Ejercicios sobre modelos atómicos

Stephen Rhoton
Revisado por Stephen Rhoton
Graduado en Ingeniería de Sistemas Biológicos

Pon a prueba tus conocimientos con ejercicios de dificultad baja, media y alta sobre los modelos atómicos propuestos por Dalton, Thomson, Rutherford y Niels Bohr, entre otros.

Ejercicio 1 (nivel fácil)

¿Qué modelo atómico representa la siguiente imagen?

modelo atómico

Respuesta: modelo atómico de Rutherford.

El modelo atómico de Rutherford seguía el modelo planetario de nuestro Sistema Solar, con el Sol en el centro y los planetas orbitando a su alrededor. En este modelo, el núcleo del átomo funcionaría como nuestro Sol y los electrones serían los planetas orbitando a su alrededor.

Dicho modelo tiene limitaciones. Por ejemplo, no explica por qué los electrones no caen en el núcleo ya que las cargas opuestas se atraen - recuerda que el núcleo concentra la carga positiva y los electrones tienen cargas negativas.

Ejercicio 2 (nivel fácil)

¿Qué científico propuso el primer modelo atómico, conocido como “bola de billar”?

a) Isaac Newton.
b) Demócrito.
c) John Dalton.
d) Ernest Rutherford.

Respuesta correcta: c) John Dalton.

Dalton propuso hacia el siglo XIX que el átomo era una partícula esférica, maciza e indivisible.

Para el científico, todo tipo de materia debía estar compuesta por átomos, semejantes a “bolas de billar” por ser esferas rígidas e indivisibles.

Ejercicio 3 (nivel fácil)

Señala la alternativa incorrecta:

a) Las primeras ideas sobre la estructura interna de los átomos fueron de Thomson.
b) En el modelo atómico de Rutherford-Bohr, los electrones giran alrededor del núcleo, pero no al azar, sino describiendo órbitas determinadas.
c) El modelo atómico de Dalton considera la existencia de cargas en los átomos.
d) Demócrito y Leucipo fueron los primeros en definir el concepto de materia y átomo.

Respuesta incorrecta: c) El modelo atómico de Dalton considera la existencia de cargas en los átomos.

Para Dalton, el átomo era una partícula esférica, maciza e indivisible que no podía ser creada ni destruida. El átomo era considerado la menor partícula existente.

Dalton no mencionó las cargas en su modelo atómico ya que, cuando propuso su modelo, no se conocía la existencia de los electrones y los protones.

Ejercicio 4 (nivel fácil)

Clasifica cada una de las afirmaciones que figuran a continuación sobre el modelo atómico de Rutherford como Verdadera o Falsa.

I. El Modelo Atómico de Rutherford sugiere que el átomo se parece a un pequeño sistema planetario.

II. El Modelo Atómico de Rutherford es conocido como “modelo pudin de ciruelas” o “pudin con pasas” por la forma en que las cargas positivas y negativas están organizadas.

III. En el Modelo Atómico de Rutherford, el núcleo está formado por los protones y neutrones, y los electrones giran a su alrededor de la misma forma que los planetas gira en torno al Sol.

IV. El Modelo Atómico de Rutherford es también llamado “Modelo Atómico de Rutherford-Bohr”.

Solución:

I. Verdadera.
II. Falsa.
III. Falsa.
IV. Falsa.

La frase I es correcta.

La frase II es incorrecta porque el modelo atómico conocido como “modelo pudin de ciruela” o “pudin con pasas” fue el de Thomson. En este modelo, las cargas positivas estaban concentradas en una región del espacio (pudin) y los electrones estaban incrustados en su superficie (como las ciruelas o las pasas).

La frase III es incorrecta porque dice que "los protones y neutrones se encuentran en el núcleo", pero los neutrones solo fueron descubiertos en 1932 por James Chadwick. Recuerda que el modelo de Rutherford fue propuesto en 1911, es decir, 21 años antes del descubrimiento de los neutrones.

La frase IV es incorrecta porque los modelos atómicos de Rutherford y de Rutherford-Bohr son diferentes. Bohr perfeccionó el modelo al establecer que los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas específicas, con diferentes niveles de energía. De esa forma fue posible explicar tanto el hecho de que los electrones no cayeran en el núcleo, como la estabilidad de los átomos.

