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'/V - S ? S o

Q U I M I C A I

PRIMER CURSO

TEXTO PARA LOS ALUMNOS DE PRIMER SEMESTRE -DE EDUCACION MEDIA SUPERIOR ESCRITO CONFORME AL PROGRAMA OFICIAL VIGENTE.

AUTOR: PROFR". JOSE ANGEL

M C ,

Con cario para mis hijos: Paola, Nadia,

Juan Angel y Adn.

a mi esposa: Elizabeth Nohem.

Mi agradecimiento a la administracin de la Escuela Preparatoria No. 2 cuya direccin est a cargo de el Lic. -Jess Esteban Vzquez Gallegos-, por el apoyo que me han da-do, para la realizacin de estos apuntes.

Jose Angel Moreno Lopez

A los'Maestros:

- Ing. Ramiro Vzquez Gallegos ; Ing.-'Obed Gmez Vidaurri v " * * ''' - *-

; Profr. Leocadio Snchez G. .''Ing. Cristina Navarro Ing..Ma. del Carmen Balbuena Profra. Ma. Guadalupe Luna Ing. Jos Luis Ortiz

Miembros de,la Academia Qumica I, de esta Escuela Pre_ paratoria No. 2.

Mi agradecimiento por su apoyo y sugerencias para la -realizacin de estos apuntes.

El presante cuaderno es un instrumento de apoyo al pro-ceso enseanza-aprendizaje para que se lleve a cabo ste con la mayor eficiencia y as cumplir con los objetivos que esta blece el nuevo Plan de Estudios de las Escuelas Preparato rias oficiales e incorporadas a la U.A.N.L. que aprobo el H. Consejo Universitario.

AUTOR: PROFR. JOSE MGEL MORENO LOPEZ

Revisin: ACADEMIA DE QUIMICA I Asesora: DEPARTAMENTO PSICOPEDAGOGICO Imprenta: PREPARATORIA No. 2

Coordinador: PROFR. RAMIRO MORENO VILLARREAL Dibujos: PROFR. ADOLFO FLORES

Direccin General: LIC. JESUS ESTEBAN VAZQUEZ GALLEGOS

I N T R O D U C C I O N

Este conjunto de conceptos, definiciones y conocimien-tos "bsicos sobre la Qumica General, tiene la finalidad de ayudar al estudiante a comprender, razonar y aplicar los conceptos elementales de esta materia.

PROGRAMA DE QUIMICA

OBJETIVO TERMINAL

El. alumno desarrollar una actitud crtica mediante la apli-cacin del mtodo cientfico para la comprensin de los cam-bios en la naturaleza de la materia.

PRIMER SEMESTRE OBJETIVO GENERAL: El alumno aplicar los principios bsicos de la Qumica, la estructura electrnica y la capacidad de combinacin de los elementos en la utilizacin de la tabla peridica.

OBJETIVOS PARTICULARES

Unidad I Tiempo: U Frecuencias

OBJETIVOS ESPECIFICOS

METODO CIENTIFICO E i alumno: Al trmino de la unidad, el - Distinguir entre conoc alumno: Aplicar el mtodo cien miento cientfico y cono-tfico en el estudio de los fe- cimiento emprico, nrnenos.

- Explicar los conceptos -.> de ciencia y tecnologa.

Explicar la relacin de la ciencia y la tecnolo-ga en el desarrollo de-un pas.

Sr Vi:

Hi f V

Anidad 2 Tiempo: 3 frecuencii CONCEFTOC BASICOS

- Distinguir entre ciencias formales y factuales.

- Enunciar la subdivisin -de las ciencias formales y factuales y sus objetivos.

- Explicar las etapas del -mtodo cientfico.

-7 Utilizar el mtodo cient fieo en la solucion de un-problema tipo.

El alumno:

J, termino de La unidad, el - Definir el concepto de Qu alumno: Aplicar los principios mica. "'sicos para el estudio de la - _ . . . > - Distinguir las ramas en rnica. ,. .. . > .

que se aivide la Qumica y-eL campo de estudio de cada-una de ellas.

- Explicara el concepto de rna terio.

- Identificar xas propiedn d c s g ene ra! e s y e s p e-e fie a s

de la materia.

Identificar los estados -fsicos de la materia en la relacin energa-molcula.

Distinguir entre fenomeno-fisico y fenomeno qumico.

Enunciar la ley de la con-servacin de la materia.

Identificar a los elemen-tos por su smbolo.

Definir los conceptos de -mezcla, sustancia pura, com puesto, elemento, tomo y -molcula.

Enunciar el concepto de energa.

Citar los diferentes tipos de energa.

Diferenciar entre un cam bio de energa exotrmica -y un cambio de energa end trmica.

- Enunciar la ley d- la con servaci6n de la energa.

- Definir peso atonico re'it. tivo.

Unidad 3 Tiempo : 10 frecuencias

ESTRUCTURA. ATOMICA E 1 alumno: Al ^i-mno de la unidad, el alum - Definir los conceptos de no: Comprender a travs de la - modelo atmico y teora -evolucin de lo? modelos atomi atmica. eos, :.a distribucin de las par- _ E x p l i c a rg el desarrollo -trulas subatmicas. histrico de la teora

atmica. - Eroine ira los postulados -

de la teora atmica de -Dalton.

_ Describir los experimen-tos que llevaron al descu brini en to del electrn, -

- . I**' nrotn .y neutrn.

_ hitar Ib car na y maso d-las uartcu-as fndame; i

' " " triijU le 1 ffoino.

Interpretar la naturaleza elctrica de la materia.

Cit ara el modelo atmico propuesto por Thomson.

Explicar en que consiste-la radioactividad y cmo -se descubri.

Describir los modelos at micos propuestos por Ru therford y Bohr.

Reconocer las ventajas del modelo de Bohr sobre -el de Rutherford.

Explicara la utilidad de -los aspeetros: emisin, absorcin, electromagntico e hidrgeno.

Enunciar la ecuacin de -Planck.

Explicar los conceptos fundamentales de la teora cuntica.

Definra el nmero atomic..

Describir la estructura-dei tomo desde el punto-de vista cuntico, en ba-se a:

a) Los nmeros cunticos-principales.

b) Los subniveles de ener_ ga.

c) La distribucin elee tronica por subniveles de energa.

d) El principio de exclu-sin de Pauli.

e) El principio de incer-tidumbre de Hessenberg.

f) Regla de Hund.

Explicar las causas que -llevaron a modificar el mo dlo atomico de Bohr.

Definir UMA y peso atomi-co promedio.

Identificar.isotopos e i sobaros.

EXAMEN DE MEDIO CURSO

Unidad h Tiempo: 8 frecuencias PERIODICIDAD

Al termino de la unidad, el alumno: Utilizar la tabla pe riodiea como fuente de informa-v cion de las propiedades periodji cas de los elementos.

El alumno: - Destacar la importancia

del desarrollo historico en la clasificacin de -los elementos.

- Enunciar la ley periodi_ ca.

- Definir el concepto de-periodicidad.

- Describir la tabla p e riodica contempornea.

- Relacionar la configura cion electrnica de Ios-elementos con su ubica ci5n en la tabla periodi_ ca.

- Relacionar las configura ciones electrnicas de los elementos con sus pro piedades qumicas.

- Diferenciar entre elemen_ tos metlicos y.no metli

Unidad 5 Tiempo: 10 frecuencias ENLACE QUIMICO Al trmino de la unidad, el alum no: Comprender las diferentes -formas de combinacin entre los-

cos de acuerdo a los elec_ troes de valencia.

- Definir los conceptos de: Electronegatividad Potencial de Ionizacin Radio Atmico Afinidad electrnica Volumen atomico

- Definir el concepto de -numero de oxidacin.

- Deducir el numero de oxi_ dacin de un elemento con forme a su ubicacin en -la tabla peridica.

- Aplicar las reglas utili zadas para asignar el n-mero de oxidacin de un -elemento.

El aitiamo : - Describir las causas de

formacin de enlace.

elementos en base a los p.rinci_ - Distinguir los distint pios de la estructura atmica. tipos de enlaces qumicos.

- Relacionar la electronega tividad con los diferentes tipos de enlaces.

- Relacionar las propieda des de los compuestos con-el tipo de enlace.

- Explicar la formacin e -importancia del "puente de hidrgeno"

- Describir los tipos de fuerzas e interaccin in termolecular.

EXAMEN F L'I Al ( GLOBAL )

UNIDAD I

Mtodo Cientfico Pg. Conocimiento Emprico y Conocimiento Cientfico 18 Ciencia y Tecnologa 20 Divisiones de la Ciencia 21 Etapas del Mtodo Cientfico 2h Preguntas de Control de la primera unidad 29

v

UNIDAD II

Conceptos Bsicos

Concepto de Qumica 32 Divisiones de la Qumica Materia Propiedades de la Materia 36 Estados de Agregacin de la Materia 38 Fenmeno fsico y fenomeno qumico hl Ley de la Conservacin de la Materia kl Elemento Compuesto y Mezcla 1+3 Simbologa Qumica Energa Preguntas de control de la segunda unidad 52

UNIDAD III

Estructura Atmica Prev historia de la teoria atmica 58 Teora Atmica de Dalton 58

Descubr; Descubriraic: ue .a radioactividad 6U Descubrimiento del Protn 67 Modelos Atmicos 53 Espectroscopia 71 Ecuacin de Planck 73 Teoria Cuntica 7^ Cinfiguracin Electrnica 79 Peso Atmico QU Preguntas de control de la tercera unidad 86

UNIDAD IV

Periodicidad

Desarrollo Histrico de la Clasificacin de los elementos 91 Ley Peridica 95 Tabla Peridica 95 Metales y no-metales 102 Electronegatividad 103 Potencia de Ionizacin 105 Afinidad Electrnica 106 Numero de Oxidacin 107 Preguntas de control de la cuarta unidad 112

UNIDAD V

Enlace Qumico

Tipos de Enlace 117

Enlace Electrovalente Enlace Covalente Enlace Ionico o Electrovalente y Covalentes 1 2 1 Puentes de Hidrgeno Fuerzas de Interaccin Molecular 2

12j Preguntas de control de la unidad cinco

ANEXOS

Investigaciones Biogrficas Respuestas a las preguntas de control

i

U N I D A D I

M E T O D O C I E N T I F I C O

CONOCIMIENTO EMPIRICO Y CONOCIMIENTO CIENTIFICO

El ser humano desde que aparece en este planeta ha ido-acumulando una gran cantidad de conocimientos, podemos decir actualmente

que los conocimientos que adquiri el hombre al principio, estn basados en las vivencias de ste y as acu-mulo una gran cantidad de experiencias que ha transmitido el hombre de generacin en generacin, de padres a hijos; estos conocimientos que les denominamos empricos le han dado una-solucion al porqu de las cosas y as poder subsistir. En -nuestros tiempos todava gran cantidad de trabajos que se realizan se basan en conocimientos empricos, por ejemplo: -en la Albailera, Mecnica, Alfarera, etc.

Los conocimientos empricos se obtienen por medio de experiencias y observaciones personales; aplicados sin que -existan teoras y razonamientos previos.

El conocimiento cientfico es el resultado de investi-gaciones y experimentacin^^ -obre los fenmenos. Para lie

gar a este conocimiento es preciso la aplicacin de un mtodo que nos lleve a la verdad y al porqu cientfico de las cosas, ya que la ciencia es el conjunto de conocimientos metodizados' y sistematizados que nos llevan a conocer la verdad.

CIENCIA Y TECNOLOGIA

Los conocimientos cientficos y en s la ciencia, con -un sentido tico, siempre deben aplicarse para beneficio de-La humanidad, es por eso, que junto con la ciencia se desa-rrolla la tecnologa, puesto que estas van unidas y determi-nan el desarrollo de los pases. Un pas desarrollado posee los conocimientos cientficos y aparte posee la maquinaria -y el equipo que hacen que se apliquen dichos conocimientos.-Ahora bien, podemos ver pases que poseen los conocimientos-cientficos, pero no un buen desarrollo tecnolgico, por lo-que podemos tener pases desarrollados y sub-desarrollados,-de manera que la tecnologa es el conjunto de medios y equi-pos que el hombre ha construido para su beneficio, o en s -es la ciencia aplicada al beneficio del hombre. A continua-cin daremos los siguientes conceptos.

Es la investigacin de las relaciones que permiten explicar y pronosticar -el comportamiento observable del uni-verso.

Es la aplicacin prctica de estas relaciones con respecto a las necesi-dades v ob.ietivos de la comunidad.

a) LA CIENCIA:

b) LA TECNOLOGIA:

Para que estos conceptos se entiendan mejor; Se puede decir que la tarea de encontrar nuevas fuentes

de energa corresponde a la CIENCIA, y la labor de perfeccio nar y utilizar estos descubrimientos corresponde o compete a la TECNOLOGIA.

En las Industriales como: Hylsa, Berel, Pigmentos y Qxi dos, etc., la labor de los cientficos y tecnologos se con centra en un departamento que recibe el nombre de "Investi-gacin y Desarrollo", que es ocupado por Cientficos e Inge-nieros .

c) DIVISION DE LA CIENCIA

La ciencia de acuerdo al campo de estudio, la podemos -dividir en: Ciencias Formales y Ciencias Factuales.

Las Ciencias Formales se encargan del campo de las ideas, mientras que las Ciencias Tactuales se encargara del -campo de los hechos.

Logica

-Formales (ideas)

Matemticas

CIENCIAS

Factuales (hechos)

Natural

Fsica Qumica Biologa Psicologa Indi-vidual

Cultural

Psicologa So cial. Sociologa Economa Ciencias Polti cas.

Historia

Las- ciencias formales no se refieren a nada que se en-cuentre en la realidad para convalidar sus formulas, en carr. bio las ciencias factuales estudian los hechos que ocurren-en el mundo real y se basan en experiencias para comprobar-sus formulas que dan explicacin a los hechos.

ETAPAS DEL METODO CIENTIFICO

El mtodo cientfico es una serie de procedimientos que nos conducen a obtener conocimientos y resolver problemas cientficos, dicho mtodo consta de los siguientes pasos o -etapas.

1.- Observacin 2.- Planteamiento del problema 3.- Hiptesis

Experimentacin 5.- Teora 6.- Ley

OBSERVACION: Es fijar la atencin hacia un fenmeno determinado, la atencin es indispensable para poder detectar todo lo que acontece en el fenmeno observado, sta se reali-za con cualquier rgano de los sentidos a la vez. Tambin se puede auxiliar con aparatos que ayuden a una mejor observa cin.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: Es la pregunta que se hace el Investigador sobre el fenmeno observado, por ejemplo: -Qu sucede?, Como sucede?, Qu fue lo que hizo que fuera as?, Cul es la causa que produce ese efecto?, etc.

Para formular preguntas que se enfoquen directamente -al fenmeno, es necesario que haya existido una buena obser_ vacin.

HIPOTESIS: La suposicin de la solucin del problema -planteado.

EXPERIMENTACION: Es la repeticin del fenmeno observa do en base a las hiptesis planteadas, para comprobar la falsedad o veracidad de stas, viene siendo el paso de lo -incierto a lo cierto.

Esta etapa es difcil y complicada, ya que es indispen_ sable repetir la experimentacin del fenmeno para analizar los resultados e ir eliminando los errores.

TEORIA: Es el resultado de los pasos anteriores en la cual se realiza la formulacin de una o ms teoras que ex-plican la posibilidad de aplicarse universalmente, ya que -son verdades cientficas en un momento determinado y que servirn de base para nuevas investigaciones.

ALGUNAS TEORIAS Y LEYES:

TEORIAS

a) Teora del Fio isto b) Teora de la Fuerza Vital c) Teora de Dalton ch) Teora Cuntica d) Teora Cintica de los Ga

ses.

LEYES

a) Ley de J.a Conservacin de la Materia b) Ley de la Conservacin de la Energa c) Ley Peridica

ch) Ley General del estado gaseoso d) Ley de las Preparaciones Mltiples

LEY: Son afirmaciones sobre la manera de comportarse -cierta parte de la naturaleza, una Ley no explica el porqu, simplemente enuncia lo que siempre sucede o sea una verdad -cientfica.

Solucin de un problema aplicando el Mtodo Cientfico.

Observacin : La parafina que se funde en una vela encendida.

Problema: A qu se debe que se funde la para-fina de la vela?

Hiptesis : Se supone que se lleg a una tempera tura en la cual la sustancia cambia-de estado de agregacin.

Experimentacin : Poner en un matraz parafina y adaptar le un termmetro de tal forma que que de dentro de la parafina el bulbo del termmetro; calentar el matraz y ano-tar la temperatura a la cual se funde la parafina, tomando en cuenta que existen factores externos que influyen en el fenmeno.

TEORIA: Cuando a las sustancias se les aplica energa calorfica, al elevar la temperatura las molculas de stas comienzan a aumentar su energa cintica la cual al llegar-a una temperatura determinada para cada sustancia, sta cam biar de un estado de agregacin a otro, como es el caso de la parafina la cual a una temperatura de en el laborato rio, se pasa de estado slido a lquido.

LEY: Toda sustancia que llegue su temperatura de fu sin, sta cambiar de estado de agregacin.

P_R_I_M_E_R_A u N I_D A_D

PREGUNTAS DE CONTROL

INSTRUCCIONES: LEE DETENIDAMENTE Y CONTESTA LO QUE SE TE PRE ' GUNTA EN FORMA BREVE.

1.- Al resultado de investigaciones y experimentaciones sobre los fenmenos se les llama:

2.- Mediante, las experiencias y observaciones personales obte liemos el conocimiento:

3.- Es el conocimiento prctico de la investigacin cientfi-ca, con respecto a las necesidades de la humanidad:

E s u n conjunto de medios y equipos que el hombre ha cons-truido en su beneficio:

5.- Es el conjunto de conocimientos sistematizados que nos lleva a conocer la verdad.

6.- Se dice que un pas es desarrollado cuando tiene avances: y

7.- Las ciencias se dividen en dos grandes ramas que son: y

3.- Es el nombre que se le da a las ciencias que explican los hechos:

9.- Son las ciencias que se encargan del campo de las ideas:

10.- La Qumica, Fsica y la Biologa son ejemplos de cien

U N I D A D II

C O N C E P T O S B A S I C O S

Al trmino de la unidad, el alumno: aplicar los princi pios bsicos para el estudio de la Qumica.

U N I D A D II

C O N C E P T O S B A S I C O S

Objetivo: Al trmino de la unidad, el alumno aplicar -los conceptos bsicos para el estudio de la Qumica.

"CONCEPTO DE QUIMICA"

En la historia de la civilizacin la qumica ha aporta-do una gran cantidad de conocimientos proporcionando avances que en la actualidad son de beneficio para el desarrollo de-la humanidad; tanto los aspectos filosficos y prcticos que se conocan en la antigedad sobre la qumica han ido evolu-cionando con el tiempo para formar los principios bsicos de la qumica moderna.

En la actualidad podemos decir que la qumica es la ra-ma de la ciencia que describe a la materia, estudiando de s ta la estructura, composicin, propiedades, cambios y causas que producen dichos cambios.

En cuanto a la estructura de la materia, la qumica es-tudia como est constituida sta por tomos y stos a su vez por partculas subatmicas, las cuales estudiaremos posterior mente.

En cuanto a la composicin de la materia, la qumica es tudia de que elementos estn constituidas las diferentes fo_r mas que adopta la materia que se encuentra en el mundo que -nos rodea.

K ; danto a las propiedades de la materia, se de estudiar las caractersticas y cualidad^de , : explicar el comportamiento de la materia en los diferentes-

fenmenos.

Lo, cambios y las causas de dichos cambios de la mate-ria, la qumica los estudia para establecer el comportamien to de la materia para as poder dar explicaci6n a los fen-menos o cambios e incluso predecirlos. .

"DIVISIONES DE LA QUIMICA"

La qumica es una ciencia que tiene relaciSn con otras ciencias como la Fsica, Matemticas, Biologa, Geofirafa;-por lo cual podemos deducir que su campo de estudio es muy-amplio y sus aplicaciones muy diversas. A la qumica para-s u estudio la podemos dividir en varias ramas, que son:

1.- Qumica General: Estudia las teora bsica de la qumica.

2.- Qumica Inorgnica: Se encarga de estudiar todos -los componentes qumicos, ex-ceptuando ios compuestos del -carbono.

3.- Qumica Orgnica: Se encarga de estudiar los com compuestos qumicos que contie nen carbono.

h.- Qumica Anlitica: Estudia los componentes y se di-vide en:

e

a) Anlisis Cualitativo: Estudia cuales componentes se encuentran en una materia determinada.

"b) Anlisis Cuantitativo:Estudia la cantidad en que se encuentran los componentes en una muestra de-terminada.

5.- Bioqumica: Se encarga de estudiar los proce sos qumicos y reaccione^ qumi-cas que ocurren en los seres vi-vos .

6.- Fsico-Qumica: Estudia las lev^s bsicas, las -ipte; Ls qumicas y teoras uti-lizadas para explicarlas.

"M A T E R I A" La materia como objeto de estudio de la qumica, la dofj

niremos como todo lo que ocupa un lugar en el espacio y ade-ms posee masa e inercia, entendiendo por sto que la materia puede ser grande o pequea, visible e invisible i el aire, la-madera, el agua, el bixido de carbono, el fierro, oro, sal.

son ejemplos de Materia

'PROPIEDADES DE LA MATERIA'

Toda la materia cumple con propiedades generales que lf. rigen, o sea que en cualquier forma que se encuentre, son cc mues para toda la materia sin excepcin. Mencionaremos al-gunas :

1.- Extensin: Espacio que ocupa la materia.

2.- Masa: Cantidad de materia que posee un cuerpo.

3.- Peso: Accin de la fuerza de gravedad terrestre sobre la masa.

H.- Inercia: Propiedad que tienen los cuerpqs de oponerse a todos cambio de mo vimiento o reposo, a menos que -una fuerza externa acte sobre -ellos.

5.- Impenetrabilidad: Propiedad en la cual dos cuerpos no pueden ocupar el mismo lugar-ai mismo tiempo.

Propiedad que tienen los cuerpos de presentar en su estructura e_s pacios en su interior.

Propiedad que tienen los cuerpos de subdividirse.

Propiedad que tienen los cuerpos para comprimirse, alargarse y flexionarse.

Las propiedades especficas de la moteria son aquellas -que distinguen a un tipo de materia de otra, o sea que son -particulares de cada sustancia y sirve para identificar a -stas entre otras donde se encuentran. Para su estudio las -nropiedad'es especficas se dividen en:

6.- Porosidad.:

7.- Divisibilidad:

.- Elasticidad:

1.- Fsicas: Se observan sin que suceda un cambio en la estructura o composicion de la materia. Ejemplos: -sabor, color, olor, brillo.

Masa Especfica: Cantidad de masa contenida en la -unidad de volumen y cuya formula es:

M M Me B -

2.- Qumicas: Se observan cuando se est efectuando un cambio en la composicion de la materia, ejemplos: -La capacidad de una substancia para reaccionar y producir nuevas sustancias de ser combustibles.

ESTADOS DE AGREGACION DE LA MATERIA

La materia de acuerdo a la teora cinticomolecular, la podemos encontrar en diferentes estados de agregaci6n como -son:

1.- Solido: Este estado de agregacin se caracteriza -porque sus molculas, tomos, o iones, se encuentran unidos fuertemente entre s en posiciones fijas y no pueden cambiar de sta, solo pueden vibrar alrededor de una posicion ya que estn ordenados de acuerdo a-un patrn que se repite en tres dimensiones. Exis

ten dos tipos de solidos que son: a) Solidos cristalinos: Se funden a una temperatu-

ra definida. b) Solidos amorfos: Se funden en un rango de tem-

peraturas .

Lquidos: Las molculas de estos se encuentran uni das dbilmente, por lo que stas se pueden despla-zar constantemente al azar; dicho movimiento lo --realizan en un volumen determinado a comparacin -de los gases, ejemplo: Colocar un tubo de ensayo -con agua, una gota de permanganato de Potasio. La tensin superficial es una propiedad de los l-quidos que se debe a la fuerza de cohesin de las-molculas de stos.

Gases: En este estado de agregacin las molculas-se encuentran totalmente separadas y en constante-movimiento, en este estado las fuerzas de a t r a c -cin entre las molculas es insignificante.

Los estados de agregacin pueden cambiar de uno a ou. cuando los factores como la presin y la temperatura acte sobre ellos. Ver. fig.

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FENOMENO FISICO Y FENOMENO QUIMICO

La materia sufre cambios en su naturaleza tanto externa como interna, como lo observamos en los cambios de estado de agregacin o en la combustin de una sustancia; a estos cam-bios que sufre la materia son denominados fenmenos y se di-viden en Fsicos y Qumicos.

Se dice que es un fenmeno Fsico cuando la naturaleza-interna o composicin de la materia no cambia, como por ejem po: Al fundir una vela; la evaporacin del agua; la fusin-del fierro, etc.

Los fenmenos Qumicos son aquellos en los cuales la es_ tructura interna o composicin de las materia sufre un cam bio, por ejemplo: La oxidacin de un fierro; la combustin -de la gasolina; de la madera, etc.

LEY DE LA CONSERVACION DE LA MATERIA

La cantidad de materia existente en el Universo a pesar de los cambios o fenmenos que ocurren en este no varan, ya que este est regido por la Ley de la Conservacin de la Ma-teria en la cual se establece que la materia no se crea ni -se destruye; un ejemplo sencillo de esto sera:

AC ifO

do

NVTrato de PLATA.

LEY DE LA CONSERVACION DE LA MASERIA

U2

Poner 100 gris. de hielo en una cpsula de porcelana para que se transforme en agua lquida y obtendremos 100 gms. de-esta, la cual comprobar que la cantidad de materia permane-ce constante.

ELEMENTO, COMPUESTO Y MEZCLA

La materia desde la antigedad ha sido objeto de estudio para saber como est compuesta, y as, en la actualidad tee mos una gran cantidad sobre la constitucin y estructura de -sta, ya que actualmente la podemos clasificar:

ELEMENTOS, COMPUESTOS Y MEZCLAS

43

Sustancias Puras(composi cion fija, propiedades -uniformes to-tales.

MATERIA^

Elementos (todo los tomos iguales).

i

Compuestos (ms de una clase de -tomo)

Mezclas (dos o ms sustancias, cada una de las cuales tienen sus propiedades caractersticas).

Molculas Atomos: (parte ms peque a de un compues_ to puro)

V

Kj

1.- Mezclas: Es la unin de dos o mas substancias en -proporciones indefinidas de peso y que pueden ser separadas-por procedimientos fsicos, ejemplo: El agua con sal, agua-' con alcohol, agua con azcar, etc. Las mezclas pueden ser -Homogneas (cuando las propiedades de las substancias que la formen son similares, es decir presentan una sola fase) y -Heterogneas (cuando las substancias componentes tienen di fe rentes propiedades y presentan dos o ms fases)

Substancias Puras

a) Cobre % b) Oro

c) Cloruro de Sodio ch) Azufre d) Acido Clorhdr^cc e) Hidrogeno

Oxigene

Mezclas

Cu a) Gasolina Au b^ Petrleo N -i.C": " ) Madera S :h) Aire R-jj d Tierra

2.- Sustancias Pura. Tienen propiedades totalmente --un i. forme s c orno:

a) Compuestos: Sustancies J'iyas molculas estn consti tudas por diferentes tomos; podemos definir tam bien como el productj de La unin de dos o ms ele-mentos en propor lonet definidas de peso en la cual sus cor.s* ituy^m-"^ P'-eae sei separados por procedi-mientos qumicos.

b) Elementos: Sustancias puras constituidas por una so la clase de tomos.

3.- Molculas: Tanto los elementos como los compues tos estn constituidos por molculas que son la parte ms -pequea de la materia que ocnserva las propiedades de sta, dichas molculas estn constituidas por tomos. En el caso de los compuestos pueden estar integrados por dos o ms tomos distintos; en cambio en los elementos solo pueden ej3 tar constituidos de una sola clase de tomos.

SIMBOLOGIA QUIMICA

Los elementos qumicos se han descubierto a travs del tiempo y en la actualidad se conocen 105 elementos que se -representan por smbolos qumicos; dichos smbolos son vli dos universalmente.

La simbologa qumica que se maneja en la actualidad -est basada en las reglas que estableci Berzelioc (1779- -8U8), en las cuales establece:

1.- Se usar la primera letra del nombre del elemento con mayscula, ejemplo: Oxgeno (0) Hidrogeno (H), Boro (B), Fluor (F).

2.- Cuando dos o ms elementos comienzan con la misma-letra, .de acuerdo a la importancia de stos se pon dr la segunda letra a] ms importan ce y al otro -elemento u otros elementos, , a tercera u otra le tra con minuten 1 . e. jempl. - -alcio (Ca), Cloro (Cl), Cadmio (Cd), Cromo ( Cr).

3.- Algunos nombres de el mou'o^ el smbolo lo ootienen del nombre en latn >.1J, -riego (Gj, alemn (A), in gls (I)

Plata Argentum Ag . Sdio Natrium Na L Laurencio La arene Lw ;

iodo .Iodos X (Q)

ENERGIA

En todo cambio de fenmeno que ocurre en la naturaleza interviene la energa que se define como la capacidad par.a-realizar un trabajo y al igual que la materia la energa no se crea ni se destruye, slo se transforma, que es lo que-establece la Ley de la Conservacin de la Energa; algunos-ejemplos de tipo de energa son los siguientes: Energa Elctrica, Calorfica, Atmica, Nuclear, Cintica, Poten cial, etctera. Dichos tipos de energa pueden transformar se de unos a otros tipos, pero la cantidad de energa perma

nece constante.

CAMBIOS DE ENERGIA a) Lumnica a Calorfica

b) Elctrica a Lumnica

c) Calorfica a Lumnica

ch) Mecnica a Elctrica

d) Qumica a Calorfica

e) Qumica ,, a Lumnica

>

La Ley de la Conservacin de la Materia y la Energa es_ tablece que la cantidad de materia y energa en el Universo-permanece constante y que la podemos presentar con la ecua-cin que establece Albert Einstein E=mc2, donde E equivale a la energa, m a la masa, y a la velocidad de la luz. En -un sentido estricto, esta ecuacin no establece que la ener-ga se transorma en materia o esta en energa, sino que la -masa perdida, desprende energa y tanto la masa como la ener ga perdida pasa a otra materia en el Universo.

Al establecer que en un cambio o fenmeno interviene la energa, podemos observar que en alguno de estos cambios se-absorbe energa y en otros se desprende, por lo que llamare-mos cambios exotrmicos a aquellos que producen calor duran-te el cambio y endotrmicos aquellos cambios que requieren -de calor o energa para que se lleven a cabo.

< OBTENCION DEL HIDROGENO

MTii.Ac.0U 0 W T L y c n V 4

REA*. 'I-.'M EXfiTEBMI^ /V

SEGUNDA UNIDAD PREGUNTAS DE CONTROL

INSTRUCCIONES: LEE DETENIDAMENTE Y SUBRAYA LA RESPUESTA CORREC TA DE LAS OPCIONES QUE SE TE PRESENTAN.

