Átomos, moléculas y iones

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1 Átomos, moléculas y iones Capítulo 2 Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

2 La teoría atómica de Dalton (1808) 1. Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de todos los demás elementos. 2. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier compuesto, la relación del número de átomos entre dos de los elementos presentes siempre es un número entero o fracción sencilla. 3. Una reacción química implica sólo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca supone la creación o destrucción de los mismos. 2.1

3 El oxígeno en CO y CO 2 Monóxido de carbono Dióxido de carbono 2.1

4 Teoría atómica de Dalton Átomos del elemento X + Átomos del elemento Y Compuesto de los elementos X y Y 2.1

5 Tubo de rayos catódicos Ánodo Cátodo Pantalla fluorescente Alto voltaje J.J. Thomson, medida de masa/carga del e - (1906 Premio Nobel de física) 2.2

6 Experimento de Millikan (1923 Premio Nobel de física) Placa cargada Gotas de aceite Atomizador Orificio pequeño Visor del microscopio Placa cargada Gota de aceite en observación Masa del electrón carga e - = -1,60x10-19 C Carga de placas/masa del e - = -1,76x10 8 C/g masa del e - = 9,10x10-28 g 2.2

7 Tres tipos de rayos emitidos por elementos radiactivos Cámara de plomo Sustancia radiactiva (Compuesto de uranio) 2.2

8 Modelo atómico de Thomson La carga positiva está distribuida sobre toda la esfera electrón 2.2

9 Diseño experimental de Rutherford (1908 Premio Nobel de química) Lámina de oro Emisor de Partículas Ranura Pantalla de detección velocidad de la partícula ~ 1,4x10 7 m/s (~5 % velocidad de la luz ) 1. átomos con carga positiva se concentran en el núcleo 2. el protón (p) tiene una carga opuesta (+) del electrón (-) 3. la masa de p es 1840 x la masa de e - (1,67x10-24 g) 2.2

10 Modelo del Átomo de Rutherford Radio del átomo ~ 100 pm = 1x10-10 m Radio del núcleo ~ 5x10-3 pm = 5x10-15 m 2.2

11 Experimento de Chadwick (1932) átomos H 1 protón; átomos He 2 protones masa del He/masa del H debe ser = 2 masa medida del He/masa del H = 4 α + 9 Be 1 n + 12 C + energía El neutrón (n) es neutro (carga = 0) masa n ~ masa p = 1,67x10-24 g 2.2

12 Partículas subatómicas (tabla 2.1) PARTÍCULA MASA (g) CARGA (coulomb) CARGA UNITARIA ELECTRÓN (e - ) 9,1x ,6x PROTÓN (p + ) 1,67x ,6x NEUTRÓN (n) 1,67x masa p = masa n 1835 x masa e - 2.2

13 Número atómico = número de protones en el núcleo Número másico = número de protones + número de neutrones = número atómico + número de neutrones Isotópos son átomos del mismo elemento (X) con diferente número de neutrones en su núcleo Número másico Número atómico X Símbolo del elemento 1 1H 2 1H 3 1H 235 deuterio 238 U U titrio 2.3

14 2.3

15 Sabe qué son los isótopos? Cuántos protones, neutrones y electrones están en 14 6 C? 6 protones, 8 (14-6) neutrones, 6 electrones Cuántos protones, neutrones y electrones están en 11 6 C? 6 protones, 5 (11-6) neutrones, 6 electrones 2.3

16 Gases nobles Halógenos 2.4 Tabla periódica moderna Grupo Periodo Metales alaclinotérreos Metales Metaloides No metales Metales alcalinos

17 Una molécula es un agregado de dos o más átomos en una colocación definitiva que se mantienen unidos a través de fuerzas químicas (enlaces químicos) H 2 H 2 O NH 3 CH 4 Una molécula diatómica contiene sólo dos átomos H 2, N 2, O 2, Br 2, HCl, CO Una molécula poliatómica contiene más de dos átomos O 3, H 2 O, NH 3, CH 4 2.5

18 Un ion es un átomo o grupo de átomos que tiene una carga neta positiva o negativa. Catión es un ion con carga positiva Si un átomo pierde uno o más electrones se vuelve un catión. Na 11 protones 11 electrones Na + 11 protones 10 electrones Anión es un ion con una carga negativa Si un átomo gana uno o más electrones se vuelve un anión. Cl 17 protones 17 electrones Cl 1-17 protones 18 electrones 2.5

19 Un ion monoatómico contiene solamente un átomo Na 1+, Cl 1-, Ca 2+, O 2-, Al 3+, N 3- Un ion poliatómico contiene más de un átomo OH 1-, CN 1-, NH 4 1+, NO

20 Sabe qué son los iones? Cuántos protones y electrones están en Al? 13 protones, 10 (13 3) electrones Cuántos protones y electrones están en Se 2-? 34 protones, 36 (34 + 2) electrones 2.5

21 Iones monoatómicos 2.5

22 Fórmula molecular Fórmula estructural Tipos de fórmulas y modelos Hidrógeno Agua Amoniaco Metano Modelo de esferas y barras Modelo espacial 2.6

23 N 2 H 4 NH Una fórmula molecular muestra el número exacto de átomos de cada elemento que están presentes en la unidad más pequeña de una sustancia. Una fórmula empírica indica cuáles elementos están presentes y la relación mínima, en número entero, entre sus átomos. molecular empírica H 2 O C 6 H 12 O 6 H 2 O CH 2 O O 3 O

24 Los compuestos iónicos son una combinación de cationes y aniones la fórmula siempre es la misma que la fórmula empírica la suma de las cargas en el catión(es) y anión(es) en cada una de las fórmulas debe ser igual a cero El compuesto iónico NaCl 2.6

25 Fórmula de compuestos iónicos 2 x +3 = +6 3 x -2 = -6 Al 2 O 3 Al 3+ O 2-1 x +2 = +2 2 x -1 = -2 CaBr 2 Ca 2+ Br - 1 x +2 = +2 1 x -2 = -2 Na 2 CO 3 Na + CO

26 Algunos iones poliatómicos (tabla 2.3) NH 4 1+ Ion amonio SO 4 2- CO 3 2- Ion carbonato SO 3 2- HCO 3 1- Ion bicarbonato NO 3 1- Ion sulfato Ion sulfito Ion nitrato ClO 3 1- Ion clorato NO 2 1- Ion nitrito Cr 2 O 7 2- Ion dicromato SCN 1- Ion tiocianato CrO 4 2- Ion cromato OH 1- Ion hidróxido 2.7

27 Nomenclatura química Compuestos iónicos a menudo un metal + no metal anión (no metal), agregue uro al nombre del elemento BaCl 2 K 2 O Mg(OH) 2 KNO 3 cloruro de bario óxido de potasio hidróxido de magnesio nitrato de potasio 2.7

28 Metales de transición de los compuestos iónicos indique la carga en el metal con números romanos FeCl 2 2 Cl así Fe es 2+ cloruro de hierro (II) FeCl 3 3 Cl así Fe es 3+ cloruro de hierro (III) Cr 2 S 3 3 S -2-6 así Cr es 3+ (6/2) sulfuro de cromo (III) 2.7

29 Compuestos moleculares no metales o no metales + metaloides nombres comunes H 2 O, NH 3, CH 4, C 60 el elemento izquierdo más lejano en la tabla periódica es primero el elemento más cercano último del grupo es primero si más de un compuesto puede formarse de los mismos elementos, use los prefijos para indicar el número de cada clase de átomo últimos extremos del elemento en uro 2.7

30 Compuestos moleculares HI NF 3 SO 2 N 2 Cl 4 Yoduro de hidrógeno Trifluoruro de nitrógeno Dióxido de azufre Tetracloruro de dinitrógeno NO 2 Dióxido de nitrógeno TÓXICO! N 2 O monóxido de dinitrógeno Gas risueño 2.7

31 Un ácido puede definirse como una sustancia que libera iones de hidrógeno (H 1+ ) cuando se disuelve en agua. HCl Sustancia pura, cloruro de hidrógeno, Disuelta en agua (H 1+ Cl 1- ), ácido clorhídrico Un oxiácido en un ácido que contiene hidrógeno, oxígeno, y otro elemento. HNO 3 H 2 CO 3 H 2 SO 4 Ácido nítrico Ácido carbónico Ácido sulfúrico 2.7

32 Nomenclatura de oxiácidos y oxianiones Oxiácido Eliminación de todos los iones H + Oxianión ácido per ico per ato Ácido representativo ico ato ácido oso ito ácido hipo oso hipo ito 2.7

33 Una base se define como una sustancia que libera iones hidróxido (OH - ) cuando está disuelta en agua. Algunos ejemplos son NaOH KOH Ba(OH) 2 hidróxido de sodio hidróxido de potasio hidróxido de bario 2.7

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