Ciencias · Sexto grado

Las piezas del universo

Tu nombre se escribe con cuatro elementos de la tabla periódica: azufre, oxígeno, flúor y yodo. Toca uno para conocerlo.

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El átomo

La idea en una frase

Todo lo que existe (el agua, el aire, tu cuerpo, el celular) está hecho de piezas diminutas llamadas átomos, como fichas de LEGO. En el punto final de esta frase caben millones.

¿De qué está hecho un átomo?

+

Protón

En el núcleoProtón = Positivo
0

Neutrón

En el núcleoNeutrón = Neutro
−

Electrón

Girando en capasNegativo. Es el que se mueve y se presta

El núcleo es el centro, donde están juntos protones y neutrones; ahí está casi todo el peso. Alrededor del núcleo giran los electrones.

Las capas son como las órbitas de los planetas

Piensa en el sistema solar: el Sol está en el centro y los planetas giran a su alrededor, cada uno en su órbita. El átomo se parece: el núcleo es como el Sol y los electrones son como los planetas. Sus órbitas se llaman capas o niveles.

Toca «Átomo» para convertirlo en un átomo
Sol

En el dibujo el núcleo se ve grande para poder verlo. Toca el botón para verlo de su tamaño real.

Sistema solarÁtomo
El Sol, en el centroEl núcleo, en el centro
Planetas que giranElectrones que giran
ÓrbitasCapas (órbitas)
La gravedad del Sol los mantiene girandoEl núcleo (+) atrae a los electrones (−)
Casi todo es espacio vacíoCasi todo es espacio vacío, ¡y todavía más!
Una diferencia importante

En el sistema solar va un planeta en cada órbita. En el átomo caben varios electrones en cada capa: 2 en la primera, 8 en la segunda y, por ahora, 8 en la tercera. El átomo del dibujo es el sodio: 2, 8 y 1.

Así se imaginó el átomo el científico danés Niels Bohr, en 1913. Por eso a este dibujo se le llama el modelo de Bohr.

Arma tu átomo

Toca + y − para cambiarlo
Protones8
Neutrones8
Electrones8
Última capa

Prueba con:
Número atómico

Es la cantidad de protones, como la cédula del átomo: 1 protón es hidrógeno, 6 es carbono, 8 es oxígeno. Si cambias los protones, cambias de elemento.

Masa atómica

Es más o menos protones + neutrones. Los electrones pesan tan poquito que casi no cuentan.

¿Cómo se comporta con otros átomos?

  1. Normalmente es neutro: tiene tantos protones (+) como electrones (−), y las cargas se cancelan.
  2. Lo que importa es la última capa. Sus electrones se llaman electrones de valencia y son los únicos que juegan con otros átomos.
  3. Todos quieren su última capa llena, casi siempre con 8 (el hidrógeno se conforma con 2). Así quedan estables, tranquilos.
  4. Para llenarla pueden regalar, robar o compartir electrones. De ahí salen los tres tipos de enlace: si uno regala y el otro recibe, es iónico; si comparten, es covalente; y si todos comparten con todos, es metálico.
  5. Ion: si un átomo pierde electrones queda positivo (+); si gana, queda negativo (−).
Analogía

Piensa en un álbum donde la última página necesita 8 láminas. Si tienes 1 sola, es más fácil regalarla. Si tienes 7, es más fácil conseguir la que falta. Y si dos tienen pocas, pueden ponerse de acuerdo para compartir.

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La tabla periódica

La idea en una frase

Es un cuadro con todos los tipos de átomo que se conocen: 118 elementos, ordenados por su número atómico.

Explora la tabla

Toca cualquier casilla

Las dos filas de abajo son parte de las filas 6 y 7. Toca el botón para meterlas en su lugar.

La fila y la columna del elemento que elijas se marcan en ámbar. En la casilla grande de abajo ves lo que trae cada elemento: número atómico (arriba), símbolo (grande), nombre y masa atómica (abajo).

Filas · 7 periodos

Te dicen cuántas capas (órbitas) de electrones tiene el átomo. Los de la fila 3 tienen 3 capas.

