C A P I T U L O I

P R O P I E D A D E S D E L A M A T E R I A

1.1.- CONCEPTO Y CLASES DE PROPIEDADES.-

Propiedades de la, materia, son las características o cualidades exclusivas de la

materia, que forma a un cuerpo.-

Existen dos clases de propiedades: generales y específicas.-

1.2.- PROPIEDADES GENERALES DE LA MATERIA.-

Son el conjunto de características o cualidades comunes a todas las materias,

pueden variar con la cantidad o extensión, son propiedades extensivas.

Entre las propiedades generales citaremos las siguientes: masa, peso, extensión,

discontinuidad, impenetrabilidad e inercia.

a. Masa: es una propiedad general, porque todos los cuerpos tienen masa.-

Masa es la cantidad de materia o sustancia que forma a un cuerpo u objeto,

se la expresa en gramos y se la mide en una balanza.

Ej.: una botella está hecha de 250 g de vidrio (vidrio es la sustancia)

b. Peso: es una propiedad general, porque todas las materias tienen peso.-

Peso es la fuerza que ejerce un cuerpo o una materia hacia abajo, al ser a

traído por la fuerza de la gravedad hacia el centro de la Tierra.

La balanza es el instrumento que puede detectar esta presión que ejerce un

cuerpo, que será mayor o menor, cuanto mayor o menor sea la cantidad de

materia que contenga el cuerpo u objeto,-que es la masa en gramos o Kg o

Ibs.

Ej.: un cuaderno pesa 350 gramos y la sustancia es la celulosa masa=350g.

c. Extensión o volumen: propiedad general porque todos los cuerpos ocupan

un lugar en el espacio; y, el volumen es la medida de ese espacio.

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Se pueden medir las tres dimensiones del espacio que ocupa el cuerpo,

utilizando para ello aparatos de, medida y se expresa en cm3 o litros o metros.

Ej.: un cajón de madera, mide 1,35 m de largo, 0,85 m de ancho y 0,76 m de

alto y el espacio que ocupa el cuerpo se llama volumen 0,8721 m3.

d. Discontinuidad : es una propiedad general, porque todas las materias son

discontinuas, por la existencia de espacios inter-moleculares o espacios inter-

atómicos en el interior de su estructura.-

Cuando existen mayor cantidad de espacios, la materia es más discontinua y

será más fácil romperla; y, viceversa.- Pero no hay materias continuas.-

Ej.: una tiza y una barra de acero son discontinuos, porque en el interior de

su estructura existen espacios localizados entre las partículas de la materia;

pero, la tiza es más discontinua que el acero, por tener mayor cantidad de

espacios que permite al mismo tiempo mayor facilidad para ser rota.

e. Impenetrabilidad: es una propiedad general, porque todas las materias no

pueden ocupar el mismo espacio al mismo tiempo.

Si la materia ocupa un espacio o lugar definido, será necesario retirarlo, para

que ese mismo espacio pueda ser ocupado por otra.

Ej.: un clavo de hierro, se tuerce al no poder penetrar en una pared de ladrillos

y en ocasiones se rompe, al ser impedido su paso a través del ladrillo.

f. Inercia: es una propiedad general, porque todo cuerpo o materia está

incapacitado para poder moverse o ponerse quieto por sí mismo.

Todo cuerpo o materia necesita de una fuerza exterior para poderse mover o

para inmovilizarse, según el caso, porque son inertes.

Ej.: una puerta no puede abrirse por sí misma o una piedra que está

cayéndose no puede inmovilizarse por sí misma; en los dos casos se

requiere de una fuerza exterior que permita su acción contraria a su

estado inicial.

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1.3.- PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LA MATERIA

Son las características o cualidades exclusivas de cada una de las materias y que

sirven para identificarla y diferenciarla una de otra.

Dependen de la estructura química interna: color, olor, sabor, estado físico,

densidad, punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad. Son propiedades

intensivas.

a. Color: es una propiedad específica, porque cada una de las materias tiene:

un color especifico, porque cada una tiene diferente estructura química.

Para poder determinar el color de una sustancia-, se requiere:

Una fuente luminosa natural o artificial, que ilumine al objeto.

Que el objeto refleje los rayos luminosos que recibe.

Que el reflejo llegue a la retina de los ojos, donde se hallan las

terminaciones nerviosas del nervio óptico, que recibe las impresiones

luminosas.

Que el nervio óptico trasmita esas impresiones nerviosas al cerebro, donde

se analiza la imagen recibida y se determina entre otras cosas, el color.

Ej.: el oro es amarillo; el cloro es de color verde; el agua es - incolora, etc.

b. Olor: es una propiedad específica, porque cada una de las materias tiene un

olor específico, porque cada una tiene diferente estructura química.

Para poder determinar el olor de una sustancia, se requiere:

Que la sustancia, sea volátil, es decir que emita olores, que se vaporice.

Que esos gases desprendidos, lleguen a la pituitaria amarilla de las fosas

nasales, al hacer una leve inspiración.

Que la pituitaria amarilla esté húmeda y libre de mucus. Ahí se encuentran

las terminaciones nerviosas del nervio olfativo, que recibe las impresiones

olorosas.

Que el nervio olfativo trasmita esas impresiones olorosas al cerebro, donde

se analiza el olor recibido y da la- impresión "especial de oler.

Ej.: el anhídrido sulfuroso es un gas picante, agresivo a las mucosas.

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El agua es inodora o Inolora, porque no emite gases con olor. La piedra es

inodora ó inolora, porque no es volátil, no emite gases. Cada flor tiene un olor

diferente de otra: rosa, clavel, narciso, etc.

c. Sabor: es una propiedad específica, porque cada una de las materias tiene

un sabor específico, porque cada una tiene una diferente estructura química

Para poder determinar el sabor de una sustancia, se requiere:

Que la sustancia se disuelva en el agua o en la saliva.

Que la sustancia disuelta llegue a las papilas gustativas localizadas en la

lengua, donde se hallan las terminaciones nerviosas del nervio del gusto, en.,

cargadas de recibir las impresiones gustativas.

Que el nervio del gusto -trasmita esas impresiones de sabor al cerebro, .don-

de se analiza y se determina el tipo de sabor .de la sustancia.-

Existen 4 tipos de sabor puro: dulce, salado, amargo y agrio (o ácido).

Ej.: el cloruro de sodio tiene un sabor salado .agradable. La .sacarosa (azúcar)

es de' sabor dulce. El jugo de" la alfalfa es de sabor amargo. El jugo de

limón-es agrio o ácido.

d. Estado físico : es. una propiedad específica, porque cada materia, al medio

ambiente, se halla en un estado físico específico: sólido, líquido o gaseoso,

que depende de su estructura química y calor asociado. (Pag.19).

Al variar la temperatura del medio ambiente, una materia puede cambiar de

estado físico, sin embargo la materia seguirá siendo la misma y mantendrá

sus propiedades fijas y se trata de un simple fenómeno físico. (Pag.20 y 21).

Ej.: en una cocina y a la misma temperatura ambiental, se pueden

encontrar: galletas, (sólido) aceite (líquido) y anhídrido carbónico (gas)

que se desprende en la combustión.

En la Naturaleza, existe al mismo tiempo: hielo (sólido), río (líquido) y vapor

de agua (gas), dependiendo, de la cantidad de calor asociada a la materia; sin

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embargo, el agua conserva en los tres estados, sus propiedades físicas y

químicas específicas.

e. Densidad: es una propiedad específica, porque cada una de las materias

tiene un valor fijo e invariable de densidad, que depende de la estructura

química específica de cada una de las materias.

Ejemplo: aluminio: densidad 2,7 g.cc-1; cobre: densidad 8,92 g.cc-1.

La densidad es un valor que se obtiene de la relación de división entre la

cantidad de masa, y el volumen que ocupa esa misma masa. (Ver fórmula).

Toda materia tendrá diferente densidad, porque cada una tiene diferente

cantidad de masa y ocupará diferente volumen.

La fórmula para el cálculo es: d=mV de donde m=d .V

V=md

Se calcula la densidad, para obtener valores que se los compara con las

unidades de densidad, que para los gases es el aire cuya densidad es 1 g.cc y

para los líquidos es el agua que tiene una densidad de 1 g.cc-1 a 4°C y al nivel

del mar.

Las materias más densas que el agua (más de 1) se hundirán como la piedra,

el hierro, aluminio, cobre; mientras que las materias menos densas que el agua

(menos de 1) flotarán en ella, como el corcho, una pluma, poliestireno, etc.

Las materias más densas que el aire (más de 1) caerán al suelo, como una

hoja de papel, el plástico, -una flor; mientras que las materias menos densas

que el aire (menos de 1) se elevarán, como el hidrógeno, aire caliente, etc.

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Problema 1.- Calcular la densidad de un cuerpo, que tiene 15,8 gramos de

masa que ocupa un volumen de 35,2 centímetros cúbicos.

d=Xm=15 .8gV=35.2cc

d=mV

d=15. 8 g35. 2cc d=0 . 44 g .cc−1

Problema 2.- Calcular el volumen que ocupará un cuerpo, que tiene 8,75

gramos de masa y 2,17 g.cc-' de densidad.

d=2.17 g.cc−1

m=8 . 75gV=X

d=mV d .V=m

V=mV

V= 8 . 75g

2 .17 g .cc−1

V=4 .03cc

f. Punto de fusión : es una propiedad específica, porque cada materia sólida

necesita de una cantidad exacta y fija de temperatura, para pasar al estado

líquido, porque cada materia tiene diferente estructura química.

Fusión es el fenómeno físico por el cual una sustancia sólida pasa al estado

líquido; y, punto de fusión es la cantidad de temperatura exacta que requiere

una sustancia sólida para volverse líquida.

Ej.: aluminio: 660°C; plomo: 327°C; plata: 961°C; agua: 0°C.

g. Punto de ebullición : es una propiedad específica, porque cada materia

líquida necesita de una cantidad exacta y fija de temperatura, para pasar al

estado gaseoso, porque cada materia tiene diferente estructura.

En la ebullición o vaporización se produce un fenómeno físico y la sustancia

líquida pasa al estado de vapor o gas; y, punto de ebullición es la cantidad de

temperatura exacta que requiere un líquido para' volverse gas o vapor.

Un líquido hierve cuando la presión de vapor del líquido se iguala con la

presión atmosférica y entonces escapa en forma de vapor, como

consecuencia del - aumento de calor que el líquido lo absorbe hasta hervir.

Ej.: éter etílico: 34,6°C ; etanol: 78.3°C ; agua: 100°C.

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h. Solubilidad : es una propiedad específica, porque cada materia se disuelve

en un disolvente específico, porque cada una tiene diferente composición

química, que es compatible con la del disolvente.

En la solubilidad intervienen dos sustancias: el soluto y el solvente (o

disolvente) para formar una solución.

Soluto: es la sustancia que interviene en menor cantidad que el solvente; que

se va a disolver y difundir en medio de él, disminuyendo de tamaño y

haciéndose "cada vez más pequeña, separándose sus partículas y

aumentando sus espacios intermoleculares (fase discontinua); y, se va

introduciendo en los espacios intermoleculares del solvente (fase interna).

Solvente: es la sustancia que interviene en mayor cantidad que el soluto, que

va a disolver al soluto, permitiendo que se desmenucen las partículas del

soluto, recibiendo y reteniendo en sus espacios intermoleculares a las

partículas del soluto (fase externa), por lo que sus espacios se van llenando

paulatinamente y disminuyendo en cantidad y volumen", (fase continua)

Ej.: el cloruro de sodio (soluto) se disuelve en el agua (solvente);

el caucho (soluto) se disuelve en medio de la gasolina (solvente);

el azufre (soluto) se disuelve en el alcohol etílico (solvente).

Basándose en el hecho de que cada materia requiere un disolvente

específico, podemos encontrar dos tipos de sustancias: solubles e insolubles.

Soluble: es la sustancia que puede disolverse en medio de otra, es decir,

soluto y solvente son miscibles, que pueden unirse o mezclarse uno en otro,

debido a que son afines químicamente hablando, por tener una estructura

química, parecida o compatible, entre el soluto y solvente.

Ej.: el yodo es soluble en etanol; el cobre es soluble en ácido nítrico; el

achiote es soluble en aceite caliente; el azúcar es soluble en agua.

Insoluble: es la sustancia que no puede disolverse en otra, es decir, soluto y

solvente son inmiscibles, que no pueden unirse o no pueden mezclarse,

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debido a que no son afines químicamente hablando, por tener una estructura

química muy diferente o incompatible, entre el soluto y solvente.

Ej.: la brea es insoluble en agua; el cloruro de sodio es insoluble en kérex el

azufre es insoluble en agua; la gasolina es insoluble en agua.

1 .4.- PROPIEDADES EXTRÍNSECAS E INTRÍNSECAS.-

1 .4-1.- Propiedades extrínsecas o, extensivas.-

Son las propiedades externas de una sustancia, que puede variar con la cantidad

o extensión de la masa contenida, que son comunes o generales a todas • las.

Sustancias químicas y que no permiten diferenciar una de otra.

Son: forma masa, volumen o extensión, inercia, peso, discontinuidad,

impenetrabilidad, entropía, entalpia., calor producido al quemarse.

Ejemplo: un ladrilla y un trozo de madera, pueden tener la misma forma o el

mismo peso; todos los cuerpos tienen inercia; todas los cuerpos ocupan un lugar

en el espacio; los gases se expanden fácilmente en el ambiente; etc.

1.4.2.- Propiedades intrínsecas o intensivas.-

Son las propiedades que dependen exclusivamente de la estructura interna de la

sustancia, que no dependen de la cantidad de sustancia, pues tienen iguales

propiedades en pequeña o en gran cantidad, son las características específicas-

de cada sustancia y que permiten diferenciar a una sustancia pura de cualquier

otra.

Comprenden dos categorías: las propiedades físicas y las químicas.-

a. Propiedades físicas:

Son las que se determinan sin que ocurran cambios en la: composición

química de la materia y no dependen de la cantidad de materia* son- fijas e

invariables.

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Son: estado físico, color, olor, sabor (son organolépticas porque se las

percibe con los órganos de los sentidos); punto de fusión, punto de ebullición,

densidad, dureza, viscosidad, conductividad eléctrica y térmica, ductilidad.

Ejemplos: 1 litro o 10 litros de agua hierven a la misma temperatura; el

cloruro de sodio siempre es un cristal, salado, forma geométrica definida y

sólido transparente; el cobre conduce siempre muy bien la electricidad; el o

ro siempre es amarillo-; la sacarosa siempre es dulce- y energética; etc.

b. Propiedades químicas:

Son las reacciones químicas o comportamientos que tienen las sustancias

entre un específico reactivo químico, produciendo cambios permanentes en

su estructura química y el aparecimiento de nuevas sustancias con diferentes

propiedades.

Ejemplos; los metales alcalinos se oxidan muy fácilmente para formar los

óxidos metálicos, que al contacto con el agua forman los hidróxidos; el oro no

se oxida y es inactivo ante el ácido nítrico;; los ácidos son sustancias que

pueden ceder el protón H ; los hidrocarburos son combustibles ; etc.

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CAPITULO II

ESTRUCTURA DE LA MATERIA

2.1.- ESTRUCTURA QUÍMICA DE LOS CUERPOS.-

En la Naturaleza existen cuerpos, los cuales están constituidos por materia la cual

es muy compleja en su composición química, como lo sintetizaremos a

continuación.

Es todo aquello que nos rodea y en la que nos desarrollamos

La Naturaleza está formada por cuerpos u objetos.

Forma parte de la Naturaleza.

A un cuerpo se lo identifica porque tiene una forma definida Todo,

cuerpo está constituido por una materia específica. Son cuerpos: mesa,

libro, puerta, hombre, tigre, clavel, etc.

Es la sustancia o calidad de la que están hechos los cuerpos

Tiene propiedades específicas que le permite ser identificada.

La materia está formada de moléculas

Son materias: arcilla, celulosa, hierro, etanol, glucosa, etc.

Es la partícula más, pequeña de una sustancia compuesta

Tiene similares propiedades que la, materia de la cual proviene

La molécula resulta de la unión de dos o más átomos = ó ≠

Ejemplo:H20 molécula de agua NaC1 molécula de cloruro de

sodio.

Es la partícula más pequeña de una sustancia simple Tiene cada

átomo, sus propiedades específicas y diferentes a la molécula y a

la materia de la cual proviene.

Los átomos tienen la propiedad de unirse unos con otros para

formar las moléculas

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Naturaleza

Cuerpo

Molécula

Átomo

Formados de un número fijo e invariable de partículas sub-atómicas.

Ej.: H átomo de hidrógeno, Cl átomo de cloro, Au átomo de oro, etc.

Son las partes componentes del átomo

Están localizadas en el núcleo o corona del átomo Son diminutas

partículas de materia, que en un número exacto y constante,

constituyen a cada átomo.

Las principales partículas sub-atómicas, son las siguientes:

Protón: se localiza en el núcleo del átomo Tiene carga

eléctrica positiva: 1 + Se forma de la unión de un neutrón y un

positrón Tiene una masa atómica de 1,00758 U.M.A. ≈1 U.M.A.

Electrón: se localiza en la corona o envoltura, del átomo Tiene:

carga eléctrica negativa:

Tiene una masa atómica de 0,000548 U.M.A. ≈ 0.U.M.A. Es 1 o

838 veces menor en su masa que el protón

Neutrón: se localiza en el núcleo del átomo Tiene carga

eléctrica neutra

Se forma de la unión de 1 protón con 1 electrón Tiene una

masa atómica de 1,00897 U.M.A. ≈ 1 U.M.A.

Positrón: se localiza, en el núcleo del átomo Tiene carga

eléctrica positiva: 1 +

Una masa atómica insignificante que equivale a 0 U.M.A. Se le

denomina electrón positivo o anti-electrón

Mesón: se localiza- en el núcleo del átomo Tiene carga eléctrica

positiva o negativa Una masa atómica; intermedia entre el

protón y el electrón

Deuterón: se localiza en el núcleo del. átomo Tiene carga

eléctrica positiva.

Está formada de la unión de 1 protón y 1 neutrón Su masa

atómica, es de 2 U.M.A.

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Partículas sub-atómicas

Sub-partículas sub-atómicas

Son las partículas componentes de las sub-atómicas

Contienen mínima cantidad de materia

Sirven como material cementante o de unión entre otros.

Ej.: los quark (6 tipos), antiquark, gluones (8 tipos)

Conclusión: La estructura de la materia es muy compleja (complicada), ya que

se halla constituida por partículas cada vez más pequeñas y se siguen

descubriendo partículas más diminutas, a tal punto, que se .han llegado a decir

que la materia es infinita en su estructura.

U.M.A.: Es la Unidad de Masa Atómica que equivale a la 1./12 (una doceava) parte

de la masa del átomo de carbono, tomado como unidad de medida,

para determinar la masa de los demás átomos; equivale a 1,66033 x-

10-24 g- en masa.

2.2.- ESPECIE QUÍMICA O PRINCIPIO INMEDIATO

a) Concepto.-

Especie química o principio inmediato, es toda sustancia químicamente, pura, que

se caracteriza por tener propiedades físicas químicas inalterables, por lo tanto

tendrá sus constantes físicas fijas e inalterables; todo lo cual se debe, a j que tiene

una composición química inalterable.

Ejemplo: el agua, cuando es pura,, es una especie química, porque siempre

presenta en su estructura molecular: 2 átomos de hidrógeno y 1 átomo de

oxígeno.

Presenta propiedades inalterables como: incolora, inodora, insípida; excelente di !

solvente tanto de sustancias orgánicas e inorgánicas; los átomos de hidrógeno y

de oxígeno están unidos mediante enlace covalente polar; presenta una

constante - di-eléctrica de .81 por lo que actúa como disolvente polar (disuelve a

solutos polares) ; en la Naturaleza- se presenta en los tres estados físicos; no es

conductora de la- electricidad; su constante de ionización es mínima, actuando

como un no electrolito; es químicamente neutra, no es ni ácido ni base; etc.

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Además presenta, las siguientes constantes físicas; se congela a 0°C; hierve a los

100°C al nivel del mar; su densidad es de 1 g.cc-1 a 4°C y al nivel del mar; tiene

un pH de 7 (neutra); peso molecular de 18 g.mol−1; su formula H 2O; ect.

b) Clasificación .-

Las especies químicas pueden ser clasificadas en diversas clases, como lo

resumimos en el siguiente cuadro sinóptico:

Especie química simple

Por la estructura química

Especie química compuesta

Especie química Especie química natural

Por el estado natural Especie química artificial

b.1. Especie química simple

Es una sustancia químicamente pura, formada de una sola clase de átomos, por lo

tanto contiene un solo tipo de elemento químico.

Las especies químicas simples son los elementos químicos o sustancias simples

que están clasificadas y ubicados en la- tabla periódica y son 11 T'„ de los cuales 92

son naturales (del 1 al 92) y 1-9 artificiales (del 93 al 11.1).

A los elementos químicos se los representa con símbolos. Símbolo es la represen-

tación escrita de 1 átomo de un elemento químico.

Cada elemento se diferencia de otro, por poseer un conjunto de propiedades

específicas, que a su vez sirven para identificarle y diferenciarle de cualquier otro.

Ejemplo: Sc representa 1 átomo de escandio

Sm representa 1 átomo de samario

Au representa 1 átomo de oro Sm, Sc, Au son símbolos

Si se unen átomos iguales se forma las moléculas de sustancia simples

O + O da O2 oxígeno molecular o molécula de oxígeno.

Si se unen átomos diferentes se forman moléculas de sustancias compuestas

S + O da SO molécula de anhídrido hipo-sulfuroso

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b.2. Especie química compuesta

Es una sustancia químicamente pura, formada por la combinación de dos o más

clases de átomos, de diferente naturaleza, ejemplo: K20, NaCl; aunque también

pueden intervenir dos o más átomos de la misma naturaleza, ejemplo: 03, H2.

A las especies químicas compuestas se les denomina sustancias compuestas o

simple mente compuestos químicos, que se los representa con fórmulas.- Fórmula

es la representación escrita de una molécula de sustancia compuesta.

Ej.: NaC10 fórmula que representa a 1 molécula de hipo-clorito de sodio

3KNO3 fórmula que representa a 3 moléculas de nitrato de potasio

b.3. Especie química natural

Es toda sustancia químicamente pura, que existe en la Naturaleza ; lo cual es difícil

encontrarlo, porque generalmente se hallan mezcladas unas con otras, por lo que es

necesario purificarlas, basándose en sus propiedades específicas.-

Las especies químicas naturales pueden ser:

- Simples: como el oro, plata, cobre, níquel, platino, carbono, fósforo, hierro,

etc.

- Compuestas: agua, anhídrido carbónico, caliza, sulfato de calcio o yeso, etc.

Unas y otras, se caracterizan por tener sus propiedades físicas y químicas

específicas y constantes.

b.4. Especie química artificial o sintética.

Es toda sustancia químicamente pura, fabricada o elaborada por el hombre en

los laboratorios, que se caracterizan por tener sus propiedades específicas.

Estas sustancias sintéticas o artificiales han venido a llenar las mùltiple s nece -

sidades del hombre , por lo que han sido elaboradas en gran cantidad, de mejor ca-

lidad y a menor costo que las naturales.

Ejemplo: caucho sintético, cuero sintético, hormonas, vitaminas, seda, etc.

En ocasiones han elaborado productos, que ni siquiera existen en la naturaleza,

obligados por su necesidad o por là constante investigación o creatividad del hombre

científico.

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Ejemplos: poli-etileno o plástico; poli-estireno o espumaflex; PVC o poli-vinil cloruro;

orlón, dacrón, perlón, poli-éster, fórmica, teflón, etc.

2.3. NOMENCLATURA QUÍMICA

a) Concepto

Es la manera científica de nombrar a las sustancias químicas.-

Para esto se utilizan nombres cientificos qué den a conocer alguna característica del

compuesto, o su comportamiento químico o alguna propiedad; además de su cons-

titución cualitativa (cuáles elementos intervienen) y su constitución cuantitativa (en

qué cantidad interviene cada elemento).

Además, este nombre debe ser de carácter universal, que sea usado por todos y

que en todas partes signifique lo mismo y-que identifique al mismo compuesto.

Estos nombres no deben ser arbitrarios o que estén al antojo de pocos; y, para evitar

esto, se pondrán en práctica reglas precisas de nomenclatura, requisitos para

obtener un nombre constante,, científico y universal.-

Se ha establecido una nomenclatura tanto para las sustancias simples como para

las sustancias compuestas.

b) Nomenclatura química de las sustancias simples

A las sustancias simples o elementos químicos se las designa con un .solo hombre

el cual debe reunir .los siguientes requisitos:

- Será un sustantivo simple, común,-de género masculino y número singular

- Será fácil de escribir y de pronunciar

- Se prestará el sustantivo, para la formación de derivados gramaticales

Ejemplo: cloro sustantivo simple, común, género masculino y número singular.

Se puede obtener derivados gramaticales como: cloruro, clorito, clorato, cloroso,

clórico, etc.

ORIGEN DE LOS NOMBRES DE LOG ELEMENTOS QUÍMICOS.

No han sido puestos en forma arbitraria, sino que por el contrario, son nombres.-

que significan algo o dan referencia de alguna propiedad, o del compuesto en el -

que se hallan, el, nombre de la región o país donde se localiza o se sintetizó, o el

nombre de algún científico, o el nombre de un personaje mitológico, o de un - astro,

etc., como lo demostramos a continuación.

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- Una determinada propiedad física química del elemento quimico

Hidrógeno: que es engendrador o formador de agua

Cloro: que sus gases son de color verde

Bromo: es de mal olor

Oxigeno: es formador de ácidos (pero no todo ácido tiene oxígeno)

Yodo: que sus gases son de color violeta

Bario: que es un metal pesado

Gromo: que es un metal colorado

Litio: que se halla como piedra o roca (Litros = roca o piedra)

Rodio: que sus sales son de color rosado

Tecnecio: que es artificial

Oro: brilla como el sol en el momento de la aurora (aurus = oro)

Nitrógeno: que es formador de nitro o salitre (KNO3, nitrato de potasio)

Argón: que es inactivo, que no se combina, que no trabaja

Astatinio: que es inestable

Fosforo: que es formador o llevador de luz

Radio: que emite radiaciones

Indio: que su espectro es de color índigo o violeta

- El compuesto en el que se encuentra o se halla el elemento químico:

Aluminio: que se encuentra en el alumbre KAl (SO4)2 sulfato de Al y K

Calcio: que se encuentra en la cal CaO oxido de calcio

Boro: que se encuentra en -el bórax Na 2B 40 7.10 H 2O tetra borato de sodio

Carbono: que se encuentra en el carbón

Sodio: que se encuentra en la sosa caustica natural NaOH hidróxido de sodio

Potasio: que se encuentra en la potasa caústica natural KOH hidróxido de K

- Los continentes, países, ciudades, lugares o universidades donde han sido

des cubiertos o son originarios o donde nació el descubridor del elemento:

Californio: por la Universidad de California, que lo sintetizó

Darmstadtio: descubierto en los laboratorios de Darmstad, Alemania.

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Germanio: por Germania o Alemania, nación del descubridor.

Galio: por Galla o Francia, su descubridor fue francés.

Lutecio: por Lutecio} antiguo nombre de París, ciudad luz por haberse realizado ahí

la Revolución Francesa (Luz: inicio de la libertad).

Hafnio: por Hafnio o Copenhague, capital de Dinamarca, donde se realizaron las

investigaciones para su descubrimiento.

Dubnio: por la ciudad de Dubna, .Rusia donde se_lo obtuvo en laboratorios.

Escandio: por Escandinavia, lugar donde fue descubierto.

Polonio: por Polonia, nación de María Slodowska de Curie, su descubridora.

Renio: por el río Rin.

Rutenio: porque este elemento solo procedía de Rusia.

Hassio: por el estado de Heese, Alemania, dónde se lo obtuvo artificialmente.

Berkelio: por la ciudad de Berkeley, asiento de la Universidad que sintetizó.

Nobelio: por el Instituto Nobel de Física en Estocolmo, que lo sintetizó.

Lawrencio: por los laboratorios de Lawrence, que lo sintetizaron.

Magnesio: por Magnesia, distrito de Grecia, donde existe.

Cobre: por Cyprus, isla de Chipre, mayor yacimiento de éste metal.

Holmio: por Holmia o Estocolmo, capital de Suecia, donde se realizaron estudios

para su descubrimiento.

Erbio, terbio, iterbio, itrio: por Yterby, ciudad de Suecia, donde existen estos

elementos químicos.

- En honor de un científico o del descubridor del elemento- químico :

Mendelevio: por Dimitri Mendelejeff, químico ruso que puso los fundamentos para la

clasificación periódica de los elementos químicos

Einstenio: por Albert Einstein, físico alemán» famoso por su "Teoría de la

relatividad fundamento teórico de la: energía atómico nuclear.

Fermio: por Enrico Fermi, descubrió. La radioactividad por bombardeo.

Roentgenio: por Conrad Roentgen descubridor de: los rayos X, hoy rayos Roentgen.

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Curio: para glorificar a María Slodowska de Curie, que junto a su esposo Pierre

Curie, descubrieron la radioactividad.

Ruterfordio: por Rutherford que desarrolló la teoría nuclear del átomo.

Seaborgio: por Glenn- Seaborg, físico norteamericano por su- participación y

descubrimiento de muchos isotopos y otros elementos transuránicos.

Bohrio: por Bohr que describió los 7 niveles de energía corona del átomo.

Meitnerio: por Lise Meitner, física austro-sueca que identificó por primera - "vez. la

fisión nuclear del átomo:rotura del núcleo atómico.

- Para recordar a un personaje mitológico

Vanadio: por la diosa Vanadis, hermosa y graciosa; mitología escandinava.

Tantalio: por Tántalo, rey mitológico de Grecia, castigado por Zeus, Rey del

Olimpo (morada de los dioses mitológicos), por haber ofrecido en un

banquete la= carne de hijo Penélope.

Titanio: Por Titán, hijo de la¡ Tierra, gigante que vivía condenado en los. infiernos.

Torio: Por el dios Thor, dios escandinavo de la guerra.

Prometío: Por Prometeo, titán que robó el fuego del cielo para entregarlo a los

hombres, siendo castigado por Zeus a vivir encadenado eternamente te

para que sus entrañas (hígado, vísceras) sean comidas por las águilas; sus

entrañas le volvían a crecer al siguiente día.

Niobio: Por Niobe, hija de Tántalo, que personificaba el orgullo y amor na ternal.-

Mercurio: por Mercurio, dios romano del comercio.

Uranio: por Urano,, dios griego que personificaba al cielo.

Neptunio: por Neptuno, dios romano del mar.

Plutonio: por Plutón, dios griego de los infiernos.

- Para recordar a un planeta :

Helio: por Helios o Sol donde- abunda y forma -parte, de otras estrellas.

Telurio: por Tellus que es el nombre latín del planeta Tierra.

Selenio: por Selene que es el nombre latín de la luna.

Paladio: por el asteroide Pallas.

18

c) Nomenclatura de las sustancias compuestas.

Para nombrar a las sustancias compuestas, se utilizan dos nombres: el nombre

genérico y el nombre específico; siendo los dos unos sustantivos comunes.

- Nombre genérico: nombra e identifica a un conjunto o grupo de sustancias,

que presentan propiedades comunes a todas ellas.

- Nombre específico: nombra- e identifica a una, específica sustancia dentro

del grupo., que presenta propiedades específicas respecto a otras.

Los nombres específico y genérico, aislados uno del otro, identifican algo, pero no

tiene mayor significación científica; no se comprende totalmente el significado.

Los dos nombres: el genérico y el especifico, juntos sirven para nombrar e

identificar a una sustancia determinada, dando a conocer: su estructura molecular,

su composición cualitativa y cuantitativa y algunas otras propiedades de la

sustancia.

Primero se nombra al nombre genérico y luego al nombre específico de la sustancia.

Ejemplo: yoduro dé potasio yoduro: nombre genérico que nombra a un

conjunto de sustancias, que son los yoduros

de potasio nombre específico, que identifica a

uno de los yoduros, al de potasio

Nombre de la sustancia: Nombre genérico: Nombre especifico

Ácido carbónico acido carbónico

hidróxido de calcio hidróxido de calcio

sulfato férrico sulfato férrico

anhídrido cloroso anhídrido cloroso

óxido de amonio oxido de amonio

hidruro de talio hidruro de talio

19

2.4.- NOTACIÓN QUÍMICA

a) Concepto

Notación química es la forma de representar en forma escrita a las

sustancias químicas y a los fenómenos que con ellas se produzcan.

Esta representación escrita debe ser al mismo tiempo: abreviada, precisa y

de ca rácter universal ya se trate de sustancias simples, de sustancias

compuestas o - de las transformaciones producidas (reacciones), para, que en

todas partes sea usa da en igual forma, y que signifique lo mismo.-

Para esto, se ha ideado un sistema internacional de Símbolos, fórmulas y

ecuaciones

Símbolos: para representar a átomos de las sustancias simples o elementos.

Fórmulas: para representar a moléculas de las sustancias compuestas

Ecuaciones : para representar a las reacciones químicas o fenómenos químicos.

a) Fórmulas

Fórmula es la representación escrita de 1 molécula de una sustancia

compuesta

Una fórmula se forma de la asociación conveniente de los símbolos de los

elementos químicos que intervienen en la formación y estructura del compuesto.

Toda fórmula nos indica la constitución cualitativa (cuales elementos intervienen) y

la constitución cuantitativa (cantidad de cada elemento químico)

Para esto, una fórmula utiliza: coeficientes, sub-índices y paréntesis, cada uno. de

los cuales tiene, una función específica, así:

Sub-índice : es un número pequeño, colocado a la derecha e inferior del símbolo,

Especifica el número de átomos con que interviene el elemento

químico en la formación del compuesto.

20

Cuando el sub-índice es 1 no se lo escribe, se lo sobrentiende

Coeficiente : es un número grande, colocado a la izquierda de la fórmula y que e

especifica el número de moléculas del compuesto.

Matemáticamente, viene a ser el múltiplo de todos los sub-índices Si el coeficiente

es 1, no se lo escribe, se lo sobrentiende.

Paréntesis : sirve para agrupar a los símbolos que se repiten un mismo número -

de veces dentro de la fórmula.-

Ejemplo: 5 Fe 2 (SO 4)3 En cada molécula:

2 átomos de hierro

3 átomos de azufre

12 átomos de oxigeno

Coeficiente sub-índices En las 5 moléculas de sustancias:

10 átomos de hierro

Nº. de moléculas Nº. de átomos 15 átomos de azufre

60 tomos de oxigeno

Reglas: para la escritura correcta de una fórmula, se pondrán en práctica las

siguientes reglas de notación química:

- Los símbolos que forman a un compuesto, irán uno al. lado del otro , sin

ninguna separación entre ellos

Ej.: 1 átono de sodio + 1 átomo de cloro + 1 átomo de oxígeno da: NaClO

- Si intervienen 2 ó más átomos de un mismo elemento químico, se los agrupa

utilizando el sub-índice respectivo que especifique el número de átomos.

Ej. : 2 átomos de aluminio + 3 átomos de azufre: ALALSSS AL2 S 3

- Si varios símbolos se repiten un mismo número de veces, se lo agrupa a

todos e líos en un paréntesis y afuera del mismo, al lado derecho, irá el sub-

índice respectivo que especifique ese número de veces que se repiten.

Ej.: Ca02H2 ------------> Ca (0H)2

21

5 2 1 4 3

Múltiplo

5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3 5 2 1 4 3

MúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiploMúltiplo

Si todos los símbolos de una fórmula tienen un mismo sub-índice o son divisibles

para el mismo número, se simplificará y dicho número de simplificación irá como

coeficiente de la fórmula simplificada.

Ej.: H6 P 2 O 8 2 H3PO4 se tomó la mitad

En ocasiones será necesario hacer algunos arreglos matemáticos-químicos en

una fórmula, para que esto quede perfectamente escrita.

Ej.: A12 O6 H6 2 A103 H3 2 Al (0H)3

V4O20H20 4 VO 5 H5 4 V (OH)5

d.- Ecuación química.-

Ecuación química es la representación escrita de una reacción química.-

La reacción química se realiza en el laboratorio, en la naturaleza; y, es el fenómeno

químico que se realiza entre sustancias, formándose nuevas sustancias, con nuevas

y diferentes propiedades a las iniciales.-

La reacción química se realiza e un papel, en el pizarrón, utilizando instrumentos

de escritura, para representar al fenómeno con símbolos y fórmulas de las

sustancias que han intervenido.-

Ejemplo: si en el laboratorio ha reaccionado el anhídrido sulfuroso gaseoso, con el

agua líquida, para formar el ácido sulfuroso acuoso, la ecuación química que

representaría este fenómeno químico será la siguiente:

SO2(g) + H2O(1) H2SO3(ac)

Anh. Sulfuroso agua acido sulfuroso

Elementos: una ecuación química estará perfectamente escrita, cuando se cumplan

los siguientes requisitos:

22

- Deberán estar correctamente escritos los símbolos y/o fórmulas de las

sustancias químicas reaccionantes y de las sustancias químicas resultantes de

la reacción.

- Entre los símbolos y/o fórmulas de las sustancias reaccionantes y resultantes, se

pondrá el signo de adición (+ mas) que se leerá: ala reaccionar, ala cambiarse,

al estar junto, al unirse, etc.-

- Entre los dos miembros de la ecuación, se usara una flecha ( ) que se

leerá: forman, producen, da origen, ocasiona, da como resultado, se transforma,

se obtienen, como consecuencia resultan, etc.

Nunca se usa el signo igual (=) entre los dos miembros de la ecuación, porque

las sustancias reaccionantes, no son iguales a las sustancias resultantes.

- La ecuación debe estar perfectamente igualada en los dos miembros de la

ecuación para que cada miembro contenga los mismos elementos y en igual

cantidad, con lo que se cumple la “Ley de la Conservación de la Materia de

Lavoisier”.

El primer miembro de la ecuación, está formada por los símbolos y/o fórmulas

de las encuestas reaccionantes, o reactantes o iniciales o del lado izquierdo.

El segundo miembro de la ecuación, está formada por los símbolos y/o fórmulas

de las sustancias resultantes o finales o del lado derecho.

- La ecuación debe representar a una verdadera química, es decir, debe

representar a un fenómeno que se ha realizado o que es posible realizarse.

23

PRIMER MIEMBRO SEGUNDO MIEMBROSustancias reaccionantes Sustancias reaccionantesSustancias iniciales Sustancias inicialesSustancias del lado izquierdo Sustancias del lado izquierdo

contienen:3 átomos de cobre = 3 átomos de cobre8 átomos de hidrógeno = 8 átomos de hidrógeno8 átomos de nitrógeno = 8 átomos de nitrógeno

24 átomos de oxigeno = 24 átomos de oxigenoEs una ecuación química por que reúne todos los requisitos necesarios

Simbología: en una ecuación química se utilizan signos convencionales, para

identificar y precisar diferentes aspectos o fenómenos que se han producido

antes o después de la reacción química, siendo los principales:

Reacción que se produce de izquierda a derecha y es irreversible

Reacción que se produce de derecha a izquierda y es irreversible

Reacción que se produce de izquierda a derecha y de derecha a

Izquierda, en forma simultánea y sucesiva; y, por tanto es reversible.

ᴓ E0 representación de la variación de la energía calorífica o calor

(s), (1),(g),(ac) representa a sustancias en estado sólido, liquido, gaseoso o acuoso

(disuelto en agua) , respectivamente.

Que la sustancia es un sólido insoluble que se precipita al fondo del

Recipiente (tubo, matraz, cristalizador, etc.)

Que la sustancia es volatizada o se gasifica, y que por tanto se

desprende del recipiente en estado gaseoso, saliendo al exterior del

recipiente.

2.5.- FENÓMENOS NATURALES.-

a.- Concepto.-

24

Fenómeno es todo cambio o alteración o trasformación que se produce en

un cuerpo, ya sea en su materia, en su energía o en su materia y energía al mismo

tiempo.

Ejemplos: la combustión de la gasolina la precipitación de la lluvia

La oxidación de un metal la respiración de los seres vivos

El sonido de una campana la putrefacción de sustancias orgánicas

La rotura de una tiza la caída de un objeto al suelo

b.- Clases de fenómenos.-

De acuerdo a las características de la transformación producida en un cuerpo

o sustancia, se han determinado 3 clases de fenómenos que son: fenómeno físico,

fenómeno químico y fenómeno físico-químico o alotropía

b.1.- Fenómeno físico: se produce cuando hay un cambio únicamente en la energía

de un cuerpo, mientras que la materia permanece inalterable.

En ocasiones, cuando actúa un agente exterior, la materia puede alterar sus

propiedades, pero solo momentáneamente, ya que cuando pasa la acción

perturbadora externa, la materia recobra sus propiedades iniciales y recobra su

estado inicial.

El fenómeno físico es reversible, porque puede repetirse el fenómeno cuantas veces

se requiera, utilizando inclusive el mismo cuerpo o sustancia y siempre volverá a su

estado inicial o primitivo.- No se requiere de la ecuación química.

Ejemplos: - la parafina solida al calentarse, se funde y se vuelve liquida; pero vuelve

a solidificarse al enfriarse; conservando sus propiedades.

-Al estirar una liga, cambia su forma, pero recupera su forma inicial

al dejar de estirarla.

-Los cambios de estado físico, solo producen cambios en la energía

25

de la materia, la cual permanece con sus propiedades en cualquier

estado.

b.2.- Fenómeno químico: se produce cuando se realiza un cambio tanto en la

materia como en la energía de un cuerpo o sustancia, a tal punto que aparecen

nuevas sustancias con diferentes propiedades a las iniciales.

Cuando se produce un fenómeno químico, se producen profundas transformaciones

en la materia, en su composición química, por que se asoman otras sustancias con

diferente estructura molecular que por tanto tendrán diferentes propiedades tanto

físicas como químicas, que las iniciales; estas son las reacciones químicas.

El fenómeno químico es irreversible, pues una vez realizada la transformación no

regresan a su estado inicial; y, para `poder repetir el fenómeno se requiere de otras

sustancias iniciales.- la ecuación química representa el fenómeno químico.-

Ejemplos: -El azufre sólido al ser quemado, se transforma en un gas picante y

agresivo a las mucosas, que el anhídrido sulfuroso.

-la gasolina en un motor, se trnasforma en energía, gas carbonico y

vapor de agua, dejando además residuos de hollín, por la

combustión.

-La respiración, no es sino la combustión de las sustancias

alimenticias, para transformarlas en sustancias asimilables

para el

organismo, produciendo al mismo tiempo energía para que el

ser

vivo pueda cumplir sus funciones, eliminando gas carbónico y

agua

en forma de vapor.

-La oxidación del hierro, en el ambiente aéreo o acuoso,

produce una

transformación química que da como resultado oxido ferroso.

26

-Al agregar agua a la cal viva (oxido de calcio) se transforma en cal

apagada (hidróxido de calcio) que tiene diferentes propiedades.

Nota: las reacciones químicas, que son fenómenos químicos se

representan con ecuaciones quiminas.

b.3.- Fenomeno físico-quimico: se produce cuando una misma sustancia se

presenta bajo dos o mas formas diferentes y cada una de ellas tiene

diferentes propiedades físicas y químicas; a tal punto, que parecen diferentes

sustancias.

Se le conoce con el nombre de alotropia y también es un fenómeno

irreversible, porque cada una de las formas de presentación de la misma

materia, tienen diferentes propiedades físicas y químicas.

Ejemplo: el fosforo tiene dos formas alotrópicas: el fosforo rojo y el fosforo

blsnco,que tienen diferentes propiedades, asi:

Fosforo rojo Fosforo blanco

Es de color rojo Es de color blanco

No es toxico ni vevenoso Es toxico y venenoso

Se conserva al medio ambiente Tiene que conservarse bajo el agua

No arde al medio ambinte aéreo Arde en el medio ambiente aéreo

Poco activo químicamente Quimicam,ente muy activo

No es fosforecente Es fosforecente

Al ser raspado no se infla Al ser raspado se infla violemtamente

Punto de fusión 5930C Punto de fusión 440C

Densidad: 1.98 a 2.34g.cc-1 Densidad: 1.84g.cc-1

Otros ejemplos:-El oxigeno se representa en tres formas alotrópicas:

oxigeno atómico o naciente, oxigeno molecular u

oxigeno triatómico u ozono.

27

-El carbón puro, tiene dos formas alotrópicas; el

diamante

y el grafito, con diferentes propiedades entre si.

-El azufre puede presentarse como azufre elástico, azufre

rómbico, azufre cristalizado, azufre monoclínico, azufre

plástico, flores de azufre; y, cada una es una forma

alotrópica, tendrá diferentes propiedades físicas y

químicas entre si.

2.6.-CUERPO Y SUS COMPONENTES.-

a.- Cuerpo.-

Cuerpo es toda porción de materia que tiene una forma definida, que

sirve para identificarle y diferenciarle de cualquier otro cuerpo, aun cuando

esté formado de la misma materia

Todo cuerpo esta constituido de una específica y limitada porción de

materia o sustancia; por lo que el cuerpio también participa de las

propiedades de la que esta hecho.

Ejemplo: la madera puede formar a: una mesa, una puerta, una regla,

una escuadra, una silla, un cajón, etc., qué son diferentes

cuerpos, aun cuando están hechos de la misma materia, que

es la madera.

Los cuerpos pueden ser: naturales o artificiales, según exista en la

naturaleza o hayan sido fabricados por el hombre.

Ejemplos: Son naturales: los cristales, los animales, las flores, Órganos,

átomos, etc.

Son artificiales: mesa, teléfono, silla, tijeras, lápiz, foco, etc.

b.- Componentes de u cuerpo.-

Todo cuerpo está constituido por materia y por energía específicas, como

dos entidades inseparables o indisolubles, pues al separar una de otras, se

producen transformaciones en la materia o en la energía.

28

b.1.- Materia: es la sustancia o calidad de la que están formados los cuerpos;

tienen cada materia sus propiedades específicas.

La materia puede ser detectada por los órganos de los sentidos: tocada,

vista, olfateada, oída, saboreada; y entonces se pueden determinar sus

propiedades.

Además la materia es ponderable, pues puede ser pesada con ayuda de una

balanza.

Ejemplos: yeso o sulfato de calcio, glucosa, sacarosa, madera, oro, hierro,

arcilla, agua, etc.

b.2.- Energía: es toda manifestación de la materia y es todo aquello que

produce trabajo.

La energía no puede ser detectada por todos los órganos de los sentidos (ni

olida, ni tocada, ni olfateada), pero nos damos cuenta de ella por sus

manifestaciones: movimiento, sonido, calor, electricidad, luminosidad,

magnetismo, etc.

Además, la energía es imponderable, pues no puede ser pesada.

Ejemplos: energía sonora de una campana al ser golpeada; energía luminosa

y calorífica de los rayos solares; energía hídrica en los ríos; energía química

de los alimentos y de las sustancias; energía radioactiva del uranio; energía

magnética de un imán, etc.-

c.- Relacion entre cuerpo y materia.-

- Una misma materia puede dar origen a la formación de diferentes cuerpos.

Ejemplo: la materia hierro puede originar diferentes cuerpos como son:

varillas, tornillos, clavos, bisagras, desarmadores, monedas, tubos, etc.

- Un mismo cuerpo puede estar indistintamente formado de diferentes

materias.

Ejemplo: el cuerpo moneda puede formarse de diferentes materias como son:

aro, plata, plomo, aluminio, níquel, bronce, estaño, cobre, etc.

2.7.-LEYES DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA Y DE LA ENERGÍA.-

29

En la Naturaleza, se están produciendo constantes transformaciones, tanto

en la mayoría como en la energía o en ambas a la vez, regidos por leyes

establecidas y plenamente comprobadas.

2.7.1.- Ley de la conservación de la MATERIA

Fue establecida por el químico francés Antonio Lavoisier, luego de

realizar múltiples experimentos, en los que fundamentalmente utilizo la

balanza.

Con la balanza peso a las sustancias reaccionantes y luego peso a las

sustancias resultantes, obteniendo el mismo resultado, es decir, la misma

cantidad de masa en los dos miembros, por lo que redujo, que la cantidad de

materia había permanecido constante, aunque se habían producido nuevas

sustancias en una reacción química.

Ej.:

Falta….

Luego de comprobar por múltiples ocasiones sus experiencias, dio a conocer

la “Ley de la Conservación de la Materia” o masa, cuyo postulado es:

Y en una reacción química, la materia se transforma de reaccionante a

resultante, conservando la cantidad de materia, aunque sus propiedades

hayan variado.

Lo mismo sucede en la naturaleza, por ejemplo: una semilla de maíz al ser

sembrada, germina y formara una planta completa de maíz.

30

“La materia no se crea, ni se destruye, solo se transforma

Aparentemente puede creerse que la materia se ha creado, a tal punto que

de una semilla tan pequeña, se ha formado una planta muy grande.

Pero verdaderamente, lo que ha sucedido una transformación de materia

como son: agua, minerales, abonos adicionados al suelo, a más del anhidro

carbónico y del oxígeno absorbido por el vegetal

Todos estos materiales, se han transformado en sustancias orgánicas y

propias del vegetal, por complicados fenómenos químicos-biológicos-físicos,

ayudados además por la acción del calor y luz solar, formas de energía

indispensable para realizar la fotosíntesis y con ella, la nutrición y crecimiento

del vegetal.

La masa de la semilla + la masa de las sustancias absorbidas, da como

resultado la masa total de la planta de maíz crecida.

Si otras semillas no germinaron, por diversos agentes, se podría creer que

existe una destrucción de materia, pero lo que se habrá producido es una

transformación de los materiales contenidos en la semilla en sustancias

nutritivas que quedan en le suelo, que por l9os fenómenos de putrefacción,

servirá de alimentos para otras plantas, que puedan asimilar esos nutrientes.

2.7.2.-Ley de la conservación de la ENERGÍA.-

Fue establecida por dos científicos, médicos y físicos alemanes: Robert

MAYER y Herman HELMHOLTZ, que pusieron las bases científicas de la

Termodinámica que se relaciona con la variación de energía en las

reacciones químicas.

Luego de muchas experiencias y comprobaciones científicas, dedujeron el

postulado de esta ley, cuyo enunciado en el siguiente:

Ejemplo: el agua de un rio que tiene energía hídrica, al caer sobre las

turbinas, genera energía eléctrica, que se transforma luego en energía

calorífica, luminosa, científica, motriz, dinámica, etc., al llