ELEMENTOS Y COMPUESTOSELEMENTOS Y COMPUESTOSLA TABLA PERIÓDICALA TABLA PERIÓDICA

TEMA 5 FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESOTEMA 5 FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO

ELEMENTOS

Sustancias puras formadas por un solo tipo de átomos a partir de las cuales no pueden obtenerse otras diferentes por procesos químicos.

REPRESENTACIÓN DE LOS ELEMENTOS

SÍMBOLOS

Una o dos letras que representan al elemento:1ª letra del nombre: H, B, C, N, O, F...

1ª y 2ª : Cl, Ca, Cr, Co, Ce...

1ª y 3ª : Cd, Cs...Primeras letras del nombre en latín : Na, P, S, K, Fe, Cu, etc.

El número de elementos conocidos fue creciendo:

Siglo XVII: 13 elementos

Siglo XVIII: 33 elementos

Mediados siglo XIX: 55 elementos

Se hizo necesario clasificarlos

PRIMEROS INTENTOS DE CLASIFICACIÓN

1817 Tríadas de Döbereiner

CalcioEstroncioBario

CloroBromoYodo

AzufreSelenioTeluro

PRIMEROS INTENTOS DE CLASIFICACIÓN

1864 Octavas de Newlands

HHidrógeno

LiLitio

BeBerilio

BBoro

CCarbono

NNitrógeno

OOxígeno

FFlúor

NaSodio

MgMagnesio

AlAluminio

SiSilicio

PFósforo

SAzufre

ClCloro

KPotasio

CaCalcio

PRIMEROS INTENTOS DE CLASIFICACIÓN

1869 Tabla periódica de Mendeleiev y Meyer

TABLA PERIÓDICA ACTUAL

TABLA PERIÓDICA ACTUAL

METALESMETALES

NONOMETALESMETALESSEM

IMETALES

SEMIM

ETALES

LANTÁNIDOSLANTÁNIDOS

ACTÍNIDOSACTÍNIDOS

GA

SE

S N

OB

LE

SG

AS

ES

NO

BL

ES

GRUPOSLos elementos de un mismo grupo presentan propiedades químicas similares (forman compuestos parecidos y participan en los mismos procesos químicos).

GRUPO 1GRUPO 1

LiLitio

NaSodio

KPotasio

RbRubidio

● metales blandos

● bajos puntos de fusión

● se oxidan con mucha facilidad

● muy reactivos

GRUPO 17GRUPO 17

FFlúor

ClCloro

BrBromo

IYodo

● sus puntos de fusión y ebullición aumentan al descender en el grupo

● forman sales con los metales

● muy reactivos

GRUPO 18GRUPO 18

HeHelio

NeNeón

ArArgón

Krkriptón

● gases a temperatura ambiente

● química-mente inertes

GRUPOSLos elementos de un mismo grupo tienen la misma configuración electrónica externa (en su última capa).

GRUPO 1GRUPO 1

LiLitio

NaSodio

KPotasio

RbRubidio

GRUPO 17GRUPO 17

FFlúor

ClCloro

BrBromo

IYodo

GRUPO 18GRUPO 18

HeHelio

NeNeón

ArArgón

Krkriptón

L = 1 e-

M = 1 e-

N = 1 e-

O = 1 e-

L = 7 e-

M = 7 e-

N = 7 e-

O = 7 e-

K = 2 e-

L = 8 e-

M = 8 e-

N = 8 e-

GRUPOS

La repetición de las propiedades de los elementos en cada grupo recibe el nombre de ley periódica.

LEY PERIÓDICA

COMPUESTOS

Sustancias puras formadas por varios tipos de átomos (dos o más elementos) a partir de las cuales pueden obtenerse otras diferentes por procesos químicos.

REPRESENTACIÓN DE LOS COMPUESTOS

FÓRMULAS

NH3

Los símbolos indican los elementos que forman el compuesto

Los subíndices indican el número de átomos de cada clase en el compuesto

Símbolos y subíndices que representan al compuesto

MASA MOLECULAR

Es la masa de una molécula (expresada en unidades de masa atómica).

En el caso de compuestos iónicos se habla de masa fórmula (la masa de la mínima relación de átomos a partir de cuya repetición se puede formar la red iónica).

CÁLCULO DE LA MASA MOLECULAR

Calcula la masa molecular del ácido fosfórico, de fórmula H

3PO

4.

Datos de masas atómicas: H =1 u, P = 31 u, O = 16 u.

3 átomos de hidrógeno (H): 3 x 1 = 3

1 átomo de fósforo (P): 1 x 31 = 31

4 átomos de oxígeno (O): 4 x 16 = 64 +

98

Solución: Masa molecular del H3PO

4: 98 u

EL MOL

● Es la unidad de cantidad de sustancia del Sistema Internacional.

● Un mol de cualquier sustancia equivale a una cantidad fija de partículas de ella (concretamente 6,022 · 1023 partículas, un número enorme, que representamos por N

A).

● Como, en general, las partículas de una sustancia tiene una masa diferente a las de otras sustancias un mol tiene masas diferentes según la sustancia (pero igual número de partículas).

EL MOL

● La masa de un mol de una sustancia (masa molar) se escogió de manera que coincide con una cantidad de gramos igual al número que indica la masa de una partícula de esa sustancia en unidades de masa atómica.

MASA MOLAR

EL MOL

EJEMPLO:● La masa atómica del oxígeno es 16 u.

● Una molécula de oxígeno (O2) pesará:

● 16 x 2 = 32 u (masa molecular del O2)

● 32 g de oxígeno (O2) son 1 mol de O

2 (masa

molar).

● Contienen 6,022 · 10 23 moléculas de O2.

EJEMPLO:● La masa atómica del hidrógeno es 1 u.

● Una molécula de hidrógeno (H2) pesará:

● 1 x 2 = 2 u (masa molecular del H2)

● 2 g de hidrógeno (H2) son 1 mol de H

2 (masa

molar).

● Contienen 6,022 · 10 23 moléculas de H2.

EL MOL

En 32 g de O2 hay igual número de moléculas

de oxígeno que moléculas de hidrógeno hay en 2 g de H

2, porque en esas cantidades

seguimos conservando la relación en masas que hay entre una molécula individual de O

2

(32 u) y una de H2 (2 u).

EL MOL

EL MOLSi no lo has entendido con átomos y moléculas vamos a probar con algo más cotidiano: tornillos y tuercas.

Imagina unas tuercas de 5 gramos cada una:

Imagina los tornillos que encajan en ellas, de 12 gramos cada uno:

Si cogemos un montón de tuercas y un montón de tornillos que guarden la misma relación en peso que una sola tuerca y un solo tornillo (5/12) ambos montones contendrán igual número de piezas.

POR EJEMPLO:

50 g de tuercas → 5 x 10 → 10 tuercas120 g de tornillos → 12 x 10 → 10 tornillos

50 5120 12

=

500 g de tuercas → 5 x 100 → 100 tuercas1200 g de tornillos → 12 x 100 → 100 tornillos

500 51200 12

=

EL MOL

De igual modo 5 kg de tuercas y 12 kg de tornillos contendrán ambos igual número de piezas (concretamente 1000) porque seguimos conservando la relación en masa de las piezas individuales (5/12).

Esto es lo que hicieron los químicos, para su unidad de cantidad de sustancia tomaron la cantidad en gramos numéricamente igual al peso de una sola partícula, en unidades de masa atómica, esta es la masa molar de la sustancia.

EL MOL

SI AUN NO HAS ENTENDIDO QUÉ ES EL MOL PRUEBA AQUÍ

NA = Número de Avogadro (6.022 · 10 23)

N = número de partículasn = número de moles

n =

NN

A

N = n · NA

EL MOL

RELACIÓN ENTRE EL NÚMERO DE PARTÍCULAS Y EL NÚMERO DE MOLES

M = masa molarm = masa de sustancian = número de moles

n =

mM

m = n · M

EL MOL

RELACIÓN ENTRE LA MASA Y EL NÚMERO DE MOLES

CÁLCULOS CON EL MOL

¿Cuántas moléculas de agua contendrá un recipiente con 0,5 moles de agua?

Multiplicamos el número de moles por las partículas que hay en un mol:

N = n x NA = 0,5 mol x 6,022 · 1023 moléculas

1 mol

= 3,011 · 1023 moléculas

CÁLCULOS CON EL MOL

¿Cuántos moles serán 18,066 · 1024 moléculas de agua?

Dividimos el número de moléculas entre el número de moléculas hay en un mol:

n =

NN

A

18,066 · 1024 moléculas

6,022 · 1023 moléculas/mol= = 30 mol

CÁLCULOS CON EL MOL

¿Cuántos moles serán 92 gramos de etanol, cuya fórmula es C

2H

6O? (Datos: masas

atómicas: C = 12 u, H = 1 u, O = 16 u)

1º Calculamos la masa molar del etanol (C2H

6O):

2 átomos de carbono = 2 x 12 = 246 átomos de hidrógeno = 6 x 1 = 61 átomo de oxígeno = 1 x 16 = 16 +

46

2º Calculamos el número de moles

n =

mM

92 g de etanol

46 g de etanol/mol= = 2 mol

CÁLCULOS CON EL MOL

¿Cuánto pesarán 0,7 moles de metano (de fórmula CH

4)? (Datos: masas atómicas: C = 12

u, H = 1 u)

1º Calculamos la masa molar del metano (CH4):

1 átomo de carbono = 1 x 12 = 124 átomos de hidrógeno = 4 x 1 = 4

16

+

2º Calculamos la masa

m = n · M = 0,7 mol x 16 g/mol = 11,2 g

COMPOSICIÓN CENTESIMAL DE UN COMPUESTO

Tanto por ciento en masa de cada uno de lo elementos que forman el compuesto Se puede calcular fácilmente a partir de la fórmula del compuesto y las masas atómicas.

COMPOSICIÓN CENTESIMAL DE UN COMPUESTO

CÁLCULO

Calcula la composición centesimal del nitrato de potasio, cuya fórmula es KNO

3.

1 átomo de K = 1 x 39,1 = 39,11 átomo de nitrógeno = 1 x 14 = 143 átomos de oxígeno = 3 x 16 = 48 +

101,1

% de K = x 100 = 38,68 % 39,1101,1

% de N = x 100 = 13,84 % 14101,1

% de K = x 100 = 47,48 % 48101,1

Rafael Ruiz GuerreroDepartamento de Ciencias de la Naturaleza

IES Ricardo Delgado VizcaínoPozoblanco (Córdoba)

Más recursos en www.fqrdv.blogspot.com

CRÉDITOS IMÁGENES:- Diapositiva 2: Azufre cristalino, de Tator1982;oro de Striving a goal;diamante de cliff1066TM; grafito de mediateca educamadrid; magnesio de kalipedia. - Diapositiva 13: Chemistry de hans s.