EDIEMS 2025 - 04 Calcula los componentes de un elemento - El Modelo atómico de Bohr

Hola, ¿qué tal? Te doy la bienvenida nuevamente para continuar con esta clase donde vamos a aprender en esta ocasión esta lección titulada Calcula los componentes de un elemento químico de acuerdo con el modelo atómico de Bard. Esta es una lección que aparece en tu guía de estudio para la evaluación de ingreso a la educación media superior EDMS 2025. Y bueno, como hemos estado haciendo en los videos anteriores, vamos a comenzar con una lectura para analizar el contenido de la información. Después vamos a explicarla y resolveremos los ejercicios.

Comenzamos con la lectura. Dice así: átomo es la partícula fundamental de la materia que interviene en una reacción química. No puede dividirse en porciones más pequeñas. Cada sustancia en el universo, incluyéndonos, está formada por átomos. De acuerdo con el modelo de Bor, el átomo está compuesto por tres partículas subatómicas: protón, electrón y neutrón.

Neutrón son subpartículas sin carga que se encuentran en el núcleo del átomo. Protón son subpartículas con carga positiva que se encuentran en el núcleo del átomo y electrón es un son subpartículas con carga negativa que se encuentran alrededor del núcleo en órbitas elípticas. ¿Qué quiere decir todo esto? Bueno, como recordarás en los videos anteriores, hemos estado mencionando que los científicos tenían una manera de imaginarse cómo son los átomos. De hecho, átomo es una palabra que significa sin tomar, es decir, sin poder dividir.

Para los científicos, un átomo era la partícula más pequeña e indivisible de la materia. Y pues muchos se los imaginaban, como ya hemos visto en los videos anteriores, que por cierto si no los has visto, te invito a que los veas. Acá los voy a dejar arriba eh un enlace para activar los otros videos. Y hablábamos del modelo corpuscular, ese modelo en el que imaginábamos esos átomos como pequeñas bolitas que formaban la materia. Pero entonces vino este chavo que ves aquí que se llama Neils Born.

Este muchacho que era un físico danés que nació en Copenhague en 1885, él dijo, “Espérense, señores, no es así. El átomo no es la cosa más indivisible del mundo. De hecho, si lo miran más de cerca, van a ver que se puede dividir todavía más.” Y estas pequeñas partículas en las que se podía dividir todavía más un átomo se les llamaron partículas subatómicas. que quiere decir que son parte del átomo. ¿Y cuáles son esas partículas?

Bueno, como bien decía la guía, son los protones, los neutrones y los electrones. Así que el modelo de Bor permitió que nos imagináramos los átomos de una manera diferente. A partir de entonces los empezamos a ver así. Este es un modelo atómico de Bor donde ya no lo vemos como una bolita. sino más bien vemos como un núcleo lleno de bolitas, es decir, de partículas subatómicas en el que están orbitando alrededor otras bolitas, otras partículas subatómicas.

Y no solamente Bor se dedicó a imaginárselo o plantearlo, sino que lo investigó a fondo. Aquí es donde Bor se dio cuenta de que el núcleo estaba formado por prot. Como ya se dijo, los neutrones no tienen carga, o mejor dicho, tienen carga neutra, mientras que los protones tienen una carga positiva y son los que vemos aquí, estas bolitas moradas, pero alrededor del átomo están girando varias bolitas que se llaman electrones y estas son partículas que tienen carga negativa y se esperaría que siempre hubiera la misma cantidad de electrones que de protones. para que las cargas se mantengan niveladas. Neutrones puede haber más, eso sí, porque como no tienen carga o tienen carga neutra, no afectan la al final la cantidad de cargas que hay de un lado o de otro.

