Partícules subatòmiques i isòtops
Si l'àtom fos un estadi de futbol, el nucli seria de la mida d'una bala col·locada just al centre del camp. Dins d'aquesta «bala» i al seu voltant només hi viuen tres tipus de partícules, i amb només tres n'hi ha prou per explicar quasi tota la química que estudiaràs.
Les tres partícules de l'àtom
Si fregues una regla de plàstic contra un jersei de llana i l'acostes a trossets de paper, veuràs que salten cap a ella com per art de màgia: la matèria que toquem conté càrregues elèctriques que es poden transferir, però de quines diminutes partícules amb càrrega està compost en realitat cada àtom?
Com que l'àtom complet és neutre, un àtom normal té el mateix nombre de protons que d'electrons: les càrregues positives i negatives es compensen.
En el joc de taula «Construeix un àtom» hi ha tres tipus de fitxes: protons, neutrons i electrons. Indica la càrrega elèctrica de cadascuna de les tres partícules:…
En el joc de taula «Construeix un àtom» hi ha tres tipus de fitxes: protons, neutrons i electrons. Indica la càrrega elèctrica de cadascuna de les tres partícules: positiva, negativa o sense càrrega.
Si l'àtom fos un estadi de futbol, el nucli seria una bala al centre del camp. Quines partícules hi hauria dins d'aquesta «bala»? I quines partícules es mourien per la…
Si l'àtom fos un estadi de futbol, el nucli seria una bala al centre del camp. Quines partícules hi hauria dins d'aquesta «bala»? I quines partícules es mourien per la graderia, al voltant del nucli?
Completa la frase amb les paraules que falten: «El protó té càrrega $\dots$, l'electró té càrrega $\dots$ i el neutró no té $\dots$».
Completa la frase amb les paraules que falten: «El protó té càrrega $\dots$, l'electró té càrrega $\dots$ i el neutró no té $\dots$».
El nombre atòmic Z: el carnet d'identitat
El ferro és un metall dur i magnètic, l'heli és un gas que fa flotar els globus i el sofre és una pols groga; tanmateix, els tres estan formats exclusivament per protons, neutrons i electrons: quina propietat interna fixa fa que un àtom sigui ferro i no heli o sofre?
Mou el control lliscant «Protons» de l'interactiu: fixa't que canviar $Z$ canvia també de quin element estàs parlant.
El nombre atòmic $Z$ és com el carnet d'identitat d'un element. Explica què és el que compta el nombre $Z$ i digues quant val per a un àtom que té $6$ protons.
El nombre atòmic $Z$ és com el carnet d'identitat d'un element. Explica què és el que compta el nombre $Z$ i digues quant val per a un àtom que té $6$ protons.
Quan respires, als teus pulmons arriben àtoms d'oxigen, que tenen $8$ protons. Si un àtom d'oxigen és neutre, quants electrons té? Explica per què.
Quan respires, als teus pulmons arriben àtoms d'oxigen, que tenen $8$ protons. Si un àtom d'oxigen és neutre, quants electrons té? Explica per què.
Un àtom neutre de calci, el mineral dels ossos, té $20$ electrons i un nombre màssic $A = 40$. Calcula el seu nombre atòmic $Z$ i el nombre de neutrons del seu nucli.
Un àtom neutre de calci, el mineral dels ossos, té $20$ electrons i un nombre màssic $A = 40$. Calcula el seu nombre atòmic $Z$ i el nombre de neutrons del seu nucli.
El nombre màssic A: comptar protons i neutrons
Un protó i un neutró pesen quasi el mateix, unes $2000$ vegades més que un electró. Per això, quasi tota la massa d'un àtom és al nucli.
El nombre màssic $A$ compta les partícules «pesants» de l'àtom. Un àtom de carboni té $6$ protons i $6$ neutrons, com es mostra a la figura. Quant val el seu nombre…
El nombre màssic $A$ compta les partícules «pesants» de l'àtom. Un àtom de carboni té $6$ protons i $6$ neutrons, com es mostra a la figura.
Quant val el seu nombre màssic $A$? Quines partícules de l'àtom no entren en aquest compte?
La sal de cuina conté àtoms de sodi, amb $11$ protons i $12$ neutrons al seu nucli, com es mostra a la figura. Calcula el nombre màssic $A$ del sodi.
La sal de cuina conté àtoms de sodi, amb $11$ protons i $12$ neutrons al seu nucli, com es mostra a la figura.
Calcula el nombre màssic $A$ del sodi.
Les bengales brillen amb una llum blanca intensa perquè cremen magnesi. Un àtom neutre de magnesi té $Z = 12$ i $A = 24$. Calcula quants protons, neutrons i electrons té.
Les bengales brillen amb una llum blanca intensa perquè cremen magnesi. Un àtom neutre de magnesi té $Z = 12$ i $A = 24$. Calcula quants protons, neutrons i electrons té.
Ions: àtoms amb càrrega
Un àtom neutre pot guanyar o perdre electrons. Quan això passa, deixa de tenir les càrregues compensades i es converteix en un ió.
Fixa't en l'interactiu: si baixes el nombre d'electrons per sota del de protons, apareix una càrrega positiva neta. Això és just el que li passa al potassi quan perd un electró.
El potassi és un mineral跑 abundant en els plàtans. Un àtom neutre de potassi, amb $Z = 19$, perd un dels seus electrons, com es mostra a la figura. a) Quants protons i…
El potassi és un mineral跑 abundant en els plàtans. Un àtom neutre de potassi, amb $Z = 19$, perd un dels seus electrons, com es mostra a la figura.
- a) Quants protons i quants electrons li queden a l'àtom?
- b) Continua sent potassi? Justifica-ho pensant en què és el que defineix un element.
- c) Quina càrrega neta té ara l'àtom? Explica el resultat comparant les seves càrregues positives i negatives.
Isòtops: mateix element, diferent massa
L'any 1912, en desviar àtoms de gas neó pur amb camps elèctrics, els científics van descobrir amb sorpresa que hi havia àtoms de neó amb massa 20 i altres amb massa 22, tot i que el seu comportament químic era exactament el mateix: com poden existir àtoms del mateix element que pesin diferent?
Com que el $Z$ és el mateix, els isòtops continuen sent el mateix element i tenen propietats químiques molt semblants. Canvien la massa i pot canviar l'estabilitat nuclear: alguns isòtops són estables i d'altres radioactius.
El carboni 12 i el carboni 14 són com dos germans: són del mateix element, però no «pesen» igual. Explica què tenen en comú els dos àtoms i en què es diferencien. Com es…
El carboni 12 i el carboni 14 són com dos germans: són del mateix element, però no «pesen» igual. Explica què tenen en comú els dos àtoms i en què es diferencien. Com es diu la relació que hi ha entre ells?
L'hidrogen té tres isòtops coneguts: el proti ($A = 1$), el deuteri ($A = 2$), present en l'anomenada «aigua pesant», i el triti ($A = 3$). Tots tenen $Z = 1$, com es…
L'hidrogen té tres isòtops coneguts: el proti ($A = 1$), el deuteri ($A = 2$), present en l'anomenada «aigua pesant», i el triti ($A = 3$). Tots tenen $Z = 1$, com es mostra a la figura.
Calcula quants neutrons té cada isòtop i explica per què tots tres són el mateix element.
Uns arqueòlegs troben un ullal de mamut i volen saber la seva edat. Per calcular-la fan servir el carboni-14 que queda a les restes. a) El carboni-14 és un isòtop del…
Uns arqueòlegs troben un ullal de mamut i volen saber la seva edat. Per calcular-la fan servir el carboni-14 que queda a les restes.
- a) El carboni-14 és un isòtop del carboni: explica què significa això, parlant de protons i neutrons.
- b) Tots els éssers vius contenen carboni i, en morir, el seu carboni-14 va disminuint a poc a poc amb els anys. Raona per què això permet estimar quant de temps fa que va morir l'animal.