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Gabriela Ortega
1/12/2025
Química
Estructura atómica y Sistema periódico
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•
1 dic 2025
•
Gabriela Ortega
@gabbyorttega
¿Alguna vez te has preguntado de qué está hecho realmente... Mostrar más
Los átomos son como pequeños sistemas solares con protones y neutrones en el núcleo y electrones girando alrededor. El número atómico (Z) te dice cuántos protones tiene un elemento, mientras que el número másico (A) suma protones y neutrones.
Cuando un átomo gana o pierde electrones se convierte en un ión: si pierde electrones es un catión (+), si los gana es un anión (-). Los isótopos son átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones.
Los primeros científicos como Demócrito imaginaron los átomos como partículas indivisibles. Dalton propuso que todos los átomos de un elemento son iguales y que en las reacciones químicas solo se reorganizan.
Dato curioso: El experimento de Thomson con rayos catódicos demostró que los electrones tienen carga negativa y masa, ¡revolucionando la ciencia!
Thomson descubrió el electrón estudiando rayos catódicos, mientras que Goldstein encontró los protones con los rayos canales. Estos experimentos sentaron las bases para entender la estructura atómica.
El modelo de Thomson imaginaba el átomo como un "pudín de pasas": una esfera positiva con electrones incrustados para mantener la neutralidad eléctrica. Era simple pero tenía sus limitaciones.
Rutherford lo cambió todo con su famoso experimento. Bombardeó una lámina de oro con partículas alfa y observó que la mayoría pasaba sin desviarse, pero algunas rebotaban completamente.
Sus conclusiones fueron revolucionarias: el átomo tiene un núcleo diminuto donde se concentra toda la carga positiva y la masa, rodeado de una corteza donde están los electrones. Es como tener una pelota de ping-pong en un estadio de fútbol.
Problema importante: Según las leyes electromagnéticas, un electrón girando debería perder energía y colapsar con el núcleo, ¡pero esto no ocurre!
El modelo de Rutherford explicaba la estructura básica pero no podía explicar por qué los átomos eran estables ni los espectros atómicos. Necesitábamos algo más.
La radiación electromagnética son ondas que combinan campos eléctricos y magnéticos vibrando perpendicularmente. Tienes que conocer tres conceptos clave: longitud de onda (λ), frecuencia (f) y la relación c = λ·f.
Planck revolucionó la física al proponer que la energía no es continua, sino que viene en "paquetes" llamados cuantos o fotones. La fórmula E = h·f relaciona la energía de un fotón con su frecuencia.
El efecto fotoeléctrico demuestra la naturaleza cuántica de la luz. Cuando la luz golpea un metal, puede arrancar electrones, pero solo si la frecuencia es mayor que un valor mínimo llamado frecuencia umbral.
Aplicación práctica: Las células fotovoltaicas de los paneles solares funcionan gracias al efecto fotoeléctrico.
La ecuación del efecto fotoeléctrico es E = E₀ + Ec, donde la energía del fotón se divide entre la energía mínima para arrancar el electrón (E₀) y la energía cinética del electrón emitido (Ec).
Para calcular la energía de un fotón usas E = h·f, donde h es la constante de Planck (6,6·10⁻³⁴ J·s). La longitud de onda se obtiene con λ = c/f, siendo c la velocidad de la luz.
En el primer ejercicio, un fotón de luz roja con frecuencia 4,3·10¹⁴ Hz tiene una energía de 2,85·10⁻¹⁹ J y una longitud de onda de 6,98·10⁻⁷ m. ¡Está en el rango visible del espectro!
Para rayos X con energía de 38.500 eV, primero conviertes a julios multiplicando por 1,6·10⁻¹⁹. Después calculas la frecuencia despejando de E = h·f y la longitud de onda con λ = c/f.
Consejo de estudio: Practica las conversiones entre unidades, especialmente eV a julios, porque aparecen constantemente en exámenes.
La energía de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar un electrón de un átomo. Para el potasio necesitas 6,94·10⁻¹⁹ J por átomo, lo que determina la máxima longitud de onda capaz de ionizarlo.
Los espectros atómicos son como huellas dactilares de los elementos. Cuando la luz blanca pasa por un prisma se descompone en un espectro continuo, pero los gases absorben o emiten solo ciertas frecuencias específicas.
Existen dos tipos: espectros de absorción (líneas oscuras donde el gas absorbe radiación) y espectros de emisión (líneas brillantes que emite el gas excitado). Cada elemento tiene su patrón único.
Bohr explicó estos espectros proponiendo que los electrones solo pueden estar en órbitas estacionarias con energías fijas. Cuando saltan entre niveles, absorben o emiten fotones con energías específicas.
Dato fascinante: Los espectros nos permiten conocer la composición de las estrellas a millones de años luz de distancia.
El modelo funciona perfectamente para el hidrógeno, pero falla con átomos más complejos. No explica las líneas espectrales adicionales ni incluye conceptos cuánticos como la dualidad onda-partícula.
El modelo de Bohr-Sommerfeld introdujo órbitas elípticas y el número cuántico secundario (ℓ) para explicar nuevas líneas espectrales. El efecto Zeeman mostró que los espectros se dividían en presencia de campos magnéticos.
Esto llevó al número cuántico magnético (mℓ) que describe la orientación espacial de los orbitales. Finalmente, el experimento de Stern-Gerlach reveló el spin electrónico, el cuarto número cuántico .
Los cuatro números cuánticos son: n (nivel energético), ℓ (forma del orbital), mℓ (orientación espacial) y ms (spin). Juntos definen completamente el estado de un electrón en el átomo.
Regla clave: Cada electrón en un átomo tiene una combinación única de estos cuatro números cuánticos (Principio de Exclusión de Pauli).
Un orbital es la región del espacio donde es más probable encontrar un electrón. La energía aumenta con n, y cada tipo tiene formas características: s (esférica), p (bilobular), d y f (más complejas).
De Broglie propuso que toda materia en movimiento tiene asociada una onda con longitud λ = h/p. Los electrones, al moverse alrededor del núcleo, se comportan como ondas, lo que explica las órbitas estables de Bohr.
El Principio de Incertidumbre de Heisenberg establece que no puedes conocer simultáneamente con precisión absoluta la posición y velocidad de una partícula. Esto es fundamental en el mundo atómico.
Los experimentos de difracción de electrones confirmaron su naturaleza ondulatoria. Thomson y otros demostraron que los electrones pueden interferir consigo mismos como las ondas de agua.
Concepto crucial: En el nivel atómico, las partículas no tienen trayectorias definidas como los planetas, sino que existen como "nubes de probabilidad".
La función de onda (ψ) describe matemáticamente el comportamiento cuántico. Su cuadrado (ψ²) da la probabilidad de encontrar el electrón en cada punto del espacio.
Moseley descubrió que las propiedades se repiten periódicamente cuando ordenas los elementos por número atómico. Esto dio origen a la tabla periódica moderna.
La configuración electrónica muestra cómo se distribuyen los electrones en los orbitales. Se rige por tres principios fundamentales que debes dominar completamente.
El Principio de Mínima Energía dice que los electrones ocupan primero los orbitales de menor energía. El diagrama de Moeller te da el orden: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d...
Truco de memoria: Dibuja el diagrama de Moeller en diagonal para recordar fácilmente el orden de llenado de orbitales.
Cada subnivel tiene capacidades máximas: s (2 electrones), p (6), d (10), f (14). La configuración determina las propiedades químicas y la posición en la tabla periódica.
El Principio de Exclusión de Pauli establece que no puede haber dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales en un átomo. En cada orbital caben máximo 2 electrones con spines opuestos.
El Principio de Máxima Multiplicidad de Hund dice que en orbitales de igual energía (isoenergéticos), los electrones se colocan primero desapareados antes de formar parejas.
Para escribir configuraciones: primero llenas según el orden energético, luego aplicas Hund en orbitales p, d y f. El electrón diferenciador es el último que añades.
Casos especiales: Cr y Cu son excepciones porque prefieren configuraciones de semicapa y capa cerrada en el subnivel d.
Los electrones de valencia están en la capa más externa incompleta y determinan las propiedades químicas. La capa cerrada (como gases nobles) proporciona especial estabilidad.
La tabla periódica se divide en cuatro bloques según el último orbital que se llena: s, p, d y f. Cada bloque tiene características distintivas.
Bloque s (grupos 1 y 2): metales alcalinos (ns¹) y alcalinotérreos (ns²). Bloque p : desde ns²p¹ hasta gases nobles (ns²p⁶). Bloque d : elementos de transición con orbitales d parcialmente llenos.
El bloque f incluye lantánidos y actínidos, también llamados elementos de transición interna. Tienen configuraciones f¹⁻¹⁴.
Estrategia de examen: Practica identificar grupos y períodos desde las configuraciones electrónicas, es un tipo de ejercicio muy frecuente.
El período corresponde al valor de n más alto, mientras que el grupo depende de los electrones de valencia. Dominar esta relación te permitirá navegar fácilmente por toda la tabla periódica.
Nuestro compañero de IA está específicamente adaptado a las necesidades de los estudiantes. Basándonos en los millones de contenidos que tenemos en la plataforma, podemos dar a los estudiantes respuestas realmente significativas y relevantes. Pero no se trata solo de respuestas, el compañero también guía a los estudiantes a través de sus retos de aprendizaje diarios, con planes de aprendizaje personalizados, cuestionarios o contenidos en el chat y una personalización del 100% basada en las habilidades y el desarrollo de los estudiantes.
Puedes descargar la app en Google Play Store y Apple App Store.
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App Store
Google Play
La app es muy fácil de usar y está muy bien diseñada. Hasta ahora he encontrado todo lo que estaba buscando y he podido aprender mucho de las presentaciones. Definitivamente utilizaré la aplicación para un examen de clase. Y, por supuesto, también me sirve mucho de inspiración.
Pablo
usuario de iOS
Esta app es realmente genial. Hay tantos apuntes de clase y ayuda [...]. Tengo problemas con matemáticas, por ejemplo, y la aplicación tiene muchas opciones de ayuda. Gracias a Knowunity, he mejorado en mates. Se la recomiendo a todo el mundo.
Elena
usuaria de Android
Vaya, estoy realmente sorprendida. Acabo de probar la app porque la he visto anunciada muchas veces y me he quedado absolutamente alucinada. Esta app es LA AYUDA que quieres para el insti y, sobre todo, ofrece muchísimas cosas, como ejercicios y hojas informativas, que a mí personalmente me han sido MUY útiles.
Ana
usuaria de iOS
Está app es muy buena, tiene apuntes que son de mucha ayuda y su IA es fantástica, te explica a la perfección y muy fácil de entender lo que necesites, te ayuda con los deberes, te hace esquemas... en definitiva es una muy buena opción!
Sophia
usuario de Android
Me encanta!!! Me resuelve todo con detalle y me da la explicación correcta. Tiene un montón de funciones, ami me ha ido genial!! Os la recomiendo!!!
Marta
usuaria de Android
La uso casi diariamente, sirve para todas las asignaturas. Yo, por ejemplo la utilizo más en inglés porque se me da bastante mal, ¡Todas las respuestas están correctas! Consta con personas reales que suben sus apuntes y IA para que puedas hacer los deberes muchísimo más fácil, la recomiendo.
Izan
usuario de iOS
¡La app es buenísima! Sólo tengo que introducir el tema en la barra de búsqueda y recibo la respuesta muy rápido. No tengo que ver 10 vídeos de YouTube para entender algo, así que me ahorro tiempo. ¡Muy recomendable!
Sara
usuaria de Android
En el instituto era muy malo en matemáticas, pero gracias a la app, ahora saco mejores notas. Os agradezco mucho que hayáis creado la aplicación.
Roberto
usuario de Android
Esto no es como Chatgpt, es MUCHISMO MEJOR, te hace unos resúmenes espectaculares y gracias a esta app pase de sacar 5-6 a sacar 8-9.
Julyana
usuaria de Android
Es la mejor aplicación del mundo, la uso para revisar los deberes a mi hijo.
Javier
usuario de Android
Sinceramente me ha salvado los estudios. Recomiendo la aplicación 100%.
Erick
usuario de Android
Me me encanta esta app, todo lo que tiene es de calidad ya que antes de ser publicado es revisado por un equipo de profesionales. Me ha ido genial esta aplicación ya que gracias a ella puedo estudiar mucho mejor, sin tener que agobiarme porque mi profesor no ha hecho teoría o porque no entiendo su teoría. Le doy un 10 de 10!
Mar
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Gabriela Ortega
@gabbyorttega
¿Alguna vez te has preguntado de qué está hecho realmente todo lo que te rodea? La estructura química del átomo es la base de toda la materia del universo. Desde los modelos más simples hasta las complicadas ecuaciones cuánticas, vamos... Mostrar más
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Los átomos son como pequeños sistemas solares con protones y neutrones en el núcleo y electrones girando alrededor. El número atómico (Z) te dice cuántos protones tiene un elemento, mientras que el número másico (A) suma protones y neutrones.
