II Parcial. Elementos, átomos y la tabla periódica

Transcripción

1 II Parcial Elementos, átomos y la tabla periódica

2 Elementos: teoría antigua y moderna Robert Boyle, científico inglés, en 1661 incluyó una definición de elemento: Si una sustancia es un elemento, no se puede descomponer en sustancias simples.

3 Antoine Lavoisier, destacado francés, que descubrió la ley de la conservación de la masa, incluyó una tabla con 33 elementos en su texto Tratado elemental de química. Fue el primero en utilizar nombres modernos para los elementos químicos.

4 Nombres y Símbolos Se han descubierto muchos elementos de origen natural y otros han sido sintetizados, hasta hacer un total de 115 elementos. No se han hallado en la naturaleza elementos con números superiores a 92, pero se han sintetizado 23 elementos adicionales.

5 El químico sueco J.J. Berzelius, inventó un sistema sencillo de notación química que introdujo en Sus símbolos eran letras tomadas del nombre del elemento. El símbolo de un elemento no tiene mas de tres letras: la primera siempre en mayúscula; las letras segunda y tercera, si las hay, en minúscula.

6 Abundancia de elementos en el universo Hidrógeno, 94.2% Helio, 5.7% Los demás, 0.1%

7 Abundancia de elementos en la Tierra Sodio; 2.6% Calcio; 3.4% Hierro; 4.7% Hidrógeno; 0.9% Otros; 0.9% Potasio; 2.4% Magnesio; 1.9% Titanio; 0.6% Cloro; 0.2% Aluminio; 7.5% Oxígeno; 49.2% Sílice; 25.7%

8 Abundancia de elementos en el cuerpo humano Nitrógeno; 3.0% Calcio; 2.0% Fósforo; 1.2% Otros; 0.8% Hidrógeno; 10.0% Carbono; 18.0% Oxígeno; 65.0%

9 Tabla Periódica Metales Metaloides No Metales

10 Tabla Periódica Grupos o Familias Períodos

11 Tabla Periódica

12 METALES - Lustre brillante, cuando se pulen - No tienden a combinarse químicamente unos con otros - Reaccionan con no metales - Se encuentran en la naturaleza, usualmente combinado con oxígeno (menas de hierro y aluminio) - Los elementos del Grupo IA son los mas reactivos. - No se encuentran libres en la naturaleza, siempre estan combinados con otros elementos. - Cobre, plata y oro son los menos reactivos (situados cerca del centro de la tabla períodica). Más probabilidades de hallarse libres en la naturaleza

13 METALES

14 NO METALES - Gases: nitrógeno y oxígeno. - Carbono, forma de diamante, grafito y carbón vegetal. - El carbono y azufre, se pueden encontrar en la naturaleza en forma sólida, no combinada. - En los minerales, los metales están combinados químicamente con : oxigeno, azufre, nitrógeno y fosforo. - Los no metales pueden combinarse unos con otros: - CO 2 dióxido de carbono - SO 2 dióxido de azufre - CH 4 metano - NH 3 amoniaco - El flúor es el no metal menos reactivo - Moléculas diatómicas : oxígeno, nitrógeno, Hidrógeno, halógenos (VIIA)

15 NO METALES Aletropía- Es la propiedad de algunas sustancias simples de poseer estructuras moleculares diferentes. Las moléculas formadas por un solo elemento y que poseen distinta estructura molecular se llaman alótropos. Diamante alótropo de carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en forma cristalina cubica. Grafito Forma alotrópica del carbono. Está compuesto de capas superpuestas. Esta estructura, permite que las capas se deslicen fácilmente por lo cual es utilizado como un buen lubricante sólido.

16 NO METALES

17 METALOIDES

18 METALOIDES - Región intermedia de la tabla periódica - Carácter intermedio entre metal y no metal - Los metales son buenos conductores de la electricidad, los no metales no conducen la electricidad y los metaloides son semiconductores. - Silicio, germanio, arsénico y bel boro son útiles en la industria de la electrónica - Silicio es el metaloide mas abundante en la Tierra. Se encuentra en forma de silicatos, compuestos complejos de silicio, oxígeno y diversos metales. Presente en la arcilla y la arena. - El cuarzo, arena, el ágata, la amatista y el pedernal contienen formas de dióxido de silicio, SiO 2. - Los tabiques, el vidrio, cemento y la cerámica contiene compuestos de silicio.

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20 PROPIEDADES FISICAS DE LOS ELEMENTOS ESTADO FISICO Mayor parte de elementos son sólidos a temperatura ambiente (20 C). Once elementos son gases: N2, H2, O2, Cl2,Br2 y los gases nobles (Helio, Neón, Argón, Kriptón, Radón, y Xenón) Dos elementos líquidos a temperatura ambiente: Bromo (Br) un no metal líquido rojo, muy reactivo y no se encuentra en la naturaleza sin combinar. Mercurio (Hg) un metal líquido, plateado brillante, tiene buena conductividad eléctrica. Usado en los interruptores silenciosos, en termómetros y lámparas de vapor de mercurio.

21 PROPIEDADES FISICAS DE LOS ELEMENTOS CONDUCTIVIDAD Es una medida de la facilidad relativa con la que una muestra trasmite calor o electricidad. Los metales conducen tanto el calor como la electricidad, en cambio los no metales son malos conductores. Mejores conductores: cobre (Cu), plata (Ag), oro (Au) y aluminio (Al). Mirar la ubicación de estos elementos en la tabla periódica. Ciertos elementos de IA y IIA son buenos conductores, como el sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg) y calcio (Ca). Se pueden fabricar buenos aisladores (no conductores) con no metales y metaloides, como oxígeno y silicio.

22 PROPIEDADES FISICAS DE LOS ELEMENTOS LUSTRE, MALEABILIDAD, DUCTIBILIDAD Y DUREZA Lustre- Capacidad de reflejar la luz, como superficies pulidas de metales como plata y cromo. Maleabilidad Capacidad de laminar o martillar para dar forma, como en los metales aluminio, cobre y acero (hierro+carbono). Ductibilidad Capacidad de poder estirar para formar alambres, como los metales cobre, aluminio y el hierro. Dureza Algunos metales presentan dureza como el cromo, manganeso y el níquel. Otros presentan superficies blandas oro, plomo, cobre, el sodio y el potasio.

23 PROPIEDADES FISICAS DE LOS ELEMENTOS

24 MODELO ATOMICO Átomo: Partícula más pequeña de un elemento. Molécula: partícula mas pequeña de un compuesto; grupo de átomos enlazado. Neutrón: Partícula subatómica neutra Protón: Partícula subatómica con carga positiva Electrón: Partícula subatómica con carga negativa y masa despreciable. Núcleo: centro del átomo, contiene protones y neutrones.

25 Los protones y neutrones de un átomo están empaquetados en un núcleo extremadamente pequeña. Los electrones son mostrados como nubes alrededor del núcleo.

26 MODELO ATOMICO Número atómico: número de protones (o electrones) de un átomo. Número de masa: número de protones mas número de neutrones de un átomo. Isótopo: átomos de un elemento que difieren en cuanto a numero de neutrones. Peso atómico: Promedio ponderado de los isótopos naturales de un elemento.

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28 EJERCICIO El oxígeno tiene 3 isótopos con número de masa de 16, 17 y 18. El peso número atómico del oxígeno es 8. Cuantos protones y neutrones tiene cada uno de los isótopos? R/ Isótopo 16: 8 protones y 8 neutrones Isótopo 17: 8 protones y 9 neutrones Isótopo 18: 8 protones y 10 neutrones

29 CONFIGURACION ELECTRONICA Orbital atómico La región definida en el espacio ocupada por un electrón específico. Orbital s - orbital atómico esférico Orbital p orbital atómico con forma de mancuernas de pesas.

30 PRINCIPIO DE AUFBAU El orden descrito de llenado con electrones de los orbitales atómicos, de más baja a más alta energía.

31 ORBITALES Orbital Cantidad máxima de electrones s 2 p 6 d 10 f 14

32 ORDEN DE LLENADO DE LOS ORBITALES Se termina aquí 7s 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s Se empieza aquí

33 REGLA DEL OCTETO La tendencia de los elementos de interactuar con otros a fin de alcanzar la configuración electrónica de los gases nobles ( 8 electrones en la última capa). Se dice que un elemento tiene un octeto estable cuando tiene una configuración electrónica de capa externa de 8 electrones (s 2 p 6 ).

34 Ejercicio El potasio tiene un número atómico 19 y un electrón impar. Que orbital ocupa este electrón impar? 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

35 TIPOS DE ENLACE Enlace Iónico: Enlace entre dos átomos causado por atracción electroestática entre iones con carga positiva y negativa. Enlace Covalente: Enlace que se forma cuando se comparten electrones (en pares) entre dos átomos. Los compuestos covalentes no existen como iones, existen como moléculas. Enlace Covalente Polar Enlace covalente entre dos átomos diferente electronegatividad, lo que causa que un átomo tenga mayor atracción por el par o pares enlazantes de electrones, y que, por tanto, exista separación de carga dentro del enlace

36 Electronegatividad capacidad de un átomo para atraer sus electrones de capa externa y los electrones en general. Aumenta la electronegatividad Aumenta la electronegatividad