Ejercicio 5 (nivel fácil)

Los modelos atómicos describen algunos aspectos estructurales de los átomos. Escoge la respuesta correcta sobre los modelos atómicos.

a) Los modelos atómicos fueron desarrollados por los científicos griegos Leucipo y Demócrito.
b) Los principales modelos atómicos son: el Modelo de Rutherford y el Modelo de Rutherford-Bohr.
c) El primer modelo atómico que se desarrolló fue el Modelo Atómico de Rutherford.
d) Los modelos atómicos fueron desarrollados con el objetivo de comprender mejor los átomos, sus propiedades y su influencia en el comportamiento de la materia.

Respuesta correcta: d) Los modelos atómicos fueron desarrollados con el objetivo de comprender mejor los átomos, sus propiedades y su influencia en el comportamiento de la materia.

Los modelos en ciencias son normalmente creados para explicar fenómenos observables y/o resultados de experimentos. Por tanto, los conocimientos bien establecidos de una época sirven como base para explicaciones y modelos posteriores.

Sin embargo, un nuevo experimento o una nueva observación puede generar cuestiones que refutan teorías dentro de un proceso continuo y dinámico.

El primer modelo atómico fue el de Dalton, seguido por otros como los de Thomson, de Rutherford, de Rutherford-Bohr y de Schrödinger.

Ejercicio 6 (nivel medio)

Relaciona las siguientes afirmaciones con sus respectivos creadores:

I - El átomo no es indivisible y la materia tiene propiedades eléctricas (1897).
II - El átomo es una esfera maciza (1808).
III - El átomo está formado por dos regiones denominadas núcleo y electrosfera (1911).

a) I - Dalton, II - Rutherford, III - Thomson.
b) I - Thomson, II - Rutherford, III - Dalton.
c) I - Dalton, II - Thomson, III - Rutherford.
d) I - Rutherford, II - Dalton, III - Thomson.
e) I - Thomson, II - Dalton, III - Rutherford.

Respuesta correcta: e) I - Thomson, II - Dalton, III - Rutherford.

I - Thomson. Los resultados de los experimentos con rayos catódicos llevaron Thomson a proponer que las partículas negativas formaban parte de los átomos de cualquier elemento químico. El átomo de Thomson pasó a ser divisible por estar formado por partículas menores de carga negativa (electrones) y de carga positiva (necesarias para mantener la neutralidad de los átomos).

II - Dalton. Según su modelo, el átomo era una estructura esférica, maciza e indivisible. Era el componente de todos los elementos y la materia; y no podía ser creado ni destruido.

III - Rutherford. Sus estudios sobre la interacción de partículas alfa (producto de la desintegración radiactiva del polonio) al ser bombardeadas contra una fina lámina de oro lo llevaron a proponer que el átomo es un inmenso espacio vacío, con un pequeño núcleo de carga positiva y una región donde los electrones giran alrededor del núcleo, llamada corteza o esfera electrónica.

Ejercicio 7 (nivel medio)

Considera las siguientes afirmaciones sobre el modelo atómico de Rutherford-Bohr.

I. La mayor parte del volumen del átomo está constituida por un núcleo denso y positivo.
II. Los electrones se mueven en órbitas estacionarias alrededor del núcleo.
III. El electrón, al saltar de una órbita más externa a una más interna, emite una cantidad de energía bien definida.

¿Cuáles son verdaderas?

a) Solo I.
b) Solo II.
c) Solo III.
d) Solo II y III.
e) Las tres son verdaderas.

Respuesta correcta: d) Solo II y III.

I. INCORRECTA. La mayor parte del volumen del átomo está constituida por la corteza o esfera electrónica, la región del átomo donde se encuentran los electrones. El núcleo es denso, pequeño y tiene carga positiva.

II. CORRECTA. En el modelo de Rutherford-Bohr, los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas específicas que tienen niveles de energía bien definidos.

III. CORRECTA. Un átomo, cuando está en su estado fundamental, tiene sus electrones ubicados en sus respectivos niveles de energía. Si un electrón pasa de un nivel de energía más alto a uno más bajo, emitirá parte de su energía en forma de energía radiante.

Ejercicio 8 (nivel medio)

En 1913, Niels Bohr propuso un modelo para la estructura de los átomos que explicaba el origen de los espectros atómicos. Este modelo incluía una serie de postulados, entre ellos uno que establecía que la energía del electrón solo puede asumir ciertos valores discretos. Esto hacía que los electrones orbitasen alrededor del núcleo ocupando únicamente las órbitas que contenían los niveles de energía permitidos.