Pero bueno, en este dibujo que tiene tu guía de actividades, pues tiene aquí nueve eh protones y alrededor están volando seis electrones, pero bueno, nada más es un dibujo. En los modelos se esperaría que haya la misma cantidad de protones que de electrones. En esta tablita se nos muestran las características de las partículas subatómicas y vemos aquí precisamente los protones, los electrones y los neutrones, el tipo de carga que tienen, en qué ubicación se encuentran y su símbolo. Por ejemplo, para el protón P+, para el electrón E men y para el neutrón N. Así que a lo largo de esta lección, donde vayas viendo estas letritas, eso es lo que significan.

En la siguiente página empezamos a ver ya el modelo atómico de Bor y vemos como aquí se implementa lo que vimos en la clase pasada sobre los diferentes niveles de energía. Como recordarás, vimos una tabla periódica y vimos que cada una de las líneas horizontales de la tabla periódica indicaban los periodos, es decir, los distintos niveles de energía en donde se ubicaban los electrones en un átomo. Así que con el modelo atómico de Bor podemos asignarle un número o una letra a cada uno de esos niveles. Los números se les pueden asignar del uno al siete, que son los periodos. Pero también se puede asignar las letras K, L, M, N, O, P y Q.

¿Por qué no empezaron con la letra A? ¿Por qué decidieron empezar los científicos con la letra K? Porque pueden. Algo interesante de las letras es que el cada nivel de energía tiene un límite o una cantidad límite de electrones que puede tener. Por ejemplo, en el primer nivel solamente puede haber dos electrones.

Por eso dice 2e menos. En el segundo nivel puede haber un máximo de ocho electrones. En el tercer nivel puede haber hasta 18. En el siguiente puede haber 32. Y luego, si te fijas, en los últimos tres son los mismos números, pero al revés.

Es decir, empezamos con el 32, bajamos al 18 y luego bajamos al 8o. Te voy a leer lo que dicen estos párrafos. Las partículas se localizan en el núcleo, tienen carga positiva y está integrado por protan espacio alrededor del núcleo. En este se mueven los electrones. Las regiones espaciales en las que los electrones se mueven se denominan niveles energéticos y se nombran con los números del uno al 7 o con las letras KL MN O y Q.

Cada nivel de energía tiene una capacidad definida de almacenar electrones, como se muestra en la figura. Los electrones de valencia son los que se encuentran en el último nivel de energía. En esta sección veremos tres campos importantes que aparecen en los elementos de la tabla periódica. Por un lado tenemos el símbolo químico, el número de la masa y el número atómico. El símbolo químico son las dos letras, la letra o las dos letras que aparecen grandes en el cuadrito de la tabla periódica.

El número atómico, verás que aquí se representa con la letra Z. Acuérdate de eso, va a ser muy importante. En un momento lo veremos. El número atómico se representa con la letra Z y es equivalente al número de protones que tiene un elemento químico. Mientras que eh representado con la letra A vemos el número de masa que equivale al número de protones y de neutrones.

Generalmente cuando hay la misma cantidad de neutrones que de protones, entonces equivale al doble, pero a veces puede ser un poquito más porque como decíamos en algunos elementos puede haber más neutrones porque no afectan el equilibrio de las cargas. Y aquí se nos pone un ejemplo con el fósforo, pero en vez de verlo aquí, vamos a verlo en la tabla periódica. Tengo justamente arriba de mí eh la letra P, que es el símbolo químico del fósforo. Y su número atómico es el que está aquí en la esquina, que es en este caso el número 15. Eso quiere decir que un átomo de fósforo tiene 15 protones en el núcleo.

Pero si nos fijamos en el numerito que está por un lado, tenemos una masa atómica de 30.976 976 y como tú bien lo sabes, 30.9, el 30.9 sube a 31 como en las calificaciones cuando estudias con la experiencia de aprender. Entonces, tenemos una masa de 31. Ya sabemos que ese 31 equivale a la cantidad de protones más la cantidad de neutrones. Por lo tanto, si ya sabemos que 15 de esas partículas son protones, lo restante son neutrones. Entonces, para llegar a 31 nos faltan 16.

Eso quiere decir que un átomo de fósforo va a tener 15 protones y 16 neutrones. Pues bien, eso es todo lo que necesitamos saber para resolver los ejercicios de esta lección. Pero antes de pasar a los ejercicios de la lección, te recuerdo echarle un vistazo a los recursos adicionales y a las fuentes que aparecen en esta lección. Por ejemplo, en los recursos adicionales vas a encontrar un video de YouTube titulado Cálculo de partículas subatómicas. También vas a entrar aquí a Portal Académico, que es una página de la UNAM, que trae algunas experimentos y algunos ejemplos que te van a ayudar a comprender mejor este tema de los niveles de energía.

Y mira, está muy interesante, está muy interactivo. De hecho, te explica lo que es la configuración electrónica y los orbitales SPDF, de los cuales ahorita no te tienes que preocupar para resolver estos ejercicios. También vas a encontrar otra página de la UNAM que es objetos.unam.mx. Es diagonal química diagonal fábrica átomos, donde vas a poder ver una presentación de estilo de diapositivas para poder aprender más sobre los átomos. Simplemente te va a aparecer esta imagen y le das clic aquí donde dice entrar y pues ya entraste.

Es como un librito electrónico interactivo que trae mucha información que tú puedes analizar. Este otro enlace que es pruebat.org es una página de la Fundación Carlos Slim que contiene más información para que puedas estudiar y trae un video que se titula Modelo atómico de Bard. También vas a encontrar en las fuentes otro enlace a la UNAM. Esto es del portal académico del CSH. CSH significa Colegio de Ciencias y Humanidades, donde vas a encontrar esta página que habla precisamente de Bor, tiene aquí un dibujo hablado de él y además de eso puedes ver algunas animaciones para entender cómo funciona el método atómico y algunas actividades interactivas que también te pueden servir.

Y ahora vamos a darle fuerte al tema de los ejercicios que están muy interesantes y muy sencillos. Porque nada más es cuestión de copiar y pasar la información. Y mira, en esta ocasión no va a ser necesario que utilicemos la tabla periódica, aunque dice aquí que nos podemos apoyar en ella. Dice con el apoyo de la tabla periódica de los elementos, pero realmente aquí tenemos los datos que necesitamos para conseguir la información. Entonces, el objetivo va a ser rellenar esta tablita y vamos a empezar con el primer elemento, que es el oxígeno, que arriba tiene su número atómico y abajo tiene su masa atómica.

Entonces, empezamos que su masa atómica, que es la que suele ponerse como a es de 16, es de 15.999 999 que se redondea a 16 y su número atómico es el ocho. Así que en este caso le vamos a poner ocho. Y el número de protones pues es igual al número atómico. Aquí sí que esta columna siempre va a ser exactamente igual que esta. El número de neutrones pues es igual a la masa menos el número de protones.

Entonces sería los 16 - 8. Pues esto es igual a 8 y el número de electrones que pues también es igual a 8. De hecho, aquí lo podemos ver. Dice que el número de electrones es igual siempre al número de protones. Ahora vamos con el siguiente que es el carbono.

Aquí tenemos que el carbono, su número atómico es el 6 y su masa atómica es 12.01 que baja a 12. Entonces, vamos a empezar. Su masa atómica pues es ese 12. Su número atómico es este que está acá arriba. Es el seis.

Eh, los protones ya los tenemos apuntados. Los neutrones serían 12 - 6, que es igual a 6. Y electrones, pues son los mismos que los protones, son seis también. En el caso del hidrógeno, oye, cosita. hidrógeno no más es uno de protón, uno de masa atómica.

O sea, este no tiene ni neutrones. El hidrógeno no tiene neutrones. Mira, aquí está neutrones cero. Nada más tiene un protoncito con un electroncito dando vueltas. Ese es el hidrógeno.

