Exàmen de prova sobre l'àtom

1. Indica raonadament si les següents afirmacions són vertaderes o falses.

a) Els electrons són partícules sense càrrega elèctrica.

Fals. Els electrons són partícules amb càrrega elèctrica negativa. Els neutrons són les partícules que no tenen càrrega elèctrica.

b) En l'àtom es poden distingir dues parts: el nucli i l'escorça electrònica.

Vertader. En l’àtom distingim el nucli format principalment per protons i neutrons i carregat amb càrrega positiva (perquè els protons tenen càrrega positiva i els neutrons no en tenen) i on es troba més del 99% de la massa de l’àtom; i l’escorça, formada per electrons, amb càrrega negativa i pràcticament sense massa.

c) El nucli ocupa quasi tot l'àtom.

Fals. El nucli ocupa molt poc espai, el radi del nucli és 10.000 vegades menor que el radi de l’àtom. El nucli seria com una oliva al centre d’un camp de futbol.

d) Els protons tenen, en valor absolut (sense considerar el signe), més càrrega que els electrons.

Fals, els protons i els electrons tenen la mateixa càrrega en valor absolut.

e) Els protons i els neutrons tenen aproximadament la mateixa massa.

Vertader. Els protons tenen una massa de 1,6726x10(-27) Kg i els neutrons 1,6749x10(-27)Kg, com veiem, pràcticament la mateixa.

f) La massa dels protons és menor que la dels electrons.

Fals. Els protons tenen molta més massa que els electrons, un protó té una massa de 1,6729x10(-27) Kg i un electró molt més menuda, de 9,1093x10(-31) Kg

g) En el nucli tenim els protons i els electrons

Fals. El nucli està format principalment per protons i neutrons. Els electrons es situen en l’escorça electrònica de l’àtom.

h) En l'escorça electrònica es situen els electrons i els neutrons.

Fals. En l’escorça electrònica es situen només els electrons. Els neutrons estan al nucli junt amb els protons.

i) El nombre atòmic (Z) és el nombre de neutrons que hi ha en un nucli.

Fals. El nombre atòmic (Z) és el nombre de protons que trobem en el nucli de l'àtom. Per a saber el nombre de neutrons haurem de restar-li al número màssic (Suma de neutrons i protons), anomenat (A) el nombre atòmic (Z).

j) El nombre màssic indica el nombre de partícules que hi ha en un nucli (la suma dels protons i els neutrons) i es representa per la lletra Z.

Fals. El nombre màssic indica el nombre de protons i neutrons que hi ha en el nucli de l’àtom i es representa per la lletra A.

2. El radi d'un àtom, si es considera que aquest és esfèric, és de l'ordre de 10-10 m i el del seu nucli de 10-14 m. Per la seua banda una pilota de golf té un radi de 2,1 cm. Si es considera que la grandària del nucli de l'àtom és el de la pilota de golf, a quina distància estarien els electrons més llunyans? Indica raonadament si la major part de l'àtom està ple de partícules o està buit.

Per a calcular a la distància que estarien els electrons utilitzaré una regla de tres, en la que:

radi del nucli de l’àtom 10(-14) ----------------radi de l’àtom 10(-10) on estan els electrons

radi de la pilota de golf 2,1 cm ----------------- x (on estarien els electrons en la pilota)

x= 2,1•10(-10) /10(-14) = 2,1•10(4) = 21000 cm = 210 m

Pel que direm que, els electrons més allunyats es trobarien a uns 210 metres del nucli. La major part de l’àtom està buit, ja que el nucli és molt xicotet i molt dens, com ens diu l’enunciat el radi de l’àtom és 10000 vegades més gran que el radi del seu nucli.

3. Si saps que per al clor (Cl) Z=17 i que es té un àtom de Cl que té A=35, calcula raonadament el nombre de protons, neutrons i electrons d'aquest àtom. Indica raonadament el nombre d'electrons que hi haurà en cada capa.

En un àtom neutre el nombre de protons és igual que el nombre d’electrons, com que Z és el nombre de protons i ens diu que és 17, sabem que els electrons també seran 17.

Per a saber el nombre de neutrons, com sabem que A=35 (nombre de protons més neutrons), aleshores,

35 (total) – 17 (protons) = 18 (neutrons).

El Cl té 17 protons, 17 electrons i 18 neutrons.

Per a saber com es situen els electrons en les capes utilitzem la fórmula 2n2 (2 n al quadrat), en el que "n" és el nombre de la capa. Els electrons es van situant capa rere capa, i no passen a la capa següent fins que no estiga totalment saturada l’anterior. En la 1ª capa hi ha 2 electrons (2•1(2)), en la segona 8 electrons (2•2(2)), en la tercera caben 18 electrons, però aquesta no estarà completa del tot i en ella només hi haurà 7 electrons.

Pel que direm que en la primera capa hi haurà 2 electrons, en la segona 8 i en la tercera 7.

4. Utilitzant el model planetari representa un àtom de sodi (Na) del que saps que Z=11 i A=23.

Explica el dibuix que fet i explica la distribució dels electrons en cada capa. Justifica el nombre de protons i neutrons que hi ha en el nucli.

Com ens diu que Z=11 ja sabem que té 11 protons, i com és neutre també sabem que té 11 electrons. Com ens diu que A=23 podem calcular el nombre de neutrons 23-11=12, es a dir, tindrà 12 neutró. 11 protons, 11 electrons i 12 neutrons.

Aquests electrons estaran situats en 3 capes, en la primera hi haurà 2 electrons, en la segona 8 i en la tercera 1 electró (2+8+1 = 11).