Exercicis de l'àtom i els elements — Física i Química 2n ESO

El protó té càrrega positiva (+), l'electró té càrrega negativa (-) i el neutró no té càrrega. El protó i el neutró són al nucli; l'electró és a l'escorça (al voltant del nucli).

El nucli és el centre de l'àtom. És molt petit, però hi ha quasi tota la massa. A dins hi trobem els protons (càrrega positiva) i els neutrons (sense càrrega). Els electrons NO són al nucli: giren al voltant, a l'escorça.

Protons = Z = 6.
Electrons = 6 (àtom neutre, tants com protons).
Neutrons = A - Z = 12 - 6 = 6.
Té 6 protons, 6 electrons i 6 neutrons.

Els períodes són les files horitzontals de la taula. Els grups són les columnes verticals. Els elements d'un mateix grup (columna) tenen propietats semblants: s'assemblen entre ells.

Ha escrit malament la segona lletra: l'ha posada en majúscula i ha de ser en minúscula. El correcte és Fe (ferro) i Na (sodi): primera lletra en majúscula, segona en minúscula.

Hidrogen: H.
Carboni: C.
Calci: Ca.
Potassi: K (de l'antic nom kalium).
Coure: Cu (de l'antic nom cuprum).
Recorda: la primera lletra és majúscula i la segona, minúscula.

El nombre atòmic Z és el nombre de protons del nucli i identifica l'element.
El nombre màssic A és la suma de protons i neutrons.
Nombre de neutrons: N = A - Z.

a) Model de Thomson (1904): l'àtom és una esfera positiva amb els electrons incrustats, com un pastís amb panses.
b) Model de Rutherford (1911): l'àtom té un nucli central molt petit, amb els protons i quasi tota la massa, i els electrons giren al voltant.

Protons = Z = 11.
Neutrons = A - Z = 23 - 11 = 12.
Com que és neutre, electrons = protons = 11.

Alcalins: Na i K.
Halògens: Cl i F.
Gasos nobles: He i Ne.
Els elements d'un mateix grup tenen propietats semblants.

Protons = Z = 17.
Electrons = 17 (és neutre).
Neutrons = A - Z = 35 - 17 = 18.
Té 17 protons, 17 electrons i 18 neutrons.

Protons = Z = 13.
Electrons = 13 (neutre).
Neutrons = A - Z = 27 - 13 = 14.
Té 13 protons, 13 electrons i 14 neutrons.

Nombre atòmic: Z = 19 (és el nombre de protons).
Electrons = 19 (és neutre, tants com protons).
Nombre màssic: A = protons + neutrons = 19 + 20 = 39.
Així que Z = 19, A = 39 i té 19 electrons (és el potassi).

No té raó. Confon el nombre màssic amb els neutrons. El nombre màssic (A = 31) són els protons MÉS els neutrons, no només els neutrons.
Els neutrons es calculen restant: neutrons = A - Z = 31 - 15 = 16.
Té 16 neutrons (i 15 protons i 15 electrons).

Metalls: el ferro i l'or (brillen, condueixen, s'estiren); són a l'esquerra i el centre de la taula. No-metalls: l'oxigen i el clor (no brillen ni condueixen bé); són a la dreta de la taula.

Es forma un catió (ió positiu), perquè en perdre un electró hi ha més protons que electrons.
Electrons: 11 - 1 = 10. Càrrega: 11 protons - 10 electrons = +1.
Símbol: Na⁺.

Es forma un anió (ió negatiu).
Els protons no canvien: 17. Electrons: 17 + 1 = 18.
Càrrega: 17 - 18 = -1. Símbol: Cl^-.

Són isòtops: àtoms del mateix element (mateix Z) amb diferent nombre de neutrons.
Carboni-12: 12 - 6 = 6 neutrons.
Carboni-14: 14 - 6 = 8 neutrons.
Tots dos tenen 6 protons i 6 electrons.

a) 8 protons, 16 - 8 = 8 neutrons, 8 electrons: oxigen (O).
b) Z = 12 i A = 12 + 12 = 24, amb 12 electrons: magnesi (Mg).
c) Z = A - neutrons = 56 - 30 = 26, i 26 electrons: ferro (Fe).

Que la majoria de partícules passin vol dir que l'àtom és quasi buit.
Que algunes es desviïn i unes poques rebotin indica que hi ha una part central molt petita, densa i amb càrrega positiva que repel·leix les partícules: el nucli.
Així va proposar el model nuclear.

Pertanyen al mateix grup (el grup 1, els metalls alcalins), és a dir, a la mateixa columna.
Els elements d'un mateix grup tenen el mateix nombre d'electrons a l'última capa (en aquest cas, 1), i això determina com reaccionen.

Protons = Z = 26.
Neutrons = A - Z = 56 - 26 = 30.
La càrrega +3 indica que ha perdut 3 electrons: 26 - 3 = 23 electrons.

Protons = 16. Neutrons = 32 - 16 = 16.
L'àtom ha guanyat 2 electrons, perquè la càrrega és -2: 16 + 2 = 18 electrons.
Comprovació: 16 protons (+16) i 18 electrons (-18) donen càrrega -2.

Z = 13: és l'alumini (Al).
A = 13 + 14 = 27.
Càrrega: 13 - 10 = +3, és a dir, un catió.
Símbol: Al³⁺.

Massa mitjana = 35 · 0,75 + 37 · 0,25 = 26,25 + 9,25 = 35,5.
No és un nombre enter perquè és una mitjana ponderada de dos isòtops de massa diferent, i cap àtom concret pesa 35,5.
Aquest és el valor de la taula periòdica.

Sí, són del mateix element.
Com que són neutres, tenen tants protons com electrons; el mateix nombre d'electrons vol dir el mateix nombre de protons, o sigui el mateix Z.
Només es diferencien en els neutrons, així que són isòtops.

L'alumne ha confós els significats.
Els protons són Z = 11. Els neutrons són A - Z = 23 - 11 = 12.
A és la suma de protons i neutrons, no el nombre de protons.

a) Cert: les càrregues positives i negatives es compensen.
b) Fals: un ió positiu (catió) ha perdut electrons, per tant en té menys que protons.
c) Fals: en formar un ió només es guanyen o perden electrons; el nucli, amb els protons, no canvia (si no, canviaria l'element).

a) Àtoms neutres: protons = electrons, és a dir, C i D.
b) A: 9 - 10 = -1 (anió); B: 11 - 10 = +1 (catió).
c) A i D tenen 9 protons (Z = 9, fluor): A és l'ió $F^{-}$ i D l'àtom neutre de fluor.

Model de resposta: Thomson imaginava l'àtom com una esfera positiva amb els electrons incrustats, com panses en un pastís. Rutherford va bombardejar una làmina d'or amb partícules positives i va observar que la majoria la travessaven, però algunes es desviaven o rebotaven. Això no encaixava amb el model de Thomson, perquè indicava que l'àtom és quasi buit i que té un nucli petit, dens i positiu. Per això va proposar un model amb un nucli central i els electrons girant al voltant.