
El Átomo: La Unidad Fundamental de la Materia
Referentes curriculares (MEN · ICFES)
Derechos Básicos de Aprendizaje
- DBA 2. Explica cómo las sustancias se forman a partir de la interacción de los elementos y que estos se encuentran agrupados en un sistema periódico.
Estándares Básicos de Competencias
- Describo el desarrollo de modelos que explican la estructura de la materia.
- Explico cómo un número limitado de elementos hace posible la diversidad de la materia conocida.
- Explico el desarrollo de modelos de organización de los elementos químicos.
- Explico y utilizo la tabla periódica como herramienta para predecir procesos químicos.
Matriz de referencia ICFES
- Comprender que la materia se puede diferenciar a partir de sus propiedades.
- Comprender que la materia se puede diferenciar a partir de sus propiedades.
- Elaborar y proponer explicaciones para algunos fenómenos de la naturaleza basadas en conocimiento científicos y de la evidencia de su propia investigación y de la de otros.
ExploraciónExploración: ¿De qué estamos hechos?
⏱ 10 minActiva lo que ya sabes antes de estudiar algo nuevo.
Ilustración IA- Todo lo que vemos y tocamos está formado por átomos.
- Un átomo es tan pequeño que millones caben en la punta de un lápiz.
- El átomo tiene partículas internas que determinan las propiedades de cada sustancia.
¿Qué sabes antes de empezar?
- Cuando rompes una hoja de papel en pedazos cada vez más pequeños, ¿qué crees que encontrarías si pudieras seguir dividiendo hasta lo más mínimo posible?
- El oro, el hierro y el oxígeno son sustancias muy diferentes entre sí. ¿A qué crees que se deben esas diferencias si todos están formados por átomos?
EstructuraciónEstructuración: ¿Cómo es el átomo por dentro?
⏱ 15 minAprende con precisión la estructura y las partículas del átomo.
El átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades químicas. Está formado por un núcleo central y una zona exterior llamada corteza. En el núcleo se encuentran los protones (carga positiva) y los neutrones (sin carga). En la corteza giran los electrones (carga negativa) organizados en niveles de energía llamados capas o órbitas.
Ilustración IA- El núcleo concentra casi toda la masa del átomo.
- Los protones determinan el número atómico (Z) del elemento.
- Los electrones definen cómo reacciona el átomo con otros átomos.
Partículas subatómicas y números clave
A = Z + NA = número másico, Z = número de protones, N = número de neutrones.
N = A − ZPara hallar neutrones, resta el número atómico al número másico.
Estructura del Átomo
Contiene protones (carga +) y neutrones (sin carga). Concentra casi toda la masa.
Contiene electrones (carga −) distribuidos en órbitas o capas de energía.
Z = número de protones. Identifica al elemento en la tabla periódica.
A = protones + neutrones. Indica la masa aproximada del átomo.
PrácticaPráctica: Calculemos partículas y representemos el átomo
⏱ 15 minPrimero observa el ejemplo resuelto; luego resuelve los ejercicios.
- Paso 1 — Protones: Z = 11, entonces el átomo de Na tiene 11 protones en su núcleo.
- Paso 2 — Neutrones: N = A − Z = 23 − 11 = 12 neutrones en el núcleo.
- Paso 3 — Electrones: En un átomo neutro, los electrones igualan a los protones. El sodio tiene 11 electrones distribuidos en 3 capas: capa 1 → 2e⁻, capa 2 → 8e⁻, capa 3 → 1e⁻.
- Paso 4 — Modelo de Bohr: Dibuja un núcleo con «11p⁺ / 12n⁰», luego tres órbitas concéntricas con 2, 8 y 1 electrón respectivamente.
Ilustración IA- El sodio tiene 3 capas de electrones según el modelo de Bohr.
- La distribución 2-8-1 es característica del sodio (Z = 11).
- El último electrón (capa exterior) es el que participa en las reacciones químicas.
¡Tu turno!
Resuelve cada ejercicio aplicando lo aprendido. Muestra tus cálculos.
TransferenciaTransferencia: El átomo en nuestra vida cotidiana
⏱ 10 minAplica lo aprendido a una situación real del contexto colombiano.
La sal de las minas de Zipaquirá
En las minas de sal de Zipaquirá, Cundinamarca, se extrae cloruro de sodio (NaCl), la sal común que usamos en la cocina. Este compuesto se forma cuando el sodio (Na, Z = 11) y el cloro (Cl, Z = 17) comparten o transfieren electrones entre sí. Sin entender la estructura atómica de cada elemento, los químicos no podrían explicar por qué estos dos átomos se unen para formar una sustancia completamente diferente a los dos elementos por separado.
Situación adaptada al contexto colombiano con fines educativos.
Ilustración IA- La sal de Zipaquirá es cloruro de sodio (NaCl), un compuesto de dos átomos distintos.
- La estructura atómica del sodio y el cloro explica cómo se unen para formar sal.
- Comprender el átomo permite entender la diversidad de sustancias en la naturaleza.