Columnas · 18 grupos

Los de una misma columna tienen los mismos electrones en la última capa. Por eso se parecen, como una familia.

¿Y las dos filas de abajo?

No son elementos sin periodo. Pertenecen a las filas 6 y 7: su lugar es el hueco de la columna 3, donde está la flechita ↓. Se sacan y se ponen abajo para que la tabla no quede larguísima: con ellas adentro tendría 32 columnas en vez de 18. La primera fila son los lantánidos (empiezan con el lantano, La) y la segunda los actínidos (empiezan con el actinio, Ac). Todos son metales, y todos los actínidos son radiactivos.

Lo de las columnas funciona perfecto en la 1, la 2 y de la 13 a la 18. Las del centro son más enredadas; eso lo verás en grados más altos. El helio es especial: tiene solo 2, pero su única capa ya está llena.

Las zonas de la tabla

MetalesIzquierda y centro, la mayoría

Brillan, conducen la electricidad y el calor, y se pueden doblar. Hierro, cobre, oro, aluminio.

No metalesArriba a la derecha

No brillan ni conducen bien. Muchos son gases. Oxígeno, nitrógeno, carbono, cloro.

MetaloidesLa escalera entre los dos

Tienen un poco de cada uno. Con el silicio se fabrican los chips de los celulares.

Gases noblesLa última columna

Ya tienen la última capa llena, así que no se juntan con nadie: son los creídos de la tabla. Por eso el helio de los globos es seguro.

Símbolos que no se parecen al nombre

Algunos vienen del latín. Toca uno para verlo en la tabla:

Historia

La tabla la organizó principalmente el químico ruso Dmitri Mendeléyev, en 1869. Dejó huecos para elementos que todavía no se conocían y predijo cómo serían. Años después se descubrieron el galio (1875), el escandio (1879) y el germanio (1886), y encajaron justo en esos huecos.

Algunas tablas clasifican distinto a unos pocos elementos de la escalera, como el ástato.

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Los enlaces

La idea en una frase

Un enlace es la fuerza que mantiene unidos a dos o más átomos. Se forma porque, juntándose, logran llenar su última capa.

Molécula

Grupo de átomos unidos. El agua (H2O) son 2 hidrógenos y 1 oxígeno pegados.

Compuesto

Sustancia hecha de átomos distintos. El agua es un compuesto; el oxígeno que respiramos (O2) no, porque son dos átomos iguales.

Mira cómo se unen

Toca «Siguiente» para ver cada paso

Analogía

Resumen

EnlaceEntre quiénesQué pasa con los electronesEjemplo
IónicoMetal + no metalUno los regala, el otro los recibeSal de cocina
CovalenteNo metal + no metalLos compartenAgua, oxígeno
MetálicoMetal + metalQuedan libres entre todosCables de cobre
?

Reto final

Diez preguntas para ver qué tanto entendiste: hay dibujos para tocar, un átomo para armar y parejas para unir. Si te equivocas, te explico por qué.

Para quien explica

Pídele que te explique cada parte con sus palabras mientras mueve las animaciones. Confusiones típicas a esta edad:

  • Creer que el átomo es una bolita sólida: muéstrale el botón «Ver el núcleo de su tamaño real». Como en el sistema solar, el átomo es casi todo espacio vacío.
  • Confundir elemento con molécula: el elemento es el tipo de átomo (la ficha); la molécula es un grupo de fichas pegadas.
  • Pensar que los protones cambian en un enlace: en los enlaces solo se mueven los electrones de la última capa; el núcleo no se toca.
  • Memorizar sin entender por qué se unen: si entiende la idea de llenar la última capa, todo lo demás tiene sentido.
  • Sobre los planetas: el modelo de Bohr funciona muy bien para sexto. Si pregunta más, hoy se sabe que los electrones no siguen caminos exactos como los planetas: se mueven en zonas alrededor del núcleo. Eso lo verá más adelante.
  • Las filas de abajo: no son elementos sin periodo; son de las filas 6 y 7. El botón «Meter las filas de abajo en su lugar» lo muestra.