Autor: Msc Sylvia Araya

Química General y OrgánicaCQU 100Instituto de Ciencias NaturalesFacultad de Medicina Veterinaria y Agronomía

Objetivos de las Clases

• Conocer y comprender las Normas del Ramo.• Conocer, comprender y Analizar las partículas

Fundamentales de los átomos (Protones, neutrones y electrones).

• Conocer e interpretar la información que entrega el Número Atómico y el Número Másico.

• Conocer el concepto de Isotopos y sus aplicaciones. • Conocer e interpretar la información que entrega la

configuración electrónica de los átomos e iones.

Contenidos de la Clase• Normas del ramo

• Partículas fundamentales del átomo de C, N, O y S.

• Número atómico

• Número másico

• átomos iones . Isótopos.

• Configuración electrónica.

Bibliografía asociada a la Clase• Raymond Chang,Química9ª Edición, McGraw-Hill Interamericana Editores,2007. • Theodore L. y otros.Pearson Química La ciencia central Brown, Educacion, 9 Edición 2007• Phillips Stropzak WistromQuímica Conceptos AplicacionesEditorial Mc Graw Hill, Interamericana2007

Clase 1: Unidad de teoría atómica

 

Química Ciencia que estudia la materia

Sus cambios químicos y físicos, sus propiedades y energía.

Partículas fundamentales del átomo.

Región Extranuclear:Electrones

Núcleo :Protones yNeutronespartículas responsables de la masa

XAZ

Número Atómico y

Número Másico.

A = número másico = p+ + nºZ = número atómico = p+

Ej. Determinar las partículas fundamentales de los átomos de :

12 16 14 C , O y N

6 8 7

Configuración electrónica

1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p

Regla diagonal

Orden de llenado

Ver diagrama de cuadros y configuración : C, N y O.Ver diagrama de cuadros y configuración : C, N y O.

Sitio Orden de llenado interactivo

http://www.educaplus.org/play-75-Energ%C3%ADa-de-los-orbitales.html

http://www.educaplus.org/play-73-Configuraci%C3%B3n-electr%C3%B3nica.html

Configuración electrónica: Información que entrega. (mostrar en T.P)

1s2

2s2

2 p2

Número 2 = Período

Electrones en el último Nivel de energía 2 + 2 = Grupo

Configuración con Diagrama de cuadro

1s

2

Ej.

2s 2px 2py 2pz

El primer número indica el nivel de energía 1, 2

La letra indica el subnivel de energía u orbital, s , p, df. El exponente indica la cantidad de electrones de cada subnivel. 2 en c/u en este ejemplo.

C Z=6

Estructuras electrón punto de Lewis

IA VIIIA

H IIA IIIA IVA VA VIA VIIA He

Li Be B C N O F Ne

Elem.representativos

Gases nobles

Regla del octeto

F : F: :..

..

..

..

Tetrafluoruro de carbono CF4

Eteno C2H4 y Etino C2H2

Al formar compuestos, los átomos ganan, pierden, o comparten electrones para producir una configuración electrónica estable Rodeándose por 8 electrones de valencia.

Dióxido de carbono CO2

Cianuro de hidrógeno HCN

Enlace Químicos http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/enlaces1.htm

Se produce por la atracción mutua de partículas de carga Eléctrica opuesta, entre un metal (GI , GII ) y un no metal(GVI y GII).Con gran diferencia de electronegatividad.

IÓNICO :IÓNICO :

Tipos de enlacesTipos de enlaces

Ver sitio web http://www.educaplus.org/play-77-Enlace-iónico.html

COVALENTE:COVALENTE:

Están formados por pares de electrones compartidos entre los átomos que se unen (generalmente no metales). Se clasifica en polar y apolar

Covalente Polar átomos que constituyen el enlace son distintos Esto se debe, ya que cada elemento no metálico presenta una tendencia diferente a captar electrones (electronegatividad) Por tal motivo la distribución de carga en la molécula resulta asimétrica , produciendo un pequeño dipolo eléctrico con una región (+) y otra (-).Se presenta cuanto mayor es la diferencia entre la electronegatividad de los átomos enlazados. Ej H-Cl, H –O, N-H.

FF ::....

