energía.

¿Qué ocurre según el tercer postulado de Bohr cuando un electrón salta de órbita?

Un electrón salta a un nivel superior absorbiendo energía (espectro de absorción) o desciende al nivel inicial emitiendo energía (espectro de emisión).

¿Qué afirma el principio de incertidumbre en el modelo mecano-cuántico actual?

Afirma que es imposible conocer con total precisión la velocidad a la que se mueve el electrón y su posición simultáneamente, determinándose únicamente la probabilidad de hallarlo.

¿Qué es un orbital atómico según el modelo actual?

Es la región del espacio en la que existe una probabilidad alta de encontrar al electrón.

¿Qué establece el principio de Aufbau (regla de mínima energía)?

Los electrones ocupan los orbitales en orden creciente de energía, comenzando por los más cercanos al núcleo.

¿Qué establece el principio de exclusión de Pauli?

En un orbital solo caben dos electrones con espines opuestos.

¿Qué establece la regla de Hund (principio de máxima multiplicidad)?

Al llenar orbitales de igual energía, los electrones se distribuyen desapareados al máximo con espines paralelos u opuestos.

¿Qué representan los cuatro números cuánticos ($n$, $l$, $m_l$, $m_s$)?

$n$ (principal) determina el nivel y energía; $l$ (secundario) define la forma ($l=0$ es s, $l=1$ es p, $l=2$ es d, $l=3$ es f); $m_l$ (magnético) señala la orientación espacial; y $m_s$ (espín) indica el sentido de giro del electrón ($+\frac{1}{2}, -\frac{1}{2}$).

¿Quién descubrió el protón y en qué año se realizó este descubrimiento?

Fue descubierto en el núcleo atómico en $1919$ por Rutherford.

¿Cuál es la fórmula para calcular la masa atómica media de un elemento a partir de sus isótopos?

$$\frac{\text{masa}_1 \times \%_1 + \text{masa}_2 \times \%_2}{100} = \text{u}$$

¿Cuáles son los nombres de las familias correspondientes a los grupos $1$, $2$, $16$, $17$ y $18$ de la tabla periódica?

Grupo $1$: Alcalinos; Grupo $2$: Alcalinotérreos; Grupo $16$: Anfígenos; Grupo $17$: Halógenos; Grupo $18$: Gases nobles.

¿Cómo se distribuyen los bloques (s, p, d, f) en el sistema periódico?

Bloque s: Grupos $1$ y $2$; Bloque p: Grupos $13$ al $18$; Bloque d: Grupos $3$ al $12$; Bloque f: Lantánidos y Actínidos.

¿Qué nivel orbital están complementando los lantanoides ($57$-$71$) y los actinoides ($89$-$103$)?

Los lantanoides complementan el nivel $4\text{f}$ y los actinoides complementan el nivel $5\text{f}$.

¿Dónde se ubican los electrones de valencia en los elementos de los grupos principales frente a los de transición?

En los grupos principales (IA-VIIA) son electrones s y p de la última capa; en los de transición son electrones d de la penúltima capa.

¿Qué indica el número romano del grupo en la representación clásica de la tabla periódica?

Indica el número de electrones decisivos para el comportamiento químico de los elementos.