INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA TRABAJO PRÁCTICO N 1. 4 Año A, B, C, D Prof. María Laura Sepúlveda Broky

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1 INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA TRABAJO PRÁCTICO N 1 4 Año A, B, C, D Prof. María Laura Sepúlveda Broky

2 Prof. María Laura Sepúlveda Broky INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA -PROPIEDADES PERIÓDICAS Y SU VARIACIÓN EN LA TABLA. QUÉ SON LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS? SON PROPIEDADES QUE PRESENTAN LOS ÁTOMOS DE UN ELEMENTO Y QUE VARÍAN EN LA TABLA PERIÓDICA SIGUIENDO LA PERIODICIDAD DE LOS GRUPOS Y PERIODOS DE ÉSTA. POR LA POSICIÓN DE UN ELEMENTO PODEMOS PREDECIR QUÉ VALORES TENDRÁN DICHAS PROPIEDADES ASÍ COMO A TRAVÉS DE ELLAS, EL COMPORTAMIENTO QUÍMICO DEL ELEMENTO EN CUESTIÓN. VAMOS A ENCONTRAR UNA PERIODICIDAD DE ESAS PROPIEDADES EN LA TABLA. ESTO SUPONE POR EJEMPLO, QUE LA VARIACIÓN DE UNA DE ELLAS EN LOS GRUPOS O PERIODOS VA A RESPONDER A UNA REGLA GENERAL. EL CONOCER ESTAS REGLAS DE VARIACIÓN NOS VA A PERMITIR CONOCER EL COMPORTAMIENTO, DESDE UN PUNTO DE VISTA QUÍMICO, DE UN ELEMENTO, YA QUE DICHO COMPORTAMIENTO, DEPENDE EN GRAN MANERA DE SUS PROPIEDADES PERIÓDICAS. 1-TAMAÑO DE LOS ÁTOMOS: RADIO ATÓMICO E IÓNICO. El radio atómico se define como la distancia media que existe entre los núcleos atómicos de dos átomos que se encuentran unidos mediante un enlace químico. Para los átomos que se unen cediendo electrones, el radio atómico corresponde a la distancia indicada, mientras que aquellos átomos que se unen compartiendo electrones

3 El radio iónico, se define en relación a los iones. Un ión es una especie química con carga, ya sea esta positiva o negativa, y se originan debido a que los elementos tratan de parecerse al gas noble más cercano (ELEMENTOS DEL GRUPO 18), ya que estos tienen una estabilidad superior debido a que sus niveles energéticos se encuentran completos. El término IÓN, significa ir hacia " y hace referencia a un circuito eléctrico, es por eso que las sustancias cargadas positivamente se llaman cationes ya que migran al cátodo y se llaman aniones a las sustancias cargadas negativamente, ya que migran hacia el ánodo.

4 2-AFINIDAD ELECTRÓNICA La afinidad electrónica es la cantidad de energía absorbida por un átomo aislado en fase gaseosa para formar un ión con una carga eléctrica de -1. Si la energía no es absorbida, si no liberada en el proceso, la afinidad electrónica tendrá, en consecuencia, valor negativo tal y como sucede para la mayoría de los elementos químicos; en la medida en que la tendencia a adquirir electrones adicionales sea mayor, tanto más negativa será la afinidad electrónica. De este modo, el flúor es el elemento que con mayor facilidad adquiere un electrón adicional. Aunque la afinidad electrónica parece variar de forma caótica y desordenada a lo largo de la tabla periódica, se pueden apreciar patrones. Los no metales tienen afinidades electrónicas más bajas que los metales, exceptuando los gases nobles que presentan valores positivos por su estabilidad química, ya que la afinidad electrónica está influida por la regla del octeto. 3-ENERGÍA DE IONIZACIÓN O POTENCIAL DE IONIZACIÓN La energía de ionización (EI) o potencial de ionización (PI) es la energía que hay que suministrar a un átomo neutro, gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el electrón más externo, que está más débilmente retenido, y convertirlo en un catión monopositivo gaseoso.

5 4-CARGA NUCLEAR EFECTIVA Y REACTIVIDAD Carga nuclear efectiva y reactividad. La atracción que sufren los electrones de valencia no sólo dependen de la carga nuclear efectiva, sino también de la distancia del e al núcleo (ley de Coulomb). Por ello, la reactividad de los átomos dependerá de ambos factores. Así, los metales serán tanto más reactivos cuanto menor Z* y mayor distancia al núcleo, es decir, cuando pierdan los e con mayor facilidad.

6 electrones de valencia - Los electrones que se encuentran en los mayores niveles de energía de determinado átomo son llamados electrones de valencia. Son los que posibilitan la reacción de un átomo con otro, del mismo elemento o de elementos diferentes, ya que tienen facilidad o predisposición para participar en los enlaces químicos. Para los elementos representativos el número de electrones de valencia corresponde al número del grupo. Por ejemplo, el sodio tiene un electrón de valencia puesto que está ubicado en el Grupo IA, el magnesio (Grupo IIA) tiene dos, el aluminio (IIIA) tiene tres, el silicio tiene cuatro, el fósforo tienecinco, el azufre tiene seis y el cloro tiene siete. 5-ELECTRONEGATIVIDAD Y CARÁCTER METÁLICO. La electronegatividad es una medida de la capacidad de un átomo para atraer a los electrones, cuando forma un enlace químico en una molécula. También debemos considerar la distribución de densidad electrónica alrededor de un átomo determinado frente a otros distintos, tanto su familia y/o sistemas o especies no moleculares. El flúor es el elemento con más electronegatividad, el Francio es el elemento con menos electronegatividad. LAS ELECTRONEGATIVIDADES DE LOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS AUMENTAN DE IZQUIERDA A DERECHA A LO LARGO DE LOS PERIODOS Y DE ABAJO A ARRIBA DENTRO DE CADA GRUPO. LAS VARIACIONES DE ELECTRONEGATIVIDADES DE LOS ELEMENTOS DE TRANSICIÓN NO SON TAN REGULARES. EN GENERAL, LAS ENERGÍAS DE IONIZACIÓN Y LAS ELECTRONEGATIVIDADES SON INFERIORES PARA LOS ELEMENTOS DE LA ZONA INFERIOR IZQUIERDA DE LA TABLA PERIÓDICA QUE PARA LOS DE LA ZONA SUPERIOR DERECHA

7 Ejercitación 1) A- Realizar un esquema de la Tabla Periódica e indicar como varían las siguientes propiedades periódicas: electronegatividad energía de ionización o potencial de ionización afinidad electrónica - carácter metálico. B- Definir las propiedades mencionadas en el apartado anterior. 2) Indicar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, modificando solo el término destacado: a- Para un mismo periodo la electronegatividad disminuye con el aumento del número atómico b- Para un mismo grupo el carácter metálico disminuye con el aumento del número atómico. c- Para un mismo periodo el radio atómico aumenta con el aumento del número atómico. d- Para un mismo grupo la electronegatividad aumenta con el aumento del número atómico.. e- Dentro de un mismo periodo el carácter metálico de los elementosaumenta con el aumento del número atómico. f- Dentro de un mismo grupo el radio atómico disminuye con el aumento del número atómico 3) Indicar, entre los siguientes elementos: Cloro, Cesio, Neón, Germanio y Cobre aquel que posee: a- Mayor energía de ionización. b- Se considera un metaloide. c- Mayor carácter metálico. d- Mayor radio atómico. 4) Qué relación encuentras entre electronegatividad y electropositividad? catión y anión? 5) Nombrar las propiedades de metales, semimetales y no metales.

8 6) En los espacios vacíos marca con una cruz la respuesta correcta. a-la estructura electrónica de los elementos ALCALINOS es tal que en su nivel exterior hay n electrones, n es igual a: ( )7 ( )8 ( )1 ( )2b-Un elemento que forma fácilmente iones E₂- debe tener una cantidad de electrones en su nivel externo que es igual a: ( )3 ( )6 ( )2 ( )4 c- La estructura de los elementos halógenos es tal que en su nivel exteriorhay n electrones, n es igual a: ( )3 ( )5 ( )1 ( )7 7) Establecer la correspondencia correcta entre las dos series SERIE I SERIE II. Es el elemento mas electronegativo. Cromo. Actúa únicamente con número de oxidación +1. Flúor. Es un elemento de transición. Silicio. Es un no metal. Potasio 8) De los tres elementos químicos que se mencionan marcar con una cruz aquel que tiene a- Menor energía de ionización Na Al Mg b- Mayor radio atómico C Fe Rb c- Mayor electronegatividad F C K 9) Indicar el estado físico que presentan los elementos del periodo 4 a temperatura ambiente. 10) Los llamados gases nobles se caracterizan por ser químicamente muy estables (salvo raras excepciones, no reaccionan entre sí ni con otros elementos para formar compuestos). Justificar este comportamiento.

9 11) Unir cada elemento químico con su correspondiente propiedad física o química Oro (Au) Argón (Ar) Mercurio (Hg) Hierro (Fe) Sodio (Na) Azufre (S). Metal muy reactivo. Metal gris que se oxida fácilmente. Sólido sin brillo metálico de color amarillo. Elemento gaseoso, incoloro y no reactivo. Metal noble. Metal líquido 12) Clasificar los siguientes átomos, según su tendencia a ganar o perder electrones: Cloro, Bario, Oxígeno, Flúor, Hierro, Calcio, Potasio Átomos que pierden electrones fácilmente Átomos que ganan electrones fácilmente 13) a- Con la ayuda de la Tabla Periódica de los elementos químicos, completar la siguiente tabla Símbolo del elemento Nomenclatura Números de oxidación mas usados H +1 Ca +2 Hierro +2, +3 Zinc +2 Na +1 Magnesio +2 Cobre +1, +2 Níquel +2, +3 Fósforo -3, +3, +5 K +1 Mercurio +1, +2 Estroncio +2 Li +1 Cloro -1, +1, +3,+5,+7 Plata +1

10 b- A partir de la tabla completa, agrupar los elementos que tienen igual número de oxidación. Este método es útil para simplificar la memorización de los números de oxidación de los elementos químicos. c- Con ayuda de la Tabla Periódica agrupar los elementos según sean metálicos o no metálicos. 14) Investigar y luego completar la tabla indicando donde se encuentran estos elementos en el cuerpo humano: Presencia en el cuerpo Elemento Presente en: humano (%) 65 Oxígeno 18 Carbono 10 Hidrógeno 3 Nitrógeno 1,5 Calcio 1 Fósforo 0,35 Potasio 0,25 Azufre 0,15 Sodio 0,05 Magnesio Trazas Flúor Trazas Cloro Trazas Manganeso Trazas Hierro 15) Completar la tabla para los elementos de Número Atómico 4,7,9 en cuanto a: Z Grupo Periodo Electrones Carácter Electronegatividad de valencia metálico ) En la tabla periódica al pasar de un elemento al siguiente sus átomos aumentan en: Un neutrón en el núcleo y un electrón en la corteza. Un electrón en la corteza, el núcleo permanece igual. Un protón en el núcleo y un electrón en la corteza. Un protón y un neutrón en el núcleo, la corteza permanece igual.

11 17) El tercer periodo de la Tabla Periódica está formado por los elementos Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar. Cuál de ellos posee menor tamaño? El Sodio El Argón El Cloro No puede predecirse 18) En el grupo de los halógenos, formado por los elementos F, Cl, Br, I y At Cuál de ellos posee mayor electronegatividad? El Flúor El Astato El Iodo No puede predecirse 19) Señalar las afirmaciones correctas: Los elementos Li y Na tienen propiedades químicas parecidas por estar en el mismo grupo. Los elementos Mg, Al, P y S tienen propiedades parecidas por estar en el mismo periodo. Los no metales tienen tendencia a ganar electrones. 20) Investiga el uso de los siguientes gases nobles, raros o inertes: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn. 21) Busca información sobre los usos de Flúor, Cloro, Bromo, Iodo. 22) Nombra por lo menos tres aplicaciones del Azufre. 23) Uno de los usos mas frecuentes del Nitrógeno es como abono nitrogenado. Buscar información y responder: a- Qué son los abonos? b- Qué sustancias se pueden emplear como abonos? c- Citar los principales abonos nitrogenados inorgánicos y orgánicos.

12 24) Dados los siguientes elementos químicos: ₁₂Mg ₇N ₁₁Na₁₅P ₁₇Cl ₄Be ₁₉K determina: a- Los que se encuentran en el mismo grupo de la Tabla Periódica. Identifica el grupo. b- Los que están en el mismo periodo. c- El orden según su electronegatividad creciente para cada grupo y para cada periodo. d- El orden según su carácter metálico creciente.

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