....HH++ --

Covalente apolar

• mismo tipo elementos son apolares • Poseen la misma electronegativiadad• Al ser los mismos átomos cada uno de ellos

atrae los electrones con las misma fuerza ( igual electronegatividad las cuales son opuestas por tanto se anulan y) Ej moléculas diatómicas H2, Cl2; O2 N2, I2, Br2

La molécula de hidrogeno La molécula de hidrogeno comparte 1 par de electrones en la comparte 1 par de electrones en la capa más externa para cumplir con capa más externa para cumplir con la regla del la regla del duetodueto y tener máxima y tener máxima estabilidad.estabilidad.

Ejemplo gas Hidrógeno Ejemplo gas Hidrógeno H HH H

Ejemplo Molécula de oxígeno(O2)

¿cuántos electrones comparte la molécula de oxígeno?

¿ cómo se forma el doble enlace?

O = O

Ejemplo Molécula de NitrógenoEjemplo Molécula de Nitrógeno

¿cuántos pares de ¿cuántos pares de electrones comparte electrones comparte la molécula de la molécula de nitrógeno?nitrógeno?

¿cuáles son los ¿cuáles son los electrones que electrones que forman enlace ?forman enlace ?

N N

¿Por qué y cómo se enlazan 2 átomos ¿Por qué y cómo se enlazan 2 átomos de Nitrógenode Nitrógeno

Periodo 1A Grupo

1ºH

2.12A

3A 4A 5A 6A 7A

2ºLi

1.0Be1.5

B2.0

C2.5

N3.0

O3.5

F4.0

3ºNa0.9

Mg1.2

Al1.5

Si1.8

P2.1

S2.5

Cl3.0

4ºK

0.8Ca1.0

Ga1.6

Ge1.8

As2.0

Se2.4

Br2.8

5ºRb0.8

Sr1.0

In1.7

Sn1.8

Sb1.9

Te2.1

I2.5

6ºCs0.8

Ba0.9

Tl1.8

Pb1.8

Bi1.9

Po2.0

At2.2

ELECTRONEGATIVIDAD , PARA ELEMENTOS REPRESENTATIVOS

La electronegatividad, es una medida de la habilidad de un elemento para atraer los e- en un enlace.

¿Qué es la electronegatividad?

Contenidos de la Clase

• Polaridad

• Fuerza Intermoleculares :ión dipolo, dipolo dipolo , puente hidrógeno

• Interacciones hidrofóbicas , hidrofíbicas , anfipáticas

• Raymond Chang,Química9ª Edición, McGraw-Hill Interamericana Editores,2007. • Theodore L. y otros.Pearson Química La ciencia central Brown, Educacion, 9 Edición 2007• Phillips Stropzak WistromQuímica Conceptos AplicacionesEditorial Mc Graw Hill, Interamericana2007

Clase 2: Polaridad y Fuerzas Intermoleculares

Bibliografía asociada a la Clase

Polaridad de enlace: Generalización

• Entre más grande sea la diferencia de Electronegatividad entre dos átomos generalmente no metálicos enlazados; más polar es el enlace. Ej CH4

H—HH—H FF ::....

....FF::....

....:: NN NN ::

FF ::....

....HH++ --

OO....

....HH++

--

HH++

H—P—HH—P—H || HH

....

En los enlaces no-polares se unen dos átomos de la misma

electronegatividad.

Polaridad Molécula Polaridad Molécula

Las moléculas unidas por enlaces covalentes Las moléculas unidas por enlaces covalentes pueden ser:pueden ser:

POLARESPOLARES: Existe una distribución : Existe una distribución asimétricaasimétrica de los electrones, el enlace o la de los electrones, el enlace o la molécula posee un polo + y uno -, o un molécula posee un polo + y uno -, o un dipolodipolo

No polaresNo polares: Existe una distribución : Existe una distribución simétricasimétrica de los e-, produciendo un enlace o molécula de los e-, produciendo un enlace o molécula sin dipolo. sin dipolo.

El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno , posee 2 pares de electrones sin compartir Esta asimetría en la distribución de las cargas en cada uno de los enlaces H - 0, confiere a éstos una cierta polaridad eléctrica. Es decir, el átomo O se encuentra sobrecargado negativamente en tanto que los dos átomos de hidrógeno aparecen cargados positivamente, aun cuando la molécula en su conjunto sea eléctricamente neutra.

