El Universo es pura M... y Energía
BIENVENIDOS
El hombre siempre ha intentado mejorar sus condiciones de vida y la química ha contribuido a ello. La industria química Investiga y elabora continuamente medicinas para combatir el dolor y la enfermedad o contribuye a mejorar los cultivos produciendo abonos, insecticidas y pesticidas. Igualmente produce gran variedad de materiales: fibras sintéticas, tintes para tejidos, plásticos, papel, etc......pero también origina problemas, no todo es positivo en la enorme industria química que hoy existe en los países desarrollados. Por una parte, los insecticidas pueden producir efectos nocivos en animales e incluso en el hombre.
Por otra parte, algunas industrias producen residus inservibles y tóxicos, vierten sustancias a los ríos y al mar, o experimentan accidentes que, ocasionalemte, emiten sustancias tóxicas...
Química Inorgánica. Editorial Santillana, pág 32.
Primer Periodo
Meta de comprensión: Los estudiantes
comprenderán la importancia de argumentar los resultados que se obtienen a
través de ejercicios prácticos y de resolución de situaciones problema, que
contribuyan en su proceso de desarrollo del pensamiento lógico.
Desempeños:
* Resuelve ejercicios
que implican reconocer los pasos del método científico y la conversión de
unidades.
* Relaciona las
mediciones comunes de su contexto con la notación científica.
*Reconoce los
principios básicos de electroquímica.
LA MEDICIÓN
Es
una operación que compara el valor de una magnitud dada con la respectiva
unidad estándar. Esta puede ser directa o indirecta. Las medidas pueden ser por
ejemplo de amplitud, masa o tiempo, estas son directas porque comparamos
directamente el valor de la magnitud con la unidad estándar.
Se llaman magnitudes a aquellas
propiedades que pueden medirse y expresar su resultado mediante un número y una
unidad. Son magnitudes la longitud, la masa, el volumen, la cantidad de
sustancia, el voltaje, etc.
Las siguientes magnitudes se denominan magnitudes físicas
fundamentales. Si a estas magnitudes se les añaden dos magnitudes
complementarias: el ángulo sólido y el ángulo plano, a partir de ellas pueden
expresarse TODAS las demás magnitudes físicas. Existen dos tipos de magnitudes físicas.
Magnitudes
fundamentales: son aquellas
magnitudes establecidas arbitrariamente y consideradas independientes, que
sirven de base para escribir las demás magnitudes, como es el caso de la
longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura
termodinámica, intensidad luminosa y cantidad de sustancia.
Magnitudes
derivadas: son las que se
derivan de las magnitudes fundamentales. Por ejemplo: la velocidad, la
densidad, la superficie, el volumen, la presión, etc.
SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS
El Sistema Internacional de Unidades,
abreviado SI, también denominado Sistema Internacional de Medidas, es el nombre
que recibe el sistema de unidades que se usa en la mayoría de los países y es
la forma actual del sistema métrico decimal. El SI también es conocido como
sistema métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se ha
implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General
de Pesos y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En
1971, fue añadida la séptima unidad básica, el mol.
Estas unidades son:
Kelvin (K). Unidad de temperatura
termodinámica. Un kelvin es la temperatura termodinámica correspondiente a la
fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Segundo (s). Unidad de tiempo. El segundo es
la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la
transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de
cesio 133.
Metro (m). Unidad de longitud. Un metro es la
longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de
1/299 792 458 de segundo.
Gramo (g). Unidad de masa. Un gramo es una
masa igual a la almacenada en un prototipo. capishi
Amperio (A). Unidad de intensidad de
corriente eléctrica. Un amperio es la intensidad de una corriente constante
que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud
infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un
metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2•10-7 newton por
metro de longitud.
Mol (mol). Unidad de cantidad de sustancia. Un
mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades
elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplea
el mol, es necesario especificar las unidades elementales, que pueden ser
átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados
de tales partículas.
Candela (cd). Unidad de intensidad luminosa.
Una candela es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que
emite una radiación monocromática de frecuencia 540•1012 hercios y cuya
intensidad energética en dicha dirección es 1/683 vatios por estereorradián.
No siempre se utiliza el S.I. de unidades. Con frecuencia y especialmente en química empleamos unidades muy pequeñas, así por ejemplo expresamos la masa en gramos o miligramos (mg), o la longitud en micras ( µm) o nanómetros (nm). En estos casos debemos transformar unas unidades en otras equivalentes. La solución de estos equivalentes está en el empleo de múltiplos y submúltiplos de las respectivas unidades. En la siguiente tabla se muestran los prefijos más comunes y sus equivalencias.
Prefijos
y sufijos del SI
Otras unidades de medida para tener en cuenta son la densidad y el peso específico
Densidad de un
líquido
La densidad de un
líquido es la cantidad de masa por unidad de volumen y se calcula como el cociente
entre esasdos magnitudes. Se suele denominar con la letra griega ρ. Su
expresión es la siguiente:
ρ = Densidad [kg/m3]
m = Masa [kg]
v = Volumen [m3]
Unidades de densidad en el Sistema Internacional
En el Sistema Internacional la
densidad se mide en kg/m³. También se utilizan otras unidades como g/cm³, kg/L,
etc, siempre tomando unidades de masa sobre unidades de volumen.
Peso específico:
El peso específico de un cuerpo o sustancia, es la relación que existe entre el peso y el volumen que ocupa una sustancia ya sea en estado sólido, líquido o gaseoso. Es una constante en el sentido de que es un valor que no cambia para cada sustancia, ya que a medida que aumenta su peso también aumentara su volumen ocupado, al igual que sucede con la densidad.
Pe: peso específico [N/m3]
P = Peso [N]
v =
Volumen [m3]
También podemos calcular el peso específico como la densidad multiplicada por la aceleración de la gravedad.
Pe = Peso específico [N/m3]
ρ = Densidad [kg/m3]
g = Aceleración de la gravedad [m/s2]
Unidad de peso específico en el Sistema Internacional
En el Sistema Internacional el peso específico se mide
en N/m3.
algunos ejemplos de densidades:
Escalas de
temperatura
La temperatura es la
medida de la cantidad de energía de un objeto. Ya que la temperatura es una
medida relativa, las escalas que se basan en puntos de referencia deben ser
usadas para medir la temperatura con precisión. Hay tres escalas comúnmente
usadas actualmente para medir la temperatura: la escala Fahrenheit (°F), la
escala Celsius (°C), y la escala Kelvin (K). Cada una de estas escalas usa una
serie de divisiones basadas en diferentes puntos de referencia tal como se
describe enseguida.
Fahrenheit
Daniel Gabriel
Fahrenheit (1686-1736) fue un físico alemán que inventó el termómetro de
alcohol en 1709 y el termómetro de mercurio en 1714. La escala de temperatura
Fahrenheit fue desarrollada en 1724. Originalmente, Fahrenheit estableció una
escala en la que la temperatura de una mezcla de hielo-agua-sal estaba fijada a
0 grados. La temperatura de una mezcla de hielo-agua (sin sal) estaba fijada a
30 grados y la temperatura del cuerpo humano a 96 grados. Usando esta escala,
Fahrenheit midió la temperatura del agua hirviendo a 212°F en su propia escala.
Más tarde, Fahrenheit ajustó el punto de congelamiento del agua hirviendo de
30°F a 32°F, haciendo que el intervalo entre el punto de ebullición y el de
congelamiento del agua fuera de 180 grados (y haciendo que la temperatura del
cuerpo fuese la familiar de 98.6°F). Hoy en día, la escala Fahrenheit sigue
siendo comúnmente usada en Estados Unidos.
Celsius
Anders Celsius
(1701-1744) fue un astrónomo suizo que inventó la escala centígrada en 1742.
Celsius escogió el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua
como sus dos temperaturas de referencia para dar con un método simple y
consistente de un termómetro de calibración. Celsius dividió la diferencia en
la temperatura entre el punto de congelamiento y de ebullición del agua en 100
grados (de ahí el nombre centi, que quiere decir cien, y grado). Después de la
muerte de Celsius, la escala centigrada fue llamada escala Celsius y el punto
de congelamiento del agua se fijo en 0°C y el punto de ebullición del agua en
100°C. La escala Celsius toma precedencia sobre la escala Fahrenheit en la
investigación científica porque es más compatible con el formato basado en los
decimales del Sistema Internacional (SI) del sistema métrico. Además, la escala
de temperatura Celsius es comúnmente usada en la mayoría de países en el mundo,
aparte de Estados Unidos.
Kelvin
La tercera escala para medir la temperatura es
comúnmente llamada Kelvin (K). Lord William Kelvin (1824-1907) fue un físico
Escosés que inventó la escala en 1854. La escala Kelvin está basada en la idea
del cero absoluto, la temperatura teóretica en la que todo el movimiento
molecular se para y no se puede detectar ninguna energía . En teoría, el punto
cero de la escala Kelvin es la temperatura más baja que existe en el universo:
-273.15ºC. La escala Kelvin usa la misma unidad de división que la escala Celsius.
Sin embargo vuelve a colocar el punto zero en el cero absoluto: -273.15ºC. Es
así que el punto de congelamiento del agua es 273.15 Kelvins (las graduaciones
son llamadas Kelvins en la escala y no usa ni el término grado ni el símbolo º)
y 373.15 K es el punto de ebullición del agua. La escala Kelvin, como la escala
Celsius, es una unidad de medida estandard del SI, usada comúnmente en las
medidas científicas. Puesto que no hay números negativos en la escala Kelvin
(porque teóricamente nada puede ser más frío que el cero absoluto), es muy
conveniente usar la escala Kelvin en la investigación científica cuando se mide
temperatura extremadamente baja.
Aunque
parezca confuso, cada una de las tres escalas de temperatura discutidas nos
permite medir la energía del calor de una manera ligeramente diferente. Una
medida de la temperatura en cualquiera de estas escalas puede ser fácilmente
convertida a otra escala usando esta simple formula 
Ahora, pongamos en práctica lo aprendido
Ejercicios de aplicación
1. Convertir
las siguientes unidades a metros
a. 1,5 km b. 345 cm c. 3,6 dm
2. Convertir
25 cm a:
a. Milímetros b. metros c.
decímetros
3. Convertir
las siguientes unidades a gramos
a. 1.2
kg b. 35 mg c. 12 µg
4. Convertir
las siguientes temperaturas a escala kelvin. (asumir que 0°C=273K)
a. 25°C b. 627°C c. -50°C
5. La
unidad SI de volumen es el metro cúbico m3. Esta unidad es muy
grande para usar en el laboratorio, por lo cual se emplea con más frecuencia el
decímetro cúbico (dm3) (equivale a un litro) o el centímetro cúbico
(cm3). Indico a cuantos metros cúbicos equivale cada unidad.
6. Calcular
el número de centímetros cúbicos en:
a. 1
kilolitro b. 2 decímetros cúbicos y
c. 4 metros cúbicos
7. Calcular
la capacidad en mililitros de una caja de 0,5 m de largo, 20 cm de ancho y 30
mm de profundidad.
8. Calcular
la densidad y el peso específico de un cuerpo cuya masa es de 210 g y tiene un
volumen de 13 cm3
9. El
ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado tiene una densidad de
1,84 g/ml. Calcular la masa de 50 ml.
10. ¿Cuántos
ml de bromo se deberán tomar para tener 34,0 g? si la densidad del bromo es de
3,40 g/ml
Observa el siguiente vídeo y explica la relación que tiene la química con nuestras emociones
Ahora continuemos con nuestros ejercicios de aplicación...
1. La unidad de Ångstrom la usan muchos científicos en cristalografía y en espectroscopia. Si 1 Ångstrom (1 Å) es 10-8 cm
a. ¿A cuántos nanómetros (nm) es equivalente?
b. ¿A cuántos picómetros (pm) es equivalente?
2. Convertir las siguientes unidades a metros
a. 25 dm b. 0,085 cm c. 470 µm
3. La luz o radiación visible, tiene longitudes de onda entre 4000 y 7500 Å. Por ejemplo, la luz amarilla tiene una longitud de onda de 5800 Å. Expresar esta longitud de onda en
a. Metros b. nanómetros c. picómetros d. centímetros
4. A continuación, se dan las longitudes de onda (en centímetros) correspondientes a las varias clasificaciones de la radiación electromagnética
· Rayos-X= 1 x 10-8
· Luz ultravioleta= 2x10-5
· Luz visible = 5 x 10-5
· * Radiación infrarroja: 1x10-3
· * Microondas: =1
· * Ondas de radio=3x105
Expresar las anteriores medidas en Ångstrom
5. Convertir 30°C y -8°C en temperaturas de la escala Kelvin
6. Convertir 120 K y
520 K a la escala centígrada
7. La velocidad de la luz es de 30000 millones
de centímetros por segundo. Expresar esta cantidad en forma exponencial en
a.
Cm/s b. km/s
8. Un automóvil se
mueve a razón de 60 kilometros por hora. Convertir esta velocidad en metros por
segundo
9. La densidad del
mercurio (Hg) a 273 K es de 13,60 g/cm3 ¿Cuál es el volumen que
ocuparán 35 g de mercurio?
10. Determinar la
densidad del benceno si su densidad es de 0,88g/ml
11. Convertir las
siguientes unidades a metros
a.
100Tm b.
25 Gm c. 2000Mm d. 6pm e. 5 mm
12. Expresar el volumen
de 100 galones de gasolina (si 1 galón es = 3.78541 litros) en
a.
Litros b. metros cúbicos c. centímetros cúbicos
13. Convertir 60°C a grados
Fahrenheit
14. Convertir
120°F a grados celcius y grados kelvin
15. A qué temperatura
coinciden las escalas Fahrenheit y Celcius
SEGUNDO PERIODO
LA DANZA DEL ÁTOMO
MODELOS ATÓMICOS
Se conoce como modelos atómicos a las distintas
representaciones mentales de la estructura y funcionamiento de los átomos,
desarrolladas a lo largo de la historia de la humanidad, a partir de las ideas
que en cada época se manejaban respecto a de qué estaba hecha la materia.
Los primeros modelos atómicos datan de la antigüedad
clásica, cuando los filósofos y naturalistas se avocaron a pensar y deducir la
composición de las cosas que existen, y los más recientes (y considerados
actualmente como valederos) fueron desarrollados en el siglo XX, época en que
se vieron los primeros adelantos reales en materia de manipulación atómica: las
bombas nucleares y las centrales nucleares de energía eléctrica.
¿Por qué
hay diferentes Modelos Atómicos?
La materia está compuesta por partículas muy pequeñas a las
que llamamos átomos. Al tratarse de partículas tan pequeñas, hace muchos años,
era muy difícil poder explicar cómo estaban formados.
Los científicos trataban de explicar, con las herramientas
que disponían, cuál era la estructura del átomo. A través del tiempo, se fueron
planteando diferentes Modelos Atómicos que llevan el nombre del científico que
lo ideó.
¿Cuántos
modelos hay?
Los 8
Modelos Atómicos más destacados a lo largo de la historia:
v
Modelo atómico de Demócrito. 450 a. C
v
Modelo atómico de Dalton. Entre 1803 y 1807.
v
Modelo atómico de Lewis. Entre 1902 y 1919.
v
Modelo atómico de Thomson. 1906.
v
Modelo atómico de Rutherford. 1911.
v
Modelo atómico de Bohr. 1913.
v
Modelo atómico de Sommerfeld. 1916
v
Modelo atómico de Schrödinger. 1926
Modelo atómico de Demócrito (450
a.C.)
La “Teoría
atómica del universo” fue creada por el filósofo griego Demócrito y su mentor,
Leucipo. En aquella época los saberes no se alcanzaban mediante la
experimentación, sino el raz
onamiento lógico, basándose en la formulación de
ideas y su debate.
Demócrito
propuso que el mundo estaba formado por partículas mínimas e indivisibles, de
existencia eterna, homogéneas e incompresibles, cuyas únicas diferencias eran
de forma y tamaño, nunca de funcionamiento interno. Estas partículas se
bautizaron como átomos, palabra que proviene del griego ἄτομοι y significa
“indivisible”.
Según
Demócrito, las propiedades de la materia estaban determinadas por el modo en
que los átomos se agrupaban. Filósofos posteriores como Epicuro añadieron a la
teoría el movimiento azaroso de los átomos.
Modelo atómico de Dalton
En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica, que retomaba las
antiguas ideas de Leucipo y Demócrito. Según la teoría de Dalton:
1) Los elementos están formados por partículas discretas, diminutas e
indivisibles, llamadas átomos.
2) Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa,
tamaño y en el resto de las propiedades físicas o químicas. Por el contrario,
los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa y propiedades.
3) Los compuestos se forman por la unión de átomos de los
correspondientes elementos según una relación numérica sencilla y constante.
Por ejemplo, el agua está formada por 2 átomos del elemento hidrógeno y 1 átomo
del elemento oxígeno.
Hoy sabemos que ninguno de estos tres puntos es completamente cierto;
sin embargo, Dalton contribuyó enormemente a entender cómo estaba formada la
materia.
Este vídeo es muy interesante, observar y escribir las ideas más importantes relacionándolas con lo que se ha visto en química
MODELO ATÓMICO DE LEWIS (1902 d.C.)
También llamado el Modelo atómico cúbico, proponía la estructura de los
átomos como un cubo, en cuyos ocho vértices se hallaban los electrones. Fue
propuesto por Gilbert N. Lewis y permitió avanzar en el estudio de las
valencias atómicas y las uniones moleculares, sobre todo luego de su
actualización por parte de Irving Langmuir en 1919, desarrollando así el “átomo
del octeto cúbico”.
Estos estudios dieron pie a lo que hoy se conoce como diagrama de
Lewis, a partir del cual se conoce el enlace atómico covalente.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
Fue desarrollado en 1906 por el científico británico Joseph John
"J.J." Thomson, quien unos años antes había descubierto el electrón.
En este modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga
negativa en un átomo de carga positiva. Los electrones se hallan incrustados en
este al igual que las pasas de un pudín (o budín). Por esta analogía también se
lo denomina “Modelo del pudín de pasas”.
Gráfico: Átomo según el
Modelo Atómico de Thomson.
Los electrones son las cargas negativas en color
verde,
incrustadas en una estructura con carga positiva en color naranja.
Los electrones se distribuyen uniformemente en el interior del átomo,
suspendidos en una nube de carga positiva. El átomo se considera como una
esfera con carga positiva con electrones repartidos como pequeños gránulos.
La herramienta principal con la que contó Thomson para su modelo
atómico fue la electricidad.
Insuficiencias del modelo atómico de Thomson:
Hace predicciones incorrectas sobre la distribución de las cargas
dentro de los átomos.
Tampoco explica la regularidad de la Tabla periódica que había sido
desarrollada por Mendeleiev en 1869
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD (O
MODELO PLANETARIO)
Este modelo
fue propuesto en 1911 por el químico y físico británico-neozelandés Ernest
Rutherford. Este científico había desarrollado un experimento denominado”
experimento de la lámina de oro” el cual le permitió enunciar el modelo
atómico.
Fue el
primer modelo en separar al átomo en dos zonas: núcleo y corteza. A partir de
aquí, se empezaron a estudiar por separado.
Según
este modelo:
El átomo
consta de un núcleo central donde se concentra la carga positiva y casi toda la
masa. Este núcleo es muy pequeño comparado con el tamaño total.
El átomo posee
electrones, de carga negativa que se sitúan en la corteza, describiendo órbitas
circulares y girando a gran velocidad, como un sistema planetario.
La suma de
las cargas negativas de los electrones debe ser igual a la carga positiva del
núcleo, siempre que el átomo sea neutro.
Insuficiencias
del modelo atómico de Rutherford:
Contradice
la teoría electromagnética clásica: Según esta teoría, toda carga acelerada (el
electrón en órbita lo es por tener aceleración centrípeta), debe irradiar
energía continuamente en forma de ondas electromagnéticas. De acuerdo con el
principio de conservación de la energía, la velocidad del electrón debería
disminuir y caer en espiral hacia el núcleo. Esto no ocurre.
No permite
explicar los espectros de emisión de los elementos.
MODELO ATÓMICO DE BOHR (1913 D.C.)
Retomó en él
la idea de la existencia del núcleo con carga positiva, zona central muy
pequeña con respecto al volumen total del átomo donde se concentra la masa del
mismo.
Para
explicar por qué los electrones no caen al núcleo a medida que se mueven y van
perdiendo energía, este científico utilizó el concepto de energía cuantizada,
idea que fue desarrollada por Max Planck en 1900.
Según
Planck, la energía puede ser liberada o absorbida solo en forma de “paquetes” a
los que denominó cuantos (del latín quantum que significa cantidad).
El físico danés Niels Bohr realizó una serie
de estudios de los que dedujo que los electrones de la corteza giran alrededor
del núcleo describiendo sólo determinadas órbitas circulares. En el átomo, los
electrones se organizan en capas y, en cada capa tendrán una cierta energía,
llenando siempre las capas inferiores y después las superiores. La distribución
de los electrones en las capas se denomina configuración electrónica y se
realiza de la siguiente manera:
Retomó en él
la idea de la existencia del núcleo con carga positiva, zona central muy
pequeña con respecto al volumen total del átomo donde se concentra la masa del
mismo.
Para
explicar por qué los electrones no caen al núcleo a medida que se mueven y van
perdiendo energía, este científico utilizó el concepto de energía cuantizada,
idea que fue desarrollada por Max Planck en 1900.
Según
Planck, la energía puede ser liberada o absorbida solo en forma de “paquetes” a
los que denominó cuantos (del latín quantum que significa cantidad).
MODELO ATÓMICO DE SOMMERFELD (1916
d.C.)
Fue
desarrollado en 1916 por el físico alemán Arnold Sommerfeld, basándose en la
teoría de la relatividad de Albert Einstein, por lo que se dice que es un
modelo atómico relativista.
Hizo
modificaciones al modelo de Bohr. Aun así, sigue siendo válido para el átomo de
Hidrógeno, pero al tratar de explicar el comportamiento de átomos de otros
elementos, presenta insuficiencias.
El modelo
atómico de Sommerfeld postula que:
Los
electrones se mueven alrededor del núcleo, en órbitas circulares o elípticas.
A partir del
segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel.
El electrón
es una corriente eléctrica minúscula.
El núcleo
atómico, al igual que los electrones, se mueven alrededor de un centro de masas
del sistema. Ese centro de masa estará muy cercano al núcleo ya que su masa es
muy superior a la masa de los electrones. Esta modificación la introdujo para
justificar los valores de frecuencias halladas experimentalmente (en relación a
las calculadas teóricamente).
Si
comparamos el modelo atómico de Sommerfeld con el de Bohr, observamos dos
modificaciones básicas:
El modelo de
Sommerfeld plantea órbitas casi elípticas para los electrones. En el modelo de
Bohr los electrones sólo giraban en órbitas circulares. Esto introdujo un nuevo
número cuántico: Número cuántico azimutal (l) que describe la forma de los
orbitales.
El modelo
atómico de Sommerfeld postula velocidades relativistas.
Modelo atómico de Schrödinger (1926 d.C.)
Propuesto por Erwin Schrödinger a partir de los estudios de Bohr y Sommerfeld, concebía los electrones como ondulaciones de la materia, lo cual permitió la formulación posterior de una interpretación probabilística de la función de onda, por parte de Max Born.
Eso significa que se puede estudiar probabilísticamente la posición de un electrón o su cantidad de movimiento, pero no ambas cosas a la vez, debido al célebre Principio de incertidumbre de Heisenberg.
Este es el modelo atómico vigente a inicios del siglo XXI, con algunas posteriores adiciones. Se le conoce como Modelo cuántico-ondulatorio.
El modelo actual aporto información que fue utilizada por diferentes científicos para dar un orden a los elementos que se iban descubriendo. El modelo de la tabla periódica que se maneja actualmente es una construcción que se dio a través del tiempo.
En el siguiente mapa se puede resumir la historia de la Tabla periódica.
La propuesta de Mendeleiev, es la que hoy aún se conserva y que cumple 150 años desde su aparición
LA TABLA PERIÓDICA
El modelo actual aporto información que fue utilizada por diferentes científicos para dar un orden a los elementos que se iban descubriendo. El modelo de la tabla periódica que se maneja actualmente es una construcción que se dio a través del tiempo.
En el siguiente mapa se puede resumir la historia de la Tabla periódica.
La propuesta de Mendeleiev, es la que hoy aún se conserva y que cumple 150 años desde su aparición
LA TABLA PERIÓDICA
¿Qué es la Tabla Periódica, cómo se utiliza y para qué sirve?
La tabla periódica de los elementos es una disposición de los elementos químicos ordenados por su número atómico, configuración electrónica y propiedades químicas. Este ordenamiento muestra Propiedades Periódicas.
Cada elemento de la tabla períodica corresponde a un "cuadradito" de la tabla. Está representado por su Símbolo Químico (una o dos letras). Debajo del símbolo aparece su nombre. El número que se encuentra debajo del símbolo de cada elemento es su número atómico (Z) que corresponde a la cantidad de protones en su núcleo. Es característico de cada elemento, le da identidad al átomo.
El número que se encuentra en la parte superior de cada recuadro es la masa atómica relativa (Mr)
Aparecen también otros datos como la isótopos, electronegatividad, número de oxidación, y Configuración Electrónica en referencia al gas noble mas cercano. Situándose con el mousse encima de un elemento cualquiera, se despliega en la parte central de la tabla periódica una tabla con características del elemento en cuestión.
La tabla está formada por "columnas verticales" que se denominan GRUPOS y "filas horizontales" llamadas PERÍODOS.
El código de colores de la tabla indica el tipo de elemento (metal, no metal, metaloides, etc)
Las principales propiedades periódicas de los elementos que más se utilizan más son:
¿Qué son las Propiedades Periódicas?
Son las propiedades o características que tienen los elementos químicos, que varían en forma secuencial a través de los grupos y períodos de la tabla periódica.
Para comprender las propiedades periódicas es importante tener claro qué pasa con los elementos de un mismo grupo y período dentro de la tabla periódica. Veamos la siguiente imagen:
En la imagen anterior están representados distintos núcleos atómicos, rodeados de orbitales en los que se hallan los electrones.
Los elementos de un mismo GRUPO tienen en común que en el Último Nivel de Energía tienen la misma cantidad de electrones. Por ejemplo, el Hidrógeno (H), Litio (Li) y Sodio (Na) tienen 1 electrón en su último nivel de energía.
Los elementos de un GRUPO se diferencian en que su Último Nivel de Energía es diferente entre ellos. Por ejemplo, el Último Nivel de Energía del Hidrógeno (H) es el 1; el del Litio (Li) es el 2; y el del Sodio (Na) es el 3.
¿Cuáles son las Propiedades Periódicas?
Radio atómico
Se define como: “la mitad de la distancia de dos átomos iguales que están enlazados entre sí”. Por dicha razón, se habla de radio covalente y de radio metálico según sea el tipo de enlace por el que están unidos. Es decir, el radio de un mismo átomo depende del tipo de enlace que forme, e incluso del tipo de red cristalina que forman los metales.
En un mismo periodo disminuye al aumentar la carga nuclear efectiva, es decir, hacia la
derecha, debido a que los electrones de la última capa estarán más fuertemente atraídos.
En un grupo, lógicamente aumenta al aumentar el periodo pues existen más capas de
electrones.
ENERGÍA DE IONIZACIÓN (EI).
También llamado potencial de ionización. “Es la energía necesaria para extraer un e– de un átomo neutro en estado gaseoso y formar un catión”. Es siempre positiva (proceso endotérmico). Se habla de 1ª EI (EI1), 2ª EI (EI2),... según se trate del primer, segundo, ... e– extraído.
La EI aumenta hacia arriba en los grupos al haber una mayor atracción por una “Z*” parecida y una menor distancia de los electrones externos al núcleo; también aumenta
hacia la derecha en los periodos por una mayor “Z” y un menor radio. La EI de los gases
nobles al igual que la 2ª EI en los metales alcalinos es muy grande, pues se debe extraer
un e– a átomos con configuración electrónica muy estable.
AFINIDAD ELECTRÓNICA (AE)
Es la energía que se intercambia cuando un átomo neutro en estado gaseoso gana un electrón para convertirse en un ion mononegativo (es decir, con una carga neta negativa). Los valores de la energía de unión electrónica pueden ser positivos o negativos.
La Afinidad Electrónica será negativa cuando se libere energía. Esto ocurre con átomos que, al captar un electrón, adquieren una configuración electrónica mas estable. Por ejemplo, los Halógenos (Grupo 17 de la Tabla Periódica) tienen 7 electrones en su último nivel de energía. Les falta solamente 1 electrón para cumplir con la Regla del Octeto y adquirir una Configuración Electrónica mas estable (la del gas noble más cercano). El ion formado será mas estable que el átomo neutro. De manera que, será favorable energéticamente el proceso de captar un electrón, y se liberará energía. Por convención, a la energía liberada se le otorga un signo negativo, de modo que la Afinidad Electrónica será negativa.
La Afinidad Electrónica será positiva cuando se requiera aporte de energía. Esto ocurre con átomos que, al captar un electrón NO adquieren una configuración electrónica más estable. Por ejemplo, los elementos del Grupo 2 de la tabla Periódica tienen dos electrones en su último nivel de energía y su configuración electrónica termina con 2 electrones en un subnivel s. De modo que al agregarse un electrón extra, éste deberá ubicarse en un subnivel p que tiene más energía que el s. El ion formado será mas inestable que el átomo neutro. El proceso no será favorable desde el punto de vista energético por lo que requerirá aporte de energía. Por convención, la energía recibida tiene signo positivo, de modo que la Afinidad electrónica será positiva.
Electronegatividad
La electronegatividad de un átomo determinado está afectada fundamentalmente por dos magnitudes: su masa atómica y el radio atómico . No se puede medir experimentalmente de manera directa como las otras propiedades periódicas, pero puede determinarse de forma indirecta haciendo cálculos a partir de otras propiedades y magnitudes atómicas.
Carácter metálico: metales, no metales y semimetales
La distribución actual de los elementos en la Tabla Periódica los separa en metales y no metales.
Los metales y los no metales se distinguen entre sí por sus propiedades físicas y químicas, que
varían gradualmente a lo largo de la Tabla Periódica, desde las propias de los metales a la
izquierda de la tabla, hasta las que definen a los no metales a la derecha.
RESUMEN DE LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS
FUNCIONES DE QUÍMICA INORGÁNICA
Es un conjunto de compuestos que se caracterizan por tener en su estructura, todos ellos, un determinado número de átomos agrupados en la misma forma, conjunto que recibe el nombre de grupo funcional por lo cual tiene propiedades análogas.
Bardzo ciekawie napisane. Fajny artykuł.
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