MATERIAL DE APOYO 5º2013

7/29/2019 MATERIAL DE APOYO 52013

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MATERIAL DE APOYO

DE QUMICA.

Curso: 5.

Diversificacin: Biolgica Cientfica.

Liceo Ibiray N 15.

Profesora: Roxana Morey.

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FICHA N1: CONCEPTOS BSICOS DE QUMICA QUE DEBEMOS RECORDAR.

tomo es la mnima porcin de materia que caracteriza a un elemento qumico, es decir, que tiene unaidentidad qumica. Dentro de un tomo existen dos zonas bien diferenciadas, el ncleo y laperiferia.Partculas subatmicas forman parte de todos los tomos en diferentes cantidades. En el ncleo se encuentranlosprotones (p+) y neutrones (n) mientras que en la periferia hay electrones (e-).Nmero atmico (z) es la cantidad de protones que hay en el ncleo de un tomo y que identifica al elementoqumico. Los elementos estn ordenados en la Tabla Peridica de acuerdo a este nmero. Como los tomos sonelctricamente neutros, la cantidad de electrones es igual a la de protones. Por ejemplo, el carbono (C) est enel lugar 6 de la Tabla Peridica, lo cual indica que tiene 6 protones y adems que todos los tomos con 6protones son de carbono y no pueden serlo de ningn otro elemento. Adems, debido a que es neutro, tendr 6electrones.Nmero msico(A) es la suma de la cantidad de protones ms la cantidad de neutrones de un tomo. Estamagnitud no aparece en la Tabla Peridica porque existen diferentes nmeros msicos para tomos del mismoelemento, llamados istopos.Istopos son tomos del mismo elemento que tienen diferente nmero msico (A). Por esta razn ocupan elmismo lugaren la Tabla Peridica pero tienen diferente cantidad de neutrones y por lo tanto pesan diferente.Por ejemplo, el carbono presenta 2 istopos, el carbono-12 y el carbono -14 que poseen 6 y 8 neutrones,respectivamente.

Molcula es un grupo de dos o ms tomos, iguales o diferentes, unidos por enlace covalente. Las molculasidentifican a determinada sustancia qumica. se representan mediante frmulas qumicas .stas nos indican eltipo de elemento y la cantidad de tomos de c/u que hay en ella.Sustancia simple: formada por un solo tipo de elemento qumico por lo cual no se puede descomponer.Sustancia compuesta: formada por dos o ms tipos de elementos qumicos por lo cual se puede descomponer.Iones son partculas con carga positiva o negativa, que se generan cuando un tomo pierde o gana electrones devalencia.

Electrones de Valencia:son los que ocupan el nivel ms externo de la periferia atmica. Son los ms importantesya que definen la forma como ,os elementos de combinan y forman enlaces as como sus propiedades qumicas(su forma de reaccionar qumicamente)Tabla Peridica de los ElementosEn la Tabla Peridica de los elementos, como su nombre lo dice, estn ordenados los elementos qumicos

conocidos de acuerdo a su nmero atmico (z) creciente .Este criterio para ordenarlos tiene una razn y es laexistencia de la periodicidad en las propiedades fsicas y qumicas que presentan los elementos si se los ordena de

acuerdo a su nmero atmico.Al ordenarlos de esta manera surgen, adems, otras caractersticas importantes de la T.P. Estas son:Grupos o Familias: son conjuntos de elementos que se encuentran en la misma columna (vertical) y cuyaspropiedades fsicas y qumicas son similares Todos los grupos o familias se caracterizan por un nmero y unaletra (A o B) pero existe una tendencia actual a numerarlos del 1 al 18 de izquierda a derecha sin usar letras.

Utilizando el criterio clsico de nmeros y letras, para los grupos A (llamados representativos) se cumple queel nmero de grupo coincide con la cantidad de electrones de valencia del elemento. Por lo tanto, todos loselementos que estn en el mismo grupo, tienen la misma cantidad de electrones de valenciaPerodos: son conjuntos de elementos que se encuentran en la misma fila (horizontal) y cuyas propiedadesfsicas y qumicas varan en forma peridica. El perodo en el cual se encuentra el elemento coincide con el nivelde valencia del mismo, es decir, el nivel energtico en el cual estn los electrones de valencia Por lo tanto, todos

los elementos que estn en el mismo perodo tienen sus electrones de valencia en el mismo nivel.Otra forma de agrupar los elementos qumicos usando la Tabla Peridica es de acuerdo a un grupo de propiedades

fsicas y qumicas mediante las cuales podemos clasificarlos en: metales, no metales y gases nobles o inertes. Engeneral, en todas las Tablas Peridicas aparece una marca en forma de escalera que separa, aproximadamente, los

IONES

Catin: partcula con carga positiva.

Na + energa 1e

-

+ Na

1+

11 p+ 11 p+

11 e- 10 e-

Anin: partcula con carga negativa.

Cl + 1e

-

Cl

1-

+ energa.

17 p+ 17 p+17 e- 18 e-


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metales (que se encuentran a la izquierda) de los no metales (que se encuentran a la derecha). El grupo VIII A (el queest al final de la Tabla) es el de los gases nobles o inertes.

Electronegatividad (EN) : Estudio de la variacin de una propiedad a travs de la Tabla PeridicaLa electronegatividad una propiedad de los elementos que indica la fuerza relativa con que atraen los

electrones de valencia cuando forman un enlace. Hablamos de fuerza relativa ya que siempre nos referimos a la ENcomparando dos elementos, porque se refiere a la situacin de enlace.

Enlace Qumico: Es lafuerza de atraccin electrosttica que mantiene unidos a los tomos o iones, que da comoresultado estructuras que tienen mayor estabilidad y menor energa. En la formacin de los enlaces qumicosintervienen los electrones de valencia de los tomosTipos de enlace: Dependen del tipo de partculas que se unen y las fuerzas de atraccin que acta en cada caso.Conocer el tipo de enlace es esencial para poder deducir las propiedades fsicas de una sustancia ya que existeuna relacin directa entre la estructura y la funcin.

Enlace inico

El enlace inico se produce entre un metal (de baja electronegatividad) y un no metal (de altaelectronegatividad). Debido a esta diferencia de electronegatividades, el metal transfiere uno o ms electrones devalencia al no metal. Como consecuencia de esta transferencia, el metal se transforma en un catin (in con carga

positiva) y el no metal se transforma en un anin (in con carga negativa).Los iones formados quedan fuertemente unidos por atraccin electrosttica y se ordenan simtricamente,formando un slido cristalino o cristal.

Modelo de cristal de NaCl

Enlace covalente:

El enlace covalente se produce entre dos no metales. Debido a que ambos tienen alta EN, no se produce unatransferencia de electrones como en le enlace inico sino que compartenuno o ms pares de electrones de valencia.

Estospares de electrones se forman con un electrn de valencia de cada uno de los tomos que se unen.De acuerdo a la diferencia de EN entre los tomos que forman el enlace, ste podr serpolar o no polar.

Enlace covalente no polar:se produce entre elementos cuya diferencia de electronegatividades (EN) es cero 0hasta 0,4. Debido a que existe muy poca o nula diferencia de EN entre los tomos que comparten electrones,stos se encuentran a igual distancia de ambos por lo cual la carga elctrica se reparte uniformemente.Enlace covalente polar: se produce cuando la diferencia de EN es mayor lo cual genera una distribucin desigualde la carga elctrica. Los electrones del enlace estn ms atrados hacia el tomocon mayor EN y sobre l segenera una carga parcial negativa (-). De forma similar, sobre el otro tomo se genera una carga parcial

positiva (+) debido a que los electrones se encuentran ms lejos de l.Cuando los tomos de elementos iguales o diferentes se unen mediante enlace covalente, forman molculas. Lasmolculas y sus enlaces pueden representarse mediante estructuras de Lewis. stas consisten en escribir el smbolo

del elemento rodeado de tanto puntos como electrones de valencia tiene. La cantidad de pares de electrones queforma dependen de cuntos electrones faltan para completar lo que Lewis llam octeto electrnico.

Regla del octeto electrnico de Lewis: esta regla surge del estudio de los gases inertes. Estas sustanciasqumicas tienen la particularidad de presentar inercia qumica. es decir, no se combinan con otros elementos

porque son estables. Esto se debe a que tienen su nivel de valencia con 8 electrones (excepto el Helio queposee 2 electrones) lo cual les da estabilidad. La teora de Lewis plantea que los dems elementos que notienen 8 electrones de valencia intentan asemejarse a ellos cediendo, aceptando o compartiendo electronesmediante la formacin de enlaces (ya sea inico como covalentes).


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FICHA N2: QUMICA NUCLEAR: RADIACTIVIDAD.

Breve resea histrica de la radiactividad.

En 1895, Rontgen (fsico alemn), encontr que ciertos materiales, emiten un nuevo tipo de rayos queatravesaban sin problema a muchos objetos, producan imgenes sobre placas fotogrficas y no se desviabanfrente a campos magnticos o elctricos, o sea que estaban constituidos por partculas sin carga. Como no se

entenda su procedencia se les llam rayos x, lo que s se saba que tenan alta energa.

Al igual que los rayos X, los rayos provenientes de compuestos de uranio oscurecan placas fotogrficas, anenvueltas, y eran emitidas en forma espontnea. A este tipo de emisin se le llam radiactividad. Estefenmeno fue descubierto por Becquerel, fsico francs en 1896.

Marie Curie, (1867-1934 qumica polaca) trabaj con este tipo de compuestos que emitan luzespontneamente, (elementos radiactivos) y encontr que ellos se van desintegrando por la accin de emitir luz,en 1896 descubre, con su esposo, dos elementos radiactivos, el polonio y el radio. En 1897 propone que ellosproducen tres tipos de rayos que se denominan: rayos alfa , beta y gamma . Estos rayos se comportan dedistinta manera frente a la accin de un campo elctrico.

ACTIVIDAD: Buscar informacin y responder.

1) Qu estudia la qumica nuclear?2) Cules son las sub-partculas que se encuentran en el ncleo de un tomo? Estas sub-partculas, qu

le aportan al tomo?3) Cmo un ncleo puede cambiar su identidad?4) Qu es un nucledo?5) Qu son los istopos? Ejemplificar.6) Y los isbaros e istonos? Dar ejemplos.

7) Qu indica la siguiente representacin? A

XZ

8) Qu propiedades tienen los ncleos de los tomos?9) Qu es la radiactividad?


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FICHA N3: ESTABILIDAD NUCLEAR.

El ncleo es una zona del tomo donde los p+ y n estn empaquetados, dado que es pequeo y compacto.(Radio atmico 10 -8cm, radio nuclear 10 -13cm)La estabilidad de un ncleo depende de la diferencia que hay entre las fuerzas de repulsin que generan los p+ entres, y las fuerzas de atraccin p+p+, n-n, p+-n. Si las fuerzas de atraccin son las que predominan, el ncleo esestable.

El factor principal que determina la inestabilidad del ncleo es la relacin entre n/p+. (n/p).

Los tomos que tienen Z bajo y su relacin n/p es aprox. 1, son tomos de elementos estables.

Por lo general al aumentar Z la relacin n/p tiende a ser mayor a 1. Esto se debe que hay un nmero mayor de

neutrones en el ncleo, permitiendo contrarrestar las fuerzas de repulsin entre los protones, estos ncleos por

lo general pertenecen a tomos estables.

Si un tomo presenta un ncleo, donde la relacin n/p es menor a 1, esto indica que tiene una cantidad de

neutrones menor a los protones, y por lo tanto ser un ncleo inestable, ya que prevalecern fuerzas de

repulsin entre los protones.

Hay algunas observaciones que permiten predecir si un ncleo es radiactivo, as como tambin saber el tipo dedesintegracin que va a sufrir y esto est relacionado con:

Ncleos con Z 84 son inestables. (ej todos los istopos del Uranio, Z = 92)

Si el nmero de p+ y n es impar, o alguno de ellos es impar tambin son inestables.

Distinta relacin n/p que el elemento que est en la tabla peridica, que generalmente son estables.

Los ncleos de mayor estabilidad son aquellos que presentan nmero par de n y p+.

Los ncleos que tienen nmeros mgicos de p+ y n, 2, 8, 20, 28, 50, 82 y 126 son estables y abundantes en la

naturaleza.

La grfica a continuacin muestra el nmero de neutrones en funcin de nmero de protones.

Esta grfica es una herramienta que permite predecirel tipo de emisin que tendr un nucledo.

INTERPRETACIN DE LA GRFICA.

Por encima del cinturn de estabilidad. (Emisin)

Los ncleos inestables en esta zona tienen unarelacin np+ mayor que en la zona de estabilidad.

Para mejorar esta relacin debe aumentar el ndeprotones o disminuir en nde neutrones, por lo tantola emisin ser Por debajo del cinturn de estabilidad. (Emisin

+)En esta zona la relacin np es menor que en la zonade estabilidad. En esta situacin debe aumentar elnde neutrones o disminuir los protones. Este reajustese logra con una emisin +.


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DESINTEGRACIN RADIACTIVA: TIPOS DE RADIACIN EMITIDA POR EL NCLEO.

La emisin de radiacin es la forma en que un ncleo inestable se transforma en uno estable, de menor energa. Laradiacin emitida es la portadora de la energa excedente. Hay 3 tipos de radiaciones: alfa , beta y gamma .

EMISIN ALFA .

Corriente de partculas con carga +2 y masa 4 UMA. (son ncleos de He) Se produce generalmente en nucledos pesados de Z > 82, pero existen algunos pocos casos entre nucleidos

livianos, como por ej. Be, A = 8.

Mediante este proceso se logra reducir el nmero msico en 4 unidades y la carga nuclear 2, por la emisinde un ncleo de He.

A A-4 4

X Y + HeZ Z-2 2

Las partculas tienen poco poder de penetracin y se pueden frenar con una hoja de papel.

Los emisores no son frecuentemente utilizados en investigacin en radioqumica como fuentes abiertas

debido a su alta peligrosidad por contaminacin.

Los ncleos ms pesados se desintegran por emisin . Existen muy pocos ncleos livianos que tienen esta emisin.

Ej. 107 103 4Te Sn + He

52 50 2

EMISIN BETA .

Las partculas tienen poca penetracin y se pueden frenar con una lmina de aluminio de 0,3mm de espesor. Los

rayos son haces de electrones o positrones. Positrn es una partcula que tiene la misma masa que los electrones,

pero carga +. La emisin puede ser:

Emisin -: En este caso un neutrn se transforma en un p+ dentro del ncleo y se libera energa ms un e-. Estetipo decaimiento ocurre en ncleos con exceso de neutrones y produce un aumento de una unidad de Z.

A A 0

X Y + e-

Z Z+1 -1Los emisores - se encuentran en la naturaleza, Ejemplos: C-14, P-32, Sr-90, Y-90.

Emisin +: Un p+ se convierte en n en el ncleo con emisin de un positrn. En este tipo de decaimiento Z

disminuye una unidad y ocurre para ncleos con exceso de p+,

A A 0

X Y + e-

Z Z-1 +1

Ejemplo de emisores + F-18, O-15. Ellos son usados en fisiologa cerebral.

EMISIN GAMMA .

Consisten en radiacin electromagntica de elevada energa y gran poder de penetracin, que se frenan conplanchas de aluminio de 5cm de espesor o de 3mm de plomo.

No sufren desviacin en un campo magntico. Tienen carga nula y se consideran sin masa.

En la emisin gamma no cambia A ni Z.


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Actividad:1. De qu depende la estabilidad de un ncleo?

2. Explique el significado de los siguientes trminos: ncleo inestable, nucleo estable.

3. Dadas las siguientes afirmaciones, indica si son falsas o verdaderas. Debe justificar su opcin.

a) Los tomos que tienen Z elevado y su relacin n/p es aprox. 1, son tomos de elementos estables.

b) Si hay un nmero mayor de neutrones en el ncleo, se pueden contrarrestar las fuerzas de repulsin entrelos protones, por lo que estos ncleos por lo general son tomos estables.

c) Un tomo donde el nmero de protones y neutrones es impar es probable que el ncleo sea estable.

d) El tomo de Torio presenta un ncleo estable.

e) El Calcio presenta nmero mgico, por lo tanto su ncleo es estable.

4. Nombre los tipos de radiacin conocidas qu son emitidas por elementos radiativos y mencione sus

caractersticas.

5. Cul es la diferencia entre un electrn y un positrn?

6. Indique si cada uno de los nucleidos siguientes queda dentro del cinturn de estabilidad.

a) As-70, b) P-34, c) Ge-74, d) Cf-248.

RADIACIN NATURAL SERIE RADIACTIVA.Los ncleos que estn fuera del cinturn deestabilidad y los que tienen ms de 83 p+ tienden aser inestables. La radiactividad natural es la emisinespontnea de partculas o radiacinelectromagnticas o de ambas y es un procesoaleatorio, al azar (no se sabe cuando puede ocurrirexactamente) que le ocurre a los ncleos inestables.Ladesintegracin de un ncleo a veces es el comienzo de

una serie de decaimienato radiactivo, es decir unasecuencia de reacciones nucleares que dan comoresultado un ncleo estable. Por ejemplo eldecaimiento del U-238 tiene una serie de radiactivade 14 pasos.

Actividad:1. Plantear la serie readiactiva del U-238.2. La serie de desintegracin radiactiva natural que

comienza en el U-235 termina con la formacindel Pb -207 que es estable. Las desintegracionesse efectan a travs de una serie de emisiones departculas alfa y beta. Indique cuntas emisionesde c/u estn involucradas en esta serie.

3. En la serie de decaimiento del torio-232 pierde entotal 6 partculas alfa y 4 partculas beta en unproceso de 10 etapas, cul es el istopo finalproducido?

PERODO DE SEMIDESITNEGRACIN.

Elperido de semidesintegracin o tiempo de vida media de un radioistopo (t12), es el tiempo necesario para quese desintegre la mitad de los ncleos presentes en una muestra de ese nucledo.

Dicho de otra manera: Si tenemos una masa, m de un radioistopo, y al cabo de 14 das se reduce a la mitad,(la otra mitad se habr desintegrado), diremos que su perdo de desintegracin es de 14 das.La desintegracin de una sustancia radiactiva no depende de los factores externos a la cual esta est sometida,mientras que el perido de semidesintegracin vara segn las sustancias radiactivas.Por ejemplo:

Aplicacin: Carbono-14, sirve para estimar la edad de los restos arqueolgicos.

Cobalto- 60, se aplica como terapia contra el cncer.

ISTOPO H 3 C 14 K 40 Co60

Pb210 Pb211 Rn219 Ra223 Ra 226 U235 U238 Hg206

PERIDO 12,5a

5,7.10a 1,3.10a 5,7a

15,2 a 25,0 s 2,7 s 7,8 d 1,6.10a 2,5.105a 4,5.109 7,7min


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Potasiio- 40, en geoqumica se utiliza para determinar la edad de las rocas.

Uranio- 235, se utiliza como combustible en los reactores nucleares.

Actividad:

1. a) Esboza la grfica de decaimiento radiactivo (periodo de semidesintegracin en funcin de tiempo)b) Qu tipo de funcin matemtica es?

2. Se ha sugerido que el Sr-90 (derivado de las pruebas nucleares) depositado en el clido desierto experimentaruna desintegracin ms rpida debido a que est expuesto a temperaturas promedio mucho ms elevadas. Esrazonable esta sugerencia?

3. Cunto galio permanece en una muestra de 10,0mg despus de 683 min sabiendo que su vida media es de 68,3min?.

4. La vida media del iridio-192 es 742 das. Qu masa de iridio queda despus de 4 vidas medias en una muestraque contena originalmente 15,0mg?

5. a) El t del Rn-222 es de 4 das. Si se parte de una muestra de 100,0 mg de ese istopo, qu cantidad se habrdespus de 16 das?

b) Representar mediante una grfica la desintegracin de este nucledo.

DETECCIN DE LAS RADIACIONES : CONTADOR GEIGER.

Un detector es un instrumento que detecta laradiacin. Si el detector cuenta el nmero de

radiaciones por unidad de tiempo, se tiene uncontador, si adems las diferencia segn suenerga, se tiene un espectmetro.Uno de los detectores de radiactividad msconocido es el contador Geiger.

Actividad:

a) Qu caractersticas tiene el contador Geiger?

b) Cules son los usos del contador Geiger?c) Realiza un esquema del contador Geiger.

d) Busca los conceptos de: alcance y actividad

radiactiva.


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FICHA N 4: ECUACIONES NUCLEARES.

Hay dos tipos de reacciones: las reacciones nucleares que ocurren en aquellos tomos de ncleos inestables y lasreacciones qumicas que se dan en la periferia de los tomos (en el ltimo nivel de energa donde se encuentran loselectrones de valencia). En las reacciones nucleares los ncleos emiten distintos tipos de partculas para lograrestabilidad, mientras que las reacciones qumicas los ncleos no sufren ningn tipo de modificacin.

La representacin de una ecuacin nuclear involucra: Smbolos de los elementos qumicos.

Protones, electrones, neutrones.

Los smbolos de las partculas elementales son:

protn electrn positrn partcula alfa

p H e e 4 He 4 - - + + 2 2

Para que una ecuacin nuclear est igualada se deben cumplir los siguientes requisitos:

Nmero total de p+ y n en los productos y reactivos debe ser el mismo, para conservar la masa.

Nmero total de cargas nucleares en productos y reactivos debe ser el mismo, para conservar el Z.Ejemplo.

212 208 4Po Pb +

84 82 2

137 137

Cs Ba + 55 56 -1

CUADRO COMPARATIVO ENTRE REACCIONES QUMICAS Y REACCIONES NUCLEARES.

Reacciones qumicas. Reacciones nucleares.

Implican cambios en la estructura de tomos.(periferia) Dependen de cambios en el interior de los ncleos

Los istopos de los elementos muestran similarcomportamiento qumico.

Los istopos se comportan diferentes.

El estado de combinacin, condiciona el comportamien-to. Ra y Ra++ se comportan diferentes porque tienenestructuras electrnicas diferentes.

La reactividad nuclear es independiente del estado decombinacin. Ra y Ra++ tienen ncleos iguales.

Los elementos conservan su identidad. Implican la conversin de un elemento en otro siempre quecambie Z.

Efectos energticos bajos.U + 3 F2 UF6 H = - 505 Kcalmol.

Efectos energticos muy distintos, altos238 1 239

92 U + on 92U H = - 1,7 x 106Kcal mol

Actividad:1. Balancear las siguientes ecuaciones nucleares, identificando a X en cada caso.

a) 212 208 b) 137 137 c) 26 1 4

84Po 82 Pb + X 55 Cs 56 Ba + X 12 Mg + 1p 2 + X

2. Escriba ecuaciones nucleares balanceadas para las transformaciones siguientes.a. el nitrgeno-13 sufre la emisin de un positrn.b. el bromo-84, experimenta desintegracin beta(-)c. el torio-230 se desintegra a un istopo del radio.d. el plutonio-242 emite una partcula alfa.

3.

Los tomos y los iones de dichos tomos dan las mismas reacciones qumicas? y reacciones nucleares?Justificar.

4. a) Qu son los reactores nucleares? b) En qu consiste una fusin nuclear? y una fisin nuclear?


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FICHA N5: EL ACCIDENTE DE CHERNOBYL. (parte I)

LEER EL TEXTO.

El accidente nuclear que ocurri en el reactor deChernobyl, al norte de Kiev, en Ucrania, el 26 de abrilde 1986, renov el miedo de algunas personas acerca

de la seguridad de los reactores nucleares, por lo quees importante comprender la naturaleza de esteaccidente. El reactor de Chernobyl tuvo seriosproblemas de diseo, no tena capa de confinamientoque rodeara las salpicaduras radiactivas. Otroproblema fue el diseo del sistema de enfriamiento.El corazn de combustible tena un moderador degrafito con enfriamiento de agua, en el que parte delagua lquida se cambi a vapor. El agua lquida es unbuen absorbente de neutrones, en tanto que el vaporno lo es. Esto signific que el reactor se calentara y

produjera un mayor porcentaje de vapor, y que msneutrones estuvieran disponibles para fisin nuclear.Normalmente, al calentarse en el reactor, las varillasde control son empujadas automticamente hacia elinterior para absorber los neutrones extra. El da delaccidente de Chernobyl, los operadores invalidaron elsistema de seguridad mientras procedan a hacer unaprueba experimental del reactor. Durante la prueba

el reactor fue enfriado en exceso y se amenaz concerrarlo. Si ocurriera esto, el reactor podra no serrestaurado por un largo perodo. Por consiguiente, losoperadores retiraron la mayor parte de las varillas decontrol, entonces el reactor comenz a

sobrecalentarse. Con el sistema de seguridadinvalidado, los operadores no fueron capaces detrabajar con la rapidez suficiente para corregir elsobrecalentamiento, y el reactor qued fuera decontrol. Las varillas de combustible fundieron, ysalpicaron con su contenido caliente dentro del aguasobrecalentada, las cual estall en vapor. El sbitoaumento de la presin expuls la parte superior delreactor y el techo del edificio, y se dispers materialradiactivo a la atmsfera. El vapor caliente reaccioncon la capa de circonio de las varillas de combustible y

con el moderador de grafito para producir gashidrgeno, el cual se incendi. El moderador ardidurante un largo perodo, y esparci ms materialradiactivo. El costo del accidente de Chernobyl fueenorme. Muchas personas murieron, y varios cientosfueron hospitalizados. Millares de personas fueronevacuadas y enviadas a asentamientos.

Material extrado de repartidos del Colegio Seminario .

Despus de haber ledo el texto se te informa que:

En nuestro pas existe, desde hace pocos aos, un proyecto de ley que considera la posibilidad de construir un reactornuclear en la localidad de Paso de los Toros, departamento de Tacuaremb, el cual el Parlamento Nacional an no lo ha

tratado.

Qu opinas al respecto? Establece argumentos a favor y en contra de la aprobacin de dicho proyecto.


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FICHA N5 ISTOPOS Y SALUD. (parte II)

LEER EL TEXTO.

La energa de emisin alfa, beta y gamma es enorme.Estos ltimos son ms penetrantes y pueden afectarlos rganos internos de los humanos. Por esta razn,la exposicin de cualquier tejido a la radiactividaddaa irreversiblemente el material molecular de lasclulas. Si el estrago llega a afectar los genes, losefectos se transmiten a la descendencia. Por eso elmanejo de sustancias radiactivas slo puede serrealizado por especialistas.

La dosis equivalente de radiacin que un sujetorecibe se mide en sievert (esta unidad tiene en cuentano slo la energa que recibe el tejido, sino el daoque ocasiona en funcin de la naturaleza de laradiacin). Todo individuo recibe unos pocoscentisieverts anuales, provenientes de la radiactividadnatural.

Extrado de A. Garrita-J.Chamizo- 1994- Editorial Addison-Wesley.

Dosis y efectos de la radiacin.

Se calcula que el 10% de las muertes por cncer se deben a la exposicin a radiaciones, pero los efectos tardan de 5a 20 aos en manifestarse. En el caso de la explosin del reactor nuclear de Chernobyl, algunas muertes se dieron deinmediato, pero sus efectos globales posteriores an no se conocen.

Con el debido control, por su peligrosidad, en medicina se usan multitud de radiositopos. Es famoso, por ejemplo,el uso de cobalto-60 para la destruccin de tumores cancerosos. Otros no tan conocidos son:

Radioistopo Aplicacin

Arsnico-74. Localizacin de tumores cerebrales.

Cobalto-58 Determinacin del nivel vitamnico BYodo-131 Mal funcionamiento de la tiroides.

Fsforo-32 Deteccin de cncer de piel.

Hierro-59 Rapidez de glbulos rojos.

Oro-198 Cncer de prstata.

1. Qu datos deberas recabar para estar encondiciones de dar respuesta a la siguiente situacinproblema?

En una clnica mdica se suministra un radioistopo aun paciente con fines de diagnstico. Se quiere sabercunto tiempo permanece radiactividad en elorganismo de la persona.2. Adems de usarse las radiaciones en medicina, enqu otros campos son aplicadas?

Dosis (Sv) Efecto.

0 a 0,25 No hay efectos detectables.

0,25 a 0,50 Pequea disminucin temporal de glbulos blancos

0,50 a 1,0 Lesiones y severa disminucin de glbulos blancos

1,0 a 2,0 Nuseas, mareos y prdida del cabello.

2,0 a 5,0 Hemorragias, lceras, posible muerte.

5,0 Muerte.


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FICHA N6: MODELOS ATMICOS.

RESEA HISTRICA DE LOS MODELOS ATMICOS.

a) En la Grecia antigua los filsofos especularon sobre la constitucin de la materia. Demcrito de Abdera (460-370 A.C.) y Leucipo de Mileto, imaginaron que si se dividiese un cuerpo sucesivas veces, llegara un punto en

que esa divisin no sera posible. Se habra llegado a una partcula elemental a la que llamaron tomo. La palabratomo por lo tanto, deriva del griego (a = no y tomo = parte), y significa indivisible. Lo anterior era apenas unpensamiento filosfico sin base experimental que lo sustentase.

b) Posteriormente Platn y Aristteles proponen que no puede existir el tomo ya que crean que la materia erainfinitamente divisible, por lo que la perspectiva atmica se desvaneci durante muchos siglos.

c) Fue preciso que el hombre acumulase observaciones y experiencias durante siglos para que la idea de Demcritofuese retomada, entre los aos 1803 - 1807, a travs de John Dalton, (cientfico ingls) quin dise una teorapara explicar sus observaciones experimentales: Los tomos son esferas macizas, homogneas, indivisibles eindestructibles.Segn Dalton:

Todo elemento est formado por tomos. Entendiendo por elemento: parte formadora de las sustancias.

Los tomos son las partculas ms pequeas de un elemento que conservan la identidad qumica de unelemento

Todos los tomos de un mismo elemento son iguales.

tomos de diferentes elementos tienen propiedades diferentes.

Los tomos de un elemento no cambian a otros tomos por reacciones qumicas. Es decir los tomos no secrean, ni se destruyen en una reaccin qumica.

Los tomos de distintos elementos se pueden combinar y formar compuestos.A partir del desarrollo experimental de la qumica, se fue perfeccionado el modelo atmico de Dalton.

Una serie de investigaciones a partir de 1850 hasta nuestros das demostr que el tomo tiene una estructurainterna. Alrededor de 1856 se realizaron varios trabajos que condujeron al descubrimiento de los electrones.

1886 se descubrieron lo protones. 1895 fue el descubrimiento de los rayos X en 1895. 1896 fue el descubrimiento de la Radiactividad.

1. El fsico britnico Joseph John Thomson (fsicoingls), en 1897, basado en los descubrimientossealados, sugiri que el tomo debera estarformado por una esfera positiva, en la cualestaran incrustados electrones de carga

negativa, de modo que la carga total fuese nula.Thomson calcul la relacin entre la carga

elctrica y la masa del electrn (1,76 x 10

8

coulomb/gramo), empleando un tubo de rayos

catdicos, y en 1909 R.Millikan logr medirexperimentalmente la carga del electrn: 1,61 x10-19 C.

2. En 1910, Ernest Rutherford (1871-1937, fsico neozelands) realiz experiencias bombardeando una finsimalmina de oro (10-4mm), con partculas , de carga positiva, emitidas por una muestra de polonio radiactivo.

Observ que las partculas alfa traspasaban las lminas y que la mayora no se desviaban, slo unas pocas lohacan y a veces, otras rebotaban.


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Actividad:1. Con los resultados obtenidos de esta experiencia, qu se puede concluir?2. Por qu el modelo atmico de Rutherford es ms consistente que el de Thomson?3. Buscar informacin sobre: Tubo de rayos catdicos.4. Cul fue la evidencia utilizada para llegar a la conclusin qu los rayos catdicos consisten en partculas concarga negativa?

ESPECTROS.Newton (siglo XVIII) demostr que la luz blanca se

dispersa por medio de un prisma en 7 componentesde colores, donde ellos estn en forma sucesiva ycontinua. Esto se conoce como Espectro continuo dela luz, que contiene una gama de varias longitudes deonda.El Hidrgeno colocado en un tubo a baja presin ysometido a una alta diferencia de potencial (voltaje),emite luz, al igual que otras sustancias que seencuentren en estado gaseoso, (ejemplo el Ne emiteluz roja-naranja, el Na amarilla). Esta luz si esdispersada por un prisma da un Espectro discontinuoo de lneas, esto significa que tiene slo ciertaslongitudes de onda.

Cada elemento tiene un espectro nico de emisin.Las lneas son caractersticas de un espectro atmico.

Se pueden explicar los fenmenos anterioresconsiderando a la luz como una ondaelectromagntica, para lo cual es necesario conocer lanaturaleza de las ondas.

Actividad:1. Qu es una onda?2. Qu es lo que caracteriza a una onda?3. Definir los trminos que caracterizan a una onda.4. En el siguiente esquema se muestran dos ondas, en qu se diferencian?

Las propiedades diferentes que tienen las formas de energa radiante o radiaciones electromagnticas se debe a susdistintas longitudes de onda o sea a su frecuencia.La radiacin electromagntica es la emisin y transmisin de energa en forma de ondas electromagnticas.Otra caracterstica importante de las ondas es su velocidad, la cual depende del tipo de onda y del medio en el queviaja (aire, agua vaco).

TIPOS DE RADIACIN ELECTROMAGNTICA.


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Si obsevamos el esquema, nos damos cuenta que la luz visible es una pequea porcin del espectroelectromagntico, el corresponde al inatervalo de longitudes de onda desde 400nm (violeta) a 700nm (rojo).

TEORA CUNTICA DE PLANK.

Si calentamos un slido (ej hierro), emite una radiacin electromagntica, el filamento de tungteno de una lmparatambin, y as todos los materiales al ser calentados emiten radiacin electromagntica, las cuales tienen diferentes

longitudes de onda.Si se observa la llama a travs de un espectroscopio se obseva un espectro de lneas.La fsica clsica no poda explicar el espectro de luz emitido por estos materiales y supona que los tomos podanabsorber o emitir cualquier cantidad de energa radiante. En cambio, Planck (1900) propuso que los tomos y lasmolculas emitan o absorban energa slo en cantidades discretas que llam cuanto y los defini como la mnimacantidad de energa que se poda emitir o absorber en forma de radiacin electromagntica

MODELO DE BOHR DEL TOMO DE HIDRGENO.

Bohr (fsico dans, 1913-1914) haciendo uso de lateora cuntica de Planck di explicacin al espectro

de lneas del tomo de hidrgeno.Este modelo fue el primero que plantea lacuantizacin de la energia de los e- en un tomo. Bohrpropone que los e- se mueven en rbitas circularesalrededor de ncleo. El nico e- del tomo de H debeestar ubicado en rbitas permitidas que presentanuna energa cuatizada que est asociada almovimiento del e-. Esta energa depende de la rbitaque ocupa el e- y se le asigna un nmero entero que

se conoce como nmero cuntico principal (n). Donden puede tener valores de 1, 2, 3, 4 ..

A partir de esto, Bohr explicaba la emisin deradiacin del tomo de H de la siguiente manera:Cuando un e- de una rbita de mayor energa pasa auna de menor energa emite un cuanto de energa (unfotn) en forma de luz.La cantidad de energa para mover un electrn

dependde de la diferencia de los niveles de energainicial y final.

fotn

NATURALEZA DUAL DEL ELCTRN.nodo

El modelo de Bohr daba explicacin a partculas con1e-, pero no pudo argumentar el espectro atmico detomos con muchos electrones.En 1924, De Broglie, fsico francs, propone: Si las ondas sepueden comportar como una corriente de e-, entonces lose- pueden comportarse como ondas. De acuerdo a esto DeBroglie sostiene que el e- se encuentra enlazado al ncleo yse comporta como una onda estacionaria (ej de ondaestacionaria es la generada al pulsar la cuerda de unagiuitarra). Este razonamiento concluy de que las ondas sepueden comportar como partculas (dualidad onda-partculas).

A mayor frecuencia, menor el la longitud de onda yaumenta el n de nodos.De Broglie argument que el electrn se comporta comouna onda fija y su longitud de onda se ajusta a la de lacircunsferencia de la rbita. Con este razonamiento se llega que el electrn se comporta como partculas que tienenpropiedades de onda.

n1 n2 n3

e-

Por el contrario, la energa radiante absorbida por los tomos hace queel e- se mueva de una rbita de menor energa a otra de mayorenerga.


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PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE.

Si el electrn presenta propiedades de ondas es imposible saber su posicin en forma definida, slo sabemos que seextiende en el espacio. Por lo tanto no es posible definir exactamente donde se encuentra un e-, en un determinadomomento, siempre habr una duda. Esto se conoce comoprincipio de incertidumbre de Heisenberg. Este principioestablece que es imposible conocer simultaneamente el momento y la ubicacin exacta de un electrn en el espacio.Teniendo en cuenta esto no debemos imaginarnos a los electrones movindose en rbitas circualres que sean bien

definidas.

Actividad:

1. Realizar una lnea del tiempo con todos los descubrimientos de mayor relevancia en el desarrollo de la estructura

del tomo.

2. Qu es un nivel de energa? Explicar la diferencia entre estado fundamental y estado exitado.

3. Describir brevemente la teora de Bohr.

4. En qu vara el modelo de Bohr con el de Rutheford?

5. Cules son las limitaciones del modelo atmico de Bohr?

6. Cul es el aporte de De Broglie?7. Cul es el principio de incertidumbre de Heisenberg?


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FICHA N7: ESTRUCTURA ELECTRNICA.

MECNICA CUNTICA.

El principio de incertidumbre es el inicio para desarrollar una nueva teora de la estructura atmica, dejando atrs elmodelo de Bohr, que toma como referencia la naturaleza ondulatoria del e-, esta teora se conoce como mecnicacuntica.Por el principio de incertidumbre no podemos especificar la ubicacin de un e- alrededor del ncleo ya que este notiene trayectorias definidas, por lo que debemos hablar de la probabilidadde que un e- se encuentre en una regindel espacio en un instante dado, esto es sinnimo de densidad electrnica.Por esta razn se introduce un nuevo concepto: Orbital.

Qu es un orbital?....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

En 1926 Erwin Schrdinger (Austria) realiza un modelo estadstico matemtico para el tomo, conocido comomodelo mecano cuntico o mecnica cuntica que es el modelo actual de tomo.En el modelo actual del tomo se proporcionan valores llamados nmeros cunticos que permiten describir unorbital o sea la probabilidad de encontrar un electrn.

Actividad:

1) Cules son los nmeros cunticos?2) Qu indican cada uno de ellos?

3) Segn el valor que tome l se le asignan letras, de acuerdo a estocompleta:

4) Completa el siguiente cuadro:

5) Qu significado tiene la siguiente afirmacin: Conocer los n cunticos es saber el domicilio de 1 e- en un

tomo en el espacio.

6) Completar el cuadro:

nNivel

lSubnivel

mnmero

Nombre delSubnivel

N de orbitalesen el subnivel.

1 0

22

01

33

3

01

2

Valor de l 0 1 2 3 4

Letra

N cuntico INDICA Se relaciona con:


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ORBITALES ATMICOS.

Orbitales s: El orbital de menor energa, el msestable, es el obital 1s (el ms cercano al ncleo), essimtrico de forma esfrica.Esta representacin muestra la probabilidad deencontrar al e- alrededor del ncleo, y est decrece amedida que se aleja del mismo. Todos los orbitales s(1s, 2s, 3s,..) son esfricos, pero de distintos tamaos,que aumentan en funcin de n.

Orbitales p. Los orbitales p, comienzan a partir den = 2, donde l debe tener valor 1, y m , -1,0,+1,por lo que hay 3 orbitales p, (px, py, pz) x, y, z,indica el eje hacia el cual est orientado el orbital.Estos 3 orbitales tienen igual forma y energa,Slo difieren en su orientacin en el espacio.

Su forma es de 2 lbulos opuestos alrededor , delncleo, su tamao aumenta segn el nivelenergtico.

CONFIGURACIN ELECTRNICA.

El arreglo o distribucin de los electrones en susdistintos niveles de energa y orbitales se llama

configurain electrnica.Recordar que la estabilidad de un tomo se logracuando los e- se ubican en los estados de enega msbajos posibles. Por lo tanto los e- se distribuirn de talmanera que vayan quedando en los niveles de menorenerga que se pueda. Hay que tener en cuenta quecada nivel y orbital acepta un nmero determinado dee-, es decir no todos los e- pueden ir al orbital 1s,aunque este sea el de menor energia, el ms estable,Hay una serie de principios o reglas que nos permitenir asignando los e- en los distintos orbitales, o sea

escribir la configuracin eletrnica, para los tomosen estado fundamental. Por esado fundamental

entenderemos que los e- se han distribudo de talforma de quedar en los orbitales de menor energaposible.Ejemplo, en el tomo de H que tiene 1e-, su estadofundamental es que ese e- est en el nivel 1, orbital s,entonces: 1s.Entonces para el tomo de hidrgeno la configuracinelectrnica es: 1s1 donde 1 indica el nmero cunticoprincipal (n), s es el nmero secundario acimutal (l) y 1es la cantidad de electrones en el orbital o subnivelTambin la CE se puede representar: H

Esta representacin muestra el spin del e-. La flechahacia arriba seala una de los posibles giros del e-.

PRINCIPIOS O REGLAS PARA ESCRIBIR C. ELECTRNICAS DE TOMOS POLIATMICOS.

1. PRINCIPIO DE CONSTRUCCIN. Los orbitales sellenan con los e- disponibles en orden crecientede energa.El orden lo determina la regla de Simmons:


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2. PRINCIPIO DE EXCLUSIN DE PAULI. Este principio establece que 2e- en un tomo no pueden tener los mismos4 n cunticos. Si 2e- en un tomo tienen los mismos valores de n, l, m (los 2e- estn en el mismo orbital),entonces tienen diferentes spin. Esto indica que slo se aceptan 2e- en un mismo orbital, pero con spincontrario.

Ejemplo. 2 He 1s n = 1 l = 0 m = 0 s = + , -

A B C

A, B, C son los posibles diagramas de 1s. Los diagramas A y B segn este principio estn mal porque el valor del ncuntico s, spin para estos 2e- es el mismo, entonces el diagrama correcto es el C.

3. REGLA DE HUND. Consideremos el tomo de Carbono: 6C 1s 2s 2pLos posibles diagramas seran:

A B C

px py pz px py pz px py pz

Estos diagramas de distribucin de electrones cumplen con el Principio de Pauli, pero la correcta, es la C, es la quetiene mayor estabilidad. La regla de HUND dice: La distribucin ms estable de e- en los subniveles es aquella que tenga el mayor nmero de spines paralelos. Esto significa: valores de s iguales para los distintos e- que seincorporan en orbitales de la misma energa, lo cual es logico, porque e- con iguales spines se repelen generandouna menor energa en el orbital.

Resumiendo:

Las reglas para realizar la configuracin electrnica de un tomo establecen:

1. Los electrones tienden a la mnima energa porque eso le da mxima estabilidad.2. En cada orbital puede haber como mximo 2 electrones con spin contrario.3. Cuando los orbitales tienen la misma energa (ejemplo: px, py, pz) los electrones se distribuyen de a uno en

cada orbital y se completa el orbital (con 2 e-).

Actividad:

1. Qu es un orbital atmico y en que difiere con una rbita?2. El modelo actual del tomo tiene una explicacin fsico-qumica o es un modelo matemtico?3. A qu se le llama configuracin electrnica?4. Brevemente explica cada una de las reglas para escribir configuraciones electrnicas.5. Describa las caractersticas de los orbitales s y p.6. Cules de los siguientes orbitales no existen: 2s, 1p, 2d, 3p, 3d.7. Qu nmero cuntico define un nivel? Cules definen a un subnivel?8. Escriba las configuraciones electrnicas de los tomos comprendidos hasta Z = 20 y en cada una de ellas

seala electrones de valencia y cantidad de niveles de energa.9. Busca la relacin que existe entre Grupo y Perodo y las configuraciones electrnicas.10.Para los tomos Si, K, B, Mg indica los nmeros cunticos de los electrones de valencia.11.Para un e- ubicado en: n = 2, cules podran ser los valores de l, m y s?12. Escribir la configuracin electrnica de los siguientes iones Mg2+ P3-, F.13.Escribir el smbolo del elemento de nmero atmico ms bajo que tiene:

a) un subnivel p completo b) 2 electrones 1s c) 4 electrones 2p


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FICHA N8 TABLA PERODICA Y LA PERIODICIDAD DE LAS PROPIEDADES DE LOSELEMENTOS.

DESARROLLO DE LA TABLA PERIDICA.

Desde 1829 hasta 1912 se han hecho diferentes clasificaciones de los elementos.

En el sglo XIX, al no conocerse la existencia de p+ y e-, los cientficos ordenaban los pocos elementos conocidosen funcin de sus masas atmicas.

1800- Se conocan 31 elementos, en 1865 haban 63.

1829- Se ordenaban los elementos en tradas, (grupos de 3 elemenos con propiedades similares y la masaatmica de la trada era la masa promedio de los 3).

1864- Newlands, qumico ingls, explic la periodicidad de propiedades cada 8 elementos (ley de los octavos),siempre teniendo en cuenta la masa atmica.

1869- Mendeleyer qumico ruso y Mayer qumico alemn, en forma separada, propusieron un ordenamientobasado en la repeticin peridica y en la regularidad de sus propiedades e hicieron una prediccin de varioselementos que an no se conocan.La tabla peridica de Mendeleyev tena 66 elementos.

1900- Se conocan ms de 90 elementos, casi todos naturales que se conocen en la actualidad. En la actualidad hay 118 elementos, 96 naturales y 22 artificiales.

1913- Moseley fsico ingls, descubri que los espectros de rayos X de cada elemento tenan una determinadafrecuencia, caracterstica, a la que le asign un nmero entero que lo llam nmeroatmico. Por lo que ordena los elementos conocidos en funcin de sus nmeros atmicos en forma creciente.Moseley propuso que el nmero atmico estaba vinculado a la carga del ncleo. Hoy se sabe que el nmeroatmico es igual al nmero de electrones de un tomo.

CLASIFICACIN PERIDICA DE LOS ELEMENTOS.

Las propiedades de los elementos quedan determinadas por sus configuraciones electrnicas.

Del anlisis de las configuraciones electrnicas de los tomos surge que estn relacionadas con la ubicacin en latabla peridica de los tomos, que la da el grupo y el perido.

Qu indica el grupo y el perido?

..

Los tomos de elementos con la misma configuracin electrnica en la capa de valencia, es decir con el mismonmero de electrones en los orbitales de la capa ms externa, (ms alejado del ncleo), estn arreglados en

columnas o grupos, y estos elementos tienen propiedades semejantes.Observando la tabla peridica encontramos que los tomos estn agrupados por tipo de orbital de valencia.

Hacia el extremo izquierdo se encuentran metales activos, los cuales estan llenando los orbitales s,correspondientes a los grupos I A IIA . En el extremo derecho hay un bloque de 6 columnas. Estos elementos estnllenando los orbitales p. Los bloques s y p corresponden a elementos representativosEn la zona media de la table peridica hay un bloque con 10 columnas, donde se van llenando los orbitales d, estoscorresponden a los metales de transicin y debajo de la tabla peridica hay 2 hileras con 14 elementos cada una queforman el bloque f, donde se estn llenando los orbitales f. A estas hileras se llaman lantnidos y actnidos oelementos de transicin interna.

De acuerdo al llenado de los orbitales encontramos que la tabla peridica queda dividida en bloques.Por ejemplo:Bloque s. Extremo derecho. ns Grupo l A o 1: familia del hidrgeno y familia metales alcalinos.


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Actividad:

1. En el bloque s qu otro grupo se encuentra? Qu nombre recibe la familia de este grupo?

2. Qu nombre reciben los electrones externos de un tomo?

3. Qu significa electrn diferenciante? Indica los nmeros cunticos del electrn diferenciante del tomo de

sodio y de magnesio.

4. a) Completar el siguiente cuadro para elementos que correspondan a los representativos:

Bloque Llenado de orbitales grupo e- de val. Familia

S n1 I A 1 del hidrgeno- metales alcalinos

b) Realizar la configuracin electrnica externa para los tomos de Magnesio, Cloro, Aluminio, Nitr5. Observar el cuadro que se complet en el apartado anterior y responde:

a) Cules son los grupos que tienen incompletos los orbitales del mximo nmero cuntico principal?b) Qu grupo completa el orbital s o p?c) Explica porqu la configuracin electrnica del sodio se puede representar de las siguiente forma:

[Ne]3s1

6. Los tomos para lograr estabilidad qumica se transforman en iones y de esa manera son isoelctricos a losgases nobles, qu significa esto?

7. Representa la configuracin electrnica para: a) tomo de fluor, b) anin fluoruro, c) tomo demagnesio, d) tomo de nen, e) catin magnesio, f) tomo de nitrgeno.Cul de estas CE son isoelctricas?

8. La configuracin electrnica muestra una variacin peridica, al aumentar Z. Esto trae como consecuenciaque los elementos tengan diferentes propiedades fsicas y qumicas. Estas propiedades a lo largo de un perido vancambiando gradualmente y reciben el nombre de propiedades peridicas de los elementos.Ellas son: radio atmico, radi inico, electronegatividad, carcter metlico, energa de ionizacin y afinidadelectrnica. Busca las definiciones de cada una de estas propiedades.

9. Qu es la carga nuclear efectiva?

10.a) Ubicar en la tabla los siguienteselementos: B, S, C.b) Utilizando slo el sistema peridicopredecir y explicar cul de los tres elementostiene:

el mayor radio atmico.

menor radio atmico.c) Ordenar los elementos de acuerdo su

energa de ionizacin creciente. Justificar.

11.Comparar los elementos Ca y Rb en relacin a sus radios atmicos y sus energas de ionizacin.


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12.a) Cul es el elemento ms electronegativo? Ubicarlo en la tabla. Indicar el valor de la EN.b) En qu grupo del sistema peridico se encuentra el elemento menos electronegativo? Ubicarlo.

13.Para cada uno de los siguientes pares de tomos, cul sustancia tendr mayor carcter metlico? Explicar.a) Li o Be b) Sn o P c) B o Al

14.Comparar el Na y el Li con respecto a las siguientes propiedades (justificar):a) configuracin electrnica, b) carga inica, c) energa de ionizacin, d) reactividad frente al agua,e) radio atmico, f) electronegatividad.

15.Escribir la configuracin electrnica del elemento que se encuentra en el segundo perodo de la T.P y en elGrupo IIIA. Indicar el conjunto de nmeros cunticos para su electrn diferenciante.

16. Indicar si las siguientes afirmaciones son falsas o verdaderas. Justificar cada eleccin.1. Todos los orbitales "s" del cloro tienen la misma energa.2. El catin K1+ tiene igual cantidad de electrones que un gas noble.

3. El fsforo pertenece al bloque "s" de la Tabla Peridica.

17. Del elemento X se sabe que forma cationes con carga 2+ cuya configuracin es : Ne .a) Identificarlo y realizar su configuracin electrnicab) Indicar nivel y electrones de valencia , y, de acuerdo a ellos, ubicarlo en la T.P.c) Indicar todos los valores para los nmeros cunticos del ltimo electrn que se ubica en la

configuracin (electrn diferenciante)d) Indicar si posee electrones desapareados. Explicar.

18. Analice los siguientes valores de 1. y 2. energas de ionizacin y responda las preguntas.

elemento 1. E. I. (kJ/mol) 2. E. I. (kJ/mol)

K 419 3052

Ca 590 1415

a) Por qu la 1. E.I. del calcio es mayor que la 1. E.I. del potasio? Explique aplicando el concepto decarga nuclear efectiva.

b) Compare las 2as. E. I. de ambos elementos y plantee una explicacin para la gran diferencia entre susvalores.

c) La E.I. se relaciona con el carcter metlico de los elementos. Explique por qu y compare el carctermetlico del calcio y del potasio.

19. De acuerdo a las propiedades peridicas estudiadas para el grupo IA, complete los espacios en blancocon palabras o frases segn corresponda.


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a) El sodio es menos reactivo que el potasio porque.......................

b) La Energa de Ionizacin decrece en el grupo hacia............... porque......................

c) La segunda Energa de Ionizacin para los elementos de este grupo es muy elevada porque....

d) Al combinarse con un halgeno, el.................formara el enlace ms inico porque...................

e) El radio de los cationes +1 de este grupo siempre es..................que el correspondiente al tomo neutroporque...........

20. Para el potasio.a) realiza su configuracin electrnica en estado fundamental, y de acuerdo a ella explica en qu

grupo, periodo, bloque de la tabla peridica que se encuentra.b) indica todos los nmeros cunticos para su electrn diferenciante.c) realiza la configuracin electrnica de su catin +1.

22. Indica el smbolo qumico de:

a) todos los elementos que tienen slo electrones en orbitales s.b) el elemento cuyo anin -1 tiene la configuracin electrnica del Nec) el elemento cuya configuracin electrnica en estado fundamental es [Ar] 4s2 .

Explica cada eleccin.


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FICHA N 9: ENLACE QUMICO.

Concepto, causa y formacin de un enlace qumico:

Es la fuerza de atraccin electrosttica que mantiene unidos a los tomos o iones, que da como resultadoestructuras que tienen mayor estabilidad y menor energa.

Cuando los tomos interactan para formar un enlace slo participa la regin ms externa de la periferia, esdecir los electrones de valencia.

Lewis (1875-1946, qumico EEUU) explic que los tomos se combinan con la finalidad de alcanzar unaconfiguracin electrnica ms estable, esto se produce cuando un tomo es isoelctrico con un gas noble, esdecir tener igual configuracin electrnica que el gas noble.

Al estudiar los enlaces qumicos se deben tener en cuenta los e- de valencia, que se representan mediantediagramas de puntos o de Lewis que consiste en poner alrededor del smbolo del elemento tantos puntos comoe- de valencia tenga el tomo del elemento. (Colocar a cada smbolo del elemento los electrones de valencia)

H Mg C S F He Ar

1s [Ne]3s [Ne]3s3p [Ne]3s3p4 [He]2s3p5 1s [Ne]3s3p6

IA IIA IVA VIA VIIA VIIIA VIIIA

El nmero de electrones de valencia de los elementos representativos coincide con el grupo al cual pertenecen.Por lo general los tomos ganan, pierden o comparten e- para lograr la misma configuracin electrnica del gasnoble ms cercano a ellos en la tabla peridica.

Como los gases nobles (menos el He que tiene 2e-) tienen 8e- de valencia, los otros tomos reaccionan con lafinalidad de tener tambin 8e- de valencia. Esto conoce como regla del octeto. (ir a ficha N1)

Tipos de enlace:

Dependen del tipo de partculas que se unen y las fuerzas de atraccin que acta en cada caso .Conocer el tipo deenlace es esencial para poder deducir las propiedades fsicas de una sustancia ya que existe una relacin directaentre la estructura y la funcin.

Enlace inico

El enlace inico se produce entre un metal(de baja electronegatividad) y un no metal(de alta electronegatividad).

Debido a esta diferencia de electronegatividades, el metal transfiere uno o ms electrones de valencia al no metal.Como consecuencia de esta transferencia, el metal se transforma en un catin (in con carga positiva) y el no metalse transforma en un anin (in con carga negativa).Los iones formados quedan fuertemente unidos por atraccin electrosttica y se ordenan simtricamente,formando un slido cristalino o cristal.

Ejemplo. Metal No metal Compuesto inico

Li + F Li+F (LiF) fluoruro de litio

1s2s ------------- 1s2s2p5

Transferencia de e-


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Esta reaccin ocurre en 2 pasos:1. Ionizacin del litio: Li Li+ + 1e-

2. Aceptacin de 1e- por el flor: F + 1e- F

En todo enlace inico se forman iones, catin y anin respectivamente.

Propiedades de las sustancias inicas.

Sustancias quebradizas, slidas a temperatura ambiente.

Puntos de fusin-ebullicin elevados

Son cristales, las fuerzas de atraccin electrostticas mantienen a los iones arreglados en forma definida yrgida, haciendo que tengan los iones una distribucin geomtrica en el espacio particular, compacto formandouna red cristalina. (ejemplo el cloruro de sodio, NaCl, tiene un ordenamiento cbico)

Se disuelven en agua (por lo general) formando soluciones conductoras de corriente elctrica.

Enlace covalente:

El enlace covalente se produce entre dos no metales. Debido a que ambos tienen alta EN, no se produce unatransferencia de electrones como en le enlace inico sino que compartenuno o ms pares de electrones de valencia.Estospares de electrones se forman con un electrn de valencia de cada uno de los tomos que se unen.

De acuerdo a la diferencia de EN entre los tomos que forman el enlace, ste podr serpolar o no polar.

Enlace covalente no polar: se produce entre elementos cuya diferencia de electronegatividades (EN) es cero 0hasta 0,4. Debido a que existe muy poca o nula diferencia de EN entre los tomos que comparten electrones,stos se encuentran a igual distancia de ambos por lo cual la carga elctrica se reparte uniformemente.

Enlace covalente polar: se produce cuando la diferencia de EN es mayor lo cual genera una distribucin desigualde la carga elctrica. Los electrones del enlace estn ms atrados hacia el tomocon mayor EN y sobre l se

genera una carga parcial negativa (-). De forma similar, sobre el otro tomo se genera una carga parcialpositiva (+) debido a que los electrones se encuentran ms lejos de l.

. H. + H. H:H HH H21s 1s 1s

En este ejemplo se comparte 1 slo par de e-, por lo que el enlace es simple o sencillo. El tomo de H tiene 1 slo e-enlazante y no tiene e- libres o de no enlace.Cada e- del par compartido es atrado por los ncleos de ambos tomos con la misma intensidad, generando unadensidad electrnica uniforme alrededor de los ncleos, se dice que el enlace es no polar. La unin de los dostomos de H logran la misma configuracin electrnica que el He.

La representacin del enlace covalente mediante puntos recibe el nombre de estructuras de Lewis.

Usando las estructuras de Lewis, los tomos que participan de un enlace covalente deben quedar rodeados por 8e-

(regla del octeto), a excepcin del H, que queda rodeado por 2 para adquirir la configuracin electrnica del He.

Los tomos adems de establecer enlaces sencillos, pueden realizar enlaces mltiples (doble o triple)

La unin de 2 tomos de O o 2 tomos de N generan enlaces mltiples doble y triple respectivamente

Los enlaces de las molculas de H2, O2, N2, son covalentes no polares puros, porque se da entre tomos de un mismo

elemento.

Existen enlaces covalentes no polares entre tomos diferentes con electronegatividades similares, por ejemplo en la

molcula de metano, CH4.


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Conclusin: Los enlaces covalentes no polares se encuentran presentes tanto en sustancias simples, como en

sustancias compuestas. Los tomos no metlicos de distintos elementos que tienen electronegatividad diferente

presentan enlaces covalentes polares. (ej. H2O). El ncleo del tomo de mayor electronegatividad(capacidad que

tiene el ncleo de un tomo en una molcula de atraer los e- hacia si mismo) atrae con mayor fuerza al par de e-

compartidos, generando en la molcula una polaridad.

Propiedades de las sustancias covalentes.

Las propiedades entre las sustancias inicas y covalentes son diferentes, esto se debe a la naturaleza de las fuerzas

que mantienen el enlace. En las sustancias inicas son fuerzas electrostticas, que forman una red compacta que

mantiene fuertemente unidos a los iones, en cambio en las sustancias covalentes se establecen 2 tipos de fuerzas:

Fuerzas que mantienen unidos a los tomos en la molcula.

Fuerzas de atraccin que se generan entre las molculas. (Fuerzas intermoleculares)

Como las fuerzas intermoleculares son dbiles no se forman redes cristalinas, por este motivo las sustancias

covalentes a temperatura ambiente son lquidas o gases y cuando son slidas, presentan puntos de fusin muy

bajos. La mayora de las sustancias covalentes son insolubles en agua y las que los son tienen enlaces polares y

generan puentes de hidrgeno como lo hace ella, quedando por lo general soluciones acuosas no conductoras decorriente elctrica. (una excepcin es el cido actico en agua).

Enlace Metlico:

Se establece entre elementos metlicos iguales o diferentes (aleaciones). Los metales son tomos de elementos debaja electronegatividad, por lo tanto los electrones de valencia estn dbilmente unidos y son fciles de separar.

Ej. Na 1e- + Na+

Los cationes metlicosque se generan por la prdida de los electrones de valencia se ordenan regularmente. Los

electrones externos de estos tomos pueden moverse libremente entre los cationes (formando una nube) y

mantienen unida la estructura.

catin metlico

electrn de valencia libre

Actividad:

1. a) Escribir la configuracin electrnica para el tomo de F, y representar el enlace de la molcula de F2.b) Indicar pares de e- libres y e- enlazantes.

2. Representar el enlace covalente mediante estructura de Lewis de las molculas de O2 y N2.3. Representar el enlace covalente no polar de la molcula de etino (C2H2) mediante estructuras de Lewis.4. Dadas las siguientes frmulas qumicas, clasificar y representar el enlace qumico que se establece entre los

tomos que las conforman. HCl, CaCl2, H3C-CH3

5. a) La sntesis de un compuesto se realiza por la unin de los elementos M y N. Qu compuesto es? Escribala frmula y nmbrelo. Datos: los electrones de valencia del elemento M presentan los siguientes ncunticos:

n = 3 l = 0 m = 0 s = + n = 3 l = 0 m = 0 s = -

El elemento N, pertenece al perodo 3 y tiene 7 electrones de valencia. Representar y explicar el enlace qumicode dicho compuesto.


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FICHA N 10: FUERZAS INTERMOLECULARES.

Adems de las fuerzas que intervienen en un enlace qumico entre los tomos existen otras fuerzas de atraccin queactan entre todas las molculas cuando estas se encuentran prximas. Se llaman fuerzas intermoleculares y ellasson ms dbiles que los enlaces qumicos. Las fuerzas intermoleculares principales son las conocidas como fuerzasde Van der Walls y los Puentes de Hidrgeno.

A) Fuerzas de Van der Walls: Estas fuerzas inciden en las propiedades fsicas que tienen las sustancias, como elestado de agregacin, el punto de fusin, el punto de ebullicin y la solubilidad. Entre estas fuerzas se destacanlas siguientes: Fuerzas dipolo dipolo: Estas fuerzas se establecen entre molculas polares donde estas se atraen entre s a

travs de sus extremos con densidad de carga positiva y densidad de carga negativa (polos) Fuerzas de London o de dipolos transitorios: Son fuerzas que se generan por el continuo movimiento de las

nubes electrnicas de las molculas, y estas producen la aparicin de dipolos momentneos, que inducen, asu vez a la formacin de otro dipolo en la molcula vecina y as sucesivamente, establecindose unaatraccin dbil entre las diferentes molculas.

Fuerzas ion dipolo: No son fuerzas intermoleculares, se producen entre los iones de un compuesto inico ylas molculas covalentes polares. El polo negativo de una molcula atrae al ion positivo y el polo positivo

atrae al in negativo. Este proceso se llama solvatacin y se produce cuando se forma una solucin entre uncompuesto inico (soluto) y un solvente polar (ejemplo el agua).

B) Puentes de Hidrgeno: El enlace por puentes de hidrgeno se forma cuando un tomo de hidrgeno unido a unelemento muy electronegativo por enlace covalente (en una molcula polar) interacciona con un par electrnicono compartido de otro tomo altamente electronegativo (oxgeno, nitrgeno, flor) y establece puentes entreambas molculas. Los puentes de hidrgeno explican algunas propiedades fsicas de las sustancias como suestado de agregacin y el punto de ebullicin alto que presentan las mismas. Las sustancias donde sus molculaspresentan puentes de hidrgeno tienen puntos de ebullicin altos.

Actividad.

1. Dadas las sustancias de metano (CH4) y agua (H2O). a) Cul de ellas establece puentes de hidrgeno entre susmolculas? Por qu? b) Cul tendr punto de ebullicin ms elevado? c) Prediga el estado de agregacin paracada una de estas sustancias.

2. Ordena todas las fuerzas intermoleculares en orden creciente de intensidad.

3. En los halgenos el punto de ebullicin aumenta a medida que aumenta la masa de la molcula (F 2, Cl2, Br2, I2). Sinembargo, en los halogenuros el punto de ebullicin del HF es mucho.

4.

Cul es la naturaleza de la principal fuerza de atraccin en c/u de los siguientes casos? a) CH3OH

(l). b) Br

2 (l).

c) C2H2(g)

5. Qu miembro de cada par de sustancias presenta mayor temperatura de ebullicin? Fundamentar. a) N 2 - O2.b) CH4 - SiH4. c) NaCl - CH3Cl.

6. Qu tipo de atraccin hay entre? a) catin sodio Na+ - agua. b) agua - alcohol. c) tetracloruro de carbono -benceno. (Ambos lquidos no polares)


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FICHA N 11: ESTRUCTURAS DE LEWIS REGLA DEL OCTETO.

Las estructuras de Lewis son de utilidad como modelos de enlace en muchas sustancias simples o compuestas. Poreso hay una serie de reglas a seguir para representar enlaces mediante estructuras de Lewis. Ellas son:

Sumar los electrones de valencia de todos los tomos presentes. En el caso de tratarse de un anin, se agregan

tantos electrones como carga negativa tiene y si se trata de un catin se le restan tantos electrones como cargapositiva tiene.

Escribir el tomo central de la molcula o in (en general es el menos electronegativo) y unir mediante unenlace simple dicho tomo a los dems.

Distribuir los electrones restantes alrededor de los tomos "perifricos" hasta completar su octeto. Si anquedan electrones por distribuir, se le asignan al tomo central.

Si el tomo central no complet su octeto electrnico , probar con enlaces mltiples (dobles o triples)

Ejemplo.Estructura de Lewis para la molcula de SO2.

Nombre del elemento Smbolo e- de valencia

Azufre S 6

Oxgeno O 6

Oxgeno O 6

Electrones totales: 18

O O

S SO O

Actividad:

Dibujar las estructuras de Lewis para las siguientes especies:

a) PCl3 b) HCN c) ClO3-1 d) NH4

+1 e) CO2


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FICHA N 12: GEOMETRA MOLECULAR Y TEORA DE ENLACE.

Las estructuras de Lewis indican los enlaces que tienen las molculas (en el plano), pero no muestran la forma de lasmolculas en el espacio, es decir su geometra.La geometra molecular es la distribucin tridimensional de los tomos de una molcula (o iones).La geometra de una molcula se puede predecir por un mtodo sencillo, teniendo el n de e- que rodean al tomocentral, segn la estructura de Lewis. El argumento de este enfoque es suponer que los pares de e- de la capa de

valencia de un tomo (e- que estn involucrados en el enlace) se repelen entre s.La geometra que adopta la molcula est dada por la posicin de todos los tomos y es aquella en la que larepulsin es mnima. Para conocer la geometra de una molcula utilizaremos el modelo de la repulsin de los pareselectrnicos de la capa de valencia (R.P.E.C.V)Este modelo, RPECV, explica la distribucin geomtrica de los pares electrnicos que rodean al tomo central entrminos de la repulsin electrosttica entre dichos pares.

MODELO RPECV. Los tomos en las molculas estn unidos mediante el compartimiento de pares de e-. Lospares de e- se repelen unos con otros, por lo que ellos pretenden quedar lo ms separadamente posible que sepueda, es decir no interferir un par de e- con otro, para disminuir las repulsiones entre ellos. Esta es la ideaprimordial del modelo RPECV.

MOLCULAS EN LAS QUE EL TOMO CENTRAL NO TIENE PARES DE ELECTRONES LIBRES.

Consideraremos molculas de tomos de 2 elementos A y B, donde A es el tomo central. Estas molculasresponden a la frmula molecular ABX , donde x = 1,2,3,4,5,6.

Si x = 1, la molcula es biatmica, AB, ejemplo HCl y por definicin son molculas lineales.

Si x = 2, AB2 , ejemplo: BeCl2, cloruro de berilio, la estructura de Lewis es: ClBe Cl

Si x = 3, AB3, ejemplo: BF3, trifluoruro de boro, su estructura de Lewis es:.

Si x = 4, AB4, ejemplo: CH4, metano.Existen 4 pares de e- enlazantes, la geometra es tetradrica.En la molcula tetradrica, el tomo central se encuentra encentro del tetraedro y los otros 4 tomos en los vrtices.Los ngulos de enlace que se forman son de 109,5.

FB

F F

120Hay 3 enlaces covalentes (BF) que apuntan hacia losvrtices de un tringulo equiltero con B en el centrodel tringulo. La geometra esplana trigonaly losngulos que se forman son de 120 y los 4 tomosestn en un mismo plano.

Plana triangular

180

El tomo central no tiene pares de e- libres y los 2 pares de e-enlazantes, se repelen entre s lo mximo, esto se logra con unarreglo lineal de los tomos, o sea que el ngulo de enlace es de 180

H

HC HH

109,5


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Si x = 5, AB5, ejemplo: PCl5, pentacloruro de fsforo, tiene la siguiente estructura de Lewis.

Si x = 6 , AB6 , ejemplo, SF6, hexafluoruro de azufre., la estructura de Lewis es:

MOLCULAS EN LAS QUE EL TOMO CENTRAL TIENE PARES DE ELECTRONES LIBRES.

Para determinar la geometra de una molcula donde el tomo central tiene pares de e-libres, lo primero que hayque hacer es tener en cuenta todos los pares de e- (enlazantes y no enlazantes) y dar una geometra de pares de e-,para tener una aproximacin de la geometra molecular, recordando que la geometra de la molcula la da el arreglode los tomos en el espacio.Luego para predecir la geometra de la molcula se debe considerar que cuando el tomo central queda con paresde e- no enlazantes, adems de existir repulsiones entre los pares de e- que forman el enlace covalente, hayrepulsiones con los pares de e- que no establecen enlaces y entre ellos mismos. Los e- de enlace estn unidos por lafuerza de atraccin que ejercen los ncleos de los tomos enlazados, o sea que estos e- tienen menor movimientopara poderse distribuir en el espacio (ocupan menos lugar), mientras que los e- que estn sin formar enlace sloreciben la fuerza de atraccin del tomo al cual pertenecen, o sea el tomo central. Esto hace que los e- libresocupen ms lugar y generan ms repulsiones hacia los otros pares de e-, sean ellos libres o enalzados. Por esta raznlas molculas que tienen el tomo central con pares de e- libres, es difcil saber los ngulos de enlace en formaprecisa.

..

Ejemplo: Agua, H2O, estructura de Lewis: HO H..

El tomo de O es el tomo central y tiene 2 pares deelectrones libres y 2 pares de electrones enlazantes.

1045

F

F FS

F FF Octadrico

90

180

90

120

Bipiramidaltrigonal

Cl

Cl PCl

Cl Cl

El ordenamiento ms estable para los 6enlaces covalentes S-F es la forma de unoctaedro. El tomo central est en elcentro de la base cuadrada y los tomosque lo rodean se encuentran en los 6vrtices. Todos los ngulos de enlace sonde 90, menos uno que es de 180, que esel que se forma entre el tomo central ylos 2 tomos que estn diametralmente

La forma de disminuir la repulsin entre 5 pares de e-enlazantes es distribuir los enlaces P-Cl en forma debipiramidal trigonal. El tomo central, P, se encuentraen el centro de un tringulo y los 5 tomos que lo rodeanestn en los vrtices de la bipirmide. Hay tomos quese ubican arriba y abajo del plano triangular (posicionesaxiales) y tomos que se encuentran en el planotriangular (posiciones ecuatoriales). Los ngulos entreenlaces ecuatoriales miden 120 y los que se formanentre enlaces axiales y ecuatoriales miden 90, y el quese forma entre los enlaces axiales es de 180.


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La distribucin de estos 4 pares de e- en el espacio es tetradrica donde los 2 pares de e- libres ocupan ms lugar yejercen mayor repulsin sobre los 2 pares de e- enlazantes O H, haciendo que estos se acerquen. La geometra esangular.

REGLAS PARA USAR EL MODELO RPECV.

1. Escribir la estructura de Lewis, considerando slo los pares de e- del tomo central.

2. Contar los pares de e- que rodean al tomo central (enlazantes y libres). Los enlaces mltiples se toman como sifueran sencillos.

3. Consultar tablas para predecir la distribucin global de los pares de e- y geometra de la molcula.4. Para predecir el ngulo de enlace tener en cuenta que los pares de e- libres repelen con mayor fuerza a los e-

enlazantes.

A: tomo central L: tomo sustituyente N: pares de electrones libres.


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Actividad:

1) Representar las estructuras de Lewis para las molculas de NH3 y CH 42) Comparar la geometra de las molculas de amonaco, agua, metano y sacar conclusiones respecto a las

mismas.3) Prediga la geometra de cada una de las siguientes especies, utilizando el modelo de RPECV:

a.PCl

3b. CHF

3c. C

2H

24) Cul de las siguientes molculas es tetradrica? GeH4, SeF4, CI4

5) Establezca una correspondencia para cada especie de la columna (A) con una frase de la columna (B)Justifique su eleccin para cada caso.

( A ) ( B )

AsF5 presenta geometra tetradrica

CH4 el tomo central presenta un par de e- no enlazante

CS2 el tomo central presenta octeto expandido

NH3 presenta enlaces mltiples

6) a. Dibuja las estructuras de Lewis para las siguientes especiesPH3 SiH4 H2S

:

b. Predice su geometra molecular de acuerdo a la teora de RPECV.

c. El BH3 y el PH3 poseen formulas del tipo AB3 Su geometra es la misma? Explicar.


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FICHA N 13: POLARIDAD DE LAS MOLCULAS: MOMENTO DIPOLAR.

De acuerdo a lo estudiado en cursos anteriores, existen molculas polares y no polares. Por ejemplo, debido a suestructura, las molculas de agua son polares (tambin se dice que son "dipolos"), es decir, existe una distribucinasimtrica de las cargas elctricas, por lo cual existen en la molcula un polo positivo y un polo negativo. Por lotanto, si se coloca una muestra de dicha sustancia entre dos placas cargadas elctricamente, las molculas seorientarn ubicando su extremo positivo hacia la placa negativa y su extremo negativo hacia la placa positiva.

Completa el siguiente cuadro con molculas sencillas polares y no polares.

Molculas polares Molculas no polares

Analiza la estructura de cada una de las molculas que ubicaste en el cuadro e intenta explicar por qu algunasson polares y otras no.

Momento Dipolar. Existe una magnitud, llamada momento dipolar (), que es la medida cuantitativa de lapolaridad de un enlace o de una molcula.

El momento dipolar es una magnitud vectorial, determinada por el producto de la carga elctrica por la distancia

entre las cargas ( = Q x r). Como toda magnitud vectorial, puede representarse mediante un vector condeterminados mdulo, direccin y sentido.Para que exista un momento dipolar en un enlace, deben existir una carga positiva y una negativa, es decir, poloselctricos. En el caso de las molculas, esto se da cuando existen enlaces covalentes polares. Sin embargo, a vecesexisten enlaces covalentes polares en la molcula pero sta, en su conjunto, resulta ser no polar.

Responde:1. Qu significa que un enlace es covalente polar? Cita ejemplos.2. La existencia de enlaces covalentes polares es una condicin necesaria pero no suficiente para que una molcula

sea polar. Por qu?3. Representa los vectores correspondientes a los momentos dipolares de los enlaces en el agua y en el dixido de

carbono. Existe, en ambos casos, un vector momento dipolar de la molcula? En caso afirmativo, lo puedesrepresentar?

Agua CO2

4. Qu condiciones deben cumplirse para que una molcula sea polar?De acuerdo a los ejemplos vistos, podemos plantear que una molcula es polar si cumple con las siguientescondiciones:1) Tiene por lo menos un enlace covalente polar2) Si presenta ms de un enlace covalente polar la suma de los momentos dipolares de esos enlaces no debe cero.

Esto significa que, adems de existir un momento dipolar de los enlaces tambin existe un momento dipolar dela molcula (es el vector suma de los momentos dipolares de los enlaces individuales).

Actividad: Explica por qu la molcula CF4 no es polar mientras que la molcula de CF3H s lo es, a pesar de queambas presentan geometra tetradrica.


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FICHA N 14: ESTADOS DE LA MATERIA.

El vapor de agua del aire, el agua lquida de los ros y el hielo de los glaciares son formas de la mismasustancia que llamamos agua y representamos mediante la frmula H2O. Todas estas formas depresentarse el agua en la naturaleza tiene las mismas propiedades qumicas, pero sus propiedades fsicasmuestran grandes diferencias.Estas propiedades fsicas definen los que llamamos estados o fases de la materia que tienen algunas

caractersticas en comn para las diferentes sustancias.

ESTADO PROPIEDADES

SLIDO

Conserva su forma y volumen propios.

Es casi incompresible

No fluye

Las partculas que lo componen tienen movimientos muy restringidos(son rgidos)

LQUIDO

Asume la forma del recipiente que ocupa

No se expande para llenar el recipiente que lo contiene

La difusin dentro de l ocurre lentamente Fluye fcilmente

Muy poco compresible

Las partculas que lo forman tiene mayor movilidad que en el slido.

GASEOSO

Adopta la forma y el volumen del recipiente que lo contiene

Es muy compresible

La difusin dentro de l ocurre rpidamente

Fluye fcilmente

Las partculas que lo forman tienen gran libertad de movimiento.

Actividad 1: Explica las propiedades mencionadas para cada estado de la materia mediante el concepto de fuerzas

de atraccin entre partculas.

Por qu se a los estados slido y lquido se les denomina tambin estados o fases condensadas de la

materia?

Cambios de fase de la materia

Muchas propiedades importantes de los lquidos y slidos tiene que ver con la facilidad con que cambian

de un estado a otro. Si dejamos, por ejemplo, destapado un frasco con acetona sabemos que se evaporarmuy fcilmente, aunque no as si se trata de agua. Esto tiene que ver con un cambio de estado pero esdiferente en ambas sustancias debido fundamentalmente a las fuerzas intermoleculares.

Aumenta energa

Disminuye energa

En general, todo estado de la materia puede cambiara cualquiera de los otros estados. Cada cambio defase va acompaado de un cambio de energa en el sistema. Siempre que un cambio implica pasar a un


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estado menos ordenado es necesario proporcionar energa para vencerfuerzas intermoleculares .As, porejemplo, se necesita energa para fundir un slido o para hervir un lquido. Este tipo de proceso esendotrmico porque implica que el sistema (la sustancia que cambia de estado) absorba calor delambiente.Al aumentar las fuerzas intermoleculares que deben vencerse, aumenta la cantidad de energa necesariapara generar el cambio de fase. La cantidad de energa que se debe suministrar para determinado cambiose denomina calor de cambio de fase .As tenemos, por ejemplo, el calor de fusin, en general expresado

en kJ/mol, que se define como el calor requerido para fundir un mol de determinada sustancia.

Actividad 2: Explica por qu el calor de vaporizacin del agua (40 kJ/mol) es tanto mayor que el calor defusin del hielo (6 kJ/mol)

Curvas de calentamiento y enfriamiento

Los procesos de cambio de fase ya sean endotrmicos (mediante la adicin de energa) como exotrmicos(mediante prdida de energa) pueden representarse mediante una grfica en la que se muestre lavariacin de la temperatura en funcin de la cantidad de calor agregada o del tiempo de calentamiento.Estas grficas se conocen como curvas de calentamiento o enfriamiento de acuerdo al tipo de proceso

estudiado.A continuacin se muestra la curva de calentamiento para los tres estados del agua.

Grfica extrada de: Qumica: La ciencia central- Brown

Punto de fusin y punto de ebullicin de unas sustancia pura

Cuando una sustancia cambia de estado, como ya fue indicado, debe absorber o desprender energadependiendo de cul sea ese cambio.Supongamos que comenzamos con la sustancia en estado slido. Debemos, por tanto, suministrarle

energa (por ejemplo en forma de calor) para que pase al estado lquido, es decir, para que funda. Llegarun momento en el cual todas las partculas que forman ese slido tendrn la energa suficiente para vencerlas fuerzas intermoleculares y cambiar de estado. En ese momento, ese contenido energtico se manifiestacomo un valor de temperatura determinado y caracterstico de cada sustancia. Estos valores detemperatura se denominan puntos de ese cambio de estado.

Material elaborado por la Prof. Ins Pena.

Actividad 3: Seale en la grfica los puntos de fusin y

ebullicin del agua

Indique a qu corresponden las mesetas

de la grfica (lneas rojas).

Explique por qu el tramo B-C es ms corto

que el tramo D-E. Explique cmo sera la grfica si se

comenzara con vapor de agua a 125C y se

fuera enfriando el sistema hasta -25C


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DIAGRAMAS DE FASE.

Un diagrama de fases es una grfica que representa las condiciones en las cuales una sustancia existe como slido,lquido y gas en un sistema cerrado.La grfica se divide en tres regiones y cada una representa una fase pura. La lnea que separa dos regiones indica lascondiciones de presin y temperatura en las dos fases pueden estar en equilibrio.El punto en el que se unen las tres curvas se denomina:punto triple y corresponde al equilibrio de las tres fases:slido, lquido y gas.

Los diagramas de fases permiten predecir los cambios de punto de fusin y punto de ebullicin de una sustancia unadeterminada presin.

Aplicacin: Dadas las siguientes grficas:

Diagrama de fases del agua. Diagrama de fases del dixido de carbono.

Comparar los diagramas de fases del agua y del dixido de carbono, En qu se diferencian?

Actividad.a) Qu representa cada una de las regiones en la

grfica?b) Qu significan las curvas: AB, BD, BC?c) Qu es el punto crtico?d) Considerando que la sustancia est a la presin P, en

qu fase estar si:

Las temperaturas son menores a T1 Las temperaturas estn comprendidas entre T1 y

T2.

Las temperaturas estn por encima de T2.


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FICHA N 15: ESTADO SLIDO.

Los slidos se dividen en cristalinos y amorfos. Los slidos cristalinos presentan un ordenamiento estricto y regular,es decir sus tomos, molculas o iones ocupan posiciones especficas como por ejemplo el agua, el cloruro de sodio.Las fuerzas que mantienen la estabilidad de un cristal pueden ser inicas, covalentes, de van der waals, puentes dehidrgeno o una combinacin de todas ellas. Un slido amorfo carece de un ordenamiento regular y definido, comolo es el vidrio.Todo slido cristalino tiene una unidad estructural repetida que se le llama celda unitaria.

Celda unitaria Extensin en 3 dimensiones

Actividad:1. Completa el siguiente cuadro.

Tipo de slidocristalino.

Partculas que loforman.

Fuerzas de atraccinentre las partculas

Propiedadesgenerales

Ejemplos

2. Clasificar cada uno de los siguientes slidos e indicar alguna otra propiedad diferencial:a) funde por encima de 100C, siendo un lquido conductor.b) conduce la electricidad en estado slido.c) es soluble en agua dando una solucin conductora.

3. Entre los siguientes materiales en estado slido: Na, Ge, CH4, Ne, KCl, H2O elegir los ms representativos de:a) un slido ligado por fuerzas de London, que funde muy por debajo de la temperatura ambiente.b) Un slido de alta conductividad elctrica que funde a temperatura inferior a 200C.c) Una red slida de alto punto de fusin con tomos unidos por enlace covalente.d) Un slido no conductor que se transforma en conductor al fundirse.e) Una sustancia con marcados enlaces puente de hidrgeno.

4. En un experimento se obtuvieron los siguientes datos:

Slido Punto de fusin Conductividad elctrica Solubilidad en aguaA Alto Si, fundido Muy solubleB Alto Si, slido Insoluble

C Bajo No conduce Insoluble

Indicar: a. qu tipo de slido corresponde cada una de las muestras.b. Partculas que los forman y las fuerzas que los mantienes unidas.


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FICHA N 16: ESTADO LQUIDO.

Propiedades de los lquidos :

a) Tensin Superficial: los lquidos estn formados por molculas entre las cuales existen fuerzas de atraccin dediferente magnitud. Estas fuerzas tienden a empujar las molculas hacia dentro del lquido lo que produce que la

superficie se tense como si fuera una pelcula plstica elstica. Una medida de la fuerza elstica que existe en lasuperficie del lquido es la tensin superficial.

Se define como la cantidad de energa necesaria para estirar o aumentar la superficie del lquido por unidad de rea(por ej., por cm2). Cuanto mayores son las fuerzas intermoleculares, mayor es la tensin superficial del lquido, ymayor es su tendencia a formar gotas (comparar, por ej. , el agua con el mercurio).b) Viscosidad: es una medida de la resistencia de los lquidos a fluir. Cuanto mayor es la viscosidad, mslentamente fluye el lquido (comparar, por ej., el fluir del agua y de la miel). La viscosidad de un lquido, en general,disminuye con la temperatura. Al igual que en el caso de la tensin superficial, cuanto mayores son las fuerzasintermoleculares, mayor es la viscosidad del lquido

Equilibrio lquido vapor : presin de vapor y punto de ebullicin:Considere y compare las siguientes situaciones. Qu piensa que ocurrir en cada caso luego de transcurrido eltiempo? Proponga una explicacin para cada una.

situacin (1) situacin (2)recipiente abierto recipiente cerrado

100 mL de alcohol 100 mL de alcohol

t = 25C t = 25 C

En el recipiente cerrado, poco a poco se llega a un equilibrio dinmico ya que la velocidad de evaporacin dellquido iguala a la velocidad de condensacin.

Lapresin de vapor del lquido es la presin que ejerce el vapor en equilibrio dinmico con su lquido en un sistemacerrado.

Algunas consideraciones sobre la presin de vapor:1. Presin de vapor es tal siempre y cuando exista lquido en equilibrio con el vapor.2. Es independiente de la cantidad de lquido

3. Vara con la temperatura.4. Depende de las fuerzas intermoleculares: cuanto menores son dichas fuerzas, ms voltiles el lquido, puessus molculas pasarn ms fcilmente al estado de vapor.

MATERIAL DE APOYO 5º2013

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