Simulacro Saber 11 - Ciencias Naturales - El Atomo
El átomo es la unidad básica de la materia.
Sus componentes principales son protones y neutrones en el núcleo y electrones en la corteza.
El número atómico (Z) distingue cada elemento, mientras que el número másico (A) refleja la suma de protones y neutrones.
Isótopos comparten Z pero difieren en neutrones.
Cuando un átomo gana o pierde electrones se convierte en ion, generando cationes o aniones según su carga.
Los electrones ocupan niveles de energía y orbitales descritos por la mecánica cuántica; sus saltos producen espectros característicos utilizados en identificación elemental.
Comprender estas bases facilita resolver ejercicios de estructura atómica durante un Simulacro Saber 11 y en estudios posteriores.
Sus componentes principales son protones y neutrones en el núcleo y electrones en la corteza.
El número atómico (Z) distingue cada elemento, mientras que el número másico (A) refleja la suma de protones y neutrones.
Isótopos comparten Z pero difieren en neutrones.
Cuando un átomo gana o pierde electrones se convierte en ion, generando cationes o aniones según su carga.
Los electrones ocupan niveles de energía y orbitales descritos por la mecánica cuántica; sus saltos producen espectros característicos utilizados en identificación elemental.
Comprender estas bases facilita resolver ejercicios de estructura atómica durante un Simulacro Saber 11 y en estudios posteriores.
A continuación encontrarás un texto detallado para que puedas copiar y pegar en tu editor de WordPress o Elementor.
Se incluye la explicación de los conceptos esenciales relacionados con el átomo, desde su composición básica hasta la organización de sus electrones en orbitales.
Todo el material está en español y con la profundidad necesaria para responder preguntas sobre estructura atómica, isótopos, iones, niveles de energía, etc.
Cada sustancia que existe, ya sea sólida, líquida o gaseosa, está compuesta por átomos o por combinaciones de átomos (moléculas).
A lo largo de la historia, el concepto atómico ha evolucionado, pero la idea central se mantiene: todo lo que vemos está construido a partir de estas partículas diminutas.
Este tema es esencial en la prueba Saber 11.
Conocer la estructura atómica te permitirá comprender cómo y por qué se forman distintas sustancias, por qué algunos elementos son más reactivos que otros y qué son realmente los iones o los isótopos.
Núcleo: Región central que contiene protones (carga positiva) y neutrones (sin carga).
Dada la presencia de protones, el núcleo posee carga positiva.
Corteza o nube electrónica: Área alrededor del núcleo donde se ubican los electrones (carga negativa).
Estos electrones no están estáticos, sino que se mueven en niveles de energía u orbitales.
Frecuentemente, el ICFES Saber 11 evalúa la comprensión de estas diferencias: la parte central (núcleo) y la región periférica (donde se encuentran los electrones).
Saber el porqué de las cargas y la función de cada partícula subatómica resulta fundamental.
Protones (p+): Carga positiva.
Neutrones (n°): Carga neutra, pero contribuyen a la masa atómica.
Electrones (e−): Carga negativa.
La cantidad de protones define la identidad del elemento.
El número atómico (Z) es igual al número de protones y distingue, por ejemplo, un átomo de hidrógeno (Z = 1) de uno de oxígeno (Z = 8).
Todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma cantidad de protones en el núcleo.
Si el número de protones cambia, hablamos de un elemento diferente.
Así, la propiedad que define a un elemento en la tabla periódica es la cantidad de protones.
El número másico (A) corresponde a la suma de protones y neutrones:
A = Z + N.
Mantienen el mismo número de protones, así que siguen siendo el mismo elemento, pero pueden tener masas atómicas diferentes.
Ejemplo típico del carbono:
Carbono-12 (6 protones, 6 neutrones).
Carbono-13 (6 protones, 7 neutrones).
Carbono-14 (6 protones, 8 neutrones).
Uno de los ejes del Examen Saber 11 se centra en reconocer estos conceptos de isótopos y su importancia en la identificación de distintas masas atómicas para el mismo elemento.
Catión (+) : Se produce al perder electrones y el átomo queda con carga positiva.
Anión (−) : Se produce al ganar electrones y el átomo queda con carga negativa.
Por ejemplo, si un átomo tiene 16 protones y 18 electrones, posee dos electrones de más, por lo que presenta una carga global de −2.
Este entendimiento es esencial para explicar reacciones químicas y la formación de compuestos iónicos.
A medida que aumenta el valor de n, los electrones se encuentran a mayores distancias del núcleo.
Cuando hay más electrones, estos niveles se dividen en subniveles y orbitales, según el modelo cuántico.
La Preparación Saber 11 requiere un dominio de estos conceptos, ya que se suelen plantear preguntas sobre la distribución de electrones en distintas capas o sobre qué ocurre cuando un electrón salta de un nivel de energía a otro.
Inversamente, cuando desciende de nivel, libera la energía adquirida en forma de fotón (luz).
Este fenómeno es la base de los espectros atómicos que permiten identificar elementos, pues cada elemento emite longitudes de onda características.
Modelo de Thomson: Descubrió el electrón y describió un “pudín con pasas” con cargas negativas incrustadas.
Modelo de Rutherford: Propuso un núcleo pequeño y denso con carga positiva y electrones girando alrededor.
Modelo de Bohr: Introdujo la idea de niveles de energía cuantizados.
Modelo mecánico-cuántico: Establece que el electrón existe como nube de probabilidad llamada orbital.
No son trayectorias fijas.
Cada orbital se asocia a distintos números cuánticos:
Principal (n): Nivel de energía.
Azimutal (l): Forma del orbital (s, p, d, f).
Magnético (m): Orientación en el espacio.
De espín (s): Giro del electrón sobre sí mismo.
Un átomo muy electronegativo, como el flúor, tiende a jalar los electrones con gran fuerza.
Esta propiedad explica la formación de enlaces iónicos (gran diferencia de electronegatividad) o covalentes (comparten electrones de forma más equitativa).
Debido a la presencia de otros electrones, los electrones más externos ven reducida la atracción del núcleo.
Esto afecta el tamaño atómico, la energía de ionización y muchas otras propiedades periódicas.
Radiactividad: Algunos isótopos son inestables y emiten partículas (p. ej., carbono-14 para datar fósiles).
Enlace químico: La búsqueda de un octeto estable es la base de gran parte de la química moderna.
Recuerda los iones: Átomos con carga neta positiva o negativa según la pérdida o ganancia de electrones.
No confundas isótopos con iones: Un isótopo difiere en neutrones, un ion difiere en electrones.
Familiarízate con los modelos cuánticos: Todo está basado en probabilidades, no en caminos definidos.
Enfatiza el número atómico: Este dato (Z) decide qué elemento es y nunca cambia sin cambiar de elemento.
Desde la carga nuclear efectiva hasta los niveles de energía, cada detalle define las propiedades y el comportamiento de los elementos.
Si buscas dominar estos conceptos, te resultará más sencillo entender la formación de compuestos y los fenómenos de emisión de luz en las transiciones electrónicas.
Con esto, estás preparado para afrontar con mayor confianza cualquier prueba sobre la estructura atómica.
¡Mucho éxito en tu proceso de aprendizaje!
Fin de la guía sobre el átomo.
Cualquier examen o práctica que contemple el estudio de esta parte fundamental de la química y la física requerirá de la comprensión de estos conceptos.
Este conocimiento te servirá especialmente si presentas el Examen Saber 11.
Estudiar a fondo la constitución de la materia es clave para tener un buen desempeño.
Se incluye la explicación de los conceptos esenciales relacionados con el átomo, desde su composición básica hasta la organización de sus electrones en orbitales.
Todo el material está en español y con la profundidad necesaria para responder preguntas sobre estructura atómica, isótopos, iones, niveles de energía, etc.
Importancia del átomo en el estudio de la materia
El átomo es la unidad fundamental de la materia.Cada sustancia que existe, ya sea sólida, líquida o gaseosa, está compuesta por átomos o por combinaciones de átomos (moléculas).
A lo largo de la historia, el concepto atómico ha evolucionado, pero la idea central se mantiene: todo lo que vemos está construido a partir de estas partículas diminutas.
Este tema es esencial en la prueba Saber 11.
Conocer la estructura atómica te permitirá comprender cómo y por qué se forman distintas sustancias, por qué algunos elementos son más reactivos que otros y qué son realmente los iones o los isótopos.
Estructura básica del átomo
Núcleo y corteza electrónica
En la actualidad, aceptamos que el átomo consta de dos zonas principales:Núcleo: Región central que contiene protones (carga positiva) y neutrones (sin carga).
Dada la presencia de protones, el núcleo posee carga positiva.
Corteza o nube electrónica: Área alrededor del núcleo donde se ubican los electrones (carga negativa).
Estos electrones no están estáticos, sino que se mueven en niveles de energía u orbitales.
Frecuentemente, el ICFES Saber 11 evalúa la comprensión de estas diferencias: la parte central (núcleo) y la región periférica (donde se encuentran los electrones).
Saber el porqué de las cargas y la función de cada partícula subatómica resulta fundamental.
Partículas subatómicas
Los átomos tienen tres partículas principales:Protones (p+): Carga positiva.
Neutrones (n°): Carga neutra, pero contribuyen a la masa atómica.
Electrones (e−): Carga negativa.
La cantidad de protones define la identidad del elemento.
El número atómico (Z) es igual al número de protones y distingue, por ejemplo, un átomo de hidrógeno (Z = 1) de uno de oxígeno (Z = 8).
Número atómico, masa atómica e isótopos
Número atómico (Z)
El número de protones en un átomo se denomina número atómico.Todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma cantidad de protones en el núcleo.
Si el número de protones cambia, hablamos de un elemento diferente.
Así, la propiedad que define a un elemento en la tabla periódica es la cantidad de protones.
Número másico (A)
La masa del átomo proviene en su mayoría de protones y neutrones, ya que los electrones tienen muy poca masa en comparación.El número másico (A) corresponde a la suma de protones y neutrones:
A = Z + N.
Isótopos
Los isótopos son átomos del mismo elemento que difieren en el número de neutrones.Mantienen el mismo número de protones, así que siguen siendo el mismo elemento, pero pueden tener masas atómicas diferentes.
Ejemplo típico del carbono:
Carbono-12 (6 protones, 6 neutrones).
Carbono-13 (6 protones, 7 neutrones).
Carbono-14 (6 protones, 8 neutrones).
Uno de los ejes del Examen Saber 11 se centra en reconocer estos conceptos de isótopos y su importancia en la identificación de distintas masas atómicas para el mismo elemento.
Iones: átomos que ganan o pierden electrones
Concepto de ion
Un ion se forma cuando un átomo neutro gana o pierde electrones.Catión (+) : Se produce al perder electrones y el átomo queda con carga positiva.
Anión (−) : Se produce al ganar electrones y el átomo queda con carga negativa.
Por ejemplo, si un átomo tiene 16 protones y 18 electrones, posee dos electrones de más, por lo que presenta una carga global de −2.
Este entendimiento es esencial para explicar reacciones químicas y la formación de compuestos iónicos.
Configuración electrónica y niveles de energía
Niveles de energía
Los electrones se distribuyen alrededor del núcleo en distintos niveles de energía (n) o capas electrónicas.A medida que aumenta el valor de n, los electrones se encuentran a mayores distancias del núcleo.
Cuando hay más electrones, estos niveles se dividen en subniveles y orbitales, según el modelo cuántico.
La Preparación Saber 11 requiere un dominio de estos conceptos, ya que se suelen plantear preguntas sobre la distribución de electrones en distintas capas o sobre qué ocurre cuando un electrón salta de un nivel de energía a otro.
Transiciones electrónicas
Cuando un electrón absorbe energía, puede pasar de un nivel inferior a uno superior.Inversamente, cuando desciende de nivel, libera la energía adquirida en forma de fotón (luz).
Este fenómeno es la base de los espectros atómicos que permiten identificar elementos, pues cada elemento emite longitudes de onda características.
Modelos atómicos y mecánica cuántica
Evolución de los modelos
Modelo de Dalton: El átomo era una esfera indivisible.Modelo de Thomson: Descubrió el electrón y describió un “pudín con pasas” con cargas negativas incrustadas.
Modelo de Rutherford: Propuso un núcleo pequeño y denso con carga positiva y electrones girando alrededor.
Modelo de Bohr: Introdujo la idea de niveles de energía cuantizados.
Modelo mecánico-cuántico: Establece que el electrón existe como nube de probabilidad llamada orbital.
Orbitales atómicos
En la mecánica cuántica, los orbitales son regiones donde existe mayor probabilidad de encontrar a un electrón.No son trayectorias fijas.
Cada orbital se asocia a distintos números cuánticos:
Principal (n): Nivel de energía.
Azimutal (l): Forma del orbital (s, p, d, f).
Magnético (m): Orientación en el espacio.
De espín (s): Giro del electrón sobre sí mismo.
Propiedades químicas y la influencia atómica
Electronegatividad
Es la tendencia de un átomo a atraer electrones hacia sí cuando forma un enlace químico.Un átomo muy electronegativo, como el flúor, tiende a jalar los electrones con gran fuerza.
Esta propiedad explica la formación de enlaces iónicos (gran diferencia de electronegatividad) o covalentes (comparten electrones de forma más equitativa).
Carga nuclear efectiva
Se define como la carga positiva real que siente un electrón de un átomo.Debido a la presencia de otros electrones, los electrones más externos ven reducida la atracción del núcleo.
Esto afecta el tamaño atómico, la energía de ionización y muchas otras propiedades periódicas.
Aplicaciones y observaciones
Espectroscopía: Los saltos de electrones entre niveles producen espectros de emisión o absorción útiles para identificar elementos.Radiactividad: Algunos isótopos son inestables y emiten partículas (p. ej., carbono-14 para datar fósiles).
Enlace químico: La búsqueda de un octeto estable es la base de gran parte de la química moderna.
Consejos para el estudio del átomo
Diferencia claramente núcleo y corteza: La primera con protones y neutrones, la segunda con electrones.Recuerda los iones: Átomos con carga neta positiva o negativa según la pérdida o ganancia de electrones.
No confundas isótopos con iones: Un isótopo difiere en neutrones, un ion difiere en electrones.
Familiarízate con los modelos cuánticos: Todo está basado en probabilidades, no en caminos definidos.
Enfatiza el número atómico: Este dato (Z) decide qué elemento es y nunca cambia sin cambiar de elemento.
Conclusión
El átomo es el pilar de la química y la física.Desde la carga nuclear efectiva hasta los niveles de energía, cada detalle define las propiedades y el comportamiento de los elementos.
Si buscas dominar estos conceptos, te resultará más sencillo entender la formación de compuestos y los fenómenos de emisión de luz en las transiciones electrónicas.
Con esto, estás preparado para afrontar con mayor confianza cualquier prueba sobre la estructura atómica.
¡Mucho éxito en tu proceso de aprendizaje!
Fin de la guía sobre el átomo.
Cualquier examen o práctica que contemple el estudio de esta parte fundamental de la química y la física requerirá de la comprensión de estos conceptos.
Este conocimiento te servirá especialmente si presentas el Examen Saber 11.
Estudiar a fondo la constitución de la materia es clave para tener un buen desempeño.