Teniendo en cuenta este modelo de Bohr, los diferentes espectros atómicos pueden explicarse en función de:

a) solamente la emisión de energía de electrones cuando bajan de nivel energético.
b) solamente la absorción de energía de los electrones cuando suben de nivel energético.
c) las diferentes transiciones electrónicas cuando los electrones emiten o absorben energía, que varían de un elemento a otro.
d) la recepción o pérdida de electrones por diferentes elementos.

Respuesta correcta: c) las diferentes transiciones electrónicas cuando los electrones emiten o absorben energía, que varían de un elemento a otro.

Para Bohr, tanto los espectros atómicos de emisión como los de absorción varían de un elemento a otro porque los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas estacionarias específicas. Estas órbitas varían para cada elemento porque están definidas por las fuerzas atómicas presentes y por la cantidad de protones, neutrones y electrones de cada elemento.

Así, para saltar de una órbita a otra, en una transición electrónica los electrones deben recibir (espectro atómico de absorción) o emitir (espectro atómico de emisión) una cantidad o paquete de energía que corresponda exactamente a la diferencia de energía entre las órbitas inicial y final.

Ejercicio 9 (nivel medio)

La aceptación histórica de la idea de que la materia está compuesta por átomos fue lenta y gradual. En la antigua Grecia, Leucipo y Demócrito son recordados por haber introducido el concepto de átomo, pero sus propuestas fueron rechazadas por otros filósofos y cayeron en el olvido. A finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX, cuando las ideas de Lavoisier ganaban aceptación generalizada, surgió la primera teoría atómica moderna, propuesta por _______.

Esta teoría postulaba que los elementos estaban constituidos por un único tipo de átomo, mientras que las sustancias compuestas eran combinaciones de diferentes átomos en proporciones determinadas. Casi cien años después, estudios con rayos catódicos llevaron a J. J. Thomson al descubrimiento del _______, una partícula de masa muy pequeña y carga eléctrica _______, presente en todos los materiales conocidos.

Algunos años después, mediante experimentos en los que una fina lámina de oro fue bombardeada con partículas alfa, Rutherford llegó a la conclusión de que el átomo tiene en su centro un _______ pequeño, pero de masa considerable.

Las palabras que completan correctamente las lagunas son:

a) Dalton – electrón – negativa – núcleo
b) Bohr – catión – positiva – electrón
c) Dalton – neutrón – neutra – protón
d) Bohr – fotón – negativa – anión
e) Dalton – protón – positiva – núcleo

Respuesta correcta: a) Dalton – electrón – negativa – núcleo.

Dalton: postuló que los elementos estaban constituidos por un único tipo de átomo y que los diferentes elementos poseían átomos con masa, volumen y propiedades distintas. También afirmó que las sustancias compuestas eran combinaciones de átomos de diferentes elementos en proporciones de números enteros determinadas.

El electrón fue descubierto por Thomson durante sus estudios con tubos de rayos catódicos. Estos estudios llevaron al descubrimiento de la emisión de cargas negativas por cualquier gas utilizado en los tubos, lo que permitió concluir que los electrones eran parte constituyente de todos los elementos químicos.

El núcleo fue descubierto por Rutherford al analizar las desviaciones que sufrían las partículas al ser bombardeadas contra una lámina de oro. El núcleo fue caracterizado como pequeño, masivo y con carga positiva.

Ejercicio 10 (nivel medio)

El átomo de Rutherford (1911) se comparó con el sistema planetario, en el que el núcleo atómico representa el sol, y la electrosfera, los planetas.

Electrosfera es la región del átomo que:

a) contiene los neutrones.
b) contiene protones y neutrones.
c) contiene las partículas de carga eléctrica positiva.
d) contiene las partículas de carga eléctrica negativa.
e) concentra prácticamente toda la masa del átomo.

Respuesta correcta: d) contiene las partículas de carga eléctrica negativa.

Para Rutherford, la región central del átomo estaría compuesta por un núcleo pequeño y macizo donde se encuentran los protones (también neutrones, pero él desconocía su existencia). En torno al núcleo orbitan los electrones, con cargas negativas, en una región denominada electrosfera.

Ejercicio 11 (nivel difícil)

Considerando los modelos atómicos más relevantes, dentro de una perspectiva histórica y científica, marque la opción correcta.

a) En el modelo atómico de Dalton, el átomo se consideraba indivisible. El modelo sucesor fue el de Rutherford, en el cual el átomo estaba constituido por un núcleo con carga negativa y una corteza electrónica.

b) Hasta el descubrimiento de la radiactividad, el átomo se consideraba indivisible (Dalton). El modelo que lo sucedió fue el de Thomson, que proponía que el átomo estaba formado por una masa cargada positivamente con los electrones distribuidos en ella.

c) En el modelo de Dalton, el átomo estaba constituido por un núcleo con carga positiva y una corteza electrónica. El modelo siguiente fue el de Bohr, que introdujo la idea de que los electrones ocupan órbitas con energías definidas, similar al modelo del sistema solar.

d) El modelo de Dalton proponía que el átomo estaba formado por una masa cargada positivamente con los electrones distribuidos en ella. El modelo siguiente fue el de Rutherford, en el cual el átomo estaba compuesto por un núcleo con carga positiva y una corteza electrónica.

e) En el modelo atómico de Dalton, los electrones ocupaban órbitas con energías definidas, similar al modelo del sistema solar. El modelo que lo sucedió fue el de Thomson, que proponía que el átomo estaba formado por una masa cargada positivamente con los electrones distribuidos en ella.

Respuesta correcta: b) Hasta el descubrimiento de la radiactividad, el átomo se consideraba indivisible (Dalton). El modelo que lo sucedió fue el de Thomson, que proponía que el átomo estaba formado por una masa cargada positivamente con los electrones distribuidos en ella.

La secuencia histórica de los modelos atómicos principales es: Dalton, Thomson, Rutherford, Rutherford-Bohr y Schrödinger/Chadwick.

Las principales características son:

  • Dalton: esfera maciza e indivisible.
  • Thomson: modelo del pudin de pasas o una masa de carga positiva con electrones incrustados en su superficie.
  • Rutherford: modelo del sistema solar, con un núcleo positivo central y los electrones girando a su alrededor.
  • Rutherford-Bohr: modelo del sistema solar, pero con los electrones girando alrededor del núcleo en órbitas circulares específicas.
  • Schrödinger/Chadwick: modelo de nube electrónica, con un núcleo positivo central y los electrones moviéndose en la corteza (esfera electrónica) en regiones conocidas como nubes electrónicas, que representan las áreas de mayor probabilidad de encontrar electrones.

También hubo otros modelos, como los de Perrin, Lewis, Nagaoka y Sommerfeld , cada uno resaltando características diferentes.

Ejercicio 12 (nivel difícil)

El modelo propuesto por Bohr introdujo un único número cuántico para describir el comportamiento del electrón en el átomo. El modelo de la mecánica cuántica utiliza tres números cuánticos.

Sobre los números cuánticos propuestos en el modelo de Bohr y en el modelo de la mecánica cuántica, es CORRECTO afirmar que:

a) El modelo atómico de Bohr está relacionado con un número cuántico que describe la orientación de los orbitales.

b) El número cuántico azimutal tiene valores positivos y enteros, y a medida que este número cuántico aumenta, el orbital se vuelve más grande.

c) El nivel con el número cuántico principal n consistirá en n subniveles, y cada subnivel corresponde a un valor permitido diferente del número cuántico secundario entre 1 y n - 1.

d) Las energías relativas del electrón en los orbitales del átomo de hidrógeno tienen valores diferentes cuando el electrón está en orbitales del mismo subnivel.

Respuesta correcta: c) el nivel con el número cuántico principal n consistirá en n subniveles, y cada subnivel corresponde a un valor permitido diferente del número cuántico secundario entre 1 y n-1.

El modelo de la mecánica cuántica es el más moderno y complejo para describir el átomo. Los números cuánticos se utilizan para indicar la mayor probabilidad de localización de los electrones en los orbitales.

El número cuántico principal (n) indica el nivel de energía en el que se encuentra el electrón. El número cuántico secundario o azimutal (l) indica el subnivel en el que puede estar el electrón.

Ver también: Modelos atómicos, Átomo y Orbitales atómicos

Cómo citar: (13/05/2025). "Ejercicios sobre modelos atómicos". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/ejercicios-sobre-modelos-atomicos/ Consultado:

Stephen Rhoton
Revisado por Stephen Rhoton
Stephen se graduó en 2017 en Ingeniería de Sistemas Biológicos, y finalizó en 2020 los estudios del máster en Tecnologías Facilitadoras para la Industria Alimentaria y de Bioprocesos. Cursó ambos en EEAABB (Escuela de Ingeniería Agroalimentaria y de Biosistemas de Barcelona).
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