El sub número atómico lo dejamos en uno y en electrones también le ponemos que tiene uno. En la siguiente página continuamos con más ejercicios, pero esta vez ya no tienen información adicional. Tenemos que rellenar todas las columnas, pero es cosa sencilla. Seguimos con el elemento del fluor, que tiene un número atómico de nueve. Aquí lo vamos a poner nueve.

y su masa atómica, que es la que de acá abajo, 18.9, que sube a 19. En este caso, como bien sabemos, los protones es la misma cantidad del número atómico, le ponemos el nueve. Los neutrones es restarle 19 - 9. 19 que está aquí, -9 que está acá, eso es igual a 10 neutrones. Y en el caso de electrones, pues siempre va a haber la misma cantidad de electrones que de protones, así que también son nueve.

Vamos con el cloro. El cloro es otro elemento químico que igual tiene una masa acá abajo de 35.4, así que lo vamos a bajar. no llega al punto 5 o al punto 6. Entonces, 35.4 baja a 35 y el número atómico es 17. Protones es la misma cantidad siempre, 17.

Neutrones pues van a ser estos 35 - 17, lo que nos da como resultado 18. Con eso rellenamos la primera tablita. Aunque parecía muy complicada, los valores los tomamos de aquí, de estos dos. números y simplemente los repetimos y lo más complicado fue hacer una resta. En el siguiente punto anotaremos el número de electrones de cada elemento, completando la distribución de electrones en cada nivel y escribiendo el número de electrones de valencia.

Y quizás tú te preguntes, ¿qué es eso de los electrones de Valencia? Ah, pues muy sencillo. Si nos regresamos a la lectura que habíamos tenido, veremos que aquí dice que los electrones de valencia son los que se encuentran en el último nivel de energía. Vamos a usar PowerPoint para explicar esto. Aquí está el primer nivel de energía, luego el siguiente nivel de energía, el siguiente nivel de energía, 3 cu y puede haber hasta siete.

Vamos a verlo de esta manera. Tú tienes aquí un átomo que puede tener hasta siete niveles de energía. Cada nivel le cabe una cantidad limitada de electrones. Este es el nivel K y le caben hasta dos electrones. Este es el nivel L y le caben hasta ocho electrones.

Este es el nivel M y le caben hasta 18 electrones. Este es el nivel n y le caben hasta 32. electrones. Luego decimos que va de revers. El siguiente nivel, el nivel o le caben también 32.

El siguiente nivel le caben 18 y el último nivel le caben ocho. Es que en el modelo de Bor hay una forma de saber cuántos electrones tiene que llevar cada nivel dependiendo del número atómico o del número de electrones que tenga el átomo del que estemos hablando. Pero por ahora vamos a usar los elementos que vienen en tu guía de estudio y que son más sencillos de estudiar. Mira, vamos con el elemento del oxígeno. ¿Okay?

Ya sabemos por la tabla periódica y porque lo hemos estado repitiendo muchas veces que el oxígeno tiene un número atómico ocho. Eso quiere decir que tiene ocho protones y por lo tanto ocho electrones. ¿Cómo acomodarías esos ocho electrones en sus niveles de energía? Bueno, pues ya sabes que en el primer nivel te van a caber uno, dos electrones, pero nada más vas a poder ponerle dos electrones. Entonces, en el siguiente nivel vas a poder poner 1 2 3 4 5 y hasta seis electrones, lo que nos da un total de ocho electrones, que son los ocho del oxígeno, por eso tiene el número atómico ocho.

Por lo tanto, sus electrones de valencia son los que quedan en este último nivel de energía. Los demás niveles, pues ni siquiera se ocuparon. Entonces, ¿cuántos electrones de valencia tiene el átomo del oxígeno? La respuesta son seis electrones. Y aquí lo puedes ver en tu guía de estudio, precisamente lo que acabamos de hacer.

¿Cuántos electrones tiene el elemento del oxígeno? Vamos a ponerle que son ocho. La distribución pues ya está aquí. Dos en el nivel uno, seis en el nivel dos y por lo tanto de Valencia fueron seis. Vamos a irnos por el carbono.