Cuando un átomo gana o pierde electrones se convierte en un ión: si pierde electrones es un catión (+), si los gana es un anión (-). Los isótopos son átomos del mismo elemento con diferente número de neutrones.
Los primeros científicos como Demócrito imaginaron los átomos como partículas indivisibles. Dalton propuso que todos los átomos de un elemento son iguales y que en las reacciones químicas solo se reorganizan.
Dato curioso: El experimento de Thomson con rayos catódicos demostró que los electrones tienen carga negativa y masa, ¡revolucionando la ciencia!
Thomson descubrió el electrón estudiando rayos catódicos, mientras que Goldstein encontró los protones con los rayos canales. Estos experimentos sentaron las bases para entender la estructura atómica.
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Rutherford lo cambió todo con su famoso experimento. Bombardeó una lámina de oro con partículas alfa y observó que la mayoría pasaba sin desviarse, pero algunas rebotaban completamente.
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Problema importante: Según las leyes electromagnéticas, un electrón girando debería perder energía y colapsar con el núcleo, ¡pero esto no ocurre!
El modelo de Rutherford explicaba la estructura básica pero no podía explicar por qué los átomos eran estables ni los espectros atómicos. Necesitábamos algo más.
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La radiación electromagnética son ondas que combinan campos eléctricos y magnéticos vibrando perpendicularmente. Tienes que conocer tres conceptos clave: longitud de onda (λ), frecuencia (f) y la relación c = λ·f.
Planck revolucionó la física al proponer que la energía no es continua, sino que viene en "paquetes" llamados cuantos o fotones. La fórmula E = h·f relaciona la energía de un fotón con su frecuencia.
El efecto fotoeléctrico demuestra la naturaleza cuántica de la luz. Cuando la luz golpea un metal, puede arrancar electrones, pero solo si la frecuencia es mayor que un valor mínimo llamado frecuencia umbral.
Aplicación práctica: Las células fotovoltaicas de los paneles solares funcionan gracias al efecto fotoeléctrico.
La ecuación del efecto fotoeléctrico es E = E₀ + Ec, donde la energía del fotón se divide entre la energía mínima para arrancar el electrón (E₀) y la energía cinética del electrón emitido (Ec).
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En el primer ejercicio, un fotón de luz roja con frecuencia 4,3·10¹⁴ Hz tiene una energía de 2,85·10⁻¹⁹ J y una longitud de onda de 6,98·10⁻⁷ m. ¡Está en el rango visible del espectro!
Para rayos X con energía de 38.500 eV, primero conviertes a julios multiplicando por 1,6·10⁻¹⁹. Después calculas la frecuencia despejando de E = h·f y la longitud de onda con λ = c/f.
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Existen dos tipos: espectros de absorción (líneas oscuras donde el gas absorbe radiación) y espectros de emisión (líneas brillantes que emite el gas excitado). Cada elemento tiene su patrón único.
Bohr explicó estos espectros proponiendo que los electrones solo pueden estar en órbitas estacionarias con energías fijas. Cuando saltan entre niveles, absorben o emiten fotones con energías específicas.
Dato fascinante: Los espectros nos permiten conocer la composición de las estrellas a millones de años luz de distancia.
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El modelo de Bohr-Sommerfeld introdujo órbitas elípticas y el número cuántico secundario (ℓ) para explicar nuevas líneas espectrales. El efecto Zeeman mostró que los espectros se dividían en presencia de campos magnéticos.
Esto llevó al número cuántico magnético (mℓ) que describe la orientación espacial de los orbitales. Finalmente, el experimento de Stern-Gerlach reveló el spin electrónico, el cuarto número cuántico .
Los cuatro números cuánticos son: n (nivel energético), ℓ (forma del orbital), mℓ (orientación espacial) y ms (spin). Juntos definen completamente el estado de un electrón en el átomo.
Regla clave: Cada electrón en un átomo tiene una combinación única de estos cuatro números cuánticos (Principio de Exclusión de Pauli).
Un orbital es la región del espacio donde es más probable encontrar un electrón. La energía aumenta con n, y cada tipo tiene formas características: s (esférica), p (bilobular), d y f (más complejas).
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De Broglie propuso que toda materia en movimiento tiene asociada una onda con longitud λ = h/p. Los electrones, al moverse alrededor del núcleo, se comportan como ondas, lo que explica las órbitas estables de Bohr.
El Principio de Incertidumbre de Heisenberg establece que no puedes conocer simultáneamente con precisión absoluta la posición y velocidad de una partícula. Esto es fundamental en el mundo atómico.
Los experimentos de difracción de electrones confirmaron su naturaleza ondulatoria. Thomson y otros demostraron que los electrones pueden interferir consigo mismos como las ondas de agua.
Concepto crucial: En el nivel atómico, las partículas no tienen trayectorias definidas como los planetas, sino que existen como "nubes de probabilidad".
La función de onda (ψ) describe matemáticamente el comportamiento cuántico. Su cuadrado (ψ²) da la probabilidad de encontrar el electrón en cada punto del espacio.
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La configuración electrónica muestra cómo se distribuyen los electrones en los orbitales. Se rige por tres principios fundamentales que debes dominar completamente.
El Principio de Mínima Energía dice que los electrones ocupan primero los orbitales de menor energía. El diagrama de Moeller te da el orden: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d...
Truco de memoria: Dibuja el diagrama de Moeller en diagonal para recordar fácilmente el orden de llenado de orbitales.
Cada subnivel tiene capacidades máximas: s (2 electrones), p (6), d (10), f (14). La configuración determina las propiedades químicas y la posición en la tabla periódica.
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El Principio de Máxima Multiplicidad de Hund dice que en orbitales de igual energía (isoenergéticos), los electrones se colocan primero desapareados antes de formar parejas.
Para escribir configuraciones: primero llenas según el orden energético, luego aplicas Hund en orbitales p, d y f. El electrón diferenciador es el último que añades.
Casos especiales: Cr y Cu son excepciones porque prefieren configuraciones de semicapa y capa cerrada en el subnivel d.
Los electrones de valencia están en la capa más externa incompleta y determinan las propiedades químicas. La capa cerrada (como gases nobles) proporciona especial estabilidad.
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La tabla periódica se divide en cuatro bloques según el último orbital que se llena: s, p, d y f. Cada bloque tiene características distintivas.
Bloque s (grupos 1 y 2): metales alcalinos (ns¹) y alcalinotérreos (ns²). Bloque p : desde ns²p¹ hasta gases nobles (ns²p⁶). Bloque d : elementos de transición con orbitales d parcialmente llenos.
El bloque f incluye lantánidos y actínidos, también llamados elementos de transición interna. Tienen configuraciones f¹⁻¹⁴.
Estrategia de examen: Practica identificar grupos y períodos desde las configuraciones electrónicas, es un tipo de ejercicio muy frecuente.
El período corresponde al valor de n más alto, mientras que el grupo depende de los electrones de valencia. Dominar esta relación te permitirá navegar fácilmente por toda la tabla periódica.
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Elena
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Vaya, estoy realmente sorprendida. Acabo de probar la app porque la he visto anunciada muchas veces y me he quedado absolutamente alucinada. Esta app es LA AYUDA que quieres para el insti y, sobre todo, ofrece muchísimas cosas, como ejercicios y hojas informativas, que a mí personalmente me han sido MUY útiles.
Ana
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Sophia
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Marta
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La uso casi diariamente, sirve para todas las asignaturas. Yo, por ejemplo la utilizo más en inglés porque se me da bastante mal, ¡Todas las respuestas están correctas! Consta con personas reales que suben sus apuntes y IA para que puedas hacer los deberes muchísimo más fácil, la recomiendo.
Izan
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Sara
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Roberto
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Erick
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Me me encanta esta app, todo lo que tiene es de calidad ya que antes de ser publicado es revisado por un equipo de profesionales. Me ha ido genial esta aplicación ya que gracias a ella puedo estudiar mucho mejor, sin tener que agobiarme porque mi profesor no ha hecho teoría o porque no entiendo su teoría. Le doy un 10 de 10!
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Elena
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Erick
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Me me encanta esta app, todo lo que tiene es de calidad ya que antes de ser publicado es revisado por un equipo de profesionales. Me ha ido genial esta aplicación ya que gracias a ella puedo estudiar mucho mejor, sin tener que agobiarme porque mi profesor no ha hecho teoría o porque no entiendo su teoría. Le doy un 10 de 10!
Mar
usuaria de iOS
