CURSO 2016 / Tema 4. Estructura de la. materia. Física y química para 2º ESO

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1 CURSO 2016 / 2017 Tema 4. Estructura de la materia. Física y química para 2º ESO Nombre

2 ÍNDICE 1 Átomos y partículas subatómicas. 2 Modelos atómicos. 3 Número atómico y másico. 4 Sistema periódico. 5 Enlace químico: moléculas y cristales.

3 1. Átomo y partículas subatómicas. El átomo es la partícula más pequeña en que una sustancia simple puede ser dividida son perder sus propiedades químicas. Un elemento químico es un tipo de materia formada por el mismo tipo de átomos. La materia está formada por partículas cargadas eléctricamente. Coge un globo inflado con aire, una lata de aluminio de cualquier refresco y una tela de lana. Frota el globo con la tela de lana y acércasela a la lata sin tocarla. Describe lo que ocurre. EXPERIMENTA Cuadro 1. Partículas subatómicas. Cuestiones apartado 1: 1-. Un átomo tiene 3 protones, 3 electrones y 4 neutrones. a) Cuál es su masa? b) Qué masa tendría este átomo si no tuviese electrones? c) Qué carga tiene el átomo? d) Qué carga tendría si solo tuviera dos electrones? 2-.Indica la carga eléctrica que tiene un átomo formado por seis protones, seis neutrones y seis electrones.

4 2 Modelos atómicos. Evolución del modelo atómico. Modelo planetario de Rutherford. Corteza: electrones. Núcleo: protones y neutrones. El átomo está formado por el núcleo y la corteza. En el núcleo está toda la carga positiva del átomo y casi toda la masa atómica. Los electrones forman la corteza del átomo. Los electrones giran alrededor del núcleo en trayectorias circulares. Los electrones están muy alejados del núcleo. Entre el núcleo y los electrones no hay nada, es decir, hay un gran espacio vacío. Para que el átomo sea eléctricamente neutro: nº cargas positivas = nº de cargas negativas o, lo que es lo mismo: nº de cargas positivas del núcleo = nº de electrones de la corteza Representación de un átomo con el modelo planetario: Corteza: rellenamos con el número de electrones que posee el átomo desde la capa interior a la exterior. Teniendo en cuenta que el número máximo de electrones en cada capa es: Capa 1 2e - Capa 2 8e - Capa 3 18e - Capa 4 32e - Núcleo: rellenamos con protones y neutrones.

5 Cuestión apartado 2: 3 Representa el átomo de cada uno de los elementos que se señalan a continuación: Criterio de colores: electrón (rojo), protón (verde), neutrón (gris) El átomo de helio, He, tiene 2 protones, 2 neutrones y 2 electrones. El átomo de carbono, C, tiene 6 protones, 6 neutrones y 6 electrones. El átomo de sodio, Na, tiene 11 protones, 12 neutrones y 11 electrones. El átomo de cloro, Cl, tiene 17 protones, 18 neutrones y 17 electrones.

6 3 Número atómico y másico. El número atómico es el número de protones, es lo que identifica al elemento. Se representa por la letra Z. El número másico es el número de partículas que hay en el núcleo, protones y neutrones. Se representa por la letra A. El número de protones no varía para un mismo elemento. Nos podremos encontrar con átomos: NEUTRO: el número de protones es igual al número de electrones. ISÓTOPO: añadimos o quitamos neutrones. Aplicaciones isótopos: goo.gl/jyzxng

7 IÓN: añadimos o quitamos electrones. El ión es un átomo cuya carga neta no es nula. Por ejemplo: Si le quitamos un e- tendrá una carga positiva más que negativa +1 Ejemplo: Li (3e -, 3p + ) Li + (2 e -, 3p + ) Si le quitamos dos e- tendrá dos cargas positivas más que negativas +2 Ejemplo: Be (4e -, 4p + ) Be 2+ (2 e -, 4p + ) Si le añadimos un e- tendrá una carga negativa más que positiva -1 Ejemplo: F (9e -, 9p + ) F - (10 e -, 9p + ) Si le añadimos tres e- tendrá tres cargas negativas más que positivas -3 Ejemplo: N (7e -, 7p + ) N 3- (10 e -, 7p + ) Cuestiones apartado 3: 4 Dibuja un átomo con 5 protones y 6 neutrones en el núcleo. Qué cantidad de electrones deberías incorporarle para que sea neutro?, y para que tenga una carga de +2?, y para que tenga una carga de -3? 5 Por grupos, realizar la representación del átomo neutro de distintos grupos de elementos de la tabla periódica. Indicando el número de protones, neutrones y electrones. Ayudaros de la tabla siguiente:

8 HIDRÓGENO (H) HELIO (He) LITIO (Li) BERILIO (Be) BORO (B) CARBONO (C) NITRÓGENO (N) OXÍGENO (O) FLÚOR (F) NEÓN (Ne) SODIO (Na) MAGNESIO (Mg) ALUMINIO (Al) SILICIO (Si) FÓSFORO (P) AZUFRE (S) CLORO (Cl) ARGÓN (Ar)

9 4 Sistema periódico Los tipos de elementos en la tabla periódica son: La tabla periódica se forma ordenando de forma creciente el número atómico (Z) de los elementos. Destacamos dos categorías: Columnas GRUPOS O FAMILIAS: formados por elementos que tienen propiedades parecidas. Filas PERIODOS: coincide con el número de la última capa de la corteza del átomo. Algunas de sus propiedades agrupadas son: Metales: brillo, sólidos a temperatura ambiente (excepto el Hg), son conductores del calor y de la electricidad. No metales: no tienen brillo, a temperatura ambiente encontramos sólidos, líquidos y gases, no son conductores ni del calor ni de la electricidad. Los elementos situados en la última columna son los GASES NOBLES que son inertes y no comparten propiedades ni con metales ni con no metales.

10 Cuestiones apartado 4: 6 Busca cinco elementos que sean sólidos en su estado natural a temperatura ambiente, e indica si son metales o no metales. 7 Una de las propiedades de los metales es que son dúctiles (se pueden deformar por la acción de una fuerza sin romperse). A partir de esa propiedad, indica si serán metales o no: aluminio, carbón, madera, plomo y oro. 8 Identifica por su nombre a los siguientes elementos químicos: S, K, Ag, Au, Mg, Al, Ca, P, Cu, Zn y Hg. 9 Busca información en Internet que te permita saber cuáles son los cuatro elementos más abundantes en los seres vivos. 10. Si tienes una sustancia que conduce bien la corriente eléctrica en estado sólido, qué será, un metal o un no metal? 11. Fíjate en la imagen y busca más ejemplos sobre el uso que hacemos de los elementos. 12. Realiza un resumen sobre las principales propiedades de ciertos elementos comunes que nos muestra el vídeo Cómo sería una fiesta de la tabla periódica de los elementos?.

11 5 Enlace químico: moléculas y cristales. Las sustancias puras compuestas están formadas por varios tipos de átomos unidos. Los enlaces se dan entre átomos iguales en diferentes cantidades o entre átomos distintos. ENLACE IÓNICO ENLACE COVALENTE ENLACE METÁLICO CARACTERÍSTICAS Transferencia de Comparten Comparten electrones entre átomos electrones electrones Se produce No metal con un metal No metal con no Metal con metal entre metal Estructura Red cristalina Red cristalina o Red cristalina molécula Ejemplo NaCl, cloruro de sodio Gas cloro, Cl 2 Aluminio 5.1 MOLÉCULAS. Las moléculas constituyen la cantidad mínima de una sustancia pura que conserva todas sus propiedades. Ejemplos : N 2, H 2, O 2, P 4, H 2 O, CO. Si un elemento puede estar como átomo o como molécula, su forma estable es la molécula. Ejemplo: el oxígeno puede existir como átomo (O) o como molécula (O2), luego su forma estable es O2, la molécula.

12 Las masas moleculares se calculan a partir de las masas atómicas. Ejemplo: calcula la masa molecular del H 2 SO 4. Masas atómicas: H: 1, S: 32, O: 16. M = = 98 u 5.2 CRISTALES. Completa la tabla con las principales propiedades de los distintos tipos de cristal. CRISTALES Solubles en agua Covalentes Iónicos Metálicos Funden temperaturas a Conductores de la electricidad Cuestiones apartado 6 13 Calcula la masa molecular del (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7. Masas atómicas: N:14, H: 1, Cr: 52, O: El siguiente esquema sirve para identificar la estructura de un compuesto, completa: Es líquido o gas a temperatura ambiente? Sí No Es sólido que funde a temperaturas bajas? Sí No Conduce la electricidad en estado sólido? Sí No Conduce la electricidad fundido o disuelto en agua? Sí No

13 15 Indica si las sustancias formadas por los siguientes átomos serán moléculas o cristales: a) Cloro y calcio. b) Azufre e hidrógeno. c) Nitrógeno e hidrógeno. d) Oxígeno y hierro. 16 LABORATORIO: VISUALIZAR LA MOLECULA DE ADN. Quieres ver tu propio ADN sin necesidad de microscopio? A SIMPLE VISTA, podemos ver nuestro propio ADN sin necesidad de instrumentos ópticos, por medio de un sencillo experimento casero, que apenas requiere 15 minutos y unas pocas cosas que podemos encontrar en la cocina. Cómo es posible ver a simple vista algo tan pequeño que cabe dentro de una célula?. Pues sencillamente, porque una vez estirado, puede medir unos 5 centímetros. En este experimento, extraeremos el ADN de nuestras células y lo desplegaremos para poder verlo con nuestros propios ojos. Éste es un experimento muy difundido por internet y se reproduce con mucha frecuencia en las clases de ciencias de todos los Colegios de secundaria. Pero no por ello deja de ser muy curioso e impactante, así que me permitiré dejar de ser original, para recordarlo una vez más. Para llevar a cabo el experimento, sólo necesitaremos:. 1- Agua pura (destilada, agua de planchar o agua de baja mineralización). 2- Alcohol etílico muy frío (el alcohol usado para desinfectar heridas, dejándolo un rato en el frigorífico). 3- Sal de cocina (Cloruro Sódico). 4- Detergente de cocina para lavar platos, mejor de color blanco, sin bactericida (El típico lavavajillas neutro).. 5- Tres vasos y una cuchara. EL FUNDAMENTO DEL EXPERIMENTO:. 1- Extraeremos células epiteliales de nuestra propia boca por medio de un enjuague con agua. Esas células contienen cromosomas en su interior, los cuales están formados por largas cadenas de ADN.. 2- Mezclaremos las células con detergente, lo cual romperá la pared celular y permitirá que el contenido de las células quede libre y suspendido en el agua. 3- La sal evitará que los cromosomas se adhieran a ciertas proteínas y otros componentes celulares, aislándose así los hilos de ADN. 4- El ADN es más ligero que el agua, por tanto, saldrá a flote. El alcohol frío es más ligero que el agua y que el ADN, por lo que este último quedará "encerrado" entre la superficie del agua y el fondo del alcohol. Esto permitirá que el ADN se pueda ver. El resto de los componentes de las células son tan pequeños, que no podrán verse en el agua. Así, lo que quede suspendido justo por debajo del alcohol será el ADN

14 EL PROCESO 1- En medio vaso de agua, echa 3 cucharadas de sal y un chorrito de lavavajillas ( otras 3 cucharadas). Mézclalo bien pero despacio, para que no salga espuma. 2- Límpiate bien la boca enjuagándola con agua. Después, con otro poco de agua, enjuágatela de nuevo con fuerza durante medio minuto. Ahora debes echar el agua del enjuague a un vasito, y de éste, al vaso que contiene sal y detergente. Échalo poco a poco para que no salga espuma. Remueve despacio durante un minuto, para que actúen los elementos y terminen por romperse las células epiteliales procedentes de tu boca. 3- Con el vaso un poco inclinado, echa un poco de alcohol frío en la mezcla, muy lentamente. Déjalo que repose, sin agitarlo. Las cadenas de ADN, en forma de "hilillos" blancos irán apareciendo poco a poco. 4- Todos los componentes de las células quedarán disueltos en el agua, pero al ser microscópicos, no podrán verse. Sin embargo, el ADN extendido es lo bastante grande como para poder apreciarse a simple vista. Justo en la zona donde el agua se separa del alcohol, apreciarás unas pequeñas burbujas seguidas de unos filamentos blancos: eso es el ADN. Ahora puedes recoger ese ADN con un palillo y si quieres, podrás verlo en un microscopio casero con más detenimiento. CURIOSIDADES: Una cadena de ADN puede medir perfectamente unos 5 cm: por eso son visibles a simple vista. Si juntáramos todas las cadenas de ADN que hay en una sola célula humana, superaríamos los de 2 metros de longitud, pero si alineáramos todas las cadenas de ADN de una persona, llegaríamos a superar los millones de kilómetros!!!. O sea, la luz tardaría 4 días en recorrer esa distancia... Fuente: