Las sustancias químicas · 2020. 7. 1. · 1 Los elementos químicos Las sustancias químicas En...

1 Los elementos químicos

Las sustancias químicas

En la naturaleza encontramos, de forma habitual, las sustancias químicas for-mando mezclas. Aquí trataremos la descripción y propiedades de las sustan-cias puras, su composición y representación. Para ello, será útil conocer la clasificación de los elementos químicos: el Sistema Periódico.

Las sustancias puras

Aprende, aplica y avanza

1 Completa el mapa conceptual sobre los elementos químicos y los tipos de sustancias. Utiliza para ello la información de un Sistema Periódico.

2 El grupo más numeroso de elementos químicos se denomina grupo de los me-tales. Entre sus características destacamos que son buenos conductores de la electricidad y la energía térmica, tienen brillo metálico y son dúctiles y maleables.

a) Busca en el diccionario el significado de dúctil y maleable:

• Dúctil: ...................................................................................................................................

• Maleable: .............................................................................................................................

b) Subraya los elementos químicos que son metales y escribe su símbolo químico:

Cobre Hierro Oxígeno Carbono Platino Flúor

....................................................................................................................................................

con pueden ser

es decir

ELEMENTO QUÍMICO

SÍMBOLOS QUÍMICOS

ELEMENTO QUÍMICO

Mismo número atómico, Z

COMPUESTOSMismo número

de protonesELEMENTALES

Fe

..................

C

..................

O

..................

H

..................

CONJUNTO DE ÁTOMOS SUSTANCIAS QUÍMICAS

se denomina

si sus átomos son

se representan con

de diferente

del mismo

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do

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Nombre y apellidos: ............................................................................................................................................................................................... Fecha: ........................................................

2

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2 El Sistema Periódico de los elementos químicos


1 Completa la tabla.

Grupo

1

Grupo

.........

Grupo

13

Grupo

.........

Grupo

.........

Grupo

.........

Grupo

.........

Grupo

.........

Litio

Li

2 Completa, como en el ejemplo, el número de electrones que tienen estos elementos químicos.

Elemento GrupoN.º

electronesElemento Grupo

N.º

electrones

Sodio, Na 1 1 Fósforo, ....... 15 5

Potasio, ........ Silicio, ........ 4

Magnesio, ........ Azufre, ........

Calcio, ........ Neón, ........

Todos los elementos químicos se recogen en el Sistema Periódico que tiene 7 filas, llamadas períodos, y 18 grupos, llamados también familias. Los elementos de cada familia tienen propiedades químicas similares.

El Sistema Periódico actual

Cs

Fr

Ba

Ra

Li

H

Be

Na Mg

K Ca

Rb Sr

La

Ac

Hf

Sc Ti

Y Zr

Ta W

V Cr

Nb Mo

Pr

Th Pa

Nd Pm

U Np

Sm Eu

Pu Am

Gd Td

Cm Bk

Dy

Cf

Ho

Es

Er Tm

Fm Md

Yb

No

Lu

Lr

CeCERIO PRASEODIMIO

TORIO PROTACTINIO

NEODIMIO PROMETIO

URANIO NEPTUNIO

SAMARIO EUROPIO

PLUTONIO AMERICIO

GADOLINIO TERBIO

CURIO BERKELIO

DISPROSIO

CALIFORNIO

HOLMIO

EINSTENIO

ERBIO TULIO

FERMIO MENDELEVIO

YTERBIO

NOBELIO

LUTECIO

LAURENCIO

58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

140,12

232,04

140,91

(231)

144,24

238,03

(147)

(237)

150,35

(244)

151,96

(243)

157,25

(247)

162,5 164,93 167,26 168,93 173,04 174,97

(247) (251) (252) (257) (258) (259) (262)

158,92

In

Tl

Sn

Pb

B C

Al Si

Ga Ge

Sb

Bi

Te

Po

S

As Se

I

At

Xe

Rn

Cl Ar

N F Ne

He

Br Kr

Re Os

Mn Fe

Tc Ru

Ir Pt

Ds

Co Ni

Rh Pd

Au

Rg

Cu

Ag

Hg

Zn

Cd

Cn

1º

2º

3º

4º

5º

6º

7º

Re

B

P

O

BOHRIO

HELIO

Bh

CESIO

FRANCIO

BARIO

RADIO

LITIO

HIDRÓGENO

BERILIO

SODIO MAGNESIO

POTASIO CALCIO

RUBIDIO ESTRONCIO

LANTANO

ACTINIO

ESCANDIO

ITRIO

HAFNIO

RUTHERFORDIO

TITANIO

CIRCONIO

TÁNTALO

DUBNIO

WOLFRAMIO

SEABORGIO

VANADIO CROMO

NIOBIO MOLIBDENO

RENIO OSMIO

MANGANESO HIERRO

TECNECIO RUTENO

IRIDIO PLATINO

COBALTO NÍQUEL

RODIO PALADIO

MEITNERIO DARMSTADIOHASSIO

ORO

COBRE

PLATA

MERCURIO

CINC

CADMIO

COPERNICIOROENTGENIO

INDIO

TALIO

ESTAÑO

PLOMO

BORO

BORO

CARBONO

ALUMINIO SILICIO

GALIO GERMANIO

FÓSFORO AZUFRE

NITRÓGENO OXÍGENO FLÚOR NEÓN

ANTIMONIO

BISMUTO

TELURO

POLONIO

ARSÉNICO SELENIO

YODO

ASTATO

XENÓN

RADÓN

CLORO ARGÓN

BROMO KRIPTÓN

Rf Db Sg Hs Mt

Lantánidos

Actínidos

Fl Uup Lv Uus UuoUutLIVERMORIOFLEROVIO UNUNPENTIOUNUNTRIO UNUNCEPTIO UNONOCTIO

Metales Semimetales No metales Gases nobles Elementos químicos desconocidos

1

3

2

4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17

18

115 116 117113 114 118

1

3

19

11 12

4

20

37

55 56

38

87 88

21 22 23 24 25 26 27 28

86

105 106 107 108 109 110 111 112

57 72 73 74 76 77 78 79 80

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

29 30

89 104

75 81 82 83 84 85

49 50 51 52 53 54

31 32 33 34 35 36

13 14 15 16 17 18

5

5

6 7 8 9 10

21,008

6,939

22,99

39,102

9,012

24,305

40,08 44,956 47,90 50,942 51,996 54,938

(98)

55,847

101,07

58,933

102,90

4,003

10,811

10,811

12,011 14,007 15,999 18,998 20,183

26,981 28,086 30,97 32,064 35,453 39,95

58,71 63,54 65,37 69,72 72,59 74,922 78,96 79,909 83,80

106,4 107,87 112,4 114,82 118,69 121,75 127,6 126,90 131,3095,94

183,85 186,2 190,2 192,2 195,09 196,97 200,59 204,37 207,19 208,9 (210) (210) (222)

91,22

178,49

(265)

92,906

(268) (271) (270) (277) (276) (281) (280) (285) (284) (289) (288) (293) (294) (294)

180,95

85,47

(223)

87,62

137,34

(226)

88,905

138,91

(227)

132,9

Símbolo

Masaatómica

Nombre

Númeroatómico ESTADO DE AGREGACIÓN

Ne Gaseoso Ne Sólido

Hg Líquido Cf Sintético

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3 Uniones entre átomos

Un átomo es estable si posee en su última capa 8 electrones. Como hemos visto, sólo los átomos del grupo 18 (gases nobles), tienen 8 electrones en su última capa. Para conseguir este número de electrones, los átomos pueden compartir electrones o bien cederlos o ganarlos. Como resultado de lo ante-rior, los átomos se unen entre ellos.

La regla del octeto

1 Completa este mapa conceptual con la información sobre las uniones entre átomos.

2 Indica si los siguientes átomos tienen carga eléctrica neta, el signo de esta car-ga, positiva o negativa, y si son cationes o aniones. Fíjate para ello en el lugar que ocupan en el Sistema Periódico y completa las palabras que faltan:

a) Átomo de azufre, S, que ha ganado 2 electrones, tiene carga eléctrica ne-gativa y, por tanto, es un anión.

b) Átomo de sodio, .............., que ha perdido 1 electrón, tiene carga eléctrica

....................... y, por tanto, es un ....................... .

c) Átomo de ...................., O, que ha ganado 2 electrones, tiene ahora .......

...................... en su última capa, y tiene carga negativa; por tanto, es un anión.

d) Átomo de calcio, .............., que ha ....................... dos electrones, tiene carga

eléctrica positiva y, por tanto, es un ........................

COMPARTIR GANAR.......................

LOS ÁTOMOS

ELECTRONES EN SU ÚLTIMA CAPA

adquieren estabilidad si tienen

para ello pueden

UNO O VARIOS ELECTRONES

dando lugar a

IONES

con carga eléctrica

............................. NEGATIVA

CATIONES ANIONES

llamados llamados


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4 Moléculas y cristales

Completa las frases y resume


1 Explica con tus propias palabras el significado de estos términos:

a) Individualmente ..................................................................................................................

b) Colectivamente ..................................................................................................................

c) Número determinado .......................................................................................................

d) Dar lugar a .............................................................................................................................

2 Explica el significado de estas fórmulas químicas

a) Sustancias moleculares: b) Cristales:

• CH4 ........................................................ • AlCl

3 ..................................................

................................................................. .............................................................

• NH3 ........................................................ • Fe

2O

3 .................................................

................................................................. .............................................................

MOLÉCULAS CRISTALES

Cuando se unen los átomos pueden dar lugar

Un número determinado de átomos comparten electrones

individualmente.

Cationes y aniones se unen por la

atracción de cargas de distinto signo.

Átomos del mismo metal se unen porque comparte de forma

colectiva sus electrones.

AmoniacoAgua NaClFe

Las sustancias moleculares, los cristales y su representación

Las sustancias moleculares y los cristales se re-presentan mediante fórmulas químicas, que nos dan información del número de átomos o de la proporción de átomos de diferente elemento químico. Si el número es uno, no se escribe el su-bíndice.

Por ejemplo:• Fórmula de un cristal: CaF

2; así, por cada átomo

de calcio, Ca, hay 2 átomos de flúor, F.• Fórmula química de una sustancia molecular: H

2O;

por tanto, en una molécula de agua hay 2 áto-mos de hidrógeno, H, y un átomo de oxígeno, O.

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5 Masas de átomos y moléculas

Para expresar la masa de un átomo, utilizamos una unidad de masa muy pe-queña, llamada unidad de masa atómica (u). A partir de la masa de los átomos de una molécula podemos calcular la masa de la molécula, y expresarla en unidades de masa atómica.

ElementoMasa

atómica (u)Elemento

Masa

atómica (u)Elemento

Masa

atómica (u)

H 1,008 F 18,998 Cl 35,453

C 12,011 Na 22,990 Cu 36,546

N 14,007 Mg 24,305 K 39,098

O 15,999 Al 26,981 Fe 55,845

Masas moleculares

Para calcular la masa de una molécula, ne-cesitamos conocer su fórmula química y la masa de los átomos que la componen.

Masas de sustancias que forman cristales

En el caso de cristales, como el número de átomos no está definido, nos limita-mos a calcular la masa que corresponde a la fórmula del compuesto; por eso se de-nomina masa de la unidad fórmula.

Masas de los átomos de algunos elementos químicos

1 A partir de los datos de la tabla, calcula la masa molecular, o masa de la uni-dad fórmula, de estas sustancias:

a) CH4. c) AlCl

3.

b) NH3. d) Fe

2O

3.

CO2mCO2

= mC + 2 · mO

N2 mN2 = 2 · mN

BaF2

mBaF2 = mBa + 2 · mF


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6 Sustancias químicas de especial interés

Realiza una pequeña investigación

El estudio del enlace químico permite predecir y justificar las propiedades de una sustancia, lo que podemos utilizar para aplicarla en diferentes usos.

Grafeno

• Es una sustancia formada por láminas de átomos de carbono.

• Es muy ligero, por lo que tendrá numerosas aplicaciones en la industria automovilística y aeronáutica.

• Es el mejor conductor de la electricidad; los prototipos de baterías con electrodos de grafeno duran mucho tiempo y su carga es muy rápida.

• Se podría utilizar para construir ordenadores mucho más eficientes.

• Es biocompatible y biodegradable; por ello, se podría aplicar en medicina.

Titanio y óxido de titanio

El óxido de titanio se utiliza en prótesis debi-do a su gran resistencia, tanto al peso como al movimiento de la articulación y a su biocom-patibilidad. También tiene otras aplicaciones en otros sectores.

El grafeno y el titanio

1 El óxido de titanio, TiO2, se utiliza en muchos productos, pues sus propieda-

des son muy diversas. El código de este aditivo es E171.

Busca entre los productos que tengas en casa aquellos en cuya etiqueta apa-rezca como ingredientes o formulación, dióxido de titanio, o titanium dioxi-de, o su código E171. Elabora una lista con estos productos e investiga cuál es su uso en cada producto. Para esto último puedes consultar Internet o preguntar a tu profesor o profesora.

Producto Uso

Crema solar Filtro para rayos UV

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