1.- Rama de la Qumica que estudia todos los componentes qu-micos, exceptuando los compuestos del carbono.

a) Inorgnica b) Orgnica c) Genera], d) Bioqumica

2.- Se conoce como la Qumica del carbono: a) Orgnica b) Inorgnica c) General d) Bioqumica

3.- Estudio los procesos qumicos que ocurren en los seres vivos. a) Qumica b) Bi-/Logia c) Bioqumica d)Anatoma

4.- Es todo lo que ocupa un lugar en el espacio .y adems po see masa e inercia: a) Masa b) Materia o) Extensin d) Peso

!>.- Es el espacio que ocupa la materia: aj Aire b) Masa c) Extensin d) Peso

6.- Propiedad por la cual dos cuerpos no pueden ocupar el mismo lugar al mismo tiempo: a) Inercia b) Peso c) Impenetrabilidad d) SUsticWaa 10201 1 5249 ] '

7.- Propiedad, que tienen los cuerpos para comprimirse, alar-garse o flexionarse. a) Elasticidad b) Porosidad c) Inercia d) Divisi-

bilidad

8.- Se define como la cantidad de masa contenida en la uni dad de volumen. a) Peso b) Peso Especifico ) Masa d) Masa Espec_

f ica

9.- Propiedad que tienen los cuerpos de podrseles subdivi dir o fraccionar. a) Elasticidad d) Impermeabilidad d) Porosidad d) Divisibilidad

10.- lis la propiedad que i,.'u nen los cut:. r:.s de opourn. a to-do cambio de movimiento. a) Inercia b) Divisibilidad c) Porosidad d) Masa

II INSTRUCCIONES: LEE DETENIDAMENTE Y (XWJ.K'A TAS SIGUIENTES PREGUNTAS.

1.- Las propiedades de la materia t-.e 3 i.y-: den en: y

2.- Cuando las molculas se encuentran tota';meuU oj/avidas \ en constante roovimi - -to !rb : -o V:-

( ) Sustancia pura forma da por molculas de-una misma especie.

( ) Combinacin de dos -o ms compuestos, los cuales conservan sus propiedades c araqtcristicas.

( ) Se conoce tambin como so] u.e i on.

( ) Parte ms pequea de un compuesto puro, -que c on s e rva las pro p.i edade s del m: sino.

.-1

b) Comx>uesto

c) Molcula

.h) Mezcla

d) So'lucion

e) Mezcla Homognea

f) Mezcla' 'h-t-er-ne

g) Atomo

U N I D A D III

E S T R U C T U R A A T O M I C A

Al trmino de la unidad, el alumno: comprender a travs de la evolucin de los modelos atmicos, la distribucin de -las partculas subatmicas.

( ) Sustancia pura forma da por molculas de-una misma especie.

( ) Combinacin de dos -o ms compuestos, los cuales conservan sus propiedades c araqtcristicas.

( ) Se conoce tambin como so] u.e i on.

( ) Parte ms pequea de un compuesto puro, -que c on s e rva las pro piedades del m: sino.

.-1

b) Comx>uesto

c) Molcula

.h) Mezcla

d) Solucin

e) Mezcla Homognea

f) Mezcla' 'h-t-er-ne

g) Atomo

U N I D A D III

E S T R U C T U R A A T O M I C A

Al trmino de la unidad, el alumno: comprender a travs de la evolucin de los modelos atmicos, la distribucin de -las partculas subatmicas.

U N I D A D III

E S T R U C T U R A A T O M I C A

El Modelo Atmico y la teora atmica que actualmente -conocemos, es el producto de la gran cantidad de conocimien-tos tericos y prcticos, que a travs del tiempo nos han de jado las civilizaciones China y Egipcia, as como los Filso^ fos griegos, los Alquimistas y todos los cientficos modernos que se han preocupado por estudiar la materia.

En esta unidad estudiaremos algunos modelos atmicos y -berias atmicas que ha sido vlidas en su tiempo. Por lo pronto debemos concretarnos a decir que un modelo atmico es-La representacin del tomo en forma grfica. Mientras que -una Teora Atmica es el conjunto de conocimientos adquiridos sobre el tomo mediante 3a experimentacin, por lo cual sta-puede tener fallas y estas a la vez corregidas a travs del -tiempo, conforme avancen y se perfeccionen los aparatos utili zados en la experimentacin y moti\e mejores investigaciones.

K

BREVE HISTORIA DE LA TEORIA ATOMICA

Los antecedentes ms importantes que podemos mencionar sobre la teora atmica, se remontan hasta aproximadamente-2,500 aos A.C., cuando en Grecia dos filsofos, Demcrito-y Leucipo, postularon que ,1a materia estaba compuesta por -tomos y que estos eran indivisibles e indestructiblesc

. Posteriormente en el siglo XVII, Isaac Neuton estable-ci la probabilidad de que la materia estuviera constituida por pequeas partculas mviles, impenetrables, duras y re sistentes Por esa poca Roberto Boyle estableci que la -materia que constituye al Universo estaba formada por peque as partculas de tamao y forma diferente.

Aunque todos estos antecedentes fueron esencialmente fi losficos, crearon inquietudes para estudiar cada vez ms -la materia.

TEORIA.ATOMICA DE DALTON

En 1,808 el cientfico Ingls John Dalton, basndose-en experimentos y observaciones no muy exactas, propuso una teora atmica la cual se basaba en los siguientes pos tulados.

1.- La materia est constituida por pequeas partculas llamadas tomos.

2.- Los tomos de un mismo elemento son iguales parti cularmente en peso, pero diferentes a los de otros-elementos.

3o- Los tomos de diferentes elementos se unen para for mar compuestos.

U.- Los tomos permanecen indivisibles en toda reaccin qumica.

La teora atmica de Dalton fue vlida en su tiempo ya-que actualmente, como lo estudiaremos en esta unidad, se han ido acumulando gran cantidad de conocimientos cientficos que han modificado esta teora. Este hecho nos hace ver que las teoras cientficas sufren modificaciones o se descartan totalmente conforme la ciencia progresa.

DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRON

El conocimiento que se tena hasta comienzos del siglo XIV, como lo fueron: conocimiento de la Ley de la Conserva-cin de la. Materia, los estudios de Cay Lussac sobre los , Volmenes de combinacin de los gases, la Lay de las Propo_r feiones cbfttantes, la Ley de las proporciones mltiples,

- - v " como la teora de Dalton\ fueron argumentos suficientes pa-..

1.60210X10~19 columbios electron

Esta cifra es la que se representa con el smbolo -1.

GOTAS

TELESCOPIO

FUENTE DE A i,TO' VOL-TAJE.

GOTA AUMENTADA.

(-

PANTALLA -pLO'OReSCENxe

CATODO ANOiJO

PANTALLA 'f.^frfc.^JCEH-VE

C A T O D O A KOOO S O M 0 M

PAWTAULA F U O A W C H N T g

COMPORTAMIENTO DE

Thompson, elaboro un modelo atmico basndose en el descu brimiento que haba hecho sobre el Electrn y supuso que el tomo estaba constituido por electrones que se movan en esfera positiva distribuidos dichos electrones en series capas concntricas.

El modelo atomico de Thompson estaba equivocado y trata-ba de explicar la relacin que existe entre los electrones y la estructura atmica.

MODELO DE THOMPSON

(columbio es la cantidad fundamental de carga elctrica)

o3

DESCUERIMIENTC_DE_LA_MDxOACTIVIDAD

La radioactividad, que es el fenmeno de la emisin espontnea de radiaciones de alta energa, fue descubierta -por Henrry Becquerel en 1869, cuando ste estudiaba la causa de la fluorescencia que tenan algunas sustancias. Sus tra-bajos los realiz con compuestos de uranio el cual guard en un cajn y observ que donde haba dejado los cristales unas manchas negras aparecieron en la pelcula, como si la luz hubiese actuado sobre el uranio, ya que si la luz acta s o -bre el uranio produce semejante efecto; de este experimento-dedujo Becquerel que el uranio emite rayos espontneamente -sin necesitar el estmulo de la luz exterior. Posteriormen-te hizo estudios con un mineral denominado Petchblenda que -contiene xidos de uranio, y observo que esto afectaba ms -las placas fotogrficas, y supuso que en este mineral se en-contraba un elemento desconocido que posteriormente, los es-posos Curie descubrieron, llamndolo radium (radio), por ser el casuante de la radiacin intensa emitida.

6b

: ^ APOCAMIENTO DE LAS RADIACIONES

LAMPARA TFLuoatiscevtTE

F u c a t e radioactiva.

Posteriores estadios a los realizados por Becquerel _ mostraron que las sustancias radioactivas emiten tres clases de rayos los cuales fueron observados por su comportamiento-en campos elctricos, ya que un rayo se desvio hacia el cam-po elctrico negativo a los que se les denomino partculas -Ufa A los que se desviaron al campo positivo se les-.lamo Beta (>#).y otras que no sufrieron desviacin se les -enomino Gama ( f ) y de acuerdo a la Ley de las Cargas s pod_e ios expresar en el siguiente cuadro la carga y lo que son ca ia una de las partculas radioactivas.

N O M B R E CARGA TIPO

A L F A (O Positiva Iones de Helio

B E T A ( 3 ) Negativa Electrones

r\ A M A ( y ) Sin carga Semejantes a los Rayos X pero con mayor ener-

*

DESCUBRIMIENTO DEL PROTON

Rutherford quien ya haba demostrado la naturaleza de -las partculas Alfa, realiz junto con sus ayudantes (Geiger * y Marden), un experimento el cual consista en bombardear una lmina de oro que se encontraba en el centro de una panta lia flourescente, con partculas Alfa; observndose que algu as rebotaban, otras se desviaban y gran cantidad atravesa ban la lmina. Dichas partculas se proyectaban en la panta lia.

En la pantalla se proyectaban con la siguiente forma: una parte muy mnima como si hubiese rebotado en i a lajinna,-otras con pequeas aesviaciones casi en su totalidad, como -si hubiesen atravesado .la 3 amina, por 3o que Rutherford 1.3 6 a la conclusion de que e.1 tomo tena un ncleo eentraj muy-pequeo donde se encontraba core-- arad;, toda la carga pos.: ti_ va y la masa del tomo.

Experimento de Rutherford.

Posteriores investigaciones establecieron que el dime-tro del ncleo es de 10~2 cm. y el del tomo 10~ , al igual-que en el ncleo del tomo se encuentran los Protones, los -cuales tienen carga positiva y cuya masa relativa es Aproxim. 1 UMA y que el nmero de protones en un tomo determina el nmero atmico.

Tambin se descubri que aparte de los protones se e n -cuentran otras partculas que elctricamente son neutras y -que su peso relativo es muy cercano a 1 UMA y se les-llam -

neutrones. A los protones y neutrones se les llama nucleones y la

cantidad de stos en el ncleo del tomo o se la suma de protones y neutrones, se les denomina nmero de masa o masa

atmica.

MODELOS ATOMICOS

MODELO DE RUTHERFORD MODELO DE BOHR

// ^ \ \ f ' ' S \\

68

El modelo de Rutherford significo un adelanto, pero se notan algunos defectos como comparar al tomo con el Sistema Planetario Solar, ya que el sol y los planetas son elctrica mente neutros y se trata de un sistema gravitacional donde participan slo las masasjy en el tomo participan el ncleo y los electrones que poseen adems de masa, carga elctricac

La teora de BOHR se basa en los trabajos de Dalton, Cu rie, Rutherford, etc. y as poder estructurar su modelo ato-mico, el cual se basa en lo siguiente:

1) El tomo es una esfera compacta. 2) Lqs-electrones giran alrededor del ncleo. 3) Estos lo hacen en rbitas estacionarias o niveles ae

idus , b) Los niveles se encuentran en distancias precisase 5) Cada nivel tiene un-, energa diferente.

BOHR da a conocer la existencia de niveles de energa -y explica que un tomo puede tener 1,2,3.. rbitas, o nive-les que designaremos con la pira "n"

Establece Bohr que ios electrones pueden saltar de un -nivel a otro cuando se Ies aplica o desprenden cierta canti-dad de energa, pero que los electrones no pueden estar e n -tre los espacios que existen entre nivel y nivel. Bohr esta bleca que para que un electrn salte dl nivel n- 1 al n= 2 en el caso del hidrgeno, se requeran:

Una energa igual a: 3,90 x 10~19

Para mover al electrn del n = 1, a n

^.63 x 10"17 = 3

cal/atom.

cal/atom.

Tambin comparaba el ascenso de una persona por dos ni-veles, con los peldaos de una escalera, donde los pies se~ ran los electrones y los peldaos los niveles de energa.

a) ESPECTROSCOPIA

Cada elemento qumico produce un espeetro de lneas * c o y caracterstico or i. U n

' P 1 0 q U e 6 1 conocimiento de las l neas espectral P 5 , 1 1 P e^rales qt p r o d u c e n 1 q s e l e m e n t o g lidad para poder identificar a sto* nada, de aou oue , d e t e i -

q u e l a espectrografa o sea el estudio a , espectros producidos por ios e v e n t o s , es e 1 1 0 el desarrollo y evoluciSn a , * ^ la estructura del S t o L a t so.re-mente a los esnect " ^ S e s e n t a grfica-Ios espectros se l l m a Espectgrafo.

.tse rreiemento produzca - - -stos, los cuales u ^ - a ' a t ^ c a ,ue tienen--LOS cuales fueron estudiados por Bohr P n H A ea que los diferentes espectros son el resuUa d

~ z r ^ - r ^ t rsaite sste ae -al regresarse el electa ^ ^ e n e r g a

-er ga y sta a , " ^ A p r e n d e energa o Jo t o n i " ^ ^ de _ ff rgla o foton,los estudios de Bohr s6lo fueron vSi ra el hidrSgeno. validos pa-

ruoob *> BSCARDA CON

t) TerTiftHTOi'l DE PLM'K Max Plank (1858-19.7) explicS que las radiaciones elec

tromagnticas son formas de energa que se transmiten a tra vs del espacio sin transmisiSn aparente de materia, por -ejemplo la luz visible, ondas de radio, radar, rayos X (ve, uadro) y que esto puede considerarse de acuerdo a su compc tamiento como partculas, ya que la materia se le daba exp. caeion atomstica, tambin la energa debera de ser atomx: c a y no darle una explicaciSn ondulatoria, por lo que EU 0, la explicaciSn de que la energa radiante generada por sistema vibratorio era emitida por cu'antos de energa, de de dedujo la siguiente frmula:

E = hv

Donde E= Energa, h- constante de Plan* la cual es ur versal y tiene un v.lor de 1.5836 x 10"*' kcal-seg. v= es frecuencia de ia vibracin.

TEORIA CUANTICA El conjunto de conocimientos sobre la estructura del

.tomo aportados por:

BOHR, con los niveles de energa o nmero cuntico prin_ cipal.

SOMMERFELD-,^ al proponer la existencia de rbitas elfpti cas y empleando para ste el nmero cuntico azimutal o de -orientacin (secundario).

PLANCK, con la explicacin de los fenmenos, teora cuntica de radiacin. , V

< - - . -

SCHRODINGEn.-basaadose en lo teora onda partcula, f.r mua una ecuacin para dar explicacin : al . comportamiento del electrn.

Dieron come resultado el actual modelo atmico, basado--en la mecnica cuntica .la cual establece que existen cuatro-nmeros cunticos que son: Ei nmero cuntico Principal, nme ro cuntico azimutal o secundario, numero cuntico magntico-y nmero cuntico 'Spin. Y se representa con las letras: n,l, m,s. Los cuales dan una descripcin completa del comporta miento de los electrones en el tomo.

El numero cuntico principal: Da a conocer el nivel de energa, teniendo valores de:

n= 1,2,3,^,5,6

Este determina el nivel donde se encuentra el electrSn.

El nmero cuntico Azimutal u Orbital: Nos indica la fa ma de orbital alrededor del ncleo y se representa con los v; lores de: n- 1. Es decir, que tendr un nmero menos que el-nmero cuntico principal. Tambin puede representarse, con

las letras: S,p,d,f.

Hmero cuntico Spin: Da a conocer el giro del electrS, y tiene valores de: + j. - 4, Pr ^ n & l e r o cuntico ^ ^ tico Ejemplo:

n= 3 1=0 m=0 s= - 2

1=1 m= -1,0,1 s= 3 ( + 5) = 6

1=2 ra= -2,0,1,2 s= 5 (+) =10

Esto indica que en el 3o. nivel pueden existir 18 e".

75

E J E R C I C I O

Determinar los cuatro nmeros cunticos para el fosforo cuyo nmero

n 1

atomico

m

es 15.

s

s ii Y-> 1 = 0 m = 0 s = + i 5 2 s n = 2 1 = 0 m = 0 s = + 1 2 2 s

1 1 m = - 1,0,1 s = 3 (+1) 6 P 1 = 0 m = 0 s = + 1 2 2 s

n = 3 1 = 1 m = - 1,0,1 s = + 3. + + l P 3

4

p

Tara .os primeros cuatro niveles seran los siguientes nmeros cunticos Azimutales:

I-llll: .&ZLA ~ ' ' " " " " " - - ixrUS ^BIlAL n = 1 n = 2 N = 3

n = -4

1 = s y p 1 = s,P,d 1 = s,p,d,f

76

El numero cuntico Magntico representa la orientaci, de los orbitales electrnicos en el espacio. El valor del-numero cuntico Magntico es de: + 1 a -1 incluyendo 0.

Ejeraplos:

a) n = 1 1 = 0 m = 0 1 = 0 m = 0

b) n = 2 1 = 1 m =-1,0,1

NOTA: En cada nCnnero cuntico Magntico, pueden exis-tir 2 electrones.

a) CONFIGURACION ELECTRONICA

Conociendo los nmeros cunticos y los principios y le-yes en los cuales se basan estos, es posible determinar la -configuracin electrnica de los elementos y posteriormente-entender las propiedades de stos en la Tabla Peridica.

Para relizar la configuracin electrnica de los elemen tos tomaremos en cuenta los siguientes aspectos:

1).- Que existen cuatro nmeros cunticos que se repre-sentan con las letras: n,l,m,s.

2).- Que el nmero cuntico orbital o secundario es re-presentado por la letra 1 y toma los valores de 0, 1,2,3, y cada uno de stos se representan por las-letras: s,p,d, y f, que son los cuatro tipos de -orbitales que se conocen.

3).- Que el nmero de electrones que puede tener cada-orbital es de: s = 2, p = 6, d = 10, f = ib.

U) Que el nmero de electrones de un elemento nos da a conocer el nmero atmico.

Tambin tenemos que considerar los siguientes principios

a) Principio de Incertidumbre de Heisenberg: Estableee-que no se puede saber la posicin ni la velocidad de-un electrn en un momento dado *

b) Principio de Exclusin de Pau.Li: Este establece que-no es posible que existan en el tomo dos electrones-con los cuatro nmeros cunticos iguales. Es decir,-pueden tener todos los nmeros cunticos iguales a excepcin del de "Spln".

c) Principio de la Mxima Multiplicidad: Que establece -que los electrones van llenando orbitales del mismo valor de energa antes de que ocurra el acoplamiento de electrones del mismo rbita].

81 I

Para realizar la configuracin electrnica usaremos el-iguiente cuadro para resolver varios ejercicios, la cual se isa en el principio de mxima multiplicidad

13 < S 2s 2p ^ 3d

ks^hp^kd df

6s 6p Ts

Ejem: 1 ,0 K Q = ls2 2s2 2p6 3s2 3p6 Us1

Por definicin p = 1 9 e~ = 19 = 20

En este ejercicio podemos observar lo siguiente:

a) El coeficiente nos da a conocer el nivel o nmero cuntico principal.

b) La literal es e.l tipo de orbital.

c) El -xponente nos da a conocer el nmero de electro nes.

". i

fonanc- en cuenta estos co\ioc-im:ler.tos sfrre la eccfi.gu-acin electrnica, podemos elaborar un Modele Atmico, en -este caso el del Potasio.

Nmero de p 19,^e"19> -20

Q .6

6 P

2 6

P/ ; VJ

E .1 e n :

Hr '!

Por defin' i6i el nmero de p = 3!5 , e , i

P '6 ? 10 3s" 3P Us 3 d hv

c. S

P.

/ /

PESO ATOMICO

En la definicin de peso atmico que mencionamos ante-riormente, en la cual establecamos que era la suma de proto nes y neutrones, pero al paso de los tiempos se han dado con ceptos sobre esta definicin la que menciona que el peso at mico relativo de un elemento es el peso de un tomo de ese -elemento en relacin con el peso de un tomo de oxgeno. Es ta definicin se determin despus de un Congreso Internado nal de Qumica. * En este Congreso los Qumicos decidieron -acordar como standar el valor de 16.000 urna (unidad de masa atmica) o peso relativo de un tomo de oxgeno, pero la de-finicin de peso Atmico Relativo que es vlida hasta la actualidad es la que nos dice que el Peso de un tomo de un-elemento en relacin al Peso de un tomo de 12 puro cuyo pe so es 12.000 urna. 6

DALT0N en los postulados de la Teora Atmica que dio -a conocer, estableca que los tomos de un mismo elemento -eran iguales eran iguales particularmente en peso; pero i n -vestigaciones hechas por S0DDY y T.W. RICHARDS, en la Univer 3idad de Harvard, encontraron dos pesos atmicos diferentes-para el Plomo, y en el mismo ao Thompson encontr dos tipos e tomos de Nen de diferente peso atmico'.

ISOTOPOS DEL HIDROGENO

SOODY dio el nombre de Isotopo- a los tomos de'i ffisto elemento que tienen diferente peso atomico, y as se han en contrado Istopos de casi todos los elementos como es elea

, -, d e l c u a l s e conocen diez de estos; como el -se le conocen tres Istopos (protio, deuterio,

JL blU /

Protio

Tri to

Deuterio

T_E_R C E R A " H D A D

PREGUNTAS DE CONTROL

INSTRUCCIONES: LEE ATENTAMENTE Y CONTESTA LO QUE SE TE -PREGUNTA EN FORMA BREVE.

Es la representacin grfica de un tomo.

La materia est constituida por pequeas partculas que -se llaman:

Cul, es la teora atmica que nos dice: los tomos de un mismo elemento, son iguales particularmente en peso, pero diferentes a los de otros?

Investigando el comportamiento de los rayos catdicos J.J. Thompson descubri:

La carga del electrn fue determinada por:

Al flujo de partculas con carga negativa a las que se llamaron electrones, se le dio el nombre de:

Qu es la radioactividad?

8). Quien descubri la radioactividad?

9). Nombre del compuesto utilizado para el descubrimiento de la radioactividad.

Hayos que se emiten de las substancias radioactivas y -tienen carga positiva.

II.- SUBRAYA LA RESPUESTA CORRECTA, DE LAS OPCIONES QUE SE -OFRECEN A LAS SIGUIENTES" PREGUNTAS.

1). Estableci la posibilidad de que la materia estuviera constituida por pequeas partculas mviles, impenetra-bles, duras y resistentes.

a) Thompson b) Isaac Newton c) John Del ton ) Rutherford

2). Nombr, del compuesto utilizado para el descubrimiento do la radioactividad. a) Coopto ' b) Neptuno c) Uranio Petchblencb

. d) Plomo

Partcuj a cmica tieift una carga de: + - y un;-. -

masa de .

a) Neutrn b) Protn c) Electrn d) Atomo

Partculas que emiten las substancias radioactivas.

a) Neutrn b) Protn c) Electrn d) Atomos

Partculas subatmicas sin carga que tiene masa de 1. a) Neutrn b) Protn c) Atomo d) Electrn

Es la suma Me los protones y electrones de un tomo, a) Numero de masa b) Nmero atmico c) d) Peso

Son tomos de un mismo elemento, con diferente peso at mico.

a) Istopos b) Ismeros c) Columbios d) Isbaros

Aparato que. se utiliza para representar grficamente a -los espectros.

a) Barmetro b) Espectrgrafo c) Electroscopio d) Jelescopio

Es la distribucin de las longitudes de onda de la luz -proveniente de una fuente de emisin. a) Espectro de b) Nmero cuntico c) Principio de

h m ] S J n ^ Por Spin Incertidum-bre de Hein-

d) Nmero Cnutico principni rinberg.

Corr. spond- a 1-, E-uac * n de Plmick a) i:: - hv b.) E = V!, e) E = d) F = JL v h

III RELACIONA LAS DOS COLUMNAS ESCRIBIENDO EN EL PARENTESIS EL NUMERO QUE CORRESPONDA A .LA RESPUESTA CORRECTA.

E

( ) Es el nmero cuntico que describe la orientacin y giro electrnico.

( ) Es el nmero que determi-na el nivel donde se en cuenta el electrn.

( ) Establece que no se puede saber la posicin, ni la-velocidad de un electrn-en un momento determinado.

( ) Cuando se asignan electro nes a tomos, hay varios-orbitales disponibles del mismo tipo, se coloca un-solo orbital, antes de permitir el apareamiento-del electrn.

1.- Nmero cuntico por Spin

2.- Nmero cuntico prin cipal.

3.- Principio de Incerti-dumbre de Heinsenberg.

U.- Principio de Exclusin de Pauli.

5.- Reglas de Hund

6.- Principio de la mxima multiplicidad.

U N I D A D IV

P E R I O D I C I D A D

Al termino de la unidad, el alumno: Utilizar la tabla -peridica como fuente de informacin de las propiedades peri dicas de los elementos.

i

III RELACIONA LAS DOS COLUMNAS ESCRIBIENDO EN EL FARENTE2IS EL NUMERO QUE CORRESPONDA A .LA RESPUESTA CORRECTA.

E

( ) Es el nmero cuntico que describe la orientacin y giro electrnico.

( ) Es el nmero que determi-na el nivel donde se en cuenta el electrn.

( ) Establece que no se puede saber la posicin, ni la-velocidad de un electrn-en un momento determinado.

( ) Cuando se asignan electro nes a tomos, hay varios-orbitales disponibles del mismo tipo, se coloca un-solo orbital, antes de permitir el apareamiento-del electrn.

1.- Nmero cuntico por Spin

2.- Nmero cuntico prin cipal.

3.- Principio de Incerti-dumbre de Heinsenberg.

U.- Principio de Exclusin de Pauli.

5.- Reglas de Hund

6.- Principio de la mxima multiplicidad.

U N I D A D IV

P E R I O D I C I D A D

Al termino de la unidad, el alumno: Utilizar la tabla -peridica como fuente de informacin de las propiedades peri dicas de los elementos.

i

. . . a .

S

y- i" i e*L

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U N I D A D IV

P E R I O D I C I D A D

) DESARROLLO HISTRICO DE LA CLASIFICACION DE LOS ELEMENTOS.

Los conocimientos que se tenan a principios del Siglo -pasado, permitieron a los cientficos conocer propiedades f-sicas y qumicas de los elementos, los cuales utilizaron e s -tos para compararlos y buscar si exista alguna relacin e n -tre las pro;.]ev,des de diferentes elementos^ as en .1817 D0-BEREINER dio a conocer la Ley de las Triadas, en la que expli caba que dentro de cada grupo de elemento semejantes entre s las propiedades ce repiten, y que la variacin en la Masa At mica entre ellos es casi constante.

I

(I G , 3 :

r: - '

s i ' :

, Lay - - ' - ' ^ : '

, -..fa-, of. oSi 1

- I & it 5

En 1868 NEWLANS dio a conocer Ja Ley de las Octavas, l cual consista en ordenar los elementos de acuerdo a su masa atmica ya que considero que las propiedades fsicas y qumi-cas se repetan en cada intervalo de ocho elementos.

En 1869 MENDELEEV en Rusia y MEYffi en Alemania, elabora-ron Tablas Peridicas donde se encontraban las propiedades f sicas y qumicas de los elementos. MENDELEEV hasta pronosti-c propiedades de elementos que todava no se conocan en su-poca , por lo que dej huecos para cuando se descubrieran es tos. A estos dos cientficos se les considera como los descu bridore3 de la Ley Peridica, aunque la mayora de los libros se le atribuye a MENDELEEV. Dicha ley establece que las p. 0-piedades de los elementos son una funcin peridica de los Pe sos Atmicos de stos. Esta ley con el descubrimiento de los Istopos fue inoperante.

LEY PERIODICA

La Ley Peridica enunciada por MENDELEEV, como ya lo men cionamos, que. con el descubrimiento de los Istopos ya no tu-vo validez, por lo que la actual Tabla Peridica no est basa da en los pesos atmicos, por lo que la actual Ley Peridica-establece que las propiedades de los elementos y sus compues-tos son funciones peridicas del nmero atmico de los elemen tos.

Posteriormente los cientficos e interesados en la perio-dicidad de los elementos, se avocaron a dar explicacin a la -relacin progresiva que existe entre los tomos de un elemento al siguiente y las propiedades y caractersticas semejantes -que tienen los elementos de una misma familia, y as explicar-la relacin que existe entre el comportamiento peridico de -los elementos y la estructura atmica de stos.

TABLA PERIODICA

La tabla peridica, para su estudio y comprensin se divi de en hileras verticales y horizontales. Las primeras dan a -conocer los grupos o familias y las segundas los perodos.

Los elementos, como ya mencionamos, estn agrupados en Elementos Representativos o Grupos A, Elementos de Transicin o Grupos B, y los elementos de transicin Interna que se divi-de en dos series que son los Lantonidos y Actnidos.

Actualmente encontramos taas que nos proporcionan gran cantidad de datos sobre cada uno de los elementos como: Smbo lo, Nmero Atmico, Masa Atmica, Nmero de Oxidacin, Elec-tronegatividad, Punto de fusin, Punto de Ebullicin, Configu racin Electrnica, Divisin de Metales y No Metales.

Kosotroo. podemos notar que Los elementos que pertentc^: a un mismo grupo tienen semejantes propiedades, ro' ejemplo. Los elementos del Grupo II A, tienen dos electrones en su ultimo -nivel y su nmero de oxidacin es + 2; los elementos del grupo VIIt tienen 7 electrones en su ltimo nivel y su nmero de ox_i daci6n es + 7 -1.

Tambin podemos observar que los elementos que se encuen tran en el mismo perodo tienen el mismo nmero de niveles de energa, por ejemplo: Todos los elementos que se encuentran -en el tercer perodo tendrn tres niveles:

En la tabla peridica tambin 8 e ; ,ciol:!! l a s , raciones electrnica, , 1 0 B e..,.,nto. , ? W r v a r los elementos de nn , r u p o ^ C O B f ^ ^ electrnica.

Configuracin Electrnica del Grupo j A.

3 U I s 2 ^ 1

19K ls2 2s2 2p6 3s2 3p 6 W

)

f . / , 3TRb ls2 2s2 2p 6 3s? 3 P 6 lis2 3d10 V 5a> ' \ l - \ \ I

55CS ls2 2s2 2p6 3p 6 Us2 3 d " ^ 5 s 2 U d "

^ ^ V ^ V ^ 0 - ss:

5d10 6 P 6 ' V /

99

Configuracin Electrnica del Grupo II A

i Be 2 2 ^ ls 2s

1 2 * l s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2

20Ca ls2 2s2 2p6 3s2 3 P 6 ks2

38Sr ls2 2s2 2p6 3s 2 3 P 6 lis2 3d 1 0 4p6 ^

* * ls2 2s2 2 P 6 3s 2 3P6 4s2 3d 1 0 ^ ^ ,,10 5 p6 ^

^ ls2 2s2 2 P 6 3s 2 3 P 6 lis2 3d 1 0 ^ 5 s2 ,,10 5 p6 ^ 2

5d 1 0 6p6 Ts2

Configuracin Electrnica del G n m n V A

7 N O

ls' 2 3

15P 0

ls"" 2s2 2 P 6 3s 2 3 3p 33As ls2 2s2 2 P 6 3s2 Q 6 Us2 3dl Up3. 51Sb ls2 2s2 2p6 3s 2 -5 6 3p Us2 3d10 5s2 Ud10 83Bi ls2 2s2 2p6 3s 2

>10 6 P 3 3r6 Us2 3d10 ^P6 5s2 ^d10

100

4ci>a CLOdHiD

w n PlaI

METALES Y NO METALES

En la tabla peridica podemos observar que los elementos se dividen en Metales y No Metales, los cuales los diferencia mos en esto por una lnea quebrada que separan a stos,en al-gunas Tablas Peridicas los tien de diferente color, esta l nea va desde el Boro hasta el Astatino.

Comparando la configuracin electrnica de los elementos en la tabla peridica, notamos que los elementos que tienen -caractersticas Metlicas, generalmente su configuracin elec trnica termina en s , s y p , lo que nos da como consecuen-cia que los Metales tienen: 1,2, 3 electrones en el ultimo-nivel y los No Metales terminan en p3, p \ p5 0 sea que tie-nen: 5, 6 7 electrones en el ltimo nivel, aclaremos que sto es en lo general, puesto que podemos notar que a medida-que aumente el peso Atmico de un elemento en un mismo grupo, aumentan sus caractersticas Metlicas.

ELECTRONEGATIVI.DAD

Los tomos a] combinarse forman enlaces que pueden ser de diferentes tipos como lo mencionaremos en la Unidad V. El ti-po de enlace que se forme en la molcula depender de algunas-propiedades qumicas que tienen los tomos de los elementos como es ,1a ELECTRONEGATIVIDAD, el cual es un valor numrico que se le otorga a cada elemento y da a conocer la capacidad -que tiene un tomo para atraer electrones o de retener dichos-electrones.

Li.nus Pauling elaboro una tabla donde se da a conocer -los valores de la electronegatividad de los elementos en la -cual podemos observar que el elemento que tiene mayor electro negatividad es el Fluor y los que tienen menos electronegati-vidad son el Cecio y el Francio; observando tambin ios valo-res de la tabla, podremos notar corno varan el valor de elec-tronegatividad en los grupos de la tabla peridica y en los -elementos con caractersticas metlico y no metlico.

POTENCIA DE IONIZACION

Para arrancar un electrn a un tomo se requiere de un cierta cantidad de energa (Electrn Volts), si se requiere-arrancar otro electrn, se necesita una energa mucho mayor-que la primera y as sucesivamente, a esta cantidad de ener-ga que se requiera para arrancar uno, dos, tres. etc. elec-trones de un tomo se le llama Energa de Ionizacin.

Este valor de energa de ionizacin de los elementos, es mas bajo en los metales que en los no metales.

H 13.60 Li 5.39

Be 9-32 8.30

C 11.26

N lU.53

0 13.62

F 1T.U2

Na 5.1U

K U.3U

Mg 7.65

Ca 6.11

Al 5.99

Si 8.15

P 10.U9

S 10.36

C1 12.97

AFINIDAD ELECTRONICA

Los electrones de los tomos al combinarse son atrados -con mayor o menor intensidad, a esta fuerza de atraccin de los tomos sobre los electrones, se les denomina Afinidad Ele trnica la cual es mayor Energa de Ionizacin, por lo cual los metales tienen poca Afinidad Electrnica.

TABLA DE AFINIDAD ELECTRONICA

H 0.77

He -0.56

Li D.58

Be -0.68

Be 0.] 6

C

1.25 N -0.29

0 1.U7

F 3.U5

Ne -1.03

Na 0.50

Mg 0.69

Al 0.33

Si 1.U0

P 0.70

s

2.07 C1 3.61

Ar 1.23

K 0.91

Ca 1.00

NUMERO DE OXIDACION

Podemos definir el nmero de oxidacin de un tomo co la carga aparente con que acta un tomo al combinarse.

ALGUNOS CATIONES CON SU VALENCIA

Ii

11 !

M VALENCIA

NOMBRE Hidrogeno Potasio Sodio Litio Plata Cobre (.1) Mercurio (i)

SIMBOLO H + + K Na+ +

Li

A \ Cu cuproso Hg mercurio

DOS VALENCIAS

HiHIH ..

Cobre (II) Fierro (II) Plomo (II)

NOMBRE SIMBOLO Bario Ba++

Calcio Ca++

Cadmio Cd ++ Magnesio Mg

Nquel Ni++

Estroncio Sr++

Zinc Zn++ r< + + - Cu cprico Fe*+ ferroso Pb + ulumboso

Mercurio Estao (II)

TRES VALENCIAS

NOMBRE

Aluminio Bismuto Fierro (III)

CUATRO VALENCIAS

NOMBRE

stao (IV) .lomo (IV)

++ Hg mercrico ++ Sn estanoso

SIMBOLO

Al3 +

Bi3 +

fe errico

SIMBOLO _ U + on estanico k + Pb plmbico

A: El numero romano entre parntesis, indica la carga inica do cada tomo del ion.

ALGUNOS ANIONES CON SU VALENCIA

UNA VALENCIA

NOMBRE SIMBOLO NOMBRE DEL ANION

Bromo Br Bromuro Cloro C1 Cloruro Flor F~ Fluoruro Yodo I~ Yoduro

DOS VALENCIAS

NOMBRE SIMBOLO 2_

Oxgeno 0 Azufre S2~

NOMBRE DEL ANION

Oxido Sulfuro

TRES_VALENCIAS

NOMBRE SIMBOLO 3_

Nitrogeno N V Fosforo P

NOMBRE DEL ANION

Nitruro Fosfuro

El nmero de oxidacin de los elementos los podemos obser var en la tabla peridica, como la que tenemos en nuestro cua-derno, en la cual podemos notar que los nmeros de oxidacin -de los elementos de un mismo grupo, generalmente son los mis mos por ejemplo.

GRUPO NUMERO DE OXIDACION I A +1 II A +2 III A +3 IV A +k, -k V A - 3, +5 VI A -2, +6 VII A -1, +7

Podemos notar tambin que los elementos de ciertos grupos tienen varios nmeros de oxidacin, lo cual podemos explicar -por el momento que se debe bsicamente al tipo de compuestos -que se va a formar segn los elementos que intervengan por la-formacin de dichos compuestos.

Para determinar el nmero de oxidacin seguiremos las s_i guientes reglas:

1.- El nmero de oxidacin para cualquier tomo no combi-nado o elemento libre es cero ejemplo.

o a> ^ b) K c) Oo

1 numero de oxidacin del hidrgeno generalmente es +1.

El numero de oxidacin del oxgeno generalmente es --2.

El nmero de oxidacin para Iones simples es igual a la carga del Ion ejemplo.

a) Ca+2 b) F e +2 +3 c ) ^ + 3

La suma algebraica de los nmeros de oxidacin de -todos ios tomos de los elementos de una frmula es igual a 0, ejemplo.

a) ^ S0^+6 - ^ b) K ^ c ) H C I 0 ^ ;3

C U A R T A U N I D A D PREGUNTAS DE CONTROL

I.- RELACIONA CORRECTAMENTE LAS SIGUIENTES COLUMNAS

( ) Se le considera descu- 1.- Newlans bridor de la Ley PericS dica.

( ) Elabor" la Ley de las. 2.- Dobereiner triadas.

( ) Elabor la Ley de la - 3.- Mendeleev octavas.

( ) Es la cantidad de Ener_ k.- Flor ga que se requiere pa_ ra arrancar electrones de un tomo.

( ) Es el 'elemento ms 5-- Energa de Ionizacin electronegativo.

.- Electronegatividad

7.- Afinidad Electrnica

ATESTA Cil POEMA BREVE. Para cualquier tomo no combinado o el omento libre, su n nero d oxidacin es:

Es 1.a capacidad que tienen los tomos para atraer electro

Es la fuer..a de atraccin de los tomos sobre los electro nes

Los elementos de transicin interna se dM^eif'en lantnjj dos y _

Los elementos que tienen o, o 7 electrones en su lti-mo nivel son los:

En base a que orden Mendele^v los eleaentts?

uie establece la actual le\ peridica de los elesentos?

10.- Los elementos que tienen caractersticas metlicas general mente su configuracin electrnica termina en:

III.- COMPLETA LA SIGUIENTE TABLA

11U

U N I D A D V

E N L A C E Q U I M I C O

Al trmino de la unidad, el alumno: Comprender las dife-rentes formas de combinacin entre los elementos en base a los principios de la estructura atmica.

U N I D A D V

E N L A C E Q U I M I C O

El tomo como los hemos estudiado en unidades anteriores, tiene una estructura la cual es caracterstica segn el eleme_n to a que pertenezca y a su vez dicho elemento tendr una confi_ guracin electrnica y ciertos valores de Electronegatividad,-Energa de Ionizacin, Afinidad Electrnica, etc., que los di-ferenciaron de los otros elementos ,al conocer estas propieda des qumicas de los elementos se pueden predecir la forma como se combinaron estos para formar compuestos mediante enlaces que establece la unin entre los tomos.

TIPOS DE ENLACE

Los tipos de enlace que se formaron sern determinados -por las caractersticas qumicas, de los elementos que inter-vengan en la formacin de los compuestos.

a) LOS ELECTRONES DE VALENCIA Y EL ENLACE QUIMICO

Los electrones que se encuentran en la capa ms externa de los tomos, son los causantes directos de los enlaces qu micos, estos siempre estn en una capa incompleta. Por lo -tanto se les llama tambin electrones de valencia.

Los enlaces qumicos o uniones se forman utilizando los'-electrones de valencia de los tomos. En numerosos casos se -obtienen configuraciones estables cuando hay ocho electrones-presentes en el nivel de energa de valencia que rodea a cada-tomo.

b) REGLA DEL OCTETO

Cuando los tomos se combinan entre ellos tienden a comple tar ocho electrones en su ltima capa, ganando, perdiendo o com partiendo electrones. Por lo tanto, desde este punto de vista-de los enlaces qumicos, los electrones de valencia son los que determinan los enlaces de un compuesto. Por lo general, los tomos que tienen uno, dos o tres electrones de valencia, tien-den a cederlos para convertirse en iones con carga positiva (cationes), como es el caso de los metales.

Los tomos con cinco, seis y siete electrones de valencia tienden a ganar o tomar electrones hasta completar ocho en su-nivel de energa ms alto para convertirse en iones cargados -negativamente (aniones), como los no metales.

Estos no metales tienden tambin a compartir electrones -con el fin de llenar el nivel de energa de valencia y en t a -les casos, el tomo que participa alcanza un nmero positivo -de oxidacin hasta de +S +7 - el caso del azufre +6

l H?SO|(. (S ).

117 |

Los elementos que tienen cuatro electrones de valencia -tienden a compartirlos para obtener ocho electrones en su ni-vel energtico ms alto, por lo tanto, la "regla de octeto" -es fundamental en los enlaces qumicos.

A continuacin se estudiaran los tipos de enlaces ms im portantes, as como los compuestos en que participan .

ENLACE ELECTROVALENTE

El enlace electrovalente o inico se forma cuando los electrones

se transfieren totalmente de la capa ms externa del tomo de un elemento a la capa ms externa del tomo de -otro elemento. Mediante este proceso los dos tomos logran -completar

su ultima capa. Con lo que adquieren la configura-ciones de un gas noble.

Esta unin inica se basa en la atraccin de una partcu la cargada positivamente hacia una partcula de carga negati-va. Los compuestos formados por la transferencia de electro-nes se conocen como "compuestos inicos". Veremos un --ejemplo de compuesto inico. El cloruro de sodio a sal de me sa NaCl, se forma cuando un tomo de sodio se combina con uno de cloro como se ve t;n la figura:

118

Ml.ili:

gS;; . . l i . ; " " ' , ': . ' ' ' Se observa que el sodio tomo la configuracin del gas na

ble nen y el cloro adquiri la configuracin del argn. jjjjh , i I

Aqu tomamos el smbolo e para indicar electrones.

Generalmente los Enlaces Inicos o Electrovalentes se -'orman al combinarse elementos del grupo I A, II A, con ele-mentos no Metlicos de la parte superior de los grupos VI A y VII A o con ines poliatmicos como el OH , SO, , NO y PO

1 u 3 t*

ENLACE COVALENTE

El Enlace Covalente se forma cuando los tomos que van a formar el compuesto comparten sus electrones y as formar ca-da uno de los tomos que intervienen una configuracin esta-ble por ejemplo en el Acido Clorhdrico.

CLORURO DE HIDROGENO

Como observamos en las figuras anteriores en un momento -determinado en cada uno de los tomos el nmero de electrones-en el ltimo nivel dan una configuracin estable.

En este tipo de enlace los tomos que intervienen la atraccin de los electrones de estos es semejante por lo que-no tienen la suficiente energa para arrancarse los electro nes del tlimo nivel por lo que se enlazan entre ellos compar_ tiendo los electrones y as formar con compuesto covalente.

ENLACES IONICOS 0 ELECTROVALENTES Y COVALENTES

El tipo de enlace que se obtendr al combinar los elemen tos se puede predecir conociendo el valor de la electronegati vidad si es muy grande se obtendr un enlace Ionico o Electro-valente ya que uno de los elementos arrancar los electrones-de 1 ltimo nivel del otro elemento, pero si este valor es se-mejante tendremos una diferencia, con un valor muy bajo, lo que dar como resultado un enlace covalente. Esto lo podemos ver con los valores que se proporcionan en las siguientes ta-blas y grficas.

121

Propiedades de los compuestos solidos por su tipo de enla ce.

El tipo de enlace de los compuestos solidos da como re sultado una serie de propiedades que nos sirven para conocer-los y diferenciarlos, los solidos por sus tipos de enlaces los podemos clasificar en:

A) Solidos Ionicos B) Solidos Covalentes C) Solidos Moleculares D) Solidos Metlicos

Algunas de las propiedades de estos solidos los describi remos en la siguiente tabla.

122

PUENTES DE HIDROGENO

El puente de hidrogeno qumicamente no se puede considerar como enlace, ya que solamente afecta las propiedades fsicas de las substancias, por lo tanto es un enlace que tiene carcter -fsico. El estudio de las propiedades de numerosos compuestos-demuestra, que cuando una substancia contiene hidrogeno, uni-do a oxgeno, nitrgeno o flor, el punto de ebullicin resulta ms elevado de lo que poda esperarse.

Se cree que un hidrgeno o alguno de estos elementos fuer-temente electronegativos, es capaz de formar un enlace dbil con otro tomo de flor, oxgeno o nitrgeno, prximo. Sin em-bargo, el puente de hidrgeno es dbil si se compara con la ma-yora de los enlaces. Aquellos compuestos en los que existen -los puentes de hidrgeno se dice que estn "asociados". Los puntos de ebullicin elevados del NH^, Ho0 y HF y los alcoholes etc. Se debe en parte, a la energa adicional que se requiere-para romper estos puentes de hidrgeno. La formacin de puen tes de hidrgeno modifica la solubilidad en el agua de muchas -substancias al mismo tiempo que el punto de ebullicin, ya que-se pueden formar puentes de hidrgeno entre las molculas de ciertos compuestos y las molculas de agua.

Grficamente los puentes de hidrgeno se pueden ver de es ta manera:

Puentes de Hidrgeno en el agua.

H 0 H 0 H0-i i i H H H

-H0 H

Puentes de Hidrgeno en el NH^ (amonaco)

HN-i -HN HN-

FUERZAS DE INTERACCION MOLECULAR

Las fuerzas de atraccin entre molculas se llaman "Fuer-zas de Van der Waals". Estas fuerzas son importantes solo cuando las molculas estn muy cerca una de otrac Por lo tar-to las fuerzas de Van der Waals no son importantes en gases a menos que las molculas gaseosas se encuentren a presin muy -elevada o a una temperatura cercana a la de condensacin. Las fuerzas de Van der Waals son de dos tipos:

INTERACCION DE_DISPERSION

Esta fuerza existe en todas las molculas. La fuerza de "interaccin de dispersin" depende del nmero de electrones-en una molcula y la tensin con la que se retienen los elec-trones. Mientras mayor sea el nmero de electrones y menor -sea la tensin con la que sean retenidos, ms fuerte ser la-fuerza de atraccin de la interaccin de dispersin. Se pue-de observar ms fcilmente entre molculas no polares este efecto. Donde la interaccin de dispersin es el nico tipo-de fuerza atractiva. Por lo tanto podemos afirmar que para -molculas no polares en general entre mayor sea el peso mole-cular mayor ser la temperatura de condensacin.

ATRACCION DIPOLO-DIPOLO

La atraccin dipolo-dipolo es la atraccin entre las car gas opuestas de molculas polares vecinas.

Tanto las fuerzas dipolo-dipolo y las de interaccin de-dispersin acutan entre molculas polares.

Q U I N T A U N I D A D

P R E G U N T A S T E CONTOOL

I RELACIONA CORRECTAMENTE LAS SIGUIENTES COLUMNAS:

) Enlace en que los electrones 1.- Enlace Covalente de la capa ms externa de un tomo pasan a la mas externa de otro.

( ) Enlace en el que los tomos- 2.- Afinidad Electrnica que se unen comparten sus electrones.

( ) Enlace que se produce si la- 3.- Puentes de Hidrogeno diferencia de electronegati-va dad es muy grande entre los tomos que se van a unir.

(. ) Enlace que se formar si la - U. diferencia de electronegativa dad es muy pequea o menor que 1.7

( ) Enlace formado ent re tomos - r>. de Hidrogeno y de flor oxge no y nitrogeno.

.ota: Dos preguntas pueaen tener La misma respuesta.

- Electrovalente o Ion co.

- Energa de Ionizaci6

II.- LEE DETENIDAMENTE Y CONTESTA EN FORMA BREVE.

1 - Las fuerzas de Van der Waals son de 2 tipos, Interaccin d e dispersin y:

2 - El tipo de enlace inico y covalente se puede predecir -conociendo el valor de:

3.- Los slidos por su tipo de enlace los podemos clasificar en: Slidos inicos, covalentes, moleculares y:

h - Es la atraccin entre las cargas opuestas de molculas po lares vecinas: '

5.- No se le puede considerar como un enlace porque afecta -las propiedades fsicas de las sustancias:

6.- A la tendencia que tienen los tomos al combinarse, de -completar ocho electrones en su ltima capa, se le cono-ce como:

III.- OBSERVA DETENIDAMENTE CADA UNO DE LOS SIGUIENTES COM-PUESTOS E INDICA EL TIPO DE ENLACE QUE PRESENTAN: .

K 0 H b) Nao:

b) Br,

) HC1

d) CH.

f) CC1 k-

g) NaNO,

h) AgBr

I

i . , 'ICOS.

-o DATOS BIOGRAFICOS DE LOS SIGUIENTES CIENTI-

ANTONIO LORENZO LAVOISIER

ALBERTO EINSTEIN

JUAN DALTON

JUAN JACOBO BERZELIUS JOSE JUAN THOMSON

i|

13U

ERNESTO RUTHERFORD

U S -1 ?.6

DEMETRIO IVANOVICH MENDELEEV

*

*

*

"i vip*

_ -

PLANCK ESPOSOS PEDRO CURIE Y MARIA SKLODOWASKA CURIE

! H O

RESPUESTAS DE LA PRIMERA UNIDAD

METODO CIENTIFICO

CONOCIMIENTO EMPIRICO

TECNOLOGIA

TECNOLOGIA

CIENCIA

CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS

FORMALES Y FACTUALES

FACTUALES

V ARMALES

^ACTUA!-FES

RESPUESTAS DE LA SEGUNDA UNIDAD

1.- a 6.- c 2.- a 7.- a 3.- c 8.- d h.- b 9.- d 5.- c 10.- a

II.-1.- GENERALES Y ESPECIFICAS 2.- GASEOSO 3.- FENOMENO QUIMICO h.- CONSERVACION DE LA MATERIA 5.- ATOMOS

III. SIMBOLO NOMBRE

Ca Osmio K Mercurio Cr Plomo Ni Uranio W Boro

IV. a b ch e

Ik.

RESPUESTAS DE LA TERCERA UNIDAD

1.- Modelo Atomico 2.- Atomos 3.- Teoria Atomica de Daltn U.- El electron 5.- Robertt Millikan 6.- Rayos Catodicos 7.- Es el fenomeno de la emisin espontnea de radiaciones

de alta energia.

8.- Henry Bequerel

9.- Uranio Petchblenda

10.- Alfa

[I.-

l. 2. 3. * *

a

III.-( 1 )

(2)

7. 8. 9. 10.

a. a b a a

RESPUESTAS DE LA UNIDAD

I .-

( 3 ) ( 5 )

( 2 ) (U, ( 1 )

II.-

1.- cero (o) 2.- Electronegatividad 3.- Afinidad Electrnica b.- Actnidos 5.- No-metales 6.- Los Pesos Atmicos 7.- Las propiedades, de los elementos y sus compuestos son -

funciones peridicas del nmero atmico de los elemen tos.

8.- Elementos Representativos

9.- Es la carga aparente con que acta un tomo al combinar se. ~

1 n 1 2 1 10.- s s y p

RESPUESTA DE LA UNIDAD V

No. de Oxidacin

Electrones en su ultimo nivel

Configuracin Electrnica

I A + 1 1 1 s 2 1

III - A + 3 3 s p

VII - A +7,+5,+3,+l 7 P 5

-1.

( h ) ( 1 )

(1) (3) w

1.- Atraccin dipolo-dipolo 2.- La Electronegatividad 3.- Metlicas U.- Dipolo-Dipolo 5.- Puente de Hidrogeno 6.- Regla del Octeto

III.-a) IONICO b) COVALENTE c) COVALENTE d) COVALENTE

e) IONICO f) COVALENTE g) IONICO h) COVALENTE

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