Analiza y reflexiona
- El cloro (Cl) tiene Z = 17 y A = 35. ¿Cuántos protones, neutrones y electrones tiene? ¿En qué se diferencia atómicamente del sodio (Z = 11)?
- ¿Por qué crees que dos átomos con estructuras tan diferentes (Na y Cl) pueden unirse para formar una sustancia como la sal, que tiene propiedades completamente distintas a las de sus elementos por separado?
ValoraciónValoración: ¿Qué aprendí hoy?
⏱ 5 minRevisa honestamente lo que lograste en esta clase.
Ilustración IA- Revisar lo aprendido consolida el conocimiento científico.
- Identificar lo que aún necesitas reforzar es parte del aprendizaje.
¿Cómo me fue hoy?
| Puedo… | Lo logré | Casi | Necesito ayuda |
|---|---|---|---|
| Puedo identificar las tres partículas subatómicas (protón, neutrón, electrón) y la carga eléctrica de cada una. | |||
| Puedo calcular el número de protones, neutrones y electrones usando Z y A con la fórmula N = A − Z. | |||
| Puedo representar esquemáticamente el modelo de Bohr de un átomo, distribuyendo correctamente los electrones en capas. |
Clave de respuestas · para el docente
Esta hoja se imprime aparte. Desactívala en “Imprimir” si vas a fotocopiar para los estudiantes.
- Exploración: ¿De qué estamos hechos? · pregunta 1: Se espera que los estudiantes mencionen partículas muy pequeñas; el docente guía hacia la idea de que llegaríamos al átomo, que ya no se puede dividir químicamente.
- Exploración: ¿De qué estamos hechos? · pregunta 2: Se espera que los estudiantes relacionen las diferencias con el tipo de átomo; el docente orienta hacia que cada elemento tiene un tipo de átomo distinto con diferente número de partículas.
- Práctica: Calculemos partículas y representemos el átomo · ejercicio 1: Protones: 6. Neutrones: 12 − 6 = 6. Electrones: 6. Distribución: 2 – 4.
- Práctica: Calculemos partículas y representemos el átomo · ejercicio 2: N = 16 − 8 = 8 neutrones. Electrones: 8. Distribución: 2 – 6.
- Práctica: Calculemos partículas y representemos el átomo · ejercicio 3: A = 15 + 16 = 31. Con Z = 15, el elemento es el Fósforo (P).
- Práctica: Calculemos partículas y representemos el átomo · ejercicio 4: Protones: 20. Neutrones: 20. Electrones: 20. Distribución en 4 capas: 2 – 8 – 8 – 2. El dibujo debe mostrar el núcleo y cuatro órbitas con esas cantidades de electrones.
- Transferencia: El átomo en nuestra vida cotidiana · pregunta 1: Cl: 17 protones, 18 neutrones (35 − 17), 17 electrones. Se diferencia del Na en que tiene más protones (17 vs. 11), más neutrones y más electrones, por lo que sus propiedades químicas y su lugar en la tabla periódica son distintos.
- Transferencia: El átomo en nuestra vida cotidiana · pregunta 2: Respuesta abierta: se espera que el estudiante relacione que la diferencia en electrones de la última capa permite la unión entre átomos. El docente refuerza que son los electrones de valencia los responsables de las uniones químicas.
- Pregunta de exploración 1: Al dividir la materia al límite, llegamos al átomo, que es la unidad mínima que conserva las propiedades del elemento. No puede dividirse más por medios químicos.
- Pregunta de exploración 2: Las diferencias entre el oro, el hierro y el oxígeno se deben al tipo de átomo: cada elemento tiene un número diferente de protones (Z distinto), lo que determina sus propiedades.
- Ejercicio básico 1 — Carbono: C (Z = 6, A = 12): 6 protones, 6 neutrones (12 − 6), 6 electrones. Distribución: 2 – 4 en dos capas.
- Ejercicio básico 2 — Oxígeno: O (Z = 8, A = 16): N = 16 − 8 = 8 neutrones. Electrones: 8. Distribución: 2 – 6 en dos capas.
- Ejercicio intermedio — Átomo desconocido: A = 15 + 16 = 31. Con Z = 15, el elemento es el Fósforo (P), ubicado en el período 3, grupo VA de la tabla periódica.
- Ejercicio avanzado — Calcio: Ca (Z = 20, A = 40): 20 protones, 20 neutrones, 20 electrones. Distribución en 4 capas: 2 – 8 – 8 – 2. El esquema de Bohr debe mostrar núcleo y cuatro órbitas con esas cantidades.
- Pregunta de transferencia 1 — Cloro: Cl: Z = 17 (17 protones), N = 35 − 17 = 18 neutrones, 17 electrones. Se diferencia del Na en que tiene 6 protones más, lo que cambia completamente su estructura electrónica y sus propiedades químicas.
- Pregunta de transferencia 2 — Unión Na y Cl: Respuesta abierta orientada: Na tiene 1 electrón en su última capa y Cl tiene 7; el sodio cede ese electrón al cloro, formando una unión iónica. Las propiedades del compuesto (NaCl) son distintas porque la nueva estructura electrónica es diferente a la de cada átomo solo.