Ejemplo CO2

El enlace C-O es polar, ya que, el O es más electronegativo que el C por lo tanto, el O se lleva la nube electrónica para ambos lados y por lo tanto las fuerzas se anulan y la molécula apolar.

APOLAR.

Otros ejemplos

FUERZAS INTERMOLECULARES Fuerzas ión - dipolo

Interacciones dipolo – dipolo

Puentes de hidrógeno

Hidrofóbicas, Hidrofíbicas y Anfipáticas

ION DIPOLO • Ion-dipolo interacción entre un ión y una molécula polar (es

decir un dipolo)

• Los cationes se verán atraídos por el lado negativo del un dipolo

• Los aniones se verán atraídos por el lado positivo del un dipolo

• Este tipo de interacciones tienen gran importancia al estudiar el comportamiento de las disoluciones de sustancias iónicas en disolventes polares (por ejemplo sal en agua)

Ejemplo Agua + NaCl http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/molvie1.swf

El Na + es atraído por el oxigeno con carga negativa

El Cl- es atraído por el hidrógeno con carga negativa

INTERACCIÓN DIPOLO -DIPOLO

Se produce entre moléculas neutras polares debido a la atracción que ejerce el polo positivo de una molécula frente al polo negativo de la otra y viceversa varían con la temperatura por lo tanto influyen en los, pto. de fusión y ebullición Ej ICl y BrI ; HBr y H2S, HCl, HI

PUENTES DE HIDRÓGENO

fuerza dipolo dipolo

se produce entre el átomo de hidrógeno de una molécula polar y un átomo de bajo numero atómico como F, N y O.

Este tipo de interacción tiene gran importancia en la organización de las moléculas biológicas y su influencia es notable en la estructura de las proteínas y los ácidos nucleicos

Es una fuerza considerable, las moléculas se aferran estrechamente, por tanto influyen en pto ebullición , pto fusión y tensión superficial

Enlace Puente d e Hidrógeno entre moléculas de Agua

PUENTES DE HIDROGENO EN ADNhttp://www.cienciasnaturales.es/ADNESTRU.swf

INTERACCIONES

HIDROFÓBICAS

HIDROFIBICAS

ANFIPÁTICAS

HIDROFÍBICAS • moléculas polares.

se disuelven en agua ya que se atraen por puente de hidrógeno

• ej hidratos de carbono azúcares,

ciertos aminoácidos sales ,ADN y ARN

POLARES

DADAS ENTRE MOLECULAS APOLARES COMO CONSECUENCIA DE LA NO INTERACCION DE ESTAS MOLECULAS CON EL AGUA.

RELATIVAMENTE INSOLUBLES EN AGUA POR NO PODER FORMARPUENTES DE HIDROGENO, EJEMPLOS HIDROCARBUROS

INTERACCIONES HIDROFOBICAS

MOLECULAS APOLARES O HIDROFOBICAS

APOLARES

MOLECULAS ANFIPATICAS

• CORRESPONDEN A MOLECULAS QUE TIENEN GRUPOS POLARES Y GRUPOS APOLARES

• POR SU ESTRUCTURA PUEDEN INTERACCIONAR CON MOLECULAS POLARES Y APOLARES

• UN EJEMPLO SON LAS SALES DE ACIDOS GRASOS Y DETERGENTES

”Lehninger Principles of Biochemistry” 3th.ed. Nelson, DLand Cox, M.M. Worth Publishers, 2000.)

Webibliografía • Solvatación www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/molvie1.swf

• Fuerzas intermoleculares http://www.biorom.uma.es/contenido/JCorzo/temascompletos/InteraccionesNC/inicial/clasificacion.htm

• Puente hidrogeno interactiva http://www.cienciasnaturales.es/ADNESTRU.swfhttp://www.selectividad.tv/biologia/swf/B_1_2_3.swf

• Agua como disolvente http://www.biorom.uma.es/contenido/JCorzo/temascompletos/InteraccionesNC/agua/disoluciones.htm

• Interacciones hidrofóbicas http://www.biorom.uma.es/contenido/JCorzo/temascompletos/InteraccionesNC/agua/hidrofobicos.htm