En el caso del carbono, tienes el número atómico seis. Así que vamos a hacer prácticamente lo mismo. Empezamos poniendo uno, dos y son dos los que caben aquí y le seguimos acá arriba. 4 5 y seis. Al final los seis electrones van a quedar acomodados en esos dos niveles, así, dos en el nivel uno y cuatro en el nivel dos, que va a ser el último nivel.

Vamos a apuntarlo. El carbono, su símbolo químico, es la letra C. Número de electrones, ya vimos que tiene seis. En el nivel uno va a tener dos electrones y en el nivel dos va a tener hasta cuatro electrones. Por lo tanto, su valencia es cuatro.

Ahora vamos con el hidrógeno, el chiquilín, que ya vimos que no es la gran cosa. El hidrógeno es H, ya sabemos cuántos protones tiene por ser el número atómico uno, pues nada más tiene un electrón. Y pues, ¿cómo se distribuye? Pues con uno, un electrón en el nivel uno dando vueltas y por lo tanto su valencia también va a ser uno. Es electrón que está dando vueltas.

Ahora vamos con el fluor. El fluor tiene el número atómico nueve, lo que significa que tiene nueve protones y nueve electrones. Por lo tanto, lo vamos a poner aquí. Fluor. La letra es la F.

Eso es símbolo. ¿Cuántos electrones tiene? Tiene nueve. ¿Y cómo los vamos a acomodar? Pues igual que hicimos con el del oxígeno.

Tenemos uno aquí en el primer nivel, dos en el segundo nivel, ya se llenó. Pasamos al siguiente. 3 4 5 6 7 8 y 9. Entonces, tenemos aquí siete átomos en su último nivel. Dos en el primero y siete en el último.

Vamos a apuntarlo. Dos átomos en el primer nivel, siete en el último nivel. Por lo tanto, su valencia es siete, que son los del último nivel. Finalmente vamos con el cloro. El cloro está acá abajo, está en el periodo tres, lo que significa que ya utiliza tres niveles de energía y tiene un número atómico 17.

Vamos a ver cómo nos quedaría el cloro. Empezamos poniendo el número de electrones, que son 17. Cloro es Cl. Los electrones son 17. Ahora sí, vamos a ponerlos.

Aquí tenemos un dos. Se llena el primer nivel. Le seguimos con el otro. 3 4 5 6 8 9 y 10. Y aquí ya llenamos el segundo nivel porque solamente le caben ocho, ¿recuerdas?

Ocho electrones. Entonces, a partir de aquí tenemos que empezar a llenar el siguiente nivel. 11, 12, 13, 14, 15 del cloro y acomodados de esta manera, dos en el primer nivel, ocho en el segundo y siete en el tercero. Tenemos aquí 2 8 7. Por lo tanto, su valencia, el número de electrones en el último nivel es siete.

Y así es como podemos llenar esta tabla con los elementos y la distribución de electrones por niveles. Como una pequeña aclaración, no siempre vamos a llenar los electrones en esa secuencia. Esto lo hicimos porque precisamente eran estos elementos los que se nos estaban pidiendo y es la manera más sencilla de explicarlo, pero en realidad existe algo que se llama una configuración electrónica que nos permite saber cuántos electrones debe tener cada nivel y en ciertas circunstancias puede variar. Ahora vamos con otros ejercicios de evaluación. Elige la respuesta correcta.

Dada la siguiente representación 6429 Q, ¿cuántos neutrones tiene el Q? Bueno, pues tenemos que entender que es el Q, que es el 64 y que es el 29. Q es el símbolo químico del cobre y 29 viene siendo su número atómico. Ve, aquí lo tenemos en el 29. Mientras que el 64 es su masa atómica que es 63.5, 5, pero que se redondea a o sube a 64.

Pues como su número atómico es 29, quiere decir que hay 29 protones. Entonces, ¿cuántos neutrones tiene? Pues en base a su masa atómica son 64, que es su masa, - 29, que son los protones. Eso nos da un total de 35 neutrones. Por lo tanto, de estas opciones, la respuesta correcta es la opción B 35.

Ahora la pregunta número dos nos dice, el número atómico es igual a, como lo hemos mencionado en toda la clase, el número atómico es igual al número de protones, aunque es cierto que a veces va a haber la misma cantidad de neutrones que de protones. Y también es cierto que en su estado natural los elementos tienen la misma cantidad de electrones que de protones. El número atómico en realidad representa el número de protones. Que haya los mismos electrones es otra cosa, pero el número representa el número de protones. La siguiente pregunta dice, de los elementos siguientes, f al zn y k, ¿cuál tiene más electrones?

Y mira, vamos a verlo más de cerca. Porque no está difícil, solamente hay que ver su número atómico, porque ya sabemos que el número atómico nos dice la cantidad de protones y por lo tanto es la misma que de electrones. Y como aquí lo que nos pregunta es cuántos electrones, cuál tiene más electrones, pues muy fácil. De estos números que están abajo, ¿cuál tiene el número más grande? Pues este, el ZN, porque tiene un 30.

Mientras que los demás tienen 9, 13, 20. Y este 30 significa que el ZN tiene 30 protones y por lo tanto 30 electrones, a diferencia de los demás que tienen menos. Ahora bien, ¿qué significa Zn? Cada uno de esas respuestas representa a cada uno de los símbolos químicos. Obviamente el ZN representa el zinc, mientras que el fluor es la F, el calcio es CA y aluminio es AL.

A continuación, en este ejercicio se te menciona que con la información que se describe en la tabla, seleccionas la representación del modelo de Bor para el átomo del magnesio. Si vemos la tabla periódica, el magnesio tiene el número atómico 12 y está en el periodo número tres. Aquí tu guía de estudio dice erróneamente que el magnesio está en el periodo dos, pero en realidad está en el periodo tres. Y eso es lógico porque si nos ponemos a pensar, no podemos meter 12 electrones solamente en dos niveles de energía, ya que en el primer nivel solo caben dos electrones y en el segundo nivel solamente caben ocho electrones, lo que nos da un total de 10 y nos faltarían dos más. Entonces, tenemos que meterlos en un tercer nivel.

Este sería eh la representación del modelo del átomo del magnesio. Tiene que ser 2 82 2. Así que ese es el número que debemos estar buscando aquí en la cantidad de electrones. La opción A dice 822, la opción B dice 255, la opción C dice 2 28 y la opción D es la que dice 282. Por lo tanto, la respuesta correcta para este ejercicio es la opción de 282.

Finalmente, la pregunta número cinco nos dice, ¿cuál es el elemento que tiene 21 electrones? Y pues como los electrones son los mismos que los protones, pues nada más es cuestión de buscar el elemento que tenga el número atómico 21. Y en nuestra tabla periódica vemos que el número 21 es el escandio y para alcanzar una masa atómica de 45, si ya tiene 21 protones, va a necesitar 24 neutrones. Por lo tanto, la respuesta es esta, escandio. Y aquí lo tenemos en la opción D, escandio.

Como ves, son muy sencillos. Nada más nos metimos en el tema de símbolo químico, número atómico y masa atómica. Aunque el modelo de Bor abarca más cosas, solamente esto fue suficiente para poder resolverlo. Espero que te esté gustando esta serie de videos y de veras que te esté ayudando a poder estudiar esta guía de estudio para la evaluación de ingreso a la educación media superior EDMs. Por favor, hazme saber en los comentarios cuándo tienes el examen de admisión, porque creo que se acerca muy pronto para muchos de los que nos están viendo.

Y no dejes de compartir estos videos. Te espero en la siguiente lección. Calcula los electrones de valencia de un elemento químico de acuerdo con la representación del Lewis. La miniatura no tarda en aparecer.