Est Atomica1

Ing. María Rosa Belbruno

Unidad

1Estructura atómica

Práctico Nº 1 Química General: Lic. en BiologíaFCEFN

UNSJPráctico Nº 1 Química: Lic en Geofísica

ESTRUCTURA ATÓMICAESTRUCTURA ATÓMICA


Unidad




Los rayos catódicos son partículas fundamentales de materia, cargadas negativamente. Se encuentran en todos los átomos y son idénticas cualquiera sea el gas encerrado en el recipiente.

ELECTRÓN

Conclusiones experimentales :

Los rayos canales son partículas cargadas positivamente. Estas partículas son distintas. Su masa y carga varía de acuerdo al gas dentro del tubo. Para el átomo mas pequeño se llamó

PROTÓN


Unidad




Comparemos MASAS de protones y electronesComparemos MASAS de protones y electrones

Masa del protón: 1,672648·10–27 kg.

protón

184010*109534,9

10*672648,1 31

27

kg

kg

masa

masa

e

P

ejercicio

Masa del electrón: 9,109534·10–31 kg.

48


Unidad




Comparemos las CARGAS de protones y electronesComparemos las CARGAS de protones y electrones

Carga de igual signo se repelen

Carga de distinto signo se atraen

Carga del electrón: –1,602189·10–19 C.

Carga del protón: +1,602189·10–19 C.

Misma carga pero de distinto signo


Unidad




3. Fenómenos de radiactividadRoentgen (1895) había descubierto que el tubo de rayos catódicos emitía de su parte fluorescente unos rayos de gran poder de penetración que llamó “Rayos X”. Resultaron ser radiación electromagnética de alta frecuencia sin carga.

Bequerel (1896) descubrió que Uranio emitía una radiación que atravesaba láminas metálicas y papel negro. A diferencia de los rayos X, esta radiación se separa: rayos α, β y γ.Los rayos α. son núcleos de He: He2+

Los rayos β. Son electrones.Los rayos γ. sin carga eléctrica y son radiación electromagnética de eleva-da frecuencia y gran poder de penetración.


Unidad




Radiactividad: La emisión de partícu-las y radiación electromagnética de un núcleo atómico para transformarse en otro isótopo más estable

A estos fenómenos se los llamó

Para evaluar su peligrosidad analiza el siguiente gráfico

Conclusiones experimentales :

El átomo está constituido por partículas más pequeñas, que en adelante llamaremos partículas subatómicas


Unidad




CONCLUSIONCONCLUSION

INTERNA Y PARCIALMENTE ES DE NATURA-LEZA ELÉCTRICA, PORQUE ESTÁ CONSTITUI-

DO POR PARTÍCULAS SUBATÓMICAS ELÉCTRICAMENTE CARGADAS

Número de electrones = Número de protones

EL ÁTOMO ES NEUTRO


Unidad




Como se distribuyen las partículas subatómicas componentes del ÁTOMO

Experimento de Rutherford

1871-1937Premio Nóbel:

1908Dentro del átomo, donde su ubican las partículas subatómicas

Protones

Neutrones

Electrones


Unidad




Lámina de oro

Pantalla de sulfuro de Zn para detectar

Mineral emisor de partículas α

bombardeó con partículas α ( )una lámina de oro de unos 5000 Å de grosor, que tiene una anchura de unos dos mil átomos,

observó los choques de las partículas que la atravesaban sobre una pantalla situada detrás de ella

2He

2He


Unidad




Resultados ESPERADOS del Experimento de Rutherford

Rutherford esperaba que las par-tículas α, con gran energía ciné-tica, atravesarían la lámina, ya que sus átomos tendrían la carga positiva uniformemente distribuida, según el modelo postulado por Thomson, así que se provocarían a lo sumo pequeñas desviaciones en sus trayectorias.

J.J.ThomsonPrimer modelo atómico.


Unidad




Rutherford observo que la mayoría de las partículas α atravesaban la lámina de Au, pero, algunas se desviaban claramente e incluso unas pocas rebotaban en la lámina

Resultados OBSERVADOS del Experimento de Rutherford


Unidad




EL ÁTOMO ES VACÍO Y SU MASA ESTÁ CONCENTRADA EN UN VOLUMEN PEQUEÑO LLAMADO NÚCLEO

•La materia es «hueca», porque la mayor parte de las partículas α la atraviesan sin desviarse.• Las partículas α rebotan debido a las repulsiones electrostáticas al pasar cerca de las cargas positivas. Rebotan una pequeña proporción: las cargas(+) ocupan un espacio muy pequeño en el interior del átomo, al cual denomina núcleo.• Existen partículas neutras (neutrones-1932) en el núcleo para evitar la repulsión entre los protones, mP = mn .

• Los electrones se mueven alrededor del núcleo, para que su giro compense la fuerza electrostática de atracción entre cargas de signos contrarios.

CONCLUSIONES del Experimento de Rutherford

Masa del protón Masa del neutrón 1,672648·10–27 kg. 1,674954·10–27 kg.


Unidad




Modelo atómico nuclear de Rutherford


Unidad




NÚCLEO ATÓMICO

El núcleo atómico, está cargado con tantas cargas positivas como protones posea, La totalidad de la masa del átomo está contenida en él.

Definición de “Número atómico”: Z

El número atómico (Z) es igual al número de protones que tiene el núcleo de un elemento es lo que lo diferencia de otro. Z define la identidad del elemento.

Nucleones


Unidad




Ejemplo:

1

2

3

3 p+

1

2

3

4

56

7 8

910

10 p+

3 e- 10 e-

Z= 3 Z= 10

Los electrones son los que intervienen en las reacciones químicas. Las propiedades de un elemento dependen del número de electrones de la corteza electrónica

Z es distinto

Li Ne


BALANZA

Unidad




Calcule la masa de un átomo de hidrógenoSolución: de (3) despejamos la masa de H+

1840 m

m

electron

H

ggmelectron2428

H10*673,110*11,9*57,1836*57,1836m

H11

= 1,673*10-24 g + 9,11*10-28 g = 1,67391*10-24

Se puede apreciar el aporte de la masa del electrón a la masa total del átomo es insignificante.


Unidad




Reglas para escribir un símbolo correctamente:- Es una sola letra, mayúscula. Ejemplos: C (carbono), H (hidrógeno), S (azufre), etc.

- Si el símbolo tiene dos o tres letras la primera es mayúscula y las otras son minúsculas. Ejemplos: Na (sodio), Hg (mercurio), Cl (cloro),

Berzelius y su SimbologíaBerzelius y su Simbología


MercurioMercurio, al planeta del mismo nombre. La abreviatura es , al planeta del mismo nombre. La abreviatura es Hg:Hg: plata acuática plata acuática (en griego (en griego hydrárgyroshydrárgyros). ). hhydra=agua, ydra=agua, ggyros= plata, Urano (U), Neptuno (Np), yros= plata, Urano (U), Neptuno (Np), Plutón (Pu). Asteroides: de Ceres, Cereio (Ce)Plutón (Pu). Asteroides: de Ceres, Cereio (Ce)

Unidad




Procedencia de los nombres de los elementos químicosProcedencia de los nombres de los elementos químicosPlanetas y asteroidesPlanetas y asteroides

Einstenio (Es), Mendelevio (Md), fermio (Fm), Enrico Fermi.Einstenio (Es), Mendelevio (Md), fermio (Fm), Enrico Fermi.

MitologiaMitologiaTitanio (Ti) (primeros hijos de la tierra), paladio (Pa), Titanio (Ti) (primeros hijos de la tierra), paladio (Pa), pallaspallas, diosa de la sabiduria,, diosa de la sabiduria, LugaresLugaresMagnesio (Mg), escandio (Sc) de la peninsula escandinava, cobre (Cu) de Chipre, Magnesio (Mg), escandio (Sc) de la peninsula escandinava, cobre (Cu) de Chipre, selenio (Se) de selene = luna, rutenio (Ru) Ruthen= rusia en latin, Europio (Eu), selenio (Se) de selene = luna, rutenio (Ru) Ruthen= rusia en latin, Europio (Eu), Polonio (Po), Americio (Am), Berkelio (Bk) univer. de Berkeley (California).Polonio (Po), Americio (Am), Berkelio (Bk) univer. de Berkeley (California).

PropiedadesPropiedades

Berilio (Be) verde esmeralda, nitrógeno (N) nitrus= formador de nitratos, oxígeno Berilio (Be) verde esmeralda, nitrógeno (N) nitrus= formador de nitratos, oxígeno (O) (O) oxysoxys= formador de óxidos, cloro (Cl): amarillo verdoso, argón: = formador de óxidos, cloro (Cl): amarillo verdoso, argón: argosargos: inactivo, : inactivo, cromo (Cr) chroma: color, manganeso (Mn): magnetismo, rubidio (Rb): color rojo cromo (Cr) chroma: color, manganeso (Mn): magnetismo, rubidio (Rb): color rojo intenso, platino (Pt) color a plata, oro (Au): aurum (aurora), radio (Ra): rayo.intenso, platino (Pt) color a plata, oro (Au): aurum (aurora), radio (Ra): rayo.

CientíficosCientíficos


Unidad




Unnilquadium (Unq)Unnilquadium (Unq): significa 104 (número atómico) en latín. Los : significa 104 (número atómico) en latín. Los soviéticos propusieron el nombre de Kurchatovium (Ku) en honor de Igor soviéticos propusieron el nombre de Kurchatovium (Ku) en honor de Igor V. Kurchatov, y los estadounidenses preferían el nombre de Rutherfordium V. Kurchatov, y los estadounidenses preferían el nombre de Rutherfordium (Rf) en honor de Ernest Rutherford. (Rf) en honor de Ernest Rutherford.

Unnilpentium (Unp)Unnilpentium (Unp): (en latín) 105 (número atómico). La IUPAC : (en latín) 105 (número atómico). La IUPAC estableció este nombre frente a las propuestas estadounidenses de estableció este nombre frente a las propuestas estadounidenses de llamarlo Hahnio (Ha) en honor de Otto Hahn y de los soviéticos de llamarlo Hahnio (Ha) en honor de Otto Hahn y de los soviéticos de llamarlo Nielsbohrium en honor de Niels Bohr. llamarlo Nielsbohrium en honor de Niels Bohr.

