Cómo está formada la materia?

Transcripción

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2 Cómo está formada la materia? Es posible dividir la materia infinitamente en pedazos más pequeños? A qué se deben las propiedades de los materiales??? Porqué un elemento es diferente de otros???

3 Modelos Atómicos Modelo Actual Dalton ( ) Thompson ( ) Rutherford ( ) Bohr ( ) La materia está formada por átomos. Son indivisibles. Las combinaciones de átomos produce los compuestos. El átomo esta formado por 2 partículas: Protones Electrones La mayor parte del átomo esta formada por espacio vacío. Núcleo: Protones Corteza: Electrones Los e- giran alrededor del núcleo: Cada órbita es un nivel de E. En diferentes órbitas circulares. A gran velocidad. La mayor parte del átomo es espacio vacío. La materia se comporta a veces como onda y a veces como partícula. No se puede situar al e- en un punto exacto en el espacio.

4 Tipos de radiación Alfa Consiste en la emisión de partículas alfa (partículas cargadas positivamente compuestas por dos protones y dos neutrones, equivalentes a un núcleo de helio) por un núcleo atómico. Cuando ocurre esta emisión, la masa del átomo en decaimiento disminuye cuatro unidades y su número atómico disminuye en dos. Son desviadas por campos magnéticos y eléctricos. Son muy ionizantes aunque poco penetrantes, la radiación alfa es bloqueada el aire o un papel. Beta Consiste en la emisión de electrones (beta negativas) o positrones (beta positivas) que provienen de la desintegración de los neutrones o protones de un núcleo en un estado excitado. Cuando ocurre esta emisión el número atómico aumenta o disminuye en una unidad y la masa atómica se mantiene constante. Esta radiación es desviada por campos magnéticos. Es más penetrante, puede ser bloqueada por finas láminas de muchos sólidos. Gamma Consiste en la emisión de ondas electromagnéticas constituida por fotones y no lleva carga. Es la radiación más penetrante, se necesitan capas muy gruesas de plomo o bario, u hormigón para detenerla o reducir su intensidad.

5 El experimento de Rutherford Radioactividad Reacciones Nucleares (los átomos se descomponen/ cambian para formar otros elementos) Fuente de partículas Partículas Lámina de Oro Detector de partículas Rutherford encontró que mayoría de las partículas seguían de largo, algunas rebotaban y otras se desviaban. Partículas Núcleo Átomos de la Lámina de Oro La mayor parte del átomo esta formada por espacio vacío. Átomos formados por: Núcleo: Protones y e- que giran a su alrededor Núcleo muy pequeño en comparación con el átomo Los e- se mueven a cierta distancia del núcleo y se mantienen atraídos al núcleo La carga de todos los e- es igual a la carga del núcleo

6 Analice las experiencias de Rutherford y explique: Por qué la mayor parte de las partículas atraviesan las láminas sin desviarse? Cómo explican que algunas partículas rebotan y vuelven sobre su trayectoria? En se que basó Rutherford para deducir los postulados de su modelo atómico?

7 El átomo de Bohr Bohr ( ) Núcleo: protones + neutrones. Alrededor del núcleo giran los e-, en número suficiente como para contrarrestar la carga positiva del núcleo. Los e- giran alrededor del núcleo: Cada órbita es un nivel de E. En diferentes órbitas circulares. A gran velocidad. Cada e- no puede moverse en cualquier órbita. Cuando los e- se mueven en una de sus órbitas no irradian energía. Un electrón puede saltar de una órbita a otra más próxima al núcleo (de menor energía) emitiendo luz; o bien, de una órbita a otra más alejada del núcleo (de mayor energía), absorbiendo luz, calor o energía eléctrica.

8 MODELO ATÓMICO ACTUAL Los n y p+ se localizan en el núcleo parte central del átomo Los e- se mueven en torno al núcleo en niveles energéticos: «zonas» de la misma energía en la cual existe gran probabilidad de encontrar el electrón neutrones protones Los e- tienden a estar en orbitales de baja energía (niveles de energía=n). Pero no todos pueden ocupar el mismo orbital: niveles de energía En la primera órbita n=1: caben 2 e- En la segunda órbita n=2: caben 8 e- En la tercera órbita n=3: caben 18 e- El numero de e- que puede situarse en cada nivel esta dado por la ecuación: Número de electrones= 2 n 2

9 TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS Unidad 1. Parte C Introducción al estudio de la Química- Curso de Ingreso 2018 Kinesiología y Fisioterapia

10 Número Atómico (Z): indica la cantidad de protones en un átomo. Como el átomo no tiene carga, coincide con el número de electrones. Número Másico (A): su valor es igual a la suma de protones + neutrones Símbolo del elemento Isótopos: son dos átomos de un mismo elemento que poseen la misma cantidad de protones (Z) pero difieren en la cantidad de neutrones, por lo tanto poseen diferente número másico (A).

11 Isótopos: son dos átomos de un mismo elemento que poseen la misma cantidad de protones (Z) pero difieren en la cantidad de neutrones, por lo tanto poseen diferente número másico (A). Supongamos 3 átomos de identidad desconocida: 14 X 6 12 Y 6 12 Z 7 X= Y= Z= posee 6 protones, 6 electrones y (14-6= 8) 8 neutrones posee 6 protones, 6 electrones y (12-6= 6) 6 neutrones posee 7 protones, 7 electrones y (12-7= 5) 5 neutrones

12 Qué es un ión? Un ION es un átomo o grupo de átomos que tienen una carga neta positiva o negativa

13 Complete con lo que corresponda: a) Las partículas subatómicas con carga negativa se denominan. ELECTRÓN b) Las especies de igual número atómico y diferente número másico son. ISÓTOPOS c) La partícula sin carga neta que se encuentra en el núcleo atómico es el NEUTRÓN d) La región del átomo con mayor masa es el N ATÓMICO NÚCLEO e) Con la letra Z se representa el

14 Configuración electrónica: Es la distribución de e- según el nivel de energía de los mismos. Niveles energéticos u orbitales: «zonas» de la misma energía. Orbital s: caben 2 e- Orbital p: caben 6 e- Orbital d: caben 10 e- Orbital f: caben 14 e-

15 Giro o spin del electrón: Dos e- situados en un mismo orbital: Poseen un movimiento de giro en torno a su propio eje (uno hacia la izquierda y otro hacia la derecha) Los electrones de un mismo orbital tienen spin contrario se presentan como +1/2 y -1/2

16 Átomo de Hidrógeno (H) 1 protón 1 electrón que se encuentra girando en el orbital s. Se simboliza de la siguiente manera: 1s 1 Nivel de energía 1 s 1 Número de e- presente en el orbital o subnivel Orbital s (subnivel) Cuando tenemos un átomo polielectrónico (dos o más e-) Cómo se colocan estos e- en los diferentes orbitales?

17 Cómo se colocan los e- en los diferentes orbitales? CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 1) Los orbitales se llenan de menor a mayor energía 2) En cada orbital caben únicamente dos electrones (con spines opuestos) 3) Regla de Máxima multiplicidad de Hund electrones desapareados: Establece que cuando tenemos orbitales equivalentes, que tienen el mismo valor de energía, como los orbitales p los e- se van a colocar lo más separado posible. S Px Py Pz S Px Py Pz

18 Al colocar los orbitales de esta forma el orden energético de menor a mayor energía esta indicado con las flechas celestes:

19 Realizar la configuración electrónica de los siguientes elementos: n=1 n=2 Carbono (C) posee 6 e- (Z=6): S S Px Py Pz 1s 2 2s 2 2p 2 Escandio (Sc) posee 21 e- (Z=21): n=1 n=2 n=3 n=4 n=3 S S Px Py Pz S Px Py Pz S d 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1

20 Configuración electrónica simplificada: Sc (Z=21): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 1 [Ar] 4s 2 3d 1 Para ello, debemos escribir el gas noble anterior al elemento químico del que queremos hacer la configuración electrónica y después las capas finales del átomo.

21 Completa el cuadro con los datos que faltan: Elemento Símbolo Z A protones neutrones electrones Electrones por NIVEL Sodio Na Potasio K Nitrógeno N Cloro Cl Cloro (-1) Calcio (+2) Cl - Ca Cuándo un átomo está neutro (sin carga neta) como es la cantidad de electrones respecto a los protones?

22 Períodos: corresponden con los niveles de energía del átomo de Bohr. Columnas: Elementos que presentan propiedades físicas y químicas semejantes. A: se denominan elementos representativos y los B: de transición IA IIA Metales Alcalinos Metales Alcalinos térreos Gases Nobles Halógenos No metales Metaloides IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB Elementos de transición Lantánidos Actínidos Elementos de transición interna

23 Diagrama de Moller: Utiliza la configuración electrónica para analizar la disposición de los elementos en la tabla 2 1 n s p

24 GRUPO P E R I O D O Los elementos pertenecientes a un mismo grupo tienen la misma configuración de valencia. Difieren en el período en el que se encuentran esos electrones. La diferencia entre un elemento y otro del mismo período es de una capa o nivel completo. Configuración de valencia: electrones del último nivel incompleto. Es indicado por el número de grupo. Los elementos pertenecientes a un mismo período, tienen los e- en el mismo nivel.

25 Sin tabla periódica De acuerdo con las siguientes configuraciones electrónicas indique su número atómico, el grupo y período al que pertenece a) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 b) [Ar] 4s 2 3d 10 4p 1 c) [Kr] 5s 1 d) [Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 6 Z=15; grupo V A (15); Período 3 Z=31; grupo IIIA (13); Período 4 Z=37; grupo IA (1); Período 5 Z=86; grupo VIIIA (18);Período 6

26 Propiedades Periódicas Radio Atómico La mitad de la distancia entre dos núcleos de dos átomos adyacentes En un grupo, el radio atómico aumenta de arriba a abajo con la cantidad de niveles de energía. Al ser mayor el nivel de energía, el radio atómico es mayor En los períodos, el radio atómico aumenta de derecha a izquierda, ya que al ir hacia la derecha, el número másico (Z) aumenta en una unidad al pasar de un elemento a otro, es decir hay un aumento de carga nuclear por lo que los electrones son atraídos más fuertemente hacia el núcleo disminuyendo así el radio atómico.

27 ELECTRONEGATIVIDAD ENERGÍA DE IONIZACIÓN

28 Radio Iónico Radio atómico de un catión o un anión Los cationes se forman cuando se le quita uno o mas electrones de la región externa a un átomo. Como consecuencia hay mayor fuerza de atracción entre el núcleo y e-, la nube electrónica se contrae «los cationes son más pequeños que el átomo neutro del cual provienen» Los aniones se forman cuando se le adicionan uno o mas electrones de la región externa a un átomo. Como consecuencia hay mayor fuerza de repulsión entre los e-, la nube electrónica aumenta «los aniones son más mayores que el átomo neutro del cual provienen»

29 Iones isoelectrónicos: átomos que tienen el mismo número de electrones de valencia. Cationes isoelectrónicos Iones tripositivos Iones dipositivos Iones monopositivos Al +3 Mg +2 Na +1 Los 3 tienen el mismo número de e-. Cuál tiene menor radio iónico? Aniones isoelectrónicos Iones dinegativos Iones mononegativos O -2 F -1 Los 2 tienen el mismo número de e-. Cuál tiene menor radio iónico?

30 Energía de Ionización Energía mínima para quitar un e- de un átomo neutro en estado gaseoso. Está medida en la fuerza que se necesita para quitar un e- de un átomo. A menor radio atómico, mayor energía de ionización. Afinidad electrónica Energía que se libera cuando se adiciona un e- a un átomo neutro en estado gaseoso. Los No Metales aceptan e- y liberan E Los Metales tienen poca tendencia a captar e-.

31 Electronegatividad Es una medida de la capacidad de un átomo para atraer a los electrones. La electronegatividad de un átomo esta afectada fundamentalmente por dos magnitudes: su masa atómica y el radio atómico. Pauling, un investigador, propuso esta magnitud por primera vez en el año 1932, como un desarrollo de su teoría del enlace de valencia. Esta escala varía entre 0,7 para el elemento menos electronegativo y 4,0 más electronegativo.

32 Medidas en la escala Pauling:

33 ELECTRONEGATIVIDAD ENERGÍA DE IONIZACIÓN AFINIDAD ELECTRÓNICA ELECTRONEGATIVIDAD ENERGÍA DE IONIZACIÓN AFINIDAD ELECTRONICA

34 Carácter Metálico El carácter metálico es mayor en los elementos más electropositivos y menor en los electronegativos El carácter electropositivo es propio de los metales, las propiedades de un átomo de perder e- convirtiéndose en catión, se denomina carácter metálico. Conductividad eléctrica y térmica Una de las características más importante de un metal es su capacidad para conducir el calor y la electricidad Esta propiedad se debe a la movilidad de los llamados «electrones libres» que existe en el metal La conductividad eléctrica y térmica va aumentando a medida que aumenta el carácter metálico.

35 Elija de los siguientes elementos: Cloro Cesio Germanio Cobre a) El que tenga energía de Ionización más alta Neón b) Se considere un metaloide Germanio c) Presenta mayor carácter metálico Cesio d) Tenga menor radio atómico Cloro e) Tenga mayor electronegatividad Cloro

36 Ordene los siguientes elementos en orden creciente de radio atómicos: Bromo, Cloro, Arsénico, Potasio, Magnesio, Sodio, Calcio Para ello separemos primero los que son del mismo período: Período 3: Sodio/ Magnesio / Cloro Período 4: Potasio/ Calcio/ Arsénico/ Bromo Luego ordenamos los no metales y metales en el orden solicitado: Cloro, bromo, arsénico magnesio, sodio, calcio, potasio Finalmente el orden creciente de radio atómico es el siguiente Cloro, bromo, arsénico, magnesio, sodio, calcio, potasio

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