Capitulo 2 Los átomos y los elementos MODELOS ATOMICOS Modelo de Dalton Modelo de Thomson Modelo de Rutherford Modelo de Bohr La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones, recibió el nombre de budín de pasas Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos. Átomo. Partícula fundamental de la materia partícula que ya no puede dividirse en porciones más pequeñas. El átomo está formado por subparticulas llamada: Neutrón. Subparticula sin carga (+/-) que se encuentra en el núcleo del átomo. Protón. Subparticula con carga positiva (+) que se encuentra en el núcleo del átomo. Electrón. Subparticula con carga negativa (-) que se encuentra en el núcleo en orbitas elípticas. Número atómico. Es el número de protones de un átomo. También es igual al número de electrones. Masa atómica número atómico =neutrones Representación grafica del Na 23 11 = 12n
Isotopos. Son átomos de un mismo elemento que tiene cargas idénticas y distinto número de neutrones. Ley periódica. Entre los elementos químicos, las propiedades características son funciones periódicas de sus números atómicos. Grupo o Familia Son las columnas verticales en la tabla periódica, y nos indica el último nivel de energía que ocupan los electrones de un elemento. Periodo Son las filas horizontales en la tabla periódica, y nos indican el último nivel de energía que ocupan los electrones de un elemento. Clasificación de la tabla periódica I A Metales alcalinos IIA Metales alcalino-terreos Metales de transición IIIA Boro-Aluminio IV A Carbono V A Nitrógeno VI A Calcógeno VIIA Halógenos, debido a su configuración electrónica forman iones monovalentes negativos VIII A o O Gases nobles o inertes, su configuración electrónica muy estable Configuración electrónica. Se define a la distribución más probable y estable (la energía más baja) de los electrones entre los orbitales disponibles de un átomo. Para realizar las configuraciones electrónicas es necesario tomar en cuenta lo siguiente: Conocer el numero atómico del elemento Hacer la configuración siguiendo la regla de Auf-Bau o regla de las diagonales. 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p Regla de Hund: si se cuenta con orbitales varios de la misma energía se distribuirán en ellos tan uniformemente como sea posible.
a) Un subnivel s con un solo orbital soporta 2 electrones b) Un subnivel P con 3 orbitales soporta 6 electrones c) Un subnivel d con 5 orbitales soporta 10 electrones d) Un subnivel f con 7 orbitales soporta 14 electrones En el diagrama energético los electrones llenan uno por uno los orbitales de energía más baja y después los niveles de energía superior. Los orbitales sólo pueden tener 2 electrones con spin (giro) opuesto cada uno, y se representan con flechas Ejemplo: Al 13 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s 2s 2p 3s 3p Mol. Es la unidad científica fundamental que corresponde a la cantidad de sustancia (partículas, átomos, moléculas etc.) Fórmula para cálculo del mol. n= g / pm Donde: n= número de moles g = masa en gramos PM = peso molecular Cuántos moles hay en 100g de hidróxido de sodio (NaOH) Si su peso formula es 40 g/mol? Datos: Fórmula n= g/pm n =? g = 100g PM = 40g/mol Sustituyendo en fórmula: n=100g /40 g/mol = 2.5 mol. Nota: gramos que divide con gramos que multiplica se eliminan quedando solo mol.
Cuántos gramos se necesitan para formar 1.72 moles de H 2 SO 4 su peso formula es 98g/mol? Fórmula: n= g/pm Despejando g g = n x pm n= 1.72 mol Pm = 98g/mol Sustituyendo en fórmula g= 1.72mol x 98g/mol = 168.56g Vida media. Es el tiempo que se requiere para la desintegración de la mitad de una cantidad inicial de marial radiactivo. Desintegración radiactiva. Cambio de un elemento radiactivo a otro, cuando emiten partículas alfa, beta y gamma. Partícula alfa (α). Forma de emisión radiactiva idéntica al núcleo de los átomos de helio- 4, tiene número atómico 2 y numero de masa 4. De esta manera, la emisión de una partícula alfa hace que el número atómico de un elemento disminuya 2 y el número de masa disminuya 4; se representa 4 He 2 Ejemplo. La desintegración del uranio 238 por la emisión de partícula alfa. 238 4 234 U He + Th 92 2 90 Partícula beta (β). Forma de emisión radiactiva que es idéntica a un electrón, tiene una carga de 1 y numero de masa 0. De esta manera, la emisión de una partícula beta hace que el número atómico de un elemento se incremente en 1 y el número de masa permanezca igual; se representa 0 e -1
Ejemplo. La desintegración del torio 234 por una partícula beta. 234 0 234 Th e + Pa 90-1 91 Rayos gamma (γ). Forma de emisión radiactiva que no tiene carga o masa y por tanto no tiene efecto sobre el número atómico o numero de masa de un elemento, son semejante a los rayos X estos rayos se emiten junto con las partículas alfa y beta. Serie de desintegración. Es una serie de cambios que sufren las sustancias radiactivas a medida que liberan partículas alfa y beta hasta convertirse en un isotopo estable.