Quimica

I.E.S. “PEDRO VILCAPAZA” Prof: ALEX MURILLO LLANQUI

CIENCIA:Es el conjunto de conocimientos ordenados

sistemáticamente acerca del universo, obtenidos por la observación y el razonamiento que permiten la deducción de principios y leyes generales.

CLASIFICACIÓN DE LAS CIENCIAS:1. CIENCIAS FÁCTICAS: Investigan los hechos de la realidad y se basan en experiencias, sensoriales, se clasifican en:* Ciencias Naturales: Intenta conocer con la mayor certeza posible el mundo físico, químico y biológico, su característica mas importante es la experimentación.* Ciencias Sociales: Estudian el ámbito humano, 2. CIENCIAS FORMALES: Trabajan con conceptos, que no derivan de la experiencia sensorial, son objetos ideales obtenidos por la abstracción.

se divide

comprende comprende

TECNOLOGIA: Es la actividad humana que se dedica a inventar y diseñar objetos y procesos con el propósito de utilizarlos con un fin determinado y facilitar las tareas a las personas.

METODO CIENTÍFICO:

El método científico es un proceso destinado a explicar fenómenos, establecer relaciones entre los hechos y enunciar leyes que expliquen los fenómenos físicos del mundo y permitan obtener, con estos conocimientos, aplicaciones útiles al hombre.

Los científicos emplean el método científico como una forma planificada de trabajar. Sus logros son acumulativos y han llevado a la Humanidad al momento cultural actual

EL MÉTODO CIENTÍFICO:Procedimiento para establecer una ley científica:

BINOMIO HIPÓTESIS – EXPERIMENTACIÓN

Se debe tener en cuenta lo siguiente:- La hipótesis se confirma a través de varios

experimentos diferentes.- Si las predicciones son diferentes que los

experimentos entonces las hipótesis se modifican o se rechazan.

EL CARÁCTER DE LAS LEYES O TEORÍAS CIENTÍFICAS

Son de utilización general, pero están sometidas a continua revisión para su replanteo o sustitución.

Si no hay correlación entre la predicción y la experimentación, entonces se puede: Replantear o Sustituir.

1

Alumno (a) :........................................................................

CIENCIACIENCIA

CienciasFácticas

CienciasFormales

Cienciasnaturales

Cienciassociales

Matemática

Matemática


ERRORES EN LA APLICACIÓN DEL MÉTODO CIENTÍFICO

En la verificación de la Hipótesis influyen:- El error experimental, causado por limitaciones

de los instrumentos de medición.

-

- El sesgo del experimentador que es la influencia que se habrá debido a predilecciones, cultura del investigador.

- Errores del experimentador.- No someter la hipótesis a experimentación.- Descartar los resultados experimentales que no

coinciden con las hipótesis.

APLICACIÓN DEL MÉTODO CIENTÍFICOEs necesario para el desarrollo de la ciencia y

resulta útil en nuestra vida.Sin embargo el método científico no puede aplicarse

cuando las hipótesis, no se pueden contrastar.

LA COMUNICACIÓN CIENTÍFICAEs importante porque permite conocer los resultados

de los experimentos realizados por técnicos y especialistas en campos científicos.

La Ciencia, en su último ideal, consiste en una serie de proposiciones dispuestas en orden jerárquico; las del nivel más bajo están referidas a los hechos particulares (por ejm: las leyes de Galileo y Kepler), y las del más alto, a alguna ley general que lo gobierna todo en el universo (por ejm: las leyes de Newton y de Einstein). Los distintos niveles en la jerarquía tienen una doble conexión lógica: una hacia arriba y la otra hacia abajo. La conexión ascendente procede por inducción; la descendente, por deducción.

¿Cuál es la característica fundamental de la Ciencia?

¿Cuáles son las fases principales de la metodología científica?

¿En Ciencia, cuándo un hecho es significativo?¿Cuál es la diferencia entre la Ciencia de Galileo y

Kepler con la ciencia de Newton y Einstein?¿Qué temas en la investigación científica actual han

creado polémica en la opinión pública?¿Qué es la bioética?

2

LEY GENERAL

LEY MENOS GENERAL

LEY MENOS GENERAL

HE

CH

O

PA

RT

ICU

LAR

HE

CH

O

PA

RT

ICU

LAR

HE

CH

O

PA

RT

ICU

LAR

HE

CH

O

PA

RT

ICU

LAR

INDUCCCIÓN

DE

DU

CC

CIÓ

N


LA QUÍMICA Y SU IMPORTANCIA:

TEMA PARA DIALOGAR Y RESPONDER EN EQUIPO:

1.- La Química es una ciencia que estudia:……………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………...

2.- Los fenómenos o cambios químicos son:………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………...

3.- ¿Cuál es el aporte de la Química en las diferentes ramas de la actividad humana:

ACTIVIDAD APORTE

Agricultura

Ganadería

Medicina

Alimentación

Otras actividades

4. Cuando se produce ante nosotros un cambio o fenómeno químico. ¿De qué manera lo investigamos para conocerlo? (Detalla los pasos o procedimientos a seguir).

3

Ejemplo: EL FIERRO SE OXIDA EN EL AGUA. ¿Qué pasos seguiríamos para

investigar si todos los demás metales (cobre, plomo, aluminio, oro, etc.) se oxidan

en el agua?


LA QUÍMICA:

Es la ciencia que estudia las transformaciones sustanciales de la materia y las leyes

que rigen estos cambios.

OBJETIVOS DE LA QUÍMICA:

RAMAS DE LA QUÍMICA:

4

QUÍMICA GENERAL:

Estudio general de todo

el campo de la

Química.

QUÍMICA ANALÍTICA:

Estudia los métodos

para averiguar la

composición de las

sustancias.

QUÍMICA ORGÁNICA: Llamada también Química del Carbono, estudia los compuestos de origen orgánico.

SEGÚN SU REALCIÓN CON OTRAS CIENCIAS: Físico- Química; Bioquímica; Geoquímica; Química agrícola; Fotoquímica; Termodinámica química.

QUÍMICA INORGÁNICA:

Estudia los elementos y

compuestos de origen

inorgánico.

QUÍMICA DESCRIPTIVA:

Descripción de propiedades

y naturaleza de las

sustancias, destacando su

utilidad.

b) Estudio de los cambios

en la estructura de la

materia

Leyes que rigen los

cambios

a) Estudio de la materia

Propiedades

Composición o estructura


IMPORTANCIA DE LA QUÍMICA:

La Química, ejerce una influencia muy vasta en los diferentes campos de la actividad

humana; gracias a los grandes avances y profundas transformaciones en el campo de la

ciencia y la tecnología.

En la alimentación:

Es importante en la fabricación de vitaminas, conservas, embutidos, alimentos

sintéticos, bebidas tonificantes, etc.

En la medicina:

En la lucha invalorable contra las enfermedades, ofreciendo una variedad muy grande

de productos farmacológicos, tales como antibióticos, antisépticos, analgésicos, antipiréticos,

sulfas, vitaminas, etc.

En la Industria:

En la refinación del petróleo y la obtención de sus derivados, fabricación de gran

cantidad de productos sintéticos como la ureas, plásticos, pinturas, fibras, rayón, nylon, etc.

En la agricultura:

En el mejoramiento de los terrenos de cultivo mediante abonos, fertilizantes,

insecticidas, plaguicidas, etc.

En la ganadería:

Mediante la fabricación de alimento balanceado, vacunas y medicamentos para el

ganado en general.

5

EN SÍNTESIS LA QUÍMICA TIENE UN

VALOR INVALUABLE EN EL

DESARROLLO DE LA HUMANIDAD.


DEMOSTRANDO LO APRENDIDO EN CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTE

Apellidos y nombres:.....................................................................................Grado:........

Sección:....................... Nro. De Orden:..................

I.- MARCAR CON UNA “X” LA RESPUESTA CORRECTA:

1.- La Química es…….

a) Un arte ( )

b) Una doctrina ( )

c) Una ciencia ( )

d) Una hipótesis ( )

2.- La importancia de la Química radica en:

a) Se vincula con la hipótesis y la observación ( )

b) Diferenciar las calidades de átomos ( )

c) Sirve para enriquecer a los científicos ( )

d) Ayuda al desarrollo de los pueblos ( )

3.- La Química estudia……

a) La descomposición de la materia y fenómenos químicos ( )

b) La materia y los fenómenos químicos ( )

c) La composición orgánica y fenómenos físicos ( )

d) Las propiedades de los átomos físicos y químicos ( )

II.- ENUMERAR:

1.- Los procedimientos del método científico:

6


NATURALEZA DE LA MATERIA

TEMA PARA DIALOGAR Y RESPONDER EN EQUIPO:

En primer lugar, deben observar atentamente la demostración que va hacer el

profesor, usando solo un globo y una balanza.

1 2

Respondan ahora a las siguientes interrogantes:

1.- ¿Cuál tiene mayor masa, el globo inflado o el sin inflar?............................................

....................................................................................................................¿Por qué?...............

....................................................................................................................................................

2.- Al inflar el globo ¿Qué introducimos en él?.................................................................

3.- ¿En qué estado físico se encuentra la sustancia que ingresa al

globo?.........................................................................................................................................

4.- ¿En qué otros estados físicos se puede encontrar los cuerpos en la

naturaleza?.................................................................................................................................

5.- ¿De qué está conformado el aire?..............................................................................

6.- ¿De qué están conformados los demás cuerpos que existen en el

universo?.....................................................................................................................................

7.- ¿Qué es materia?........................................................................................................

....................................................................................................................................................

8.- ¿Qué diferencia existe entre materia y cuerpo?.........................................................

....................................................................................................................................................

....................................................................................................................................................

9.- ¿Existe diferencia entre materia y energía?......................................................

¿Cuál sería esta?........................................................................................................................

....................................................................................................................................................

10.- ¿Es posible dividir la materia?............................. ¿Hasta qué punto?......................

....................................................................................................................................................

11.- ¿Qué clases de materia conoces?............................................................................

....................................................................................................................................................

7


CONCEPCION TRADICONAL SOBRE MATERIA Y ENERGÍA

MATERIA:

Es todo aquello que tiene peso, ocupa un lugar en el espacio y que impresiona

nuestros sentidos; por lo tanto, podemos decir que es ponderable o tactable.

CUERPO:

Es una porción limitada de materia que tiene por lo tanto una masa y una extensión

definida; la masa le proporciona el peso y la extensión le proporciona el volumen. Ejm:

Plumón, lapicero, un pan, etc.

ENERGÍA:

Es la capacidad que tiene un cuerpo para efectuar un trabajo. Las formas de energía

más conocidas son:

- Eléctrica - Luminosa

- Calorífica . Mecánica, etc.

CONCEPCIÓN CIENTÍFICA MODERNA DE MATERIA Y ENERGÍA:

El científico Alemán Albert Einstein en el año de 1905, sustentó su famosa Teoría de

la Relatividad, en la que plantea que materia y energía no son diferentes, sino que están

íntimamente vinculadas, pues “son dos aspectos de una misma cosa”.

Por tanto:

La materia puede transformarse en energía y la energía en materia; Para explicar

esto, Einstein plantea la siguiente ecuación:

DE DONDE:

E = Cantidad de energía equivalente a (m).

M = Masa de un cuerpo.

C = velocidad de la luz en el vacío (300 000 km/s).

De acuerdo a esta concepción definiremos materia y energía.

MATERIA: Es la energía sumamente condensada.

ENERGÍA: Es la materia sumamente enrarecida o diluida.

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA Y LA ENERGÍA:

“La materia y la energía pueden transformarse mutuamente, pero la suma total de

ambas en el universo permanece constante”

8

“LA MATERIA Y L A ENERGÍA SON EQUIVALENTES”

E = m . c2


TEORÍA CORPUSCULAR:

La materia es “discontinua”, porque está formada por corpúsculos pequeños, tales

como las partículas, moléculas y átomos; separados entre sí por espacios pequeños.

DIVISIBILIDAD DE LA MATERIA:

La materia, tiene la propiedad de dividirse en porciones cada vez más pequeñas; los

cuerpos pueden dividirse en partículas, las partículas en moléculas y éstas en átomos.

CLASE DE MATERIA:

PARA REALIZAR SU PRÁCTICA:

- Mechero, trípode, rejilla con asbesto, cápsula de porcelana, pinzas porta cápsulas,

cucharilla para reactivos, azufre en polvo, alcohol, limaduras de hierro, fósforos.

9

CUERPO PARTÍCULAS MOLÉCULAS ÁTOMOS

POR MEDIOS MECÁNICOS

POR MEDIOS FÍSICOS

POR MEDIOS QUÍMICOS

MATERIA

MEZCLAS: Constituidas por moléculas diferentes.

SUSTANCIAS: Constituidas por moléculas iguales.

MEZCLAS HOMOGÉNEAS: (Soluciones) Se separan por procedimientos físicos.

MEZCLAS HETEROGÉNEAS: (Mezcla grosera) Se separan por procedimientos mecánicos.

SUSTANCIAS SIMPLES: (Elementos Químicos) se conocen 132 átomos iguales.

SUSTANICAS COMPUESTAS: (Compuestos Químicos) Son más de un millón de átomos diferentes.


GUÍA DE PRÁCTICA

Apellidos y Nombres:…………………………………………………………………………...

APLICACIÓN: (Para trabajar en equipo)Deben anotar los materiales y las sustancias que emplearán.

MATERIALES SUSTANCIAS

INSTRUCCIONES:- No deben jugar con los materiales.- Manejar con precaución el mechero, mucho cuidado no vaya a ser que produzcan

quemaduras en su cuerpo, ropa o la mesa de trabajo.- Deben distribuir el trabajo equitativamente (cada participante debe tener su tarea).OPERACIONES BÁSICAS:1.- Revolver bien el polvo de azufre con las limaduras de hierro.2.- Someter al fuego el azufre junto al hierro.PROBLEMATIZACIÓN: Haciendo uso del método científico:1º.- Interpretar los fenómenos ocurridos en las operaciones básicas 1 y 2.2º.- Formular modelos de las sustancias con las que trabajaron y aquellas que

obtuvieron.OBSERVACIÓN: Deben anotar todo lo que pudieron observar al realizar las operaciones básicas 1 y 2.

OPERACIÓN 1 OPERACIÓN 2¿Qué ocurrió? Anoten y dibujen. ¿Qué ocurrió? Anoten y dibujen.

HIPÓTESIS: En este procedimiento, deben tratar de interpretar los cambios ocurridos en ambos casos. (Hacer predicciones)

OPERACIÓN 1 OPERACIÓN 2

EXPERIMENTACIÓN: Para verificar la validez de sus hipótesis, deben planificar su diseño experimental.

DISEÑO EXPERIMENTAL

10


1.- Enumerar los pasos que van a seguir.

2.- Deben ejecutar los pasos planificados anteriormente (recuerden que la experimentación consiste finalmente en reproducir los fenómenos observados, variando las condiciones).

3.- Los datos obtenidos, deben ser sistematizados y organizados. Es decir ha llegado el momento en que deben formular modelos de la materia.

Dibujar los siguientes modelos:Modelo del Azufre Modelo de hierro

Modelo de la clase de materia Modelo de la clase de materia

de la operación 1. de la operación 2.

CONCLUSIONES:

Basándose en la clasificación de la materia:

1.- ¿Qué viene a ser el azufre?........................................................................................

2.- ¿Qué viene a ser el fierro?..........................................................................................

3.- ¿El resultado de lo obtenido en la operación 1 es igual al resultado obtenido en la

operación 2?...............................................................................................................................

4.- ¿Qué clase de materia viene a ser el resultado de la operación

1?................................................................................................................................................

5.- ¿Qué clase de materia viene a ser el resultado de la operación

2?................................................................................................................................................

6.- Dibujen en su cuaderno los siguientes modelos: De una mezcla, una sustancia, un

elemento, un compuesto.

DEMOSTRANDO LO APRENDIDO EN CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTE11


Apellidos y nombres:.....................................................................................Grado:........


I.- MARCAR CON UNA “X” LA RESPUESTA CORRECTA:

1.- Teniendo en cuenta la concepción moderna: MATERIA Y ENERGÍA….

a) Son dos cosas muy diferentes ( )

b) Primero es la materia, luego la energía ( )

c) Son dos aspectos de una misma cosa ( )

d) No existen en la realidad ( )

2.- Los cuerpos se dividen en partículas por medios:

a) Mecánicos ( )

b) Físicos ( )

c) Mezclas y partículas ( )

d) Clásicos ( )

3.- Las clases de materia son:

a) Sustancias y cuerpos ( )

b) Sustancias y Mezclas ( )

c) Mezclas y partículas ( )

d) Sustancias y átomos ( )

4.- Las sustancias compuestas se llaman también:

a) Elementos químicos ( )

b) Compuestos químicos ( )

c) Constantes químicas ( )

d) Fórmulas químicas ( )

II.- PARA DESARROLLAR:

1.- Escribir la fórmula con la que Einstein explica la equivalencia entre materia y

energía.

2.- Realizar el esquema de la división de la materia:

MODELOS ATÓMICOS

12


I. TEMAS PARA DIALOGAR Y RESPONDER EN EQUIPO:1.- Definiendo al átomo:a.- ¿Qué es el átomo?......................................................................................................

…………………………………………………………………………………………………………….b.- Los átomos se obtienen por medios:……………………………………………………..c.- ¿Por qué no se pueden ver los átomos?.....................................................................

…………………………………………………………………………………………………………….d.- ¿Qué carga tienen los átomos?..................................................................................

II. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO:a.- ¿Cuáles son las partes del átomo?.............................................................................

…………………………………………………………………………………………………………….b.- ¿Qué partículas sub atómicas se encuentran dentro del átomo? (Enumera)………………………………………………………………………………………..c.- ¿Cuál crees que es más grande: una molécula de oxígeno o un átomo de oxígeno?................................................................................................. ¿Por qué?........

…………………………………………………………………………………………………………….d.- Dibuja el modelo de una molécula de oxígeno y de un átomo de oxígeno:

Molécula de O2 Átomo de O2

e.- ¿Cuál de los modelos abajo dibujados crees que representa mejor a la estructura de un átomo?

a) b) c)

d) e)

¿Por qué?...................................................................................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

MODELOS ATÓMICOS

13

+

+

+ +

+ +

+ +

+ +

-

- -

- -

-

Modelo atómico de DALTON

Experimento realizado para el descubrimiento del ELECTRÓN Flujo de electricidad. ( + ) ( - )

Aparato de alto voltaje.


¿Cómo es el átomo? Nadie puede ver el átomo, ni siquiera en el microscopio electrónico, por lo que los científicos en función de las reacciones químicas y los experimentos realizados formulan TEORÍAS con el fin de explicar la estructura del átomo y su actividad representándolo en un MODELO.

MODELO FILOSÓFICO ATOMÍSTICO:Filósofos Griegos: Leucipo, Demócrito, Epicuro y Lucrecio (Siglo IV A.C.),

mencionaron por primera vez la palabra ÁTOMO con un sentido filosófico mas no científico.PLANTEAMIENTO: La materia no puede dividirse hasta el infinito o hasta

desaparecer, existe una última parte que ya no puede dividirse más, a esta la llamaron ÁTOMO = SIN PARTES.

MODELO CIENTÍFICO DE DALTON: (Científico Inglés JHON DALTON – 1808).Después de 23 siglos de vigencia del pensamiento atomístico Griego, Dalton sienta

las bases para un estudio más profundo del átomo. PLANTEAMIENTO:- La materia está formada por pequeñas partículas sin división y de forma esférica llamada: ÁTOMO.

- Los átomos que conforman un mismo elemento son iguales entre sí pero diferentes a los átomos de otros elementos.- Toda reacción química es un reordenamiento de

átomos de diferentes elementos, los mismos que se combinan para formar compuestos en relaciones tales como:

1 : 1 (NaCl), 1 : 2 (CO2), 2 : 1 (H2O), 2 : 3 (Fe2O3

APORTE: DALTON formula por primera vez un modelo científico en su libro “NUEVO SISTEMA DE FIOSOFÍA QUÍMICA”

MODELO DE THOMPSON: (JOSEPH JOHN THOMPSON – 1897).Basado en el descubrimiento del electrón, modifica

el modelo atómico de Dalton. PLANTEAMIENTO: Considera que el átomo es

un pequeño corpúsculo de forma esférica cargado positivamente, en cuyo interior se disponen los electrones que tienen carga eléctrica negativa, de tal modo que el átomo por compensación queda eléctricamente neutro.

CARGA POSITIVA = CARGA NEGATIVA ÁTOMO NEUTRO

Curiosamente a éste modelo lo llamaron torta con pasas, porque los electrones quedan dispuestos como las pasas de una torta.

APORTE: Descubrimiento del ELECTRÓN.

MODELO DE RUTHERFORD: (Lord Ernest Rutherford – Físico Neozelandés – 1907).

14

MODELO.- Es una imagen mental que crean los científicos para explicar la estructura o comportamiento del átomo o algún fenómeno en estudio.


Formuló la primera teoría de la estructura del átomo, que viene a ser la armazón de la concepción científica actual.

PLANTEAMIENTO: Basado en el descubrimiento del núcleo atómico, planteó un modelo puy parecido al sistema planetario solar, conformado por:

1.- Un núcleo central, muy pequeño y duro formado por protones (corpúsculos de carga positiva).

2.- Una envoltura conformada por electrones (corpúsculos con carga negativa), que giran alrededor del núcleo, cual planetas, rápidamente para no caer en él.

MOSELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

APORTE: Demostró las existencia del NÚCLEO en el átomo.

MODELO ATÓMICO DE BOHR: (Niels Bohr – Científico Danés – 1913 – discípulo de Rutherford).

15

Experimento realizado para el descubrimiento delNÚCLEO.

Trayectoria de Una partícula α

Lámina delgadaDe oro Pantalla de

Sulfuro de zinc

X

X

X

XX

+

+ K L M N

MODELO ATÓMICO DE BOHR


La teoría de Rutherford fue objetada de acuerdo a la Física clásica, pues todo cuerpo que gira va perdiendo energía, en consecuencia, los electrones al girar irán perdiendo energía hasta caer al núcleo.

Bohr, salva la existencia de esta teoría basado en la teoría de los CUANTO DE PLANCK.

PLANTEAMIENTO:

- Un electrón puede girar a distintas distancias del núcleo, es decir, en distintas órbitas, a lo que llamó NIVELES ESTACIONARIOS DE ENERGÍA.

- Cada nivel tiene una cantidad determinada de energía, así por ejemplo:

El nivel K = 1 cuanto de energía.El nivel L = 2 cuantos de energía.El nivel M = 3 cuantos de energía……..etc.

- Cuando un electrón está en su estado o nivel estacionario, el átomo no emite ni absorbe energía.

- La radiación de energía por átomo solo tiene lugar cuando un electrón salta de un estado estacionario a otro de diferente cantidad de energía. Estos saltos están acompañados de emisión o absorción de energía en cantidades definidas llamadas CUANTOS.

DEMOSTRANDO LO APRENDIDO EN CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTEApellidos y nombres:.....................................................................................Grado:...................Sección:....................... Nro. De Orden:..................I.- MARCAR CON UNA “X” LA RESPUESTA CORRECTA: (1 pto. c/u)

1.- De acuerdo al modelo de Thompson, el átomo es eléctricamente…16

ABSORCIÓN DE ENERGÍA

+ K L

L

EMISIÓN DE ENERGÍA (FOTÓN)

+ K L

L


a) Negativo ( ) c) Positivo ( ) e) N.A. ( )b) Puro ( ) d) Neutro ( )

2.- El modelo de Leucipo y Demócrito es:a) Científico ( ) c) Empírico ( ) e) N.A. ( )b) Filosófico ( ) d) Eléctrico ( )

3.- Según Dalton toda reacción química es:a) Una mezcla de átomos ( ) c) Un reordenamiento de átomos ( )b) Una molécula diferente ( ) d) Una diferencia de átomos ( )

4.- Fue el primer científico que describió la estructura del átomo:a) Rutherford ( ) c) Einstein ( ) e) N.A. ( )b) Dalton ( ) d) Bohr ( )

5.- En el núcleo atómico se encuentran los…a) Protones ( ) c) Electrones ( ) e) N.A. ( )b) Neutrones ( ) d) Átomos ( )

6.- Cuando un electrón se encuentra en su nivel estacionario de energía:a) Pierde energía ( ) c) No pierde ni gana energía ( )b) Gana energía ( ) d) Se caen al núcleo ( )

7.- Cuando un electrón salta de un nivel estacionario de menor energía a otro de mayor energía:

a) No ocurre nada ( ) c) Pierde energía ( )b) Emite energía ( ) d) Absorbe energía ( )

II.- COMPLETAR: (2 ptos c/u)1.- La radiación de energía solo tiene lugar en el átomo cuando……………………………………………………………………………………………….2.- Existe emisión de energía cuando………………………………………………....................…………………………………………………………………………………………………………3.- Según Rutherford, la envoltura del átomo, está conformada por:……………………........…………………………………………………………………………………………………………4.- El aporte de Thompson, fue el descubrimiento………………………………………………

III.- RELACIONA AMBAS COLUMNAS SEGÚN CORRESPONDA: (2 ptos.)1.- Niveles estacionarios de energía * Leucipo y Demócrito2.- Estructura del átomo * Dalton3.- “Torta de pasas” * Bohr4.- Primer modelo científico * Thompson5.- Modelo filosófico * Rutherford

IV.- COLOCAR EL NOMBRE A LOS SIGUIENTES DIBUJOS: (3 ptos.)1.- Indicar que ocurre en cada dibujo:

ESTRUCTURA DEL ÁTOMOI.- TEMA PARA DIALOGAR EN EQUIPO:Partiendo de una experiencia sencilla: - Corten pedacitos de papel y colóquenlos sobre su

carpeta17

+ K L

L

+ K L

L


- Froten sus lapiceros fuertemente contra su chompa, pero en un solo sentido.- Acerquen los lapiceros frotados a los pedacitos de papel.- ¿Qué ocurre?1.- ¿Por qué el lapicero, puede atraer a los pedacitos de papel?....................................

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

2.- ¿Qué pasa cuando frotamos el lapicero con la chompa?...........................................………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

3.- Todos los cuerpos están formados por corpúsculos pequeños llamados:…………………………………………………………………………………………………

4.- ¿En el interior del átomo, existen cargas eléctricas?..................................................¿Qué cargas?.............................................................................................................................

5.- ¿En qué lugar del átomo se encuentran las cargas positivas?...................................…………………………………………………………………………………………………………….

6.- ¿En qué lugar del átomo se encuentran las cargas negativas?.................................…………………………………………………………………………………………………………….

7.- ¿Qué partes tiene el átomo?.......................................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

8.- Dibujen el modelo atómico de Bohr y señalen en él la estructura del átomo:

9.- ¿Por qué se dice que el átomo es eléctricamente neutro?.........................................……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

10.- ¿Qué partículas subatómicas existen en el átomo?.................................................…………………………………………………………………………………………………………….

11.- ¿Qué carga tiene cada una de las partículas mencionadas?...................................……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

12.- ¿Cuál de las partículas subatómicas es más grande?..............................................…………………………………………………………………………………………………………….

13.- ¿Cuál de las partículas subatómicas es la más pequeña?.......................................…………………………………………………………………………………………………………….

ESTRUCTURA ATÓMICAEl átomo, tiene dos partes: Núcleo y envoltura.1.- NÚCLEO ATÓMICO.- Es la parte central del átomo, donde se encuentra

concentrada casi toda su masa (99 %).En el núcleo, se encuentran dos corpúsculos subatómicos: protones y neutrones, a

quienes se les llama genéricamente “NUCLEONES”.

18


PROTONES NEUTRONES- Fueron descubiertos por PROUST en 1816.- Se les representa por la letra “p”.- Tiene carga eléctrica positiva y su valor es: 1,60 x 10-19 Coulombios.- Su masa es de: 1,672 x 10-24 g, por lo que se le ha considerado como la UNIDAD DE MASA ATÓMICA (u.m.a.)

- Fueron descubiertos por CHADWICK en 1932.- Se les representa por la letra “n”.- Se llaman neutrones por que no tienen carga eléctrica, es decir son eléctricamente neutros.- No tienen carga eléctrica por que resultan de la unión de un protón y un electrón. + P+ e- n- La masa de un neutrón, es de 1,7 x 10-24 g

2.- ENVOLTURA.- Es la parte del átomo que rodea al núcleo; está conformada por los electrones.

ELECTRONES- Son corpúsculos subatómicos que tienen carga eléctrica negativa, cuyo valor es: 1,6 x 10-19 Coulombios.- La carga eléctrica del electrón, es la menor cantidad posible existente, por lo que se le denomina CUANTA ELEMENTAL DE ELECTRICIDAD.- Es la unidad de carga eléctrica más pequeña de la naturaleza y fue determinada por MILLIKAN en 1906.- La masa de un electrón es muy pequeña, aproximadamente 1836 veces menor que la de un protón; su valor es: 9,109 x 10-28 g

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS

PARTÍCULA SÍMBOLO CARGA ELÉCTRICA(Coulombios)

MASA

u.m.a. gramos

Protón p+ 1,6 x 10-19 1,00758 1,672 x 10-24

Neutrón n 0 1,00893 1,7 x 10-24

Electrón e- 1,6 x 10-19 0,000549 9,109 x 10-28

DEMOSTRANDO LO APRENDIDO EN CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTEApellidos y nombres:.....................................................................................Grado:...................Sección:....................... Nro. De Orden:..................I.- EN EL MODELO DE BOHR INDICAR: (4 ptos.)

1.1.- Las partes del átomo.1.2.- Las partículas subatómicas que existen.

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS PARTES DEL ÁTOMO

19

+ +- -

“EL ÁTOMO ES ELÉCTRICAMENTE NEUTRO, POR QUE

EL NÚMERO DE PROTONES, ES IGUAL AL NÚMERO DE

ELECTRONES”p+

p+

p+

n

n

n

-

-

-

+

-


II.- COMPLETAR EL CUADRO DE LAS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS: 8 ptos.)

PARTÍCULA SÍMBOLO CARGA MASA (u.m.a.)

III.- DEMOSTRAR MEDIANTE MODELOS O DIBUJOS POR QUÉ EL NEUTRÓN ES UN CORPÚSCULO ELÉCTRICAMENTE NEUTRO: (2 ptos.)

IV.- RESPONDER LAS SIGUEINTES PREGUNTAS: (2 ptos. c/u)4.1. ¿La masa de qué corpúsculo, se ha considerado como la unidad de masa

atómica(u.m.a.)?.............................................................................................................................................................................................................................................................................

4.2. ¿Qué corpúsculo subatómico, tiene la carga eléctrica más pequeña de la naturaleza, denominada cuanta elemental de electricidad?....................................................................................................................................................................................................................................................................................

4.3. ¿Por qué se dice que el átomo es eléctricamente neutro?............................................................................................................................................................................................................................................................................................

MODELO MECÁNICO CUÁNTICOI.- TEMA PARA DIALOGAR Y RESPONDER EN EQUIPO:1.- ¿Cómo creen que se mueve el electrón? (encierren en un círculo, la letra que

creen corresponda a su respuesta)a) En forma circular. b) Siguiendo una trayectoria recta.

c) En forma de onda.

20

e-

e-


2.- En la asignatura de matemática, han utilizado el plano cartesiano con sus ejes. Pongan la letra que corresponda a cada eje: x, y ó z.

3.- A continuación tienen tres figuras insertadas en sus ejes; señalar:a) Al pie de cada figura la forma que tiene cada uno.b) La letra que corresponda a cada eje: x, y ó z.

4.- A continuación tienen un modelo atómico, deben señalar en él:a) ¿Dónde se encuentra el núcleo?b) ¿Dónde se encuentran los electrones?c) La letra que corresponde a cada eje: x, y, ó x.

MODELO MECÁNICO CUÁNTICO

El modelo planetario de RUTHERFORD y BOHR, fue superado posteriormente por una interpretación matemática de la estructura del átomo: la “MECÁNICA ONDULATORIA” propugnada por el científico Francés LUIS DE BROGLIE y enriquecida por notables científicos, tales como SCHORODINGER, HEISEMBERG, DIRAC, JORDAN y otros.

De todo ello surge el “MODELO MECÁNICO CUÁNTICO” que viene a constituir la Teoría Moderna del átomo.

21

FUNDAMENTO: Esta teoría moderna, se basa en tres conceptos fundamentales:

“ESTADOS ESTACIONARIOS DE ENERGÍA” del electrón. (NIELS BOHR)

“DUALISMO”, corpúsculo-Onda del electrón. (LUIS DE BROGLIE)

“PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE”. En la medición de sistemas atómicos. (WERNER HEISEMBERG)


PLANTEAMIENTO:

1.- EL DUALISMO (LUIS DE BROGLIE)

Los electrones no se consideran ya como corpúsculos, sino con una doble naturaleza: son “ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS DE NATURALEZA CORPUSCULAR” (Corpúsculo-onda).

La obra capital de la MECÁNICA ONDULATORIA de DE BROGLIE radica en hacer desaparecer las contradicciones entre ondas y corpúsculos, reuniendo a ambos en cierto modo. Nos muestra que el electrón –grano material- bajo ciertas condiciones presenta las propiedades de una onda; de la misma manera que la onda luminosa puede a veces presentar el carácter de un grano material (FOTÓN).

2.- ESTADOS ESTACIONARIOS DE ENERGÍA (NIVELES DE ENERGÍA – BOHR)

El movimiento de los electrones, no sigue una trayectoria circular como lo supuso BOHR ni elíptica como lo planteó SOMMERFIELD, sino “VIBRACIONES EN TRES DIRECCIONES DEL ESPACIO” acercándose o alejándose rítmicamente al núcleo, pero conservando la distancia núcleo-electrón establecida por BOHR.

En consecuencia el electrón está obligado a poseer cierta cantidad de energía (CUANTIZACIÓN) lo que supone la existencia de ciertos “NIVELES DE ENERGÍA” a distintas distancias del núcleo.

Los electrones se mueven alrededor del núcleo en nubes electrónicas llamadas “NIVELES DE ENERGÍA”. Cada nivel de energía está conformado por SUBNIVELES que están formados por ORBITALES; cada orbital como máximo puede tener solo dos electrones.

Los electrones en su movimiento en torno al núcleo “NO PIERDEN ENERGÍA”.

3.- PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE (WERNER HEISEMBERG)

Es imposible determinar al mismo tiempo la velocidad y la posición de un electrón; por lo tanto solo se puede hablar de la probabilidad de encontrar a un electrón en cierto lugar y en un momento dado, pero nada más.

22“LA REGIÓN O ESPACIO PROBABLE DONDE SE PUEDE

ENCONTRAR AL ELECTRÓN SE LLAMA ORBITAL”


El modelo MECÁNICO CUÁNTICO considera la estructura del átomo, a través de cuatro NÚMEROS CUÁNTICOS, que sirven para determinar su estado energético:

Nº NÚMERO CUÁNTICO SÍMBOLO RELACIONADO A:1 Número cuántico principal n La distancia entre el electrón y el núcleo

(Niveles de energía) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ó K, L, M, N, O, P, Q.

2 Número cuántico secundario o Azimutal

l La forma de los orbitales: s, p, d, f.

3 Número cuántico magnético.

m Las orientaciones de los orbitales en los ejes: x, y, z.

4 Número cuántico de spin. s El movimiento de giro del electrón sobre su eje. (spín paralelo, giro hacia la izquierda)(spín anti paralelo, giro hacia la derecha).

MODELO MECÁNICO CUÁNTICO:

“UN MODELO MATEMÁTICO TRIDIMENSIONAL PARA EL ÁTOMO”

y

z

x

(Átomo de oxígeno)

DEMOSTRANDO LO APRENDIDO EN CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTEApellidos y nombres:.....................................................................................Grado:...................Sección:....................... Nro. De Orden:..................MARCA CON UNA “X” DENTRO DEL PARÉNTESIS LA RESPUESTA CORRECTA.1.- Modelo atómico matemático, basado en la mecánica ondulatoria:

a) Modelo planetario ( ) c) Modelo mecánico cuántico ( )b) Modelo de Rutherford ( ) d) Modelo atómico elíptico ( )

2.- “No se puede determinar al mismo tiempo la velocidad y la posición del electrón”…a) Principio de incertidumbre ( ) c) Dualismo ( )b) Niveles de energía Dual ( ) d) Vibración ( )

3.- Espacio probable donde puede encontrarse a un electrón:

23


a) Spin ( ) c) Fotón ( )b) Núcleo ( ) d) Orbital ( )

4.- Según Bohr cuando los electrones se mueven alrededor del núcleo:a) Pierden energía ( ) c) Ganan energía ( )b) No pierden ni ganan energía ( ) d) Prestan energía ( )

5.- Son ondas electromagnéticas de naturaleza corpuscular.a) Protones ( ) c) Neutrones ( )b) Nucleones ( ) d) Electrones ( )

6.- ¿Cómo son los movimientos de los electrones en torno al núcleo?a) Movimientos en órbitas circulares ( )b) Vibraciones en tres direcciones del espacio ( )c) Movimientos elípticos de alejamiento ( )d) Vibraciones en un solo espacio del plano ( )

7.- El electrón está obligado a poseer cierta cantidad de energía llamada:a) Cuantización ( ) c) Incertidumbre ( )b) Vibración ( ) d) Dualismo ( )

8.- Según el modelo mecánico cuántico, el estado energético de un átomo se determina a través de cuatro números cuánticos, representados por:

a) s, p, d, f ( ) c) N, L, M, S ( )b) s, n, l, m ( ) d) K, L, M, N, O, P, Q ( )

9.- Es el número cuántico relacionado al movimiento de los electrones sobre su eje:a) Principal ( ) c) Magnético ( )b) Secundario ( ) d) Spin ( )

10.- ¿Cuál de estos modelos, representa al átomo según la mecánica cuántica?

a) ( ) b) ( ) c) ( ) d) ( )

PROPIEDADES DEL ÁTOMO QUE DEPENDEN DEL NÚCLEOI.- TEMA PARA DIALOGAR Y RESPONDER EN EQUIPO:

l.- ¿Los átomos de diferentes elementos, tienen el mismo número de protones?........................ ¿Por qué?..........................................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

2.- En un átomo: ¿Cuál tiene mayor masa; el núcleo o la envoltura?................................................. ¿Por qué?.................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

3.- ¿El núcleo es más pequeño, más grande o igual en tamaño que todo el átomo?.................................................................... ¿Por qué?..................................................

24

+

+


…………………………………………………………………………………………………………….4.- Los protones y neutrones del núcleo se llaman:

……………………………………………………………………………………………………5.- En un átomo: ¿El número de protones, debe ser igual al número de

electrones?............................................ ¿Por qué?....................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

6.- En el núcleo atómico ¿El número de protones, es siempre igual al número de neutrones?.......................................... ¿Por qué?......................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

7.- Anoten todas las ideas que tengan sobre radiactividad:…………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………….8.- ¿Qué corpúsculos subatómicos pueden emitir los elementos

radiactivos?.................................................................................................................................…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

9.- Las partículas alfa, están conformadas por:…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

10.- ¿Qué beneficios ofrece la radiactividad a la humanidad?................................................................................................................................…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

11.- ¿Qué peligros puede traer la radiactividad para la humanidad?................................................................................................................................…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

12.- ¿Cómo creen que puede determinarse el peso atómico de un elemento químico?......................................................................................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

13.- ¿Cuáles son las grandes potencias que en el mundo dominan la radiactividad (Energía Nuclear)?......................................................................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

14.- ¿Cuáles son los países más avanzados en energía nuclear de Sudamérica?.............................................................................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

PROPIEDADES DEL ÁTOMO QUE DEPENDEN DEL NÚCLEO1.- NÚMERO ATÓMICO (Z).- Es el número de protones que tiene un átomo en su

núcleo.El número atómico, se representa por la letra “Z”.Como el átomo es eléctricamente neutro, el número atómico expresa además tres

cosas:a) El número de protones.b) El número de electrones.c) El número de orden que ocupa un elemento en la clasificación periódica.

25


Así por ejemplo, el número atómico del elemento Fierro (Fe) es 26; esto indica que el átomo de Fierro tiene 26 protones, 26 electrones y es el elemento número 26 en la clasificación periódica.

El número atómico es un valor propio y característico de cada elemento. No existen dos elementos con el mismo número atómico; basta un solo protón de diferencia, para que las propiedades de dos elementos, sean totalmente diferentes.

2.- MASA ATÓMICA (A).- Llamada también NÚMERO MÁSICO, es la suma de protones y neutrones que hay en el núcleo de un átomo.

La masa atómica, se representa por la letra “A”.

Así por ejemplo, la masa atómica del Oxígeno es 16, por que tiene 8 protones y 8 neutrones. Pero no siempre el número de protones es igual al número de neutrones: es el caso por ejemplo del BROMO, cuya masa atómica es 80; tiene 35 protones y 45 neutrones.

Es importante indicar que en el núcleo atómico, se encuentra concentrada casi toda la masa del átomo ya que los electrones de la envoltura tienen una masa despreciable (cada electrón es l836 veces más pequeño que un protón).

Sin embargo el tamaño del núcleo es muy pequeño con relación al tamaño de todo el átomo, por ello diremos que CASI TODO EL ÁTOMO ES VACÍO.

¿CÓMO PODEMOS SABER CUÁNTOS NEUTRONES TIENE UN ÁTOMO?Restando el número atómico (Z) de la masa atómica (A).

Ejemplo: Bromo (Br).Z = 35 A = 80 n = 80 – 35 = 45

¿CÓMO SE REPRESENTAN LOS NÚCLEOS ATÓMICOS?Por medio de los símbolos de cada elemento, en cuyo extremo izquierdo se colocan

dos números: en la parte superior izquierda la masa atómica del elemento y en el extremo inferior izquierdo el número atómico.

Masa atómica 14

NNúmero atómico 7

Otros ejemplos: BROMO SODIO80 23

Br Na 35 11

3.- ISÓTOPOS.- Son átomos de un mismo elemento que se caracterizan por que tienen igual número atómico, pero diferente masa atómica. Es decir tienen el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones por lo que varía la masa atómica.

No todos los átomos de un mismo elemento son exactamente iguales, existen ISÓTOPOS.

Por ejemplo el elemento HIDRÓGENO tiene tres clases de átomos isótopos: PROTIO, DEUTERIO y TRITIO.

A = 1 2 3

26

A = p+ + no

no = A - Z

Símbolo del elemento Nitrógeno

p+

-

p+

n

-

p+

n n

-


Z = 1 1 14.- PESO ATÓMICO (P.a.).- Es el promedio de las masas atómicas de todos los

isótopos de un mismo elemento teniendo en cuenta su abundancia. Los átomos isótopos de un mismo elemento, se encuentran mezclados, unos en mayor porcentaje que otros.

El peso atómico, se representa por las letras P.a. y se expresa en unidades de masa atómica (u.m.a.).

La u.m.a. - Es la doceava parte del peso del átomo de carbono 12.- Es también como sabemos la masa de un protón equivalente a 1,672 x

10 -24 g.¿CÓMO HALLAR EL PESO ATÓMICO DE UN ELEMENTO?1.- Teniendo en cuenta el porcentaje en que existe cada isótopo de un mismo

elemento, así por ejemplo, el Cloro tiene dos isótopos: Cloro 35 en un 75,4 % y el cloro 37 en un 24,6 %.

2.- Hallar el peso de los átomos isótopos, teniendo en cuenta que el 100 % representa a 100 átomos isótopos. Para ello debemos multiplicar el número de átomos de cada isótopo (%) por su masa atómica (A); así por ejemplo:

75,4 % de Cl 35 -- 75,4 átomos X 35 2 639,00+24,6 % de Cl 37 -- 24,6 átomos X 37 910,20SUMANDO, para hallar el peso de los 100 átomos 3 549,203.- El peso de los 100 átomos, se divide entre 100, para saber el peso atómico del

elemento, en este caso del Cloro.Suma de los pesos de 100 átomos es 3 549,20

3 549,20 = 35,492 100

P.a. del Cloro = 35,492 u.m.a.Con todas estas consideraciones, podemos dar un concepto moderno de ELEMENTO

QUÍMICO.

5.- RADIACTIVIDAD.- En 1896, el Francés ANTONIO BECQUEREL descubrió que los compuestos del URANIO emiten radiaciones, esto permitió a los esposos CURIE descubrir el elemento RADIO, bautizando por ello a este fenómeno como RADIACTIVIDAD.

RADIACTIVIDAD, es la propiedad por la cual algunos elementos de elevada masa atómica (A) (electro radiactivos) emiten en forma espontánea partículas alfa (α), beta (β) y radiaciones gamma ( ).

5.1.- PARTÍCULAS ALFA (α).- Son partículas formadas por DOS PROTONES Y DOS NEUTRONES (núcleo de Helio o Heliones).

Tienen carga eléctrica positiva (+2) por lo que son atraídos por campos eléctricos negativos.

Su masa atómica es de 4 u.m.a. y tienen poco poder de penetración.5.2.- PARTÍCULAS BETA (β).- Son ELECTRONES emitidos violentamente por el

átomo cuando el núcleo se desintegra.Su carga eléctrica es negativa (-1) por lo que son atraídos por campos eléctricos

positivos.

27

ELEMENTO QUÍMICO: Es el conjunto de átomos isótopos, pues no todos los átomos de un mismo elemento, tienen la misma masa atómica.


Tienen una gran velocidad cercana a la de la luz 300 000 km/s, por lo que su poder de penetración es 100 veces mayor al de las partículas alfa (α).

5.3.- RADIACIONES GAMMA ( ).- Son ondas electromagnéticas parecidas a los rayos X pero mucho más penetrantes y de mayor frecuencia. Las radiaciones gamma ( ) no tienen carga eléctrica, son ENERGÍA PURA, por lo que no son atraídos por campos eléctricos ni magnéticos.

Tienen un gran poder de penetración, atraviesan más de 500 hojas de papel, se precisan 5 cm de plomo para protegerse.

α β

(+) (-)

Sal radiactiva

Fuente de radiaciones de Plomo.

ELEMENTOS RADIACTIVOS:INESTABILIDAD NUCLEAR.- Los elementos radiactivos tienen “INESTABILIDAD

NUCLEAR” por las siguientes razones:- Cuando el núcleo atómico se hace “EXCESIVAMENTE GRANDE” con un número

crecido de nucleones, parece que produce su inestabilidad, liberando el exceso de partículas.

La inestabilidad de los núcleos depende también de: “LA RELACIÓN ENTRE EL NÚMERO DE PROTONES Y NEUTRONES”.

La inestabilidad es mayor cuando el número de neutrones es igual o mayor que el número de protones.

En el elemento BISMUTO hay 83 protones y 126 neutrones, a partir de él prácticamente comienza la radiactividad. Los núcleos con más de 126 neutrones son inestables y resultan radiactivos.

RADIOISÓTOPOS O ISÓTOPOS RADIACTIVOS.- Resultan de bombardear un elemento cualquiera con neutrones.

APLICACIONES:- Algunos isótopos, tales como el Cobalto 60 y el Cesio 137, emiten radiaciones Beta

y Gamma, por lo que se les utiliza en la MEDICINA para el tratamiento del cáncer, ya que el material radiactivo es absorbido rápidamente por las células enfermas que por las sanas.

Otra de las aplicaciones de los isótopos radiactivos, es la determinación de la antigüedad de los restos orgánicos, utilizando el Carbono 14, sabiendo que todo organismo contiene Carbono radiactivo en una cantidad de 1 x 10-12 partes y la vida media del carbono 14 es de 5 568 años.

VIDA MEDIA.- Es el tiempo que se necesita para que una determinada cantidad del elemento radiactivo se reduzca a la mitad de la cantidad original.

Vida media es pues la unidad con la que se mide la velocidad de desintegración de un elemento radiactivo.

28

------

++++++

Desviación de los rayos α, β por efecto de los campos eléctricos.


6.- ENERGÍA NUCLEAR.- Es la que procede del núcleo, pues a pesar de ser tan pequeño, encierra gran cantidad de energía llamada ENERGÍA NUCLEAR O ENERGÍA ATÓMICA.

La energía nuclear se obtiene a través de 2 procesos inversos:6.1.- FISIÓN NUCLEAR.- Es la fragmentación de un núcleo pesado en 2 o más

núcleos livianos, con desprendimiento de gran cantidad de energía. En base a la FISIÓN NUCLEAR se construyó las bombas atómicas que destruyeron Hiroshima y Nagasaki en 1945.

235 139 94

U + Ba Kr + + 92 56 36

6.2.- FUSION NUCLEAR.- Es la unión de los núcleos de los elementos ligeros, para formar un núcleo más pesado, con gran desprendimiento de energía.

Fusión del Deuterio y Tritio:

2 3 4

H + H He +1 1 2

En la fusión nuclear, se basa la construcción de la “BOMBA DE HIDRÓGENO” cuyo efecto es mil veces más poderoso que la bomba atómica.

En virtud de estos procesos inversos, el hombre puede obtener grandes cantidades de energía de una pequeñísima cantidad de materia.

7.- ENERGÍA DE EMPAQUE.- Llamada también energía de enlace. Es la energía que utiliza el átomo para organizarse a partir de sus corpúsculos fundamentales.

p+ + no + e- Átomo +

La energía de empaque, es pues la fuente de la energía nuclear o atómica, donde cantidades pequeñísimas de materia se convierten en gran cantidad de energía de acuerdo con la ecuación de EINSTEIN.

DEMOSTRANDO LO APRENDIDO EN CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTEApellidos y nombres:.....................................................................................Grado:...................Sección:....................... Nro. De Orden:..................A.- MARCA CON UNA X DENTRO DEL PARÉNTESIS DE LA ALTERNATIVA QUE CORRESPONDE A LA RSPUESTA CORRECTA (1 pto c/u)1.- Es el número de protones libres que tiene un átomo en su núcleo:a) Masa atómica ( ) b) Número cuántico ( ) c) Número atómico ( ) d) Peso atómico ( )2.- La fórmula A = p+ + no, representa:a) El peso atómico ( ) b) La masa atómica ( ) c) El número cuántico ( ) d) El número atómico ( )3.- Son átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico, pero diferente masa atómica:a) Nucleones ( ) b) Protones ( ) c) Cuantos ( ) d) Isótopos ( )4.- Fenómeno por el cual algunos elementos emiten en forma espontánea partículas subatómicas y radiaciones:

29

1

n

3

n

Energía

Energía

Energía de enlace

E = m . c2


a) Vida media del isótopo ( ) b) Partículas ( ) c) Radiactividad ( ) d) Radiaciones gamma ( )5.- La energía nuclear procede de:a) Neutrón ( ) b) Envoltura ( ) c) Núcleo ( ) d) Protón ( )6.- La energía que utiliza el átomo para organizarse a través de sus corpúsculos se llama:a) Energía empaque ( ) b) Energía química ( ) c) Energía radiactiva ( ) d) Energía cuántica ( )B.- COMPLETAR (1 pto c/u)

1.- El Bismuto tiene como masa atómica (A) 209 y su número atómico (Z) es 83, tiene……………………neutrones.

2.- Peso atómico es el promedio de:………………………………………………………….de los isótopos de un mismo elemento teniendo en cuenta su…………………………………...

3.- Las radiaciones gamma, no pueden ser atraídas por ningún grupo eléctrico ni magnético, porque son ……………………………………………………………

4.- A pesar de que el núcleo atómico es muy pequeño, encierra gran cantidad de energía llamada:……………………………………………..o energía……………………………..

5.- La fragmentación de un núcleo pesado en dos o más núcleos livianos con desprendimiento de energía se llama:……………………………………………………………..

6.- La unión de los núcleos de dos elementos ligeros con desprendimiento de gran cantidad de energía se llama:……………………………………………………………………….

7.- Energía ……………………………….llamada también energía de enlace, es la que utiliza el átomo para organizarse a partir de ………………………………………………………

8.- La energía de empaque es pues la fuente de la energía nuclear o atómica, donde cantidades pequeñísimas de materia se convierten en gran cantidad de energía de acuerdo con la ecuación de EINSTEIN. ……………………………………C.- EN LOS SIGUIENTES GRÁFICOS COMPLETAR LOS NOMBRES EN CADA ESPACIO O PUNTOS SUSPENSIVOS (2 ptos c/u)1.- Representación del núcleo atómico: 16

O 8

2.- Isótopos de Hidrógeno:

Nombre:……………... Nombre:……………… Nombre:……………….

3.- Radiactividad: Radiación…………… Carga…………………………………..

Partícula…………………..Carga…………………….. Partícula…………………….

Carga……………………….

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICAI.- TEMA PARA DIALOGAR Y RESPONDER EN EQUIPO:

A.- ENVOLTURA:1.- El átomo tiene dos partes que son:………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….2.- La envoltura se llama también:…………………………………………………………….3.- La envoltura, está conformada por los:…………………………………………………...4.- La carga eléctrica del electrón es negativa y su valor es 1,602 x 10 -19 coulombios.

¿Por qué a esta carga se le llama “CUANTA ELEMENTAL DE ELECTRICIDAD”?..................…………………………………………………………………………………………………………….

5.- ¿Cuál es más grande, el núcleo o la envoltura?.........................................................

30

P+

nono

-P+ - P+

no

-


…………………………………………………………………………………………………………….6.- En su movimiento vibratorio, los electrones realizan al igual que la Tierra, dos

movimientos de ROTACIÓN y de REVOLUCIÓN……………. ¿Cómo es el movimiento de rotación?.....................................................................................................................................Y ¿Cómo es el movimiento de revolución?.................................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

B.- NÚMEROS CUÁNTICOS:1.- El estado energético de un electrón queda determinado, cuando se conoce cuatro

números cuánticos que son:

NÚMERO CUÁNTICOSÍMBOLO

2.- El número cuántico, que se refiere a los dos sentidos de giro del electrón sobre su propio eje, se llama………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

3.- El número cuántico que especifica la forma del orbital ene l que probablemente se encuentra a un electrón se llama……………………………………………………………………..

4.- El número cuántico…………………………………………..indica las orientaciones que tienen los orbitales en el espacio.

5.- La distancia aproximada entre el electrón y el núcleo, está indicada por el número cuántico……………………………………………………………

C.- CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA:1. ¿Puede un átomo tener dos electrones con sus cuatro números cuánticos

iguales?........................................................ ¿Por qué?.............................................................…………………………………………………………………………………………………………….

2.- ¿Cuánto niveles de energía tiene el átomo de hidrógeno?, teniendo en cuenta que su número atómico (Z) es 1 (uno)?.............................................................................................

3.- ¿Cuántos electrones como máximo puede haber en el segundo nivel?...........................................................................................................................................

4.- En la configuración electrónica del Hidrógeno:1 s1, ¿Qué representa el primer número (1)?........................................................

¿Qué representa la letra “s”?............................................................. ¿Qué representa el otro número (1) que está como exponente?......................................................................................

5.- Subraya el elemento al que pertenece la siguiente configuración electrónica:1s2, 2s2, 2p1.

Helio Z = 2 Litio Z = 3 Berilio Z = 4 Boro Z = 5

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA1.- ENVOLTURA.- Llamada también nube electrónica, es la capa que rodea al núcleo;

y está formada por los electrones.Recordemos que el electrón, es una partícula subatómica cuya masa es muy

pequeña, 1836 veces menor que la de un protón. Recordemos también que la carga eléctrica del electrón es negativa y su valor es de 1,602 x 10 -19 coulombios; tan pequeño que es la mínima cantidad de energía eléctrica, por lo que MILLIKAN en 1906 la denominó “CUANTA ELEMENTAL DE ELECTRICIDAD”.

¿Cómo es el movimiento de los electrones en la envoltura?

31

+

-


Según la mecánica cuántica, sabemos que el movimiento de los electrones es en forma de vibraciones rítmicas en tres direcciones del espacio, acercándose o alejándose al núcleo.

Sin embargo, debemos precisar que los electrones realizan dos tipos de movimientos: Movimiento de rotación o Spin y Movimiento de revolución.

Movimiento de revolución(Alrededor del núcleo)

Movimiento de rotación o Spin(Alrededor de su eje)

¿Por qué los electrones se encuentran en movimiento?Por que sobre el electrón actúan dos fuerzas iguales y contrarias.PRIMERA FUERZA.- El núcleo atómico tiene carga eléctrica positiva, por lo que atrae

a los electrones que son negativos, ésta es la FUERZA CENTRÍPETA.SEGUNDA FUERZA.- cuando los electrones se mueven alrededor del núcleo, crean

una fuerza igual y contraria a la fuerza centrípeta, llamada FUERZA CENTRÍFUGA.Fuerza centrífuga

Fuerza centrípeta

LA ENERGÍA EN LA ENVOLTURA (Concordancia y jerarquía)Los niveles de energía, están conformados por subniveles, en los subniveles, existen

formas de orbitales y en cada orbital puede haber como máximo dos electrones.

2.- NÚMEROS CUÁNTICOS.- Son números que sirven para determinar el estado energético de un electrón.

Los números cuánticos son cuatro y se les representa por las letras n, l, m, s.n = Número cuántico principal.l = Número cuántico secundario o acimutal.m = Número cuántico magnético.s = Número cuántico Spin.2.1.- NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL (n).- Está relacionado a la energía que tiene

el electrón debido a su distancia del núcleo. Representa la energía propia de cada nivel.

32

+

-

FUERZA CENTRÍPETA = FUERZA CENTRÍFUGA

ELECTRONES EN MOVIMIENTO

Nivel de energía

Orbitales ElectronesSub niveles de energía


(n) tiene valores enteros y positivos que val del 1 al 7.

K L M N O P Q NIVELES DE ENERGÍA1 2 3 4 5 6 7 Valores de n (Energía cuantizada)

2.2.- NÚMERO CUÁNTICO SECUNDARIO (l).- Llamado también AZIMUTAL, es un número que nos da la idea de la forma del orbital (espacio o región) donde puede hallarse al electrón.

Existe cuatro formas de orbitales: s, p, d, f.

Orbital s Orbital p Orbital d (Esférico) (Bilobular) (Dos bilóbulos que se entrecruzan)

y y y z z z

x x x

El orbital f es de forma muy complicada.

Los valores de (l) son números enteros y positivos que van desde cero hasta n-1 (ene menos uno).

s p d f FORMA DE ORBITALES0 1 2 3 VALORES DE (l)

s p d f

Cuando: n = 1 l = 0

n = 2 l = 0, 1

n = 3 l = 0, 1, 2

n = 4 l = 0, 1, 2, 3

2.3.- NÚMERO CUÁNTICO MAGNÉTICO (m).- Nos indica las orientaciones que tiene cada orbital en el espacio con respecto a un sistema de coordenadas cartesianas.

El orbital “s” tiene una sola orientación, el orbital “p” tres orientaciones, el orbital “d” cinco orientaciones y el orbital “f” siete orientaciones.

Ejemplo: Tres orientaciones del orbital “p”

px y py y pz y

z z z

x x x

33


Los valores de “m” son números enteros que van desde -l (menos ele) hasta +l (mas ele), pasando por cero.

Cuando: l = 0 : m = 0 (s)l = 1 : m = -1 0 +1 (p)l = 2 : m = -2 -1 0 +1 +2 (d)l = 3 : m = -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 (f)

2.4.- NÚMERO CUÁNTICO DE SPÍN (s).- Se refiere al movimiento de giro del electrón sobre su propio eje.

El número cuántico Spin, representa la pequeña cantidad de energía necesaria para el movimiento de rotación del electrón.

Este movimiento se debe a que el electrón no es esférico, es decir tiene cierta disimetría, parece más o menos un trompo girando y todo cuerpo que gira tiene propiedades magnéticas, el electrón es un pequeño imán con sus dos polos.

Generalmente se representa el Spin del electrón con una flechita donde la punta corresponde al polo norte y la cola al polo sur.

N N

S S

El movimiento de giro del electrón (Spin) es siempre con velocidad constante pudiendo ser hacia la derecha o hacia la izquierda.

El Spin del electrón tiene dos valores:

a) +1/2 Spin paralelo (giro hacia la izquierda)

b) – 1/2 Spin anti paralelo (Giro hacia la derecha)

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICAYa sabemos que el átomo tiene dos partes: NÚCLEO y ENVOLTURA.También sabemos que el núcleo está conformado por PROTONES y NEUTRONES

(Nucleones) y, la envoltura por los ELECTRONES.Pero lo que no sabemos, es cómo están distribuidos los electrones en al envoltura.

Para comprender mejor la configuración electrónica de los átomos de diferentes elementos, debemos tomar en cuenta lo siguiente:

34

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA.- Es la distribución de los electrones en los niveles y subniveles de energía.


1.- Para realizar la configuración electrónica de u átomo, se acostumbra utilizar una notación sencilla:

Donde: (n) Número cuántico principal (Nivel de energía)

(l) Número cuántico secundario (Forma de orbital y/o Subnivel)

(x) Forma exponencial de (l) (Número de electrones)

La suma de los valores (x) debe ser igual al número atómico (Z) de un elemento. Así por ejemplo:

ELEMENTO NÚMERO ATÓMICO (Z)

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Σ x = Z

Boro 5 1s2, 2s2, 2p1 5Nitrógeno 7 1s2, 2s2, 2p3 7

2.- Para conocer el orden en que se van llenando los niveles y subniveles con los electrones de menor a mayor energía utilizaremos el esquema de SIMMONS o “LA REGLA DE SARRUS”. El orden de los orbitales se obtiene siguiendo las flechas:

3.- Como se puede observar, a medida que aumentan los niveles de energía, aumentan también las formas de orbitales y el número de electrones, esto se da en los niveles 1, 2, 3, 4; pero no en los niveles: 5, 6, 7 pues no existen elementos cuyos átomos tengan completos estos niveles con los electrones.

Aquí encontramos un cuadro que ilustra mejor estas apreciaciones.

NIVEL DE ENERGÍA

SUBNIVELES DE ENERGÍA

NÚMERO DE ORBITALES

NÚMERO MÁXIMO DE

ELECTRONES POR SUBNIVEL

NÚMERO MÁXIMO DE ELCTRONES POR NIVEL

1 s 1 2 2

2Sp

13

26 8

3SPd

135

26

1018

35

x

n l

1 32 4 5 6 7

s2 s2 s2 s2 s2

d1

0

d10 d10 d10

p6

p6

p6

p6

p6

p6

s2s2

f1

4

f1

4


4spdf

1357

26

1014

32

5spdf

1357

26

1014

32

6spd

135

26

1018

7sp

13

26 8

OTRAS REGLAS QUE SON IMPORTANTES PARA CONOCER LA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA:

A) LEY DE RIDBERG.- El máximo número de electrones que puede contener cada nivel, es igual al doble del cuadrado del número del nivel: 2n2. Donde (n) indica el número del nivel.

Así:En el nivel 1 2 x 12 = 2 electrones.En el nivel 2 2 x 22 = 8 electrones.En el nivel 3 2 x 32 = 18 electrones.Ene l nivel 4 2 x 42 = 32 electrones.

Regla que es aplicable solo hasta el cuarto nivel.B) REGLAS DE BOHR y BURY.- Para conocer cuántos niveles de energía ocupan

los electrones de un determinado átomo, se debe tener en cuenta la siguiente tabla:De 1 a 2 electrones: 1 nivel de energía.De 3 a 10 electrones: 2 niveles de energía.De 11 a 18 electrones: 3 niveles de energía.De 19 a 36 electrones: 4 niveles de energía.De 37 a 54 electrones: 5 niveles de energía.De 55 a 86 electrones: 6 niveles de energía.De 87 a más electrones: 7 niveles de energía.El último nivel de energía no admite más de 8 electrones y el penúltimo no admite

más de 18 electrones.El último nivel, no admite más de 2 electrones, si el penúltimo no ha completado el

máximo de electrones que le corresponde; y el penúltimo, no puede tener más de 9 electrones si el antepenúltimo no tiene el máximo que le corresponde.

Cuando quedan 19 electrones por distribuirse en los últimos niveles, la distribución debe ser 18 – 1 o 17 – 2.

C) REGLA DE HUND O PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD.- En los subniveles s, p, d, f los orbitales se llenan uno a uno con un electrón, cuando cada orbital ya contiene un electrón recién se forman los PARES DE ELECTRONES.

Por ejemplo, el llenado del orbital “p” se hará de la siguiente manera:1ro 2do 3ropx py pz

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Spines paralelos

4to 5to 6to

Spines anti paralelos(APAREADOS)

En consecuencia primero se distribuyen los electrones con spines paralelos y luego se completan los orbitales con electrones de spin anti paralelo, quedando de esta manera los electrones apareados.

Si representamos gráficamente la configuración electrónica, tendríamos:Por ejemplo la configuración electrónica del Helio es 1s2

Gráficamente se representa así:1s

Carbono Z = 61s 2s 2px 2py

Nitrógeno Z = 71s 2s 2px 2py 2pz

Sodio Z = 111s 2s 2px 2py 2pz 3s

D) PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI.- “En un átomo cualquiera, no pueden existir dos electrones con sus cuatro números cuánticos iguales”

Así por ejemplo, tenemos el caso del Berilio Z = 4, cuya configuración electrónica es: 1s2, 2s2

n l m s1er electrón 1s 1 0 0 +1/22do electrón 1s 1 0 0 -1/23er electrón 2s 2 0 0 + 1/24to electrón 2s 2 0 0 -1/2

CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS Y ENLACE QUÍMICOI.- TEMA PARA DESARROLLAR EN EQUIPO:

1.- ¿Qué son los elementos químicos?............................................................................…………………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………….

2.- ¿Qué elementos químicos conforman el agua?..........................................................

37

3° PREUNIVERISTTARIO


Alumno (a) :..................................................................................................

Docente: Prof. ALEX MURILLO LLANQUI

“Planificación Estratégica para una Educación de Calidad”

TEMA: “FORMACIÓN DE MOLÉCULAS Y ENLACE QUÍMICO”TEMA: “FORMACIÓN DE MOLÉCULAS Y ENLACE QUÍMICO”

I.E.S. “Pedro Vilcapaza” JULIACA - PERÚ


…………………………………………………………………………………………………………….3.- Enumerar tres elementos químicos que se encuentran en estado sólido en la naturaleza.

…………………………………………………………………………………………………………….4.- Tres elementos que en la naturaleza se encuentren en estado gaseoso:

…………………………………………………………………………………………………………….5.- A continuación, les presento una lista de 16 elementos, en la columna de la derecha

colocar los nombres de los ocho elementos que son metales y en la de la izquierda los nombres de los ocho elementos que son no metales:

Fluor, platino, fierro, yodo, cloro, oro, estaño, aluminio, oxígeno, azufre, hidrógeno, cobre, teluro, carbono, vanadio, sodio.

METALES NO METALES……………………………….. ………………………………..……………………………….. ………………………………..……………………………….. ………………………………..……………………………….. ………………………………..……………………………….. ………………………………..……………………………….. ………………………………..……………………………….. ………………………………..……………………………….. ………………………………..

6.- Coloquen el símbolo que corresponde a los siguientes elementos químicos:

ELEMENTO SÍMBOLOCarbono

LitioFósforoFierroAzufre

MercurioOro

PlataPlomo

OxígenoXenónKriptónRadioSodio

7.- ¿Cómo se llama el ordenamiento actual de los elementos químicos?.......................…………………………………………………………………………………………………………….

8.- ¿Qué es la clasificación?............................................................................................………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

NOMBRES Y SÍMBOLOS DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOSComo es conocido los elementos químicos, se encuentran presentes en la

constitución de la materia en general. En la actualidad se conocen más de 132 elementos químicos, lo que implicó siempre la necesidad de asignarles sus nombres representativos, es decir su “NOMENCLATURA”.

Es bueno saber que los nombres de los elementos provienen principalmente de:a) SUS PROPIEDADES:

- Hidrógeno, significa formador de agua.- Oxígeno, significa formador de óxidos.- Fósforo, significa portador de luz.

b) EL LUGAR DE SU HALLAZGO:- Galio, por Francia.- Germanio, por Alemania.

c) NOMBRES DE CIENTÍFICOS DESTACADOS:

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- Mendelevio, por Mendeleiev.- Nobelio, por Nobel.- Curio, por los esposos Curie.

d) LOS COMPONENTES DEL SISTEMA SOLAR:- Uranio, por el planeta Urano.- Teluro, por el planeta Tierra.- Helio, por el Sol.

e) NOMBRES DE LA MITOLOGÍA CLÁSICA:- Mercurio.- Neptuno.

Pero no solo es suficiente asignarles un nombre, sino también una representación gráfica: “NOTACIÓN”

Se dice que fue el científico Sueco Berzelius quien introdujo la notación, pero utilizando solo la letra inicial del nombre del elemento.

Posteriormente la notación se perfeccionó utilizando en algunos casos dos letras; la primera con mayúscula y una segunda con minúscula, para obviar el caso de los elementos cuyo nombre empezará con la misma letra.

Veamos los símbolos (Notación) de algunos elementos:

NOMBRE SÍMBOLO NOMBRE SÍMBOLOHidrógeno H Plata (Argentum) Ag

Cloro Cl Azufre (Sulfurum) SOxígeno O Uranio U

Fósforo (Phosphurus) P Mendelevio MdGalio Ga Nobelio No

Germanio Ge Mercurio (Hidrargirium) HgCalcio Ca Sodio (Natrium) NaYodo I Potasio (Kalium) K

Oro (Aurum) Au Aluminio AlBromo Br Plomo (Plumbum) Pb

BASES Y ADELANTOS DE UNA CLASIFICACIÓN:CLASIFICAR.- Es la acción de ordenar por clases un conjunto de cosas, teniendo en

cuenta sus propiedades.CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS.- Es el ordenamiento sistemático

de los elementos químicos de acuerdo a sus propiedades y su estructura atómica.ANTECEDENTES DE LA CLASIFICACIÓN PERIÓDICA ACTUAL:

A principios del siglo XIX aparecieron los primeros intentos de clasificación de los elementos químicos; podemos destacar entre los más importantes, los siguientes:

EN 1813.- Jöns Jakob Berzelius (Sueco), clasificó a los elementos en electropositivos y electronegativos.

39


EN 1829.- Johann Wolfgang Döbereiner (Alemán), observó que por afinidad de sus propiedades químicas se podía agrupar a los elementos de a tres: TRIADAS, así por ejemplo:

Cloro 35,5 Calcio 40,08Bromo 79,92 81,2 Estroncio 87,67 88,7Yodo 126,9 Bario 137,36

En cada triada el promedio de los elementos de los extremos, es casi igual al peso atómico del elemento del centro.

Sin embargo ese intento de clasificación no prosperó porque esta forma de clasificar solo sirvió para pocos casos y además el valor de los pesos atómicos estaba aún en discusión.

EN 1863. - John A. R. Newlands (Inglés), intentó ordenar a los elementos de acuerdo a su peso atómico creciente, observando que después de cada intervalo de 7 elementos reaparecían las mismas propiedades químicas; es decir el octavo elemento se parecía al primero, el segundo al noveno, etc., de suerte que cada ocho elementos, aparecía otro con propiedades similares al primero con el cual debía alinearse en columnas verticales.

Por ello Newlands llamó a cada agrupación OCTAVA. Así por ejemplo:

Li6,9

Be9,01

B10,81

C12,01

N14

O15,99

F18,99

Na23,98

Mg24,31

Al26,98

Si28,08

P30,98

S32

Cl35,45

K39,10

Ca40,08

Este trabajo, también fue incompleto, pues no se conocía todavía muchos elementos, sin embargo sirvió para mostrar la estrecha relación existente entre las propiedades físicas y químicas de los elementos y sus pesos atómicos.

EN 1869.- Dmitri Ivanovich Mendeléiev (Ruso), ordenó a los elementos químicos conocidos hasta entonces en orden creciente de sus pesos atómicos, formando con ellos columnas verticales llamados GRUPOS o FAMILIAS y filas horizontales llamados PERIODOS.

Simultáneamente Julius Lothar Meyer (Inglés), propuso una clasificación muy similar a la de Mendeleiev, considerando las propiedades físicas y químicas de los elementos, en función de sus pesos atómicos.

MENDELÉIEV hizo su clasificación, convencido de la estrecha relación que debe existir entre las propiedades de los elementos y sus pesos atómicos, enunciando su ley periódica que dice:

“LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS SON FUNCIÓN PERIÓDICA DE SUS PESOS ATÓMICOS”

40


Sin embargo este trabajo no fue completo, pues al ordenar los elementos por grupos o familias tenía que dejarse espacios vacíos para elementos no descubiertos aún, por lo que se exclamaba que ya se descubrirían dichos elementos.

Por otro lado, no existe separación entre metales y no metales, en efecto, por ejemplo: el elemento metálico Manganeso, se halla en el mismo grupo del no metal Cloro.

Finalmente, la tabla de Mendeléiev, no refleja la estructura o configuración electrónica de los átomos, característica directamente asociada con las propiedades físicas y químicas de los elementos.

APLICACIÓN:

a) Clasifica en grupos a los (as) alumnos (as) de tu clase, teniendo en cuenta los siguientes criterios:

- Edad.- Peso.- Talla.- Fecha de nacimiento.- Barrio en que viven.

b) Escribe los nombres de los seis elementos químicos que más conoces con sus respectivos símbolos.

c) Escribe los nombres de 10 elementos que sean recursos naturales del Perú.

CLASIFICACIÓN ACTUAL DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOSEn 1913 Henry Gwyn Jeffreys Moseley (Inglés), al determinar experimentalmente los

números atómicos de la mayoría de los elementos químicos, pudo demostrar también que sus propiedades químicas y físicas dependían de sus números atómicos.

Con este trabajo, Moseley demostró también, que para el mejor estudio de los elementos químicos, estos deberían clasificarse, en base a sus números atómicos crecientes; lo que como consecuencia, permite ver cómo los elementos de propiedades químicas y físicas semejantes, se repiten periódicamente a espacios definidos (intervalos).

Cuando se escribieron los elementos, en orden creciente de sus números atómicos, desaparecieron las anomalías que se presentaban en la tabla de Mendeleiev.

El trabajo científico de Moseley constituyó el factor fundamental para el enunciado de la ley periódica actual que dice:

41


“LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS, SON FUNCIÓN PERIÓDICA DE SUS NÚMEROS ATÓMICOS”

DESCRIPCIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA MODERNA

La tabla periódica de los elementos químicos, que conocemos actualmente consta de siete filas horizontales o PERIODOS y hasta 18 columnas verticales o GRUPOS.

PERIODOS.- Son las filas horizontales de la tabla, en las cuales, los elementos, se encuentran ubicados en orden creciente de sus números atómicos.

Se define como PERIODO, al intervalo comprendido entre dos elementos de propiedades semejantes.

La tabla periódica, presenta 7 periodos, que se representan por números arábigos.

Los tres primeros periodos, son los llamados cortos porque tienen pocos elementos; y los cuatro últimos, son los llamados periodos largos porque tienen más elementos.

PERIODO TIPO DE PERIODO DENOMINACIÓN Nº DE ELEMENTOS123

CORTOSAnte periodo

1er periodo corto2do periodo corto

288

4567

LARGOS

1er periodo largo2do periodo largo

Periodo mayorPeriodo incompleto

181832

El número de cada periodo indica el número de niveles de energía que utiliza un elemento, para distribuir sus electrones.

La figura en la siguiente página ilustra mejor la ubicación de los periodos en la tabla.

Los periodos o filas horizontales en la tabla.

1234567

42


GRUPOS.- Llamados también familias, formados por el conjunto de elementos situados en las filas verticales.

La tabla periódica, presenta 18 columnas verticales, nominadas con números romanos, se observa también que al lado de cada número romano aparece una letra A o B, salvo el caso de tres columnas con el número cero (0).

Los grupos o columnas verticales en la tabla.

IA 0

1 IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

23 IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB

4567

Los números romanos en el grupo indican además los electrones de valencia que tienen los elementos del grupo.

Los electrones de valencia son aquello que se encuentran en el último nivel de energía.

Así por ejemplo, todos los elementos del grupo IA tienen un solo electrón en su último nivel, es decir un electrón de valencia; los elementos del grupo IIA tendrán dos electrones de valencia, los del grupo IIIA tres electrones de valencia, etc.

ELEMENTO QUÍMICO.- Es el conjunto de átomos isótopos caracterizados por tener el mismo número atómico.

De acuerdo a su CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA, existen cuatro clases de elementos:

- Elementos “s”.- Son aquellos cuya distribución electrónica, termina en el subnivel “s”.

- Elementos “p”.- Su configuración electrónica termina en el subnivel “p”.- Elementos “d”.- Su configuración electrónica termina en el subnivel “d”.- Elementos “f”.- Su configuración electrónica, termina en el subnivel “f”.

Así por ejemplo: todos los elementos del grupo IA son elementos “s”.

Z Elemento Configuración electrónica1 H 1s1

3 Li 1s2, 2s1

11 Na 1s2, 2s2, 2p6, 3s1

19 K 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1

37 Rb 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s1

55 Cs 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s1

87 Fr 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d10, 6p6,7s1

43


¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN LA TABLA PERIÓDICA?Existen 2 criterios:

1. DE ACUERDO A SU CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA.- Este es el criterio que tomaremos más en cuenta, pues nos muestra la estructura del átomo y su estado energético.

Según este criterio, los elementos químicos se clasifican en:- Elementos representativos Elementos “s” y “p”- Elementos de transición Elementos “d”- Elementos de transición interna Elementos “f”- Gases raros o nobles Elementos “p6”

ELEMENTOS REPRESENTATICOS.- Son aquellos que tienen incompleto el último nivel de energía. Llevan el “ELECTRÓN DIFERENCIAL” en los orbitales “s” y “p”.

Los elementos representativos, se encuentran ubicados en los grupos:IA IIA IIIA IVA VA VI VIIA

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN.- Se caracterizan por que tienen los dos últimos niveles de energía incompletos. El electrón diferencial se encuentra ubicado en los orbitales “d”.

Estos elementos están situados en la mitad de la tabla y todos son metales, se encuentran en los grupos:

IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA.- Se caracterizan porque presentan incompletos sus tres últimos niveles.

Su electrón diferencial, entra en los orbitales “f” del antepenúltimo nivel.Los elementos de transición interna, son las tierras raras, es decir los Lantánidos y los

Actínidos.

GASES NOBLES.- Llamados también gases raros o gases inertes, se caracterizan porque tienen sus niveles de energía completos por lo que presentan “CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA ESTABLE”.

Todos tienen 8 electrones en su último nivel, salvo el Helio que tiene 2.Se les llama también elementos p6, pues sus configuraciones electrónicas terminan en

p6, salvo el caso del Helio que es s2.

(Identifica con colores las clases de elementos según su configuración electrónica)

IA 0



45

44


67

Elementos representativos s y p Elementos de transición d Elementos de transición interna fGases nobles s2 y p6

2.- DE ACUERDO A SU CARÁCTER QUÍMICO.- Se clasifican en:

Metales 80% 98 elementos.No metales 14% 16 elementos.Gases raros o nobles 6% 7 elementos.

(En la siguiente tabla identificar con colores cada una de las clases).

IA 0



4567

VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS DENTRO DE LOS GRUPOS Y PERIODOS

1. EL CARÁCTER METÁLICO Y NO METÁLICO:- EN LOS PERIODOS, a medida que se avanza de izquierda a derecha, disminuye el

carácter metálico, lo que implica que el carácter no metálico aumenta.- EN LOS GRUPOS, el carácter metálico aumenta de arriba hacia abajo.

Disminuye el carácter metálico.(PERIODOS)

Aumenta el carácter metálico.

(GRUPOS)

45


Todo ello nos invita a describir algunas de las propiedades de los metales y no metales:

METALES NO METALES- Poseen brillo metálico.- En su mayoría se presentan en estado sólido (a excepción del Mercurio).- Son buenos conductores del calor y la electricidad.- En las reacciones químicas, ceden electrones, por lo que se cargan positivamente (cationes).- son de consistencia dura, tenaces.- Tienen alto punto de fusión y ebullición.- Tienen bajo potencial de ionización.

- No conducen o conducen muy poco el calor y la corriente eléctrica.- Sus átomos se unen entre sí compartiendo electrones.- Cuando se unen con metales captan electrones, quedando cargados negativamente (aniones).- Tiene alto potencial de ionización.

2. RADIO ATÓMICO.- Se conoce como radio atómico a la distancia que existe entre el centro del núcleo y el nivel de energía u órbita electrónica más alejada.

El radio atómico se expresa en Angstrom: A 1 A ………………Cuanto más alejado se encuentra un electrón del núcleo, tiene mayor radio atómico y

por consiguiente más energía.Una de las características que más influye en la ACTIVIDAD QUÍMICA de un

elemento, es su mayor o menor radio atómico.

- EN LOS PERIODOS, los radios atómicos, disminuyen a medida que se recorre de izquierda a derecha, por cada vez por cada vez la mayor atracción electropositiva que ejerce el núcleo sobre ellos.

- EN LOS GRUPOS, el radio atómico aumenta a medida que se desciende, debido a que aumenta el número de energía, y los electrones de las capas internas completas, se encuentran muy cerca al núcleo, ejerciendo una acción llamada “EFECTO DE PANTALLA” que neutraliza en gran parte la atracción electrostática que el núcleo ejerce sobre los electrones externos.

Disminuye el radio atómico.(PERIODOS)

Aumenta el radio atómico.

(GRUPOS)

3. POTENCIAL DE IONIZACIÓN.- Se entiende como potencial de ionización a la energía mínima requerida para arrancar un electrón de un átomo y convertirlo en ión positivo.

El potencial de ionización se expresa en electrón-voltio (eV) 1 eV ……………….

46


LOS METALES; Tienen bajo potencial de ionización, porque tienen pocos electrones en el último nivel resultando fácil que puedan perder un electrón.

LOS NO METALES; En cambio tienen alto potencial de ionización, pues su radio atómico es pequeño, porque el núcleo ejerce bastante atracción sobre sus electrones, siendo por ello difícil arrancarlos.

LOS GASES NOBLES; Tienen mayor potencial de ionización aún pues debido a su configuración electrónica estable, es una ocupación muy difícil de romper.

- EN LOS PERIODOS; aumenta el potencial de ionización a medida que se avanza hacia la derecha.

- EN LOS GRUPOS; Disminuye progresivamente cuando se baja.Aumenta el potencial de ionización.

(PERIODOS)Disminuye el

potencial de ionización.

(GRUPOS)4.

ELECTRONEGATIVIDAD: Es la capacidad que tiene un átomo en una molécula, para atraer electrones hacia sí mismo.

El átomo que atrae con mayor intensidad al par electrónico, resulta ser más electronegativo.

- EN LOS PERIODOS, la electronegatividad aumenta hacia la derecha.- EN LOS GRUPOS, la electronegatividad disminuye hacia abajo.

Aumenta la electronegatividad.(PERIODOS)Disminuye la

electronegatividad.(GRUPOS)


Apellidos y nombres:.....................................................................................Grado:...................Sección:....................... Nro. De Orden:..................

1.- Completar el siguiente cuadro:

Nomenclatura Fierro SodioNotación Hg S

2.- Poner una sola razón por la cual, la tabla periódica de Mendeleiev no era la más adecuada o completa.…………………………………………………………………………………………………………….

3.- ¿Por qué se llama periodo incompleto al periodo 7?…………………………………………………………………………………………………………….

4.- ¿En qué periodo se encuentra el elemento Selenio (Se34)?

Periodo:¿Por qué?.........................................................................................................................5.- ¿Por qué a los gases nobles, se les nomina como grupo cero

(0)?..................................................................................................................................................................................................................................................................................................

47


6.- ¿En qué grupo se encuentra el Manganeso (Mn25)?

Grupo:¿Por qué?.........................................................................................................................7.- Demostrar que el Sodio (Na11) es un elemento “s”

…………………………………………………………………………………………………….....................................................................................................................................................

8.- Indicar al costado de cada elemento ¿a qué clase pertenece en la tabla?

Elemento Por su configuración electrónica Por su carácter químicoRadón

OxígenoUranioFierro

9.- Indicar que elementos son más metálicos:El Litio o el Carbono:……………………………………………………………………………¿Por qué?.........................................................................................................................El Litio o el Sodio:……………………………………………………………………………….¿Por qué?.........................................................................................................................10.- De las 4 propiedades periódicas estudiadas indicar que ocurre en la tabla

periódica, “SI AUMENTA O DISMINUYE” en los grupos y periodos.

Propiedades periódicas Periodos Grupos

Carácter metálico

Radio atómico

Potencial de ionización

Electronegatividad

FORMACIÓN DE MOLÉCULAS Y ENLACE QUÍMICO

I.- TEMA PARA DESARROLLAR EN EQUIPO:

1.- ¿Qué son las moléculas?............................................................................................

…………………………………………………………………………………………………………….

2.- ¿Cómo se forman las moléculas?...............................................................................

……………………………………………………………………………………………………………

3.- ¿A qué se llama configuración electrónica estable?...................................................

…………………………………………………………………………………………………………….

4.- ¿Qué es combinación química?..................................................................................

…………………………………………………………………………………………………………….

5.- ¿Por qué los gases nobles no se combinan?.............................................................

…………………………………………………………………………………………………………….

6.- ¿A qué se llama octeto?..............................................................................................

48


…………………………………………………………………………………………………………….

7.- ¿Qué es enlace químico?...........................................................................................

…………………………………………………………………………………………………………….

8.- Enumerar las clases de enlace que existen:……………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

9.- Explica brevemente sobre cada clase de enlace y pon un ejemplo de cada una:

FORMACIÓN DE MOLÉCULAS Y ENLACE QUÍMICO

MOLÉCULA: Es el conjunto de 2 o más átomos unidos por enlace químico, en la que cada átomo alcanza una configuración electrónica estable.

Ejemplo: la molécula de agua (H2O) está formada por 2 átomos de Hidrógeno y uno de oxígeno.

105o Molécula de agua.

CONFIGURACIÓNN ELECTRÓNICA ESTABLE: Un átomo alcanza su configuración electrónica estable, cuando tiene completo su último nivel de energía con 2 u 8 electrones.

Los átomos de los elementos químicos, generalmente tienen incompleto su último nivel de energía, es decir tienen “ELECTRONES DE VALENCIA”, por lo que tratan de combinarse con otros átomos a fin de adquirir una configuración electrónica estable.

49

H

H

O


Los únicos elementos químicos que tienen configuración electrónica estable, por lo que no pueden combinarse con otros átomos para formar moléculas.

Realiza la configuración electrónica de todos los gases nobles:

He2:……………………………………………………………………………………………….

Ne10:………………………………………………………………………………………………

Ar18:………………………………………………………………………………………………

Kr36:………………………………………………………………………………………………

Xe54:……………………………………………………………………………………………...

Rn86:………………………………………………………………………………………………

TEORÍA DEL OCTETO ELECTRÓNICO: El científico LEWIS en el año de 1916 explicó el comportamiento químico de los elementos enunciando su teoría del octeto que dice:

Así mismo formuló una manera de escribir la estructura electrónica de un átomo, a la que se denominó “ESTRUCTURA PRÁCTICA DE LEWIS” que consiste en colocar los electrones de valencia o del último nivel en torno al símbolo del átomo, así por ejemplo:

Na Be Al C N S F

ENLACE QUÍMICO: Son las fuerzas que actúan sobre los átomos manteniéndolos unidos en la molécula.

La explicación de ´´este fenómeno, es por que los cambios ocurridos en los electrones de valencia, tienden a originar estructuras más estables similares a la de los gases nobles.

CLASES DE ENLACE QUÍMICO: En general existen 3 clases de enlace químico:- Enlace electrovalente o iónico.- Enlace covalente.- Enlace metálico.

A. ENLACE ELECTROVALENTE: Llamado también iónico, es la fuerza de atracción que hay entre iones de signo contrario, se presenta cuando se une un metal con un no metal.

Este tipo de enlace se da por la diferencia de electronegatividades entre los metales y no metales; cuanto mayor sea esta diferencia, más fuerte será el enlace electrovalente.

50

“Todos los átomos al reaccionar tienden a adquirir la configuración electrónica estable de gas noble más cercano, es decir, tratan de adquirir 8 electrones en el último nivel de energía a veces 2”


CARACTERÍSTICAS DEL ENLACE ELECTROVALENTE:

- El metal pierde electrones convirtiéndose en ión positivo, en cambio el no metal gana los electrones y se convierte en ión negativo.

- Existe pues transferencia de electrones de un átomo a otro.- El enlace electrovalente, tiene carácter electrostático, por lo que los compuestos

electrovalentes, se presentan como sólidos cristalinos.- La unión o atracción entre átomos, mediante enlace electrovalente, se realiza de la

siguiente manera.

Ejemplo: La unión del átomo de Sodio (Metal) con el Cloro (No Metal) para formar la molécula de Cloruro de Sodio (NaCl) o Sal común.

Na + Cl Na ClÁtomo neutro de Sodio Átomo neutro de Cloro ión Sodio ión Cloro

(Cloruro de Sodio)

Nao – 1e Na+

1s2, 2s2, 2p6, 3s1 1s2, 2s2, 2p6

Clo + 1e Cl- 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6

Na+ + Cl- Na+Cl-

51

n 1 2x 2 8

n 1 2 3x 2 8 8

IONES: Son átomos o conjunto de átomos con carga eléctrica, por pérdida o ganancia de electrones.

Existen dos clases de iones:- IONES POSITIVOS: Cuando un átomo pierde electrones se carga positivamente.- IONES NEGATIVOS: Cuando un átomo gana electrones se carga negativamente.

Átomo neutro de Sodio Na11

Ión sodio positivo

Configuración electrónica estable Ne10

Átomo neutro de Cloro Cl17 Ión Cloro negativo

Configuración electrónica estable Ar18.


+Na 1s2, 2s2, 2p6, 3p6, 3s2, 2p6, 2s2, 1s2 Cl- Enlace Na : Cl

ENLACE COVALENTE: Es el que se da entre átomos que comparten electrones, se caracteriza porque no hay transferencia de electrones, sino que son compartidos.

Existe 3 clases de enlace covalente:- Enlace covalente puro o apolar.- Enlace covalente polar.- Enlace covalente coordinado.1.- ENLACE COVALENTE PURO O APOLAR: se da entre átomos que pertenecen a

un mismo elemento, es decir entre aquellos que tienen el mismo valor de electronegatividad.Por ejemplo la molécula de Cloro (Cl2)

Cl + Cl Cl Cl 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6

Cada átomo de Cloro después cada átomo de CloroCl 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3px

2, 3py2, (3pz

1, 3pz1), 3py

2, 3px2, 3s2, 2p6, 2s2, 1s2 Cl

(Par electrónico compartido)- De acuerdo con el número de pares electrónicos compartidos, el enlace se

denomina:Covalente simple Covalente doble Covalente triple

Cl Cl O O N N

2.- ENLACE COVALENTE POLAR: Se realiza entre átomos diferentes o sea entre átomos de elementos que tienen diferente electronegatividad.

Por este hecho, se presentan 2 dipolos, es decir, cada átomo adquiere carga.Así por ejemplo cuando se combinan el Hidrógeno (H) con el Cloro (Cl) para formar la

molécula de ácido clorhídrico o cloruro de hidrógeno (HCl).

H + Cl H Cl H1: 1s1 Cl17: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5

H:1s1, 3pz1, 3py

2, 3px2, 3s2, 2p6, 2s2, 1s2 : Cl

52

n 1 2 3x 2 8 8

n 1 2 3x 2 8 7


Como se ve, ambos átomos comparten un par de electrones pero los valores de electronegatividad del Hidrógeno y el Cloro son diferentes:

Cl =3 H = 2.1Lo que implica, que este par electrónico, es desigualmente atraído, encontrándose

más cerca al Cloro que al Hidrógeno; el Cloro adquiere cierta carga negativa y el Hidrógeno cierta carga positiva, representándose de esta manera:

∂ + ∂ -

H ClEn consecuencia la molécula resulta polar, pues si bien no hay transferencia de

electrones, presentan una desigual distribución de carga eléctrica, comportándose como un imán o dipolo.

Ahora bien se entiende, que los dipolos, si son colocados en un campo eléctrico, por su constitución, se orientan de tal manera que el extremo positivo del dipolo se orienta hacia la placa positiva del campo eléctrico y viceversa.

Dipolos

3.- ENLACE COVALENTE COORDINADO: Es cuando el par de electrones compartidos, es aportado solo por uno de los átomos, ejemplo: la molécula de dióxido de azufre o anhídrido sulfuroso (SO2).

O

S O

- El átomo que aporta el par de electrones como el azufre, se llama “DADOR”.En cambio el átomo que recibe el par de electrones, se llama “RECEPTOR”.El enlace covalente coordinado, se indica con una flecha que va del átomo DADOR al

RECEPTOR, así por ejemplo:

O

S OENLACE METÁLICO: Como su nombre lo indica, se realiza entre los metales,

especialmente de os grupos I y II.

53

Pla

ca (

+)

Pla

ca (

-)

- + - +

- + - + - +

- +- +

Enlace covalente polar

Enlace covalente coordinado


Los metales, tienen la característica de tener electrones libres, que se mueven de un átomo a otro, de manera que entre átomos de metales, existe una especie de canje de electrones libres.

Dichos electrones en movimiento originan la CORRIENTE ELÉCTRICA y las demás propiedades de los metales como el brillo, maleabilidad, ductibilidad, etc.

Los átomos de los metales forman una especie de paquete o red cristalina.

CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPUESTOS ELECTROVALENTES IONICOS Y LOS COMPUESTOS COVALENTES

COMPUESTOS ELECTROVALENTES O IONICOS

COMPUESTOS COVALENTES

1. Fundidos; conducen muy bien la corriente eléctrica.2. Sus soluciones son muy buenas conductoras de la corriente eléctrica.

3. Son solubles en disolventes polares como el agua.4. Reaccionan más rápidamente en reacciones de doble descomposición.5. Poseen puntos de fusión y ebullición altos.

6. En estado sólido, presentan cristales formados por iones positivos y negativos.7. La mayoría son de naturaleza inorgánica.

1. Son nulos conductores de la corriente eléctrica.2. Sus soluciones no conducen la corriente eléctrica, a menos que al disolverse reaccionen con el disolvente.3. Son más solubles en disolventes no polares.4. Reaccionan lentamente en reacción de doble descomposición.5. Poseen puntos de fusión y ebullición bajos.6. En estado sólido presentan cristales formados por moléculas no polares.7. La mayoría son de naturaleza orgánica.

III. APLICACIÓN: (Práctica de laboratorio)“LOS COMPUESTOS ELECTROVALENTES Y COVALENTES”

1.- PRSENTACIÓN:La presente práctica de laboratorio dará la oportunidad a cada uno de Uds. Para que

puedan poner en práctica todos los conocimientos teóricos adquiridos; en ella, deben Uds. Poner su ingenio, creatividad, trabajar con mucho orden y disciplina, al final deben anotar los datos obtenidos, en forma sistemática y concreta.

La práctica, tiene una calificación de veinte (20) puntos, distribuidos de la siguiente manera:

- Formulación de hipótesis 04 puntos.- Ejecución del trabajo 09 puntos.

54


- Formulación de conclusiones 04 puntos.17 puntos.

- Manejo de materiales de laboratorio: 03 puntos.Orden, limpieza y disciplina. ________

TOTAL: 20 puntos.2.- OBJETIVOS:2.1. Identificar experimentalmente las sustancias electrovalentes y covalentes.2.2. Interpretar el trabajo experimental, utilizando los conocimientos teóricos

adquiridos.2.3. Aplicar los resultados del trabajo experimental a la solución de problemas

concretos del medio.3.- PROBLEMATIZACIÓN: (Punto de partida)3.1. Determinar: ¿Qué clase de enlace tienen las siguientes sustancias?

1. Cloruro de Sodio o Sal común (NaCl).2. Sacarosa o azúcar de mesa (C12H22O11).3. Hidróxido de Potasio (KOH).4. Alcohol etílico (C2H5OH).

3.2. ¿Cuál es la diferencia entre el agua destilada y el agua potable?4.- FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS: Deben formular una o más hipótesis para Cada

punto de la problematización (3.1 y 3.2) y que sean una respuesta a esas interrogantes planteadas.

PARA EL PROBLEMA 3.1:…………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

PARA EL PROBLEMA 3.2: ……………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

5.- DISEÑO EXPERIMENTAL:5.1. Selección de materiales y sustancias a utilizar:

De la siguiente lista de materiales deben seleccionar aquellas que van a utilizar:

- Beaker de 100 cm3, 250 cm3 y 400 cm3.- Tubos de ensayo. - Cable conductor.- Matraz Erlenmeyer. - Mechero de alcohol.- Pinzas para tubos de ensayo. - Placas de vidrio.- Equipo de conductividad. - Cápsulas de porcelana.- Equipo de electrolisis. - Gradillas.- Transformador. - Electrodos con porta electrodos.

55


MATERIALES SELECCIONADOS CANTIDAD

Además anota una lista de que sustancias van a utilizar aparte de lo ya mencionado en la problematización:.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

....................................................................

5.2. Realizar una lista de los pasos a seguir:

ORDEN PASOS A SEGUIR

5.3. Desarrollar los pasos planteados: (ejecución)¡DEBEN EMPEZAR EXPERIMENTANDO LAS HIPÓTESIS FORMULADAS!Instrucciones a seguir:a. En cada paso deben realizar una exhaustiva observación de lo que ocurre.

b. Si fuera necesario deben repetirse los pasos seguidos una y otra vez,

inclusive variando las condiciones, con la finalidad de obtener datos exactos.

c. Deben registrar en forma ordenada todos los datos que se observan para lo

que podrán utilizar:

- Notas o apuntes.

56


- Descripciones.

- Dibujos.

- Esquemas.

- Cuadros.

- Gráficos, etc.

d. Explicar y fundamentar cada uno de los resultados obtenidos, utilizando los

conocimientos teóricos adquiridos.

6.- CONCLUSIONES:6.1. ¿A qué conclusiones llegaron, luego de confrontar sus hipótesis (sobre los

problemas 3.1 y 3.2) con los resultados de su experimentación?

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

6.2. ¿De qué manera pueden Uds. Aplicar lo que han experimentado en la vida diaria,

especialmente en la solución de problemas de nuestro medio?

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

DEMOSTRANDO LO APRENDIDO EN CIENCIA TECNOLOGÍA Y AMBIENTEApellidos y nombres:.....................................................................................Grado:...................Sección:....................... Nro. De Orden:..................

1.- La molécula de (Al2SO4) Sulfato de Aluminio, está conformada por átomos de 3 elementos diferentes.

¿Cuántos átomos de cada elemento intervienen?Para responder es preciso observar bien la fórmula:a)…………………………………….b)…………………………………….c)…………………………………….2.- Realizar la configuración electrónica del Neón (Ne10) e indicar, por que se dice que tiene

configuración electrónica estable.Ne10:………………………………………………………………………………………………

57


nx

3.- Representar según la escritura LEWIS la configuración electrónica del Litio (Li3).Li3:………………………………………………………………………………………………...nx

4.- Existen 3 clases de enlace químico que son:- …………………………………………………………………………………………………..- …………………………………………………………………………………………………..- …………………………………………………………………………………………………..5.- Utilizando la escritura de LEWIS, representar el enlace producido entre el Potasio y el Yodo, para

formar el Yoduro de Potasio (KI).

K19 + I53 K I

6.- ¿Qué es el enlace covalente?……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

7.- La molécula de agua está formada por enlace covalente polar, representa en forma gráfica esa molécula.

8.- En el siguiente enlace covalente coordinado, indica cuál es el elemento DADOR y cuál es el RECEPTOR.

9.- ¿A qué se debe que los metales son buenos conductores de la corriente eléctrica?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

10.- Indicar que clases de enlace tienen los siguientes compuestos:SUSTANCIA ENLACE ¿POR QUÉ?

AguaCloruro de SodioAzúcarAlcoholHidróxido de Potasio

FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS

58



Alumno (a) :..................................................................................................

Docente: Prof. ALEX MURILLO LLANQUI

“Planificación Estratégica para una Educación de Calidad”

TEMA: “FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS”TEMA: “FUNCIONES QUÍMICAS INORGÁNICAS”

I.E.S. “Pedro Vilcapaza” JULIACA - PERÚ


I.- TEMA PARA DIALOGAR Y RESPONDER EN EQUIPO:1.- El elemento carbono, tiene como valencias. -4, +4, +2 ¿Qué es valencia?

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

2.- ¿De qué electrones depende la valencia?..................................................................…………………………………………………………………………………………………………….

3.- El Hidrógeno, tiene como número de oxidación +1 y el Oxígeno -2 ¿Cuál será el número de oxidación del Nitrógeno en el ácido Nítrico (HNO3), teniendo en cuenta que la suma algebraica de los tres números de oxidación debe ser cero?

4.- Escribe los nombres que corresponde a las siguientes fórmulas:H2SO4:……………………………………………………………………………………………NaCl:……………………………………………………………………………………………...CO2:………………………………………………………………………………………………Fe2O3:…………………………………………………………………………………………….5.- Completa los siguientes esquemas:

+

+

+ +

+

+ +

+ +

6.- ¿A qué sustancia inorgánica se le conoce como disolvente

universal?....................................................................................................................................

7.- ¿Cuántos cm3 de agua destilada y cuántos de ácido sulfúrico se necesitan para preparar una solución de ácido sulfúrico al 5%?

FUNDAMENTOS:1.1. VALENCIA.- Es el número de electrones que pierden, ganan o comparten los

átomos en las combinaciones químicas, para alcanzar su configuración electrónica estable.La valencia depende de los electrones generalmente del último nivel, por eso se les

llama electrones de valencia.1.2. NÚMERO DE OXIDACIÓN.- Llamado también estado de oxidación de un

elemento, es la carga positiva o negativa que debe asignarse a los átomos de un elemento en el compuesto, si todos los enlaces fuesen iónicos.

59

Oxígeno

Óxido

Hidrógeno

Hidrácido

Agua

No Metal

Hidróxido

No Metal

Metal

Anhídrido

Ácido Oxácido

Oxisal Agua

Agua


1.3. ¿Cómo encontrar el número de oxidación de un elemento en un compuesto?- Para ello, debemos tener en cuenta las siguientes reglas:

a) Todos los elementos que se encuentran libres, es decir que no estén combinados, tienen como número de oxidación cero. Ejemplo:

F2 O2 Mg Li etc.b) El Hidrógeno cuando se encuentra combinado, tiene como número de oxidación

+1, salvo en el caso de los hidruros metálicos, donde su número de oxidación es -1.c) El Oxígeno cuando está combinado tiene como número de oxidación -2, salvo en el

caso de los peróxidos, donde actúa con -1.d) La suma algebraica de los números de oxidación positivos y negativos de los

átomos que forman un compuesto, debe ser cero; demostrando que la molécula, es eléctricamente neutra.

Ejemplo: Encontrar el número de oxidación del Plomo en el óxido plúmbico (PbO2).1º se halla el total de valencias negativas:

2 átomos de Oxígeno 2(-2) = -42º Se halla el total de valencias positivas, es decir el número de oxidación del Plomo.Si el Oxígeno, es -4, entonces para compensar el Plomo será +4, así:

O 2(-2) = -4Pb = +4

0RESPUESTA: El número de oxidación del Plomo es +4.

EJERCICIOS1.- Determinar el número de oxidación del azufre en el ácido sulfúrico (H2SO4)

2.- Hallar el número de oxidación del Cromo en el cromato de potasio (K2Cr2O7)

1.4. NOTACIÓN.- Es el conjunto de reglas que nos indican, cómo representar gráficamente los elementos, los compuestos y las reacciones químicas.

Los elementos químicos se representan por símbolos.

Elemento SímboloFlúor F2

Oxígeno O2

Los compuestos químicos se representan por fórmulas.

Compuesto FórmulasCloruro de Sodio NaClÁcido sulfúrico H2SO4

Las reacciones o cambios químicos, se representan por medio de las ecuaciones químicas.

60


En consecuencia las ECUACIONES QUÍMICAS, son la representación abreviada de un cambio químico. Ejemplo:

Cuando se quema el magnesio en el aire, se oxida.

Mg + O2 MgOSustancias reaccionantes Producto

NOTA.- En toda ecuación química, se debe tener en cuenta los siguientes aspectos:a) Cuando los elementos van solos en las ecuaciones, se les representa por su

símbolo, pero sin subíndices, salvo en el caso de los siguientes elementos:H2 , N2 , O2 , F2 , Cl2 , Br2 , I2 , P2

b) Para que una ecuación tenga validez, debe satisfacer condiciones tales como:- Debe estar de acuerdo con los hechos experimentados.- Las fórmulas deben estar correctamente escritas.- La cantidad de cada clase de átomos de las sustancias reaccionantes debe ser igual

al número total de cada clase de átomos del producto; cuando esto ocurre se dice que la ecuación está balanceada. En caso de no estar balanceada la ecuación, se procede a balancearla, utilizando números llamados coeficientes que se colocan delante de las fórmulas de los compuestos o de los símbolos de los elementos, ejemplo:

Cl + O2 Cl2O4Cl + O2 2Cl2O

1.5. NOMENCLATURA.- Es el conjunto de reglas que sirven para nominar a los elementos y especialmente a los compuestos químicos.

Existen dos tipos de nomenclatura para nominar a los compuestos químicos inorgánicos, la NOMENCLATURA CLÁSICA y la NOMENCLATURA MODERNA.

NOMENCLATURA CLÁSICA.- Corresponde a una forma de denominar a los compuestos químicos utilizando prefijos tales como HIPO e HIPER y sufijos, tales como OSO, ICO, ITO, ATO, para referirse a la mayor o menor valencia con la que actúan los elementos en el compuesto químico. Ejemplo:

Cl2O Anhídrido Hipocloroso SufijoPrefijo

Cl2O3 Anhídrido ClorosoCl2O5 Anhídrido ClóricoCl2O7 Anhídrido Perclórico

NOMENCLATURA MODERNA.- O NOMENCLATURA DE HOFFMAN, WERNER y STOCK, aprobada por la I.U.P.A.C. (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), tiene la característica fundamental de ser descriptiva, es decir el nombre debe describir al compuesto, de manera que pueda utilizarse para cualquier idioma.

La nomenclatura moderna contempla la notación primero y la nomenclatura después.

SOBRE LA NOTACIÓN.- Deben escribirse los símbolos de los elementos en un orden tal que vayan del electronegativo al electropositivo, ejemplo:

NaCl PtO2

En el caso que existan dos elementos electropositivos o dos electronegativos, se escribirá primero el que tenga el mayor valor de electronegatividad. Ejemplo:

61


CO2 HCl

SOBRE LA NOMENCLATURA.- Se utiliza prefijos de cantidad, para indicar la cantidad de átomos con la que interviene cada elemento en la molécula.

Los prefijos Di, Tri, Tetra, Penta, Exa, Hepta, Octa, Nona, Deca…

PARA EL CASO DE LOS ÓXIDOS ÁCIDOS Y BÁSICOS:Fe2O3 Trióxido de difierroCO2 Dióxido de Carbono

PARA EL CASO DE LOS DEMÁS COMPUESTOS.- Por más complejos que sean, se les toma como compuestos binarios, formados por dos partes, la primera terminada en “URO” y la segunda utilizando los prefijos de cantidad. Ejemplo:

NaCl Cloruro de SodioCaI2 Diyoduro de CalcioNH3 Nitruro de trihidrógenoH2SO4 Tetraoxisulfuro de dihidrógeno

1.6. COMPUESTO QUÍMICO.- Es aquella sustancia que se obtiene por unión (mediante enlaces) de átomos de diferentes elementos. Por ejemplo la combinación de 2 átomos de Potasio con uno de Oxígeno, produce el compuesto químico denominado ÓXIDO DE POTASIO.

Al estudiar un compuesto químico, es importante conocer su constitución y su estructura, ya que de ello dependen sus propiedades físicas y químicas.

PROPIEDADES FÍSICAS DETERMINADAS POR:- Los tipos de enlaces que forman el compuesto.- Las cargas nucleares de los átomos constituyentes.- Punto de fusión.- Densidad.- Peso molecular.

PROPIEDADES QUÍMICAS DETERMINADAS POR:- La capacidad que tienen para reaccionar con otras sustancias.- Su poder reductor, etc.

GUÍA DE PRÁCTICAApellidos y Nombres:…………………………………………………………………………...APLICACIÓN: (Para trabajar en equipo)

ESTUDIO DE LAS FUNCIONES QUÍMICAS: “FUNDAMENTOS”

1. PROBLEMATIZACIÓN:EXPLICAR: ¿Qué ocurre cuando entra en combustión una astilla de madera?2. HIPÓTESIS:

3. EXPERIMENTACIÓN:3.1. DISEÑO EXPERIMENTAL:PASOS A SEGUIR

62


MATERIALES

SUSTANCIAS

3.2. REPRODUCCIÓN DEL FENÓMENO: (Experimentación propiamente dicha)- Dibujar el fenómeno ocurrido.- Indicar nombres con flechas.

ANTES DESPUES

3.3. DATOS OBTENIDOS: (Resumiendo en cuadros, esquemas, o en forma de descripciones)REFERENCIA:a) Escribir la ecuación química que representa el cambio observado, indicando las sustancias

reaccionantes y el producto.b) En la misma ecuación, indicar el número de oxidación de cada elemento que interviene, tanto en las

sustancias reaccionantes como en el producto.

4. CONCLUSIONES: ¿Qué ocurre cuando entra en combustión la astilla de madera?

5. APLICACIÓN: ¿Cómo podemos aplicar lo experimentado en la vida diaria?


Apellidos y nombres:.....................................................................................Grado:...................


1.- ¿Qué es valencia?.................................................................................................................

…………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………

63

+


…………………………………………………………………………………………………………….

2.- Hallar el número de oxidación de Fierro (Fe) en el óxido férrico (Fe2O3)

3.- Hallar el número de oxidación del Calcio (Ca) en el óxido de calcio (CaO)

4.- Balancea la siguiente ecuación:

Li + O2 Li2O

FUNCIÓN ÓXIDOS

TEMA PARA DIALOGAR Y RESPONDER EN EQUIPO:OBSERVEN LAS 3 DEMOSTRACIONES:

Magnesio

64


Azufre

1.- COMPLETEN EL SIGUIENTE CUADRO:

ELEMENTO SÍMBOLO VALENCIAS CLASE DE ELEMENTO POR SU CARÁCTER QUÍMICO

AZUFRE

MAGNESIO

2.- ¿Qué ocurre en la primera demostración?..................................................................

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

3.- Expliquen qué ocurrió con el Azufre en la segunda demostración?...........................

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

4.- Realicen una ecuación química, que represente el cambio ocurrido en la segunda

demostración.

+

5.- Expliquen ahora, que ocurrió con el Magnesio en la tercera demostración:…………

…………………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………….

6.- Realicen la ecuación química que represente el cambio ocurrido en la tercera

demostración.

+

FUNCIONES QUÍMICAS

Son clases de compuestos químicos, que se caracterizan por tener propiedades semejantes, debido a su composición química también semejante.

Existe una variedad de funciones químicas inorgánicas: Óxidos, Hidróxidos, Ácidos y Sales.

FUNCIÓN ÓXIDOSLos óxidos son compuestos químicos binarios, que resultan de la combinación de los

ELEMENTOS QUÍMICOS con el OXÍGENO, que actúa como electronegativo (-2).

65


ELEMENTO QUÍMICO + OXÍGENO ÓXIDO

Estudiaremos dos clases de óxidos:- Óxidos ácidos o anhídridos (No metálicos)- Óxidos Básicos (Metálicos)

FUNCIÓN ÓXIDO

66

Son compuestos químicos binarios, que resultan de la combinación de los no metales con el oxígeno. NO METAL + OXÍGENO ÓXIDO

ÁCIDO O ANHIDRIDONOTA.- Los no metales actúan con sus valencias positivas. Ejemplo:

Si + O2 SiO2

* Son compuestos covalentes.* Reaccionan con el agua,

formando ácidos oxácidos. Ejemplo:CO2 + H2O H2CO3

Anhídrido Ácido Carbónico Carbónico

Se obtiene por deshidratación de los ácidos oxácidos, de allí proviene el nombre de ANHIDRIDO (Sin agua). También pueden obtenerse por combustión directa de los no metales obteniéndose en ambos casos el anhídrido en estado gaseoso.

Son compuestos químicos binarios, que resultan de la combinación de los metales con el oxígeno.METAL + OXÍGENO ÓXIDO

BÁSICO

Ejemplo:

2Ca + O2 2CaO

* Son compuestos electrovalentes.

* Reaccionan con el agua formando Hidróxidos. Ejemplo:

CaO + H2O Ca (OH)2

Óxido de Hidróxido de Calcio Calcio

La mayoría se obtienen por combustión directa de los metales produciéndose el óxido en estado sólido (POLVO).

Algunos metales como el fierro se oxidan en presencia del agua.

ÓXIDOS ÁCIDOS O ANHIDRIDOS ÓXIDOS BÁSICOS

PROPIEDADES

a) Se escribe primero el símbolo del NO METAL, luego el símbolo del OXÍGENO.

NO METAL OXÍGENO

(+5) N O (-2)b) Se intercambian las valencias.

N2O5

c) Si el no metal tiene valencia divisible entre la valencia del Oxígeno, primero se intercambien las valencias y luego se simplifican ambas. Ejemplo:

C (+4) O (-2)

C2O4 CO2

1 2

Ejemplo: B (+3)

ANHÍDRIDO de BOROPalabra genérica

Ejemplo: C (+2) (+4)

CO ANHÍDRIDO CARBONOSO

CO2 ANHÍDRIDO CARBÓNICO

Ejemplo: Cl (+1) (+3) (+5) (+7)Cl2O ANHÍDIRIDO HIPOCLOROSOCl2O3 ANHÍDRIDO CLOROSOCl2O5 ANHÍDRIDO CLÓRICOCl2O7 ANHÍDRIDO PERCLÓRICO

HIPER

NOTACIÓN



“LOS ÓXIDOS”1.- PROBLEMATIZACIÓN:

1.1.- En el tiempo de una semana: ¿Qué elementos se oxidan en el agua?1.2.- ¿Qué elementos se oxidan por combustión?

REFERENCIA: (Metales en estudio)- Fierro - Plomo- Cobre - Zinc

67

a) Se escribe primero el símbolo del METAL, luego el símbolo del OXÍGENO.

METAL OXÍGENO

(+1) Li O (-2)b) Se intercambian las valencias.

Li2Oc) Si el metal tiene valencia divisible entre la valencia del Oxígeno, primero se intercambian las valencias y luego se simplifican ambas. Ejemplo:

Pb (+4) O (-2)

Pb2O4 PbO2

1 2

Ejemplo: Na (+1)

ÓXIDO de SODIOPalabra genérica

Ejemplo: Fe (+2) (+3)

FeO ÓXIDO FERROSO

Fe2O3 ÓXIDO FÉRRICO

NOTA.- Los metales con valencias mayores que 3, actúan como no metales, formando anhídridos y ácidos son los casos de:

Cr (+2) (+3) (+6) Como no metal.Mn (+2) (+3) (+4) (+5) (+7)

Como no metal.

NOMENCLATURA

a) CUANDO EL ELEMENTO TIENE UNA SOLA VALENCIA.

b) CUANDO EL ELEMENTO TIENE DOS VALENCIAS.

PARA LA MENOR VALENCIA (TERMINACIÓN OSO)

PARA LA MAYOR VALENCIA (TERMINACIÓN ICO)

c) CUANDO EL ELEMENTO TIENE MÁS DE 2 VALENCIAS

1.- Escribir las ecuaciones balanceadas de formación de los anhídridos con su respectiva nomenclatura.2.- Escribir las ecuaciones balanceadas de formación de los óxidos con su respectiva nomenclatura.


1.3.- ¿Cuáles son las propiedades más importantes del CO2?2.- HIPÓTESIS: (Sobre los problemas 1.1, 1.2 y 1.3)

3.- EXPERIMENTACIÓN:3.1.- Diseño experimental.PASOS A SEGUIR MATERIALES

SUSTANCIAS

3.2.- Experimentación propiamente dicha: (Observen, anoten y dibujen cada caso.

3.3.- Datos obtenidos:a) Oxidación de los metales

METALES SE OXIDAN EN PRESENCIA DEL AGUA SE OXIDAN POR COMBUSTIÓNFIERROCOBREPLOMO

ZINCb) Principales propiedades del anhídrido carbónico

PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES QUÍMICAS

4.- CONCLUSIONES:

5.- APLICACIÓN EN LA VIDA DIARIA:


1.- Escribe las fórmulas de los siguientes anhídridos:

68

1.1.-

1.2.-

1.3.-


a) Anhídrido Carbónico: ……………………………………………………………………….

b) Anhídrido Sulfuroso: ………………………………………………………………………...

c) Anhídrido Nítrico: ……………………………………………………………………………

d) Anhídrido Perclórico: ………………………………………………………………………..

2.- Escribe los nombres que corresponden a las siguientes fórmulas:

a) P2O5……………………………………………………………………………………………

b) CO……………………………………………………………………………………………..

c) B2O3……………………………………………………………………………………………

d) F2O3……………………………………………………………………………………………

3.- Escribe las fórmulas de los siguientes óxidos:

a) Óxido de Magnesio:………………………………………………………………………….

b) Óxido Férrico:………………………………………………………………………………...

c) Óxido de Calcio:……………………………………………………………………………...

d) Óxido Cúprico:………………………………………………………………………………..

4.- Escribir los nombres que corresponden a las siguientes fórmulas:

a) Ag2O…………………………………………………………………………………………...

b) Al2O3…………………………………………………………………………………………..

c) CrO3……………………………………………………………………………………………

d) K2O…………………………………………………………………………………………….

5.- Escribe las principales propiedades físicas y químicas del anhídrido carbónico:

PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES QUÍMICAS

FUNCIÓN ÁCIDOS Y FUNCIÓN HIDRÓXIDOS

I.- TEMA PARA DESARROLLAR EN EQUIPO:

Observa las siguientes demostraciones.

69


1.- ¿Qué utilizamos para reconocer las sustancia obtenidas en las demostraciones 1 y 2?

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

2.- ¿Qué ocurre en la primera demostración?............................................................................

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

3.- Escriban la ecuación química que representa el cambio observado en la primera

demostración.

+

4.- ¿Qué ocurre en la segunda demostración?

……………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

5.- Escriban la ecuación que represente el cambio observado en la segunda demostración.

+

FUNCIÓN ÁCIDOS Y FUNCIÓN HIDRÓXIDOSLOS ÁCIDOS; Son sustancias hidrogenadas, que al disolverse en agua dan iones

hidrógeno (H+) (protones).Hay dos clases de ácidos:1.- Ácidos oxácidos.

70

H2O

SO2

MgO


2.- Ácidos hidrácidos.Estudiaremos en paralelo la primera clase de ácidos: Los ÁCIDOS OXÁCIDOS con

los HIDRÓXIDOS, por algunas semejanzas en su origen y para determinar también sus diferencias que los hacen contrarios entre sí.

La segunda clase de ácidos: ÁCIDOS HIDRÁCIDOS, los estudiaremos después en forma independiente.

71

Son compuestos químicos ternarios que resultan de la combinación de los anhídridos con el agua.

+

Ejemplo:SO2 + H2O H2SO4

Anhídrido ÁcidoSulfuroso Sulfuroso

El grupo funcional de los ácidos en general es el IÓN HIDRÓGENO (H+).

* LOS ÁCIDOS OXÁCIDOS, son compuestos cuyas moléculas se encuentran unidas por enlaces covalentes, pero cuando se disuelven en agua, ceden iones H+ o protones, descomponiéndose en dos iones. (Radical ácido)

H2SO4 2H+ + SO4= (ó -2)

(Proceso reversible)* Los ácidos tienen sabor

agrio, parecido al limón o al vinagre.

* Disueltos, son buenos conductores de la corriente eléctrica, por que se ionizan.

Son compuestos químicos ternarios, que resultan de la combinación de un óxido soluble con el agua.

+

Ejemplo:MgO + H2O Mg (OH)2

Óxido de Hidróxido deMagnesio Magnesio

El grupo funcional de los hidróxidos es el RADICAL OXIDRILO (OH-).

* LOS HIDRÓXIDOS, son compuestos que resultan de la unión de un metal con el radical OH- mediante enlace electrovalente o iónico.

* Los hidróxidos disueltos en agua, también se ionizan.

NaOH Na+ + OH-

(Proceso reversible)* Los hidróxidos tienen sabor

a lejía.* Tienen propiedades

detergentes o jabonosas.* Disueltos son buenos

conductores de la corriente eléctrica, por que también por que también se ionizan.

ÁCIDOS OXÁCIDOS

HIDRÓXIDOS O BASES

ANHÍDRIDO AGUAÁCIDO OXÁCIDO

ÓXIDO AGUA HIDRÓXIDO

PROPIEDADES FÍSICAS

GRUPO FUNCIONAL

ESTRUCTURA MOLECULAR

ÁCIDOS FUERTES.- Son ácidos que tienen alto grado de ionización. Ejemplo: H2SO4

Las fórmulas de los ácidos oxácidos se escriben de la siguiente manera:Se pone los símbolos de los elementos que intervienen en el orden de Hidrógeno, No metal y Oxígeno.

Existen dos casos:a) Si el elemento no metal tiene

valencia impar se le agrega un Oxígeno del agua y se saca la mitad. Ejemplo: N+5

5 + 1 = 6 : 2 = 3El resultado será el subíndice

del oxígeno. HNO3

b) Si la valencia del elemento no metal es par, se le saca la mitad y se le aumenta 1. Ejemplo: S+6

6 : 2 = 3 + 1 = 4HSO4

Si la valencia es par, el número de hidrógenos será 2; la fórmula final es: H2SO4

PROPIEDADES QUÍMICAS

Los ácidos oxácidos y los hidróxidos, se neutralizan entre sí, formando sales oxisales más agua. Ejemplo:

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O Los ácidos oxácidos y los hidróxidos, producen cambios de color (viraje) ante

algunos indicadores.VIRAJE CON ALGUNOS INDICADORES

FENOLFTALEINA

INDICADORES HIDRÓXIDOS ÁCIDOS

TORNASOL

ANARANJADO DE METILO

ROJO CONGO

AZUL

ROJO

AMARILLO CLARO

ROJO

ROJO

INCOLORO

ROJO

AZUL


72

HIDRÓXIDOS FUERTES.- Son los hidróxidos o bases que tienen alto grado de ionización. Ejemplo: NaOH

Las fórmulas de los hidróxidos se escriben de la siguiente manera:

Primero se escribe el símbolo del Metal y luego el radical OH.

Se coloca al radical OH la valencia del metal, si ésta es 2 o más se encierra el radical entre paréntesis y se le coloca la valencia como subíndice. Ejemplos:

+1Na NaOH

+2Ca Ca (OH)2

+3Al Al (OH)3

+4Pb Pb (OH)4

NOTACIÓN

La palabra genérica es ÁCIDO, luego se utiliza las mismas reglas que para óxidos y anhídridos. Ejemplos:

H2CO2Ácido Carbonoso

H2CO3Ácido Carbónico

La palabra genérica es HIDRÓXIDO, luego se utiliza las mismas reglas que para los óxidos y anhídridos. Ejemplos:

NaOH Hidróxido de Sodio

Fe (OH)3 Hidróxido Férrico

NOMENCLATURA


ÁCIDOS ESPECIALES

Son ÁCIDOS OXÁCIDOS POLI HIDRATADOS, es decir formados por la suma de un

anhídrido y varias moléculas de agua.

Forman ácidos especiales los elementos de la familia del Fósforo.

Anhídrido Fosforoso P2O3

P2O3 + H2O 2HPO2 ácido meta fosforoso

P2O3 + 2H2O H4P2O5 ácido piro fosforoso

P2O3 + 3H2O 2H3P O3 ácido orto fosforoso

Anhídrido Fosfórico P2O5

P2O5 + H2O 2H P O2 ácido meta fosfórico

P2O5 + 2H2O H4P2O7 ácido piro fosfórico

P2O5 + 3H2O 2H3P O4 ácido orto fosfórico

EJERCICIOS

1.- Escribir las ecuaciones balanceadas, la notación y nomenclatura de los ácidos

oxácidos que se forman con los elementos no metales.

2.- Escribir las ecuaciones balanceadas, la notación y nomenclatura de los hidróxidos,

que se forman con los elementos metales.

ÁCIDOS HIDRÁCIDOSSon ácidos binarios, que resultan de la combinación del HIDRÓGENO con los NO

METALES: HALÓGENOS (VII A) y ANFÍGENOS o CALCÓGENOS (VI A).

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HIDRÓGENO + NO METAL ÁCIDO HIDRÁCIDO


NOTA: Los no metales, actúan con sus valencias negativas.

PROPIEDADES:

- Son compuestos covalentes.

- Se neutralizan con los hidróxidos, formando sales haloideas más agua.

NaOH + HCl NaCl + H2O

Hidróxido de Ácido Cloruro de Sodio Clorhídrico Sodio (Sal haloidea)- Reaccionan con muchos metales, dejando en libertad Hidrógeno gaseoso (entre

ellos el zinc y el magnesio).

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑

- Se ionizan en el agua, siendo por ello conductores de la corriente eléctrica.

- Tienen los mismos virajes ante los indicadores que los ácidos oxácidos.

NOTACIÓN: Se escribe primero el símbolo del Hidrógeno y luego el del no metal, seguidamente,

se intercambian las valencias. Ejemplo:HCL Cl -1

H2S S -2

NOMENCLATURA:Se les nombra con la palabra genérica “ÁCIDO” seguido del nombre del no metal

terminado en “HÍDRICO”. También se les nombra con el nombre del no metal terminado en “URO”, seguido de las palabras “DE HIDRÓGENO”. Ejemplo:

H F ácido Fluorhídrico Fluoruro de Hidrógeno

H Cl ácido Clorhídrico Cloruro de Hidrógeno

H Br ácido Bromhídrico Bromuro de Hidrógeno

H I ácido Yodhídrico Yoduro de Hidrógeno

H2S ácido Sulfhídrico Sulfuro de Hidrógeno

H2Se ácido Selenhídrico Seleniuro de Hidrógeno

H2Te ácido Telurhídrico Teluro de Hidrógeno


“ÁCIDOS E HIDRÓXIDOS”

74


1.- PROBLEMATIZACIÓN:1.1.- Dadas 4 sustancias: A, B, C, D, determinar cuáles son ácidos y cuáles son

hidróxidos o bases.1.2.- ¿Es posible obtener hidrógeno a partir de un ácido hidrácido y un metal?REFERENCIA: (HCl) (Zn)

2.- HIPÓTESIS:

3.- EXPERIMENTACIÓN:3.1.- Diseño experimental:

3.2.- EXPERIMENTACIÓN PROPIAMENTE DICHA: (Observa, anota y dibuja)

1.1.-

75

1.1.-

1.2.-

MATERIALES

SUSTANCIAS

PASOS A SEGUIR

ANTES DESPUES


1.2.-

3.3.- DATOS OBTENIDOS:

SUSTANCIAS CARÁCTER FÓRMULA NOMBREABCD

PRUEBA DEL HIDRÓGENO Ecuación química balanceada de obtención del hidrógeno.

NOTACIÓN: ………+……… ………….. + …………NOMENCLATURA:4.- CONCLUSIONES:

5.- APLICACIÓN EN LA VIDA DIARIA:


76

ANTES DESPUES


1.- Escribir las fórmulas de los siguientes ácidos oxácidos:

a) ácido carbónico……………………………………………………………………………....

b) ácido sulfuroso……………………………………………………………………………….

c) ácido nítrico…………………………………………………………………………………...

d) ácido fosfórico………………………………………………………………………………..

2.- Escribir las fórmulas de los siguientes ácidos hidrácidos:

a) ácido clorhídrico……………………………………………………………………………...

b) ácido sulfhídrico……………………………………………………………………………...

3.- Escribir las fórmulas de los siguientes hidróxidos:

a) Hidróxido de Magnesio……………………………………………………………………...

b) Hidróxido de Calcio………………………………………………………………………….

c) Hidróxido de Aluminio……………………………………………………………………….

d) Hidróxido de Sodio…………………………………………………………………………..

4.- Escribir los nombres de los siguientes compuestos:

a)

HCl……………………………………………………………………………………………..

b) Hg (OH)2………………………………………………………………………………………

c) H2S…………………………………………………………………………………………….

d) Al (OH)3……………………………………………………………………………………….

e) HNO3…………………………………………………………………………………………..

f) NaOH…………………………………………………………………………………………..

g) H2SO4………………………………………………………………………………………….

5.- Escribir las ecuaciones balanceadas de formación:

a) Del ácido sulfuroso:

b) Del Hidróxido de Magnesio:

6.- Completar el cuadro de viraje de los ácidos e hidróxidos ante los indicadores:

INDICADORES ÁCIDOS HIDRÓXIDOS

TORNASOL

FENOLFTALEINA

ANARANJADO DE METILO

FUNCIÓN SALES

I.- TEMA PARA DESARROLLAR EN EQUIPO:77


REALIZAR LAS SIGUIENTES OPERACIONES:

1.- A la solución de hidróxido de Sodio, agregar gotas de fenolftaleína

2.- Agregar ahora gota a gota la solución de HCl, sobre la solución de NaOH; notarán que poco a poco se va decolorando y continúan con la operación, hasta que quede de un color rosa bien pálido (según indique su profesor) (colorear).

3.- Finalmente someter a fuego la muestra, hasta que se evapore la sustancia líquida. (Dibujar el resultado)

OBSERVAR EL RESULTADO Y RESPONDER LAS SIGUIENTES PREGUNTAS:1.- ¿Qué sustancia queda en el fondo del tubo de ensayo?

COLOR SABOR CLASE DE SUSTANCIA NOMBRE

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Fenolftaleína

Solución deNaOH (Colorear)


2.- ¿Qué sustancia queda en las paredes superiores del tubo de ensayo?....................…………………………………………………………………………………………………………….

3.- Escriban la ecuación química que representa todo el cambio químico observado:(Sustancias reaccionantes) (Producto)

+ +

79

Quimica

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