La IUPAC utiliza este sistema de nomenclatura para los elementos a La IUPAC utiliza este sistema de nomenclatura para los elementos a partir del 104, hasta que se decida cuales van a ser lospartir del 104, hasta que se decida cuales van a ser los nombres definitivos).

Que pasa con los elementos artificiales cuya Z es mayor a 100.Que pasa con los elementos artificiales cuya Z es mayor a 100.

IUPAC: UIUPAC: Uniónnión I Internacional nternacional de Qde Químicauímica P Puraura y A y Aplicadaplicada

http://www.uv.es/~jaguilar/elementos/iupac10.html


Unidad




iónica carga atomicidad

másico Número atómico Número n

aAZ

X

Símbolo atómico

A = Número de protones + Número de neutrones

A = Z + N

Número de neutrones: N

N = A - Z

Z = A - N


Unidad




Ejemplo:

Cl3717

01 El “1” se sobrentiende

y no se escribe, átomo

neutro

n = 20

A =

Z =

Por ser una estructura neutra, tendrá 17 electrones en la corteza electrónica.

Expresión de los resultados: e: 17 p: 17 n: 20.

Todos los átomos de Cl tendrán Z=17 (el mismo Z), y tendrán 17 e

Por esto Z define las propiedades de un átomo, en definitiva SU IDENTIDAD

El “0” se sobrentiende y no se escribe,


Unidad




el átomo que tiene Z=1 es el Hidrógeno: H1

1

He42y el átomo que tiene Z=2 es el

elemento Helio,

Ejemplos

N = 2Rta: e: 2 p: 2 n: 2 .

N = 0Rta: e: 1 p: 1 n: 0 .


Unidad




Los átomos de los distintos elementos se ordenan por

TABLA PERIÓDICA

VALORES CRECIENTES de Z. valores crecientes de Z.


Unidad




Transición de metal a No-metal

No-metales

Gases noblesMetales

Metales alcalinos

Metales de transición interna

Metales de transición

Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

período I-A II-A III-B IV-B V-B VI-B VII-B VIII-B I-B II-B III-A IV-A V-A VI-A VII-A VIII-A

1 H He

2 Li Be B C N O F Ne

3 Na Mg Al Si P S Cl Ar

4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg


Unidad




62

En otras tablas peso atómico (PA)

PM

67


Unidad




Abundancia de los elementos en el universo


Unidad




Abundancia de los elementos en la corteza, el agua y la atmósfera terrestres


Unidad





Unidad




Abundancia de los elementos en el cuerpo humano


Unidad




Iones

Aniones

Cationes

-

+


Unidad




Ejemplo

Aniones

Cationes

LiLi+

O O2-


Unidad




Ejercicios resueltos:Diga cuántos protones, neutrones y electrones tiene la siguiente especie química:

I123

El elemento es iodo o yodoBusco en la tabla periódica el

Z =53

Escriba el símbolo atómico: I12353

Rta: e: 53 p: 53 n: 70

Un elemento con número atómico 79 y número másico 197 tiene: a) 79 protones, 118 neutrones y 79 electrones; b) 78 protones, 119 neutrones y 79 electrones; c) 79 protones, 118 neutrones y 197 electrones; d) 118 protones, 118 neutrones y 79 electrones

Escribo el símbolo atómico: Busco en la tabla periódica el elemento usando el Z= 79

Au19779

número atómico = Z = 79 número másico = A (PA) = 197

N = 118

Rta: a)

N = 70


Unidad




Son átomos de un mismo elemento (poseen igual número de protones) y diferente número de neutrones (N). Por ello tienen distinto número másico (A) de igual Z y de diferente A.

C126 C14

6

Isótopos

Mismo Z

A = Z + N N = A - Z

Z = A - N Ejemplo:

Debe tener distinto A Mismo Z distinto N

e: 6 p: 6N: 6

e: 6 p: 6N: 8

Mismo Z

distinto N


Unidad




Isótopos de algunos elementos

H11

H21 H3

1

D21

protio deuterio tritio

U23392 ó U-233 U235

92 ó U-235 U23892 ó U-238

uranio-233 uranio-235 uranio-238,


Un elemento tiene: 30 protones, 36 neutrones y 28 electrones. Señale la opción correcta: a) Es el átomo neutro de cinc, b) Es un isótopo de cobalto, c) Es un ion del cripton, d) Es un ion bivalente de un isótopo del cinc, e) es un ion de un isótopo del cinc

Unidad




El PA que figura en la tabla es 65, esto significa que es un isótopo del Zn

Busco en la tabla periódica el elemento usando el Z= 30

26630 Zn

Z = 30

Rta: d)

A = Z + N A = 30 + 36 = 66

e: 28 p: 30 n: 36

e: 28p: 30 >28 -30 +

Carga nuclear: 2+

+ = 2 + Es un catión

Y escribo el símbolo completo

nZ6530


Unidad




Marque los errores que cometió entre los siguiente 6 conceptos:a. Átomo indestructibleb. Átomo indivisiblec. Desconoció el electrónd. Desconoció el protóne. No detectó la existencia del neutrónf. Descartó la idea de núcleo atómico

a) a, b y c b) d, e, f c) a, b, d y e d) solamente c e) Todas son correctas

¿ Señale la afirmación correcta dónde se encuentra cada partícula subatómica?a) El electrón se encuentra en el núcleo.b) El neutrón se encuentra en la corteza.c) El neutrón se encuentra en el núcleo.d) El protón se encuentra en la corteza


Unidad




El número de protones, electrones y neutrones de elemento N14

7

a) 7,7,14; b) 14, 14, 21; c) 14, 14, 7; d) 7, 7, 7; e) 7, 7, 14.

e: 7 p: 7N: 7

N14

7

N = 7

Indicar cuál de los siguientes datos corresponden a un isótopo del elemento: X25

12

a) p= 12 b) p=12 c) p=13 d) p=12n=13 n=13 n=12 n=12e=12 e=13 e=12 e=12

e) Ninguna de las anteriores

Rta: d)

Z= distinto, es otro elemento Rta: d)


Unidad




Completar el siguiente cuadro. Considere átomos neutros:Símbolo

Cantidad de protones

Cantidad de electrones

Cantidad de neutrones

A Z

O

S

Ca

Fr

10 11

50 69

44 57

30

33

38 87

73 181

8 8 8 16 8

16 16 16 1632

20 20 20 2040

87 87 136 87223

Ne 10 21 10

Sn 50 119 50

Ru 44 101 44

Zn2+ 28 3530As 33 754233

Sr 384938

Ta 7310873

65


Unidad




Indique cuantos protones, neutrones y electrones tienen los siguientes elementos. Reconózcalos

......2813 ......32

16 .....6429 ......235

92......80

35

N= 15 16 35 143 45

Al S Cu

U BrZ=

Cuál de los siguientes elementos tiene 4 neutrones más que el elemento Li7

3

I. II. III. IV. V.

B115 N14

7O168 F19

9Al26

13

Cuál de los siguientes símbolos representa a la partícula que contiene 24 protones, 26 neutrones y 22 electrones:

22624 X

25024 X 250

26 X 25022 XI. II. III. IV.

N=6 8 7 10 13

4

Rta: II)

Rta: II)


Unidad




29

Considere tres átomos que contienen la siguiente relación de partículas fundamentales:X : 14 p, 15 n y 14 e Y : 14 p, 16 n y 14 e Z : 15 p, 14 n y 15 e

De acuerdo a esto, indique cual aseveración es(son) correcta(s)I. Los elementos Y y Z son isótoposII. X y Z tienen la misma masa atómicaIII. X y Z corresponden a un mismo elementoIV. Y y X corresponden a un mismo elementoV. X, Y y Z son isótopose: 14 p: 14 n: 15

X : Y : Z :e: 14 p: 14 n: 16

e: 15 p: 15 n: 14

A: 30 29

incorrecta

incorrecta

incorrecta


Unidad



UNSJPráctico Nº 1 Química: Lic en GeofísicaUno de los componentes más dañinos de los residuos nucleares es un isótopo Sr-90 radiactivo; puede sustituir al Ca y depositarse en los huesos. ¿Cuántos protones y neutrones hay en el núcleo del Sr-90?a) protones 90; neutrones 38 b) protones 38; neutrones 90 c) protones 38; neutrones 52 d) protones 52; neutrones 38.

¿Cuántos protones y electrones tiene el ion S2- ?

Rta: c)

23216 S

e: 16p: 16N: 16

+ 2 =18Rta: p= 16 y e=18


Unidad



UNSJPráctico Nº 1 Química: Lic en GeofísicaEl bromo es el único no metal líquido a temperatura ambiente. Considerar el isótopo de Br-81. Seleccionar la combinación que corresponde al número atómico, número de neutrones y número másico respectivamentea) 35, 46, 81 b) 35, 81, 46 c) 81, 46, 35 d) 46, 81, 35

Rta: a)

Br8035

e: 35p: 35N: 46


Unidad




La mayoría de los elementos tienen uno o más isótopos, en realidad son mezclas de átomos de números másicos distintos. Uno de ellos es más abundante que el resto, Las respectivas abundancias % (A%) de los isótopos se denomina fórmula isotópica

Fórmula isotópica

Ejemplo:

Los 90 elementos que se encuentran en la naturaleza se observan 280 isótopos, y se denominan por ello isótopos naturales.Los isótopos artificiales se preparan en el laboratorio, bombardeando el núcleo atómico de átomos estables con partículas radiactivas (alfa: , e-, p+ o n )

242 He

el cloro, Z= 17 tiene 2 isótopos:

Cl3517

35 uma (número entero)

Cl3717

37 uma (número entero)

Fórmula isotópica (A%) 75,4%

El peso atómico (PA) es

24,60 %.

El Aluminio está formado únicamente por átomos de aluminio-27.


Unidad




Peso atómico

100

......**.. 2211

APAAPAAP

Otra forma de nombrar los isótopos es :

C126 o C-12

C146

ó C-14; Cl3517 ó Cl-35 ;

El número atómico y el número másico se buscan en la tabla periódica.

El peso atómico es el promedio ponderado que se calcula:

ma u45,35100

60,24*374,75*35.A.P Para nuestro ejemplo del cloro

indicando el símbolo del elemento seguido de su masa atómica

Por esto los pesos atómicos de la tabla no son números enteros


Unidad




Ejercicios propuestos:

Calcula el peso atómico promedio del silicio, conforme a los datos del siguiente cuadro

Símbolo PA (uma) A (%)

28Si 27.99858 92.27

29Si 28.5859 4.68

30Si 29.9831 3.05

ma 0746,28100

05,3*9831,2968,4*5859,2827,92*99858,27.. uAP Si

ma 0746,28.. uAP Si


Unidad




El elemento oxígeno se compone de 3 isótopos cuyas masas son de 15,994915; 16,999133 y 17,99916. Las abundancias relativas de estos 3 isótopos son de 99,7587, 0,0374 y 0,2049, respectivamente. A partir de estos datos calcule la masa atómica media del oxígeno.

El elemento Zn tiene 5 isótopos cuyas masas son de 63,929, 65,926, 66,927, 67,925 y 69,925 uma. Las abundancias relativas de estos cinco isótopos son de 48.89, 27.81, 4.110, 18.57 y 0.62 por ciento, respectivamente. Calcule la masa atómica media del zinc.


Unidad




Una idea de la pequeñez del átomo

Radios atómicos en pico metro

¿Qué es un pico metro (pm)?

1 cm 2 cm

1 mm

1 mm =109 pm = 1.000.000.000 pm

000.000.000.1

1

No podríamos aislar un átomo: para pesarlo, medirlo y mucho menos verlo.

1 pm =10-9 mm = mm = 0,000000001 mm


Unidad




Pesar es comparar. Ej.: si una goma pesa 10 g, significa que la goma es 10 veces más pesada que la unidad de masa: gramo. Las unidades de cualquier magnitud se han definido arbitrariamente y acordado por convención dentro de la comunidad científica. Cualquier átomo es mucho más pequeño que las unidades de masa habituales y las balanzas comunes no lo pesarían. Para medir PA se define una unidad, tan pequeña como lo que se desea pesar:

12

)(12CPA

La uma es la unidad de la escala relativa, porque indica cuanto más pesado es un átomo respecto de otro. Ej.:

Masa Atómica = Peso atómico (PA).

unidad de masa atómica (uma) =

Se lee la doceava parte de la PA del

12C.

La forma más directa y exacta de determinar las masas atómicas es el espectrómetro de masas

el oxígeno pesa 16 (sin unidades o uma)

significa el oxígeno es 16 veces más pesado que la uma


Unidad




A ) El Br, como vemos en la tabla periódica tiene una masa cercana a 80, pero el 80Br no se encuentra en la naturaleza. ¿Cómo podemos explicar este concepto?.

C ) El átomo de potasio, K, se convierte en ión potasio perdiendo un electrón. Por tanto si el peso atómico del K es 39, el del ión potasio será 40.

B )“Dos compuestos de igual peso molecular se dice que son isótopos”Indique si dicha afirmación es verdadera (V) o falsa (F)Indique que términos están mal usados

Discuta la veracidad de las siguientes afirmaciones

D ) Los siguientes pares son isótopos 2H+ y 3H


Unidad




)(cgsUnidad

Unidad

Escala absoluta

Resumiremos: Escala relativa uma

g

Equivalencia : 1 uma = 1,67*10-24 g = 0,00000000000000000000000167 g

Ej.: El elemento

La masa de cada partículas subatómicas

Protones, mp = 1 uma

Neutrones, mn = 1 uma

el número de estas partículas da la masa del átomo expresado en umas.

posee 19 protones 20 neutrones A=39

K3919

PA será 39 umas.

PA en escala absoluta

1 uma 1,67*10-24 g

39 uma x = uma

g

1

10*1,67*uma 39 -24

= 6,513* 10-23 g


Unidad




Masa Molecular = Peso molecular (PM).

moléculas Unión de átomos

Iguales

Distintos

Es de la suma de los PA de todos los átomos que la forman, afectados por sus respectivos subíndices.

N2, PMN2=PAN*2 =14*2=28 uma

H2O

PMH2O=2 * PAH + 1 * PAO = 2 uma + 16 uma = 18 uma

S6,

PMS2=PAS*6 = 32*6=192 uma


Unidad




- Calcule el peso molecular (PM) de CO2 . Solución: PMCO2= 1*PAC + 2*PAO = 12 uma + 32 uma = 44 uma

Para calcular correctamente el PM de una sustancia es indispensable conocer su fórmula química, lo que se verá en el Práctico Nº 2.

- Calcule los PM de: a) H2CO3; b) Al(HO)3; c) H2Cr2O7; d) Fe2O3

Ejemplos

a) PMH2CO3= PAH*2 + PAC*1 + PAO*3 = 1 uma *2 + 12 uma*1 + 16 uma*3 =

PMH2CO3= 60 uma

b) PMAl(HO)3 = PAAl*1 + (PAH + PAO )*3 = 27 uma *1 + 1 uma*3 + 16 uma*3

¡OJO! Los paréntesis

PMAl(OH)3= 78 uma


Unidad




Reacción química y ecuaciones químicas

Es un proceso en el cual una sustancia/s desaparece para formar sustancias nuevas.

Es el modo de representar a las reacciones químicas.

Cambio químicoProceso químicoTransformación química

Sustancias Reaccionantes

REACTIVOS

Sustancias Producidas

PRODUCTOS

Se representa con Una ecuación química


Unidad




El "+" se lee como "reacciona con"

La flecha significa "produce".

Ejemplo:

Coeficientes estequiométricos (el coeficiente 1 se omite).

1


Unidad




Tabla comparativa de ejemplos

Elementos Compuestos Mezcla homogénea

Mezcla heterogénea

Lingotes de oro

Sal de mesa (NaCl)

Agua de mar Agua y arena

Papel de aluminio

Azúcar (C12H22O11)

Té de manzanilla Sopa de verduras

Flor de azufre Alcohol etílico (C2H6O)

Alcohol y agua Yoghurt con frutas

Alambre de cobre

Acetona (C3H6O)

Aire (nitrógeno y oxígeno)

Mosaico de granito

Clavos de hierro

Agua (H2O) Bronce (aleación de Cu y Sn)

Madera


Unidad




Estequiometría de la reacción química

medidaJusta - exacta

Las transformaciones que ocurren en una reacción química se rigen por la

Ley de la conservación de la masa de Lavoisier:

Lavoisier1743-1794

En un sistema material cerrado, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos cualquiera

sean las transformaciones físicas y químicas que se produzcan

m reactivo = m producto m reactivo = m producto


Unidad




NO(g) + O2(g) → NO2 (g)Ejemplo:

Si los átomos de un mismo elemento pesan siempre igual

Se cumple la ley de Lavoisier si tengo la misma cantidad de cada elemento en los reactivo y en los productos

N O

2 2

Primer miembro: O----4 N----2

Segundo miembro: O----4 N----2

2*30 uma + 32 uma → 2*46 uma 60 uma + 32 uma → 92 uma

92 uma

(s): sólido(l): líquido(g): gaseoso(sol) o (ac): acuoso, disuelto en agua


Unidad




2 NO(g) + O2 (g) → 2NO2(g)

NO + O2 → NO2Ecuación química NO ajustada

No me sirve para nada

Ecuación química ajustada o estequiométrica

Es una igualdad que expresa el número y clases de moléculas o átomos de los reactivos (primer miembro) y el número y clases de moléculas o átomos de los productos (segundo miembro)

Es una igualdad que expresa el número y clases de moléculas o átomos de los reactivos (primer miembro) y el número y clases de moléculas o átomos de los productos (segundo miembro)

Ecuación química ajustada

Procedimiento que consiste en colocar delante de cada reacti-vo y producto de la reacción los coeficientes estequiométri-cos adecuados, para que se cumpla la Ley de Lavoisier.

Procedimiento que consiste en colocar delante de cada reacti-vo y producto de la reacción los coeficientes estequiométri-cos adecuados, para que se cumpla la Ley de Lavoisier.

Ajustar una ecuación química


Unidad




Contar el número de átomos de nitrógeno en reactivos y en productos: Como en reactivos hay 2 átomos y en productos sólo uno, corresponde colocar delante del producto un coeficiente 2,

Contar el número de átomos de hidrógeno, en los reactivos hay 2 y en los productos hay 2 * 3 = 6, ya que el coeficiente involucra a todo el compuesto. Por lo tanto, debo colocar delante de la molécula de hidrógeno el coeficiente 3,

Verificación: Recuento del número de átomos de todas las especies presentes en la ecuación para comprobar que la ecuación está correctamente equilibrada.

¿Cómo ajustar, balancear o equilibrar una ecuación química?

N2(g) + H2(g) ↔ NH3(g)Para equilibrarla seguir los siguiente pasos:

23

N2 + 3 H2 ↔ 2 NH3

2 N + 3* 2 H ↔ 2 N + 2*3 H2N + 6 H ↔ 2 N + 6 HVerificación


Unidad




Ejemplo:Equilibre la reacción de combustión completa del metano gaseoso (CH4) con el aire.Combustión: reacción de un combustible con el oxigeno: O2

¿Por qué el enunciado dice combustión con aire?

Porque el aire contiene: 21% O2

79 % N2

21% O2

79 % N2

En volumen En masa

Si un compuesto combustiona con aire, significa que reacciona con el O2 del aire

Combustión completa (mucho O2): SIEMPRE CO2 y H2O

Productos de una reacción de combustión

Combustión incompleta (poco O2): SIEMPRE CO y H2O

CH4(g) + 2 O2 (g) ↔ CO2(g) + 2 H2O(g)

1 C + 4 H + 4 O ↔ 1 C + (2+2) O + 4 H1C + 4 H + 4 O ↔ 1 C + 4 O + 4 H

Verificación


Unidad




Información derivada de las ecuaciones ajustadas

CH4(g) + 2 O2 (g) ↔ CO2(g) + 2 H2O(g)

Interpretación molecular

1 moléc. CH4(g) + 2 moléc. O2 (g) ↔ 1moléc.CO2(g) + 2 moléc. H2O(g)

Interpretación ponderal

CH4(g) + 2 O2 (g) ↔ CO2(g) + 2 H2O(g)16 g CH4 + 64 g O2 ↔ 44 g .CO2 + 36 g H2O

Pesos o masas

Calculo los pesos moleculares y los multiplico por los respectivo coeficientes estequimétricos


Unidad




Interpretación molar

1 mol CH4(g) + 2 mol O2 (g) ↔ 1mol CO2(g) + 2 mol H2O(g)

El término MOL será visto con mas profundidad en el Práctico Nº 3


2

Unidad




De acuerdo con la ley de la conservación de las masas, balancee las siguientes ecuaciones:

Al + H2SO4 Al2 (SO4)3 + H2

Al + Fe2O3 Al2O3 + Fe

P4 + O2 P4 O10

NaNO3 + H2SO4 Na2SO4 + HNO3

C + Fe2O3 Fe + CO

Zn + NaOH Na2ZnO2 + H2

FeO + HClO4 H2O + Fe(ClO4)2

2

2

2 2

5

3

33

2

2

2

3


Unidad




NaHCO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O

Al + HBr AlBr3 + H2

C6H6 + O2 CO2 + H2O

FeCl3 + Na2CO3 ↔ Fe2 (CO3)3 + NaCl

NH4Cl + Ba(OH)2 BaCl2 + NH3 + H2O

Ca(OH)2 + H3PO4 ↔ Ca3(PO4)2 + H2O

Fe2(CO3)3 + H2SO4 ↔ Fe2(SO4)3 + H2O + CO2

3

6

7,5 6

2

22

1,5

22

3

3

2

3 2 6

33 3

2 ( )2 6 2 3

)2 (2 15 12 6


Unidad




Na2O + (NH4)2SO4 ↔ Na2SO4 + H2O + NH3

CO + H2O ↔ CO2 + H2

P4O10 + H2O ↔ H3PO4

FeS2 + O2 ↔ Fe2O3 + SO2.

NH3 + O2 ↔ NO + H2O

ZnS + HCl ↔ ZnCl2 + H2S

HCl + Cr ↔ CrCl3 + H2

6

2

5,52

4

4

2 2 32,5

2

36 22

4 10 2 8

4 5 4 6


Unidad



UNSJPráctico Nº 1 Química: Lic en GeofísicaEn las siguientes afirmaciones indique las verdaderas y las falsas. Justifique su respuesta.a) Dos elementos que tienen el mismo número másico son isótopos.b) El número de neutrones en un átomo es siempre igual al número de protones.c) Cuando una ecuación es estequiométrica se cumple el principio de conservación de la masa.d) Los números A y Z se obtienen de la tabla periódica y el número de neutrones de un átomo se calcula a partir de éstos.e) Los iones son estructuras químicas cargadas eléctricamente f) Dos elementos que tienen el mismo número másico A son dos átomos diferentes.g) La unidad de masa atómica se ha tomado como la doceava parte de la masa de carbono-12h) Ninguna es correctaRta: c), d), e), f), g)


Unidad



UNSJPráctico Nº 1 Química: Lic en GeofísicaEscribir una reacción química sencilla y estequiométricamente equilibrada para la reacción neta que tiene lugar cuando el H2S(g) burbujea a través de una disolución de nitrato plumboso (Pb(NO3)2), provocando la precipitación de sulfuro de plomo II (s). Para la reacción neta supóngase que el nitrato plumboso y el ácido nítrico se disocian totalmente. H2S(g) HNO3(sol)Pb(NO3)2(sol) PbS(s)+ +Escribir la ecuación química para la reacción que tiene lugar entre el cloruro de bario (BaCl2) el nitrato de plata, (AgNO3) si uno de los productos que se obtiene es un precipitado blanco de cloruro de plata(AgCl) ?. Ajústela correctamente.

2

BaCl2(sol) Ba(NO3)2(sol)AgNO3(sol) AgCl(s)+ +22


Unidad




Completar y balancear las siguientes reacciones

H2 + Cl2

Al + Al2O3

N2 + N2O5

Cl2O3 + H2O

Na2O + NaOH

+ NH3

H2SO4 + KOH

H2S + AgNO3


Unidad



UNSJPráctico Nº 1 Química: Lic en GeofísicaEl hombre exhala 0,350 g de CO2 por minuto. Suponiendo que todo el CO2 proviene de la reacción de la glucosa (C6H12O6) con O2: Escribir la ecuación de la reacción.

Dada las siguientes reacciones: N2 + O2 NO2

NO2 + O2 N2O5

N2O5 + H2O HNO3

Balancear las ecuaciones

El H3PO4 reacciona con Mg(OH)2 produciendo Mg(H2PO4)2. Escribir la ecuación química


Unidad



UNSJPráctico Nº 1 Química: Lic en GeofísicaEs necesario balancear las ecuaciones químicas porque:a)La masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.b) La masa se conserva sin importar los cambios físicos o químicos que se produzcan. c) Un sistema cerrado pesa lo mismo antes y después de una reacción química.d) El número de átomos de cada elemento debe ser el mismo antes y después de la reacción. e) Todas son correctas.

Rta: e)


Unidad





Unidad




prefijo Simbolo equivalencia Unidades de longitud Unidades de masa Unidades de capacidad Exa (E) 1018 Exametro(Em) Exagramo(Eg) Exalitro(E l) Peta (P) 1015 Petametro(Pm) Petagramo(Pg) Petalitro(P l ) Tera (T) 1012 Terametro(Tm) Teragramo(Tg) Teralitro(T l) Giga (G) 109 Gigametro(Gm) Gigagramo(Gg) Gigalitro(G l) Mega (M) 106 Megametro(Mm) Megagramo(Mg) Megalitro(M l ) Kilo (K) 103 Kilometro(km) Kilogramo(kg) Kilolitro(k l) hecto (h) 102 Hetómetro(hm) Hetógramo(hg) Hetólitro(h l) deca (da) 10 Decámetro(dam) Decágramo(dag) Decálitro(da l) unidad Sin simbolo 1 metro gramo litro deci (d) 10-1 decímetro(dm) decígramo(dg) decílitro(d l) centi (c) 10-2 centímetro(cm) centígramo(cg) centílitro(c l) mili (m) 10-3 milímetro(mm) milígramo(mg) milílitro(m l) micro () 10-6 micrometro(μm) microgramo(μg) microlitro(μ l) nano (n) 10-9 nanómetro(nm) nanógramo(ng) nanólitro(n l) pico (p) 10-12 picometro(pm) picogramo(pg) picolitro(p l) femto (f) 10-15 femtometro(fm) femtogramo(fg) femtolitro(f l) atto (a) 10-18 attometro(am) attogramo(ag) attolitro(a l)

Reducción de unidades Escala de unidades

10-3

10-3

10-3

10-9


Unidad




Reducción de unidades

Apliquemos esta escala a las unidades de Longitud

Múltiplos Submúltiplos Em Pm Tm Gm Mm km hm dam m dm cm mm μm nm pm fm am

0 000 0 0 0 0 0 0 4 5 3

unidad

Notación científica = 4,53 *10-10 Mm

unidad mayor unidad menorSe corre la coma tanto lugares como lo indica la potencia de 10

45,3 μm a Mm

,

*10-3 *10-1 *10-1*10-1 *10-1 *10-1*10-1*10-3*10-3*10-3 *10-3 *10-3*10-3*10-3*10-3 *10-3

83,2 pm a Tm *101 Notación científica: 8,32 *101 pm

Reducción: 8,32 *101 * 10-3-3-3-1-1-1-1-1-1-3-3 Tm= 8,32 *101 * 10-21 Tm

8,32 *10-20 Tm


Unidad




Múltiplos Submúltiplos Em Pm Tm Gm Mm km hm dam m dm cm mm μm nm pm fm am

unidad

Notación científica = 6,7 *102 Mm

unidad mayor unidad menorSe corre la coma tanto lugares como lo indica la potencia de 10

1) 0,067 Pm a mm

*103 *101 *101*101 *101 *101*101*103*103*103 *103 *103*103*103*103 *103

Reducción: 6,7 *10-2 * 103+3+3+3+1+1+1+1+1+1 mm= 6,7 *10-2 * 1018 mm

6,7 *1016 mm

Notación científica = 2,863 *103 Mm2) 2863 dam a μm

Reducción: 2,863 *103 * 101+1+1+1+1+3 μm= 2,863 *103 * 108 μm

2,863 *1011 μm


Unidad




La misma escala se aplica a otras unidades de medida:

Las reducciones se realizan de las misma forma que para las unidades de longitud

Magnitud Unidad Símbolo

Capacidad litro ℓ

Masa gramo g

Voltaje voltio V

Unidad química de masa

mol mol

Tiempo Segundo s

Corriente eléctrica Ampère A

73


Unidad




Múltiplos Submúltiplos E ℓ P ℓ T ℓ G ℓ M ℓ k ℓ hℓ da ℓ ℓ d ℓ c ℓ m ℓ μ ℓ n ℓ p ℓ f ℓ a ℓ

Es Ps Ts Gs Ms ks hs das s. ds cs ms μs ns ps fs as

Ev Pv Tv Gv Mv kv hv dav V dv cv mv μv nv pv fv av

unidad


Unidad




Resumamos la escala de múltiplos y submúltiplos

Múltiplos Submúltiplos

E P T G M k h da .. d c m μ n p f a

E P T G M k h da .. d c m μ n p f a

unidad

unidad mayor unidad menor

*10-3 *10-1 *10-1*10-1 *10-1 *10-1*10-1*10-3*10-3*10-3 *10-3 *10-3*10-3*10-3*10-3 *10-3

unidad mayor unidad menor

*103 *101 *101*101 *101 *101*101*103*103*103 *103 *103*103*103*103 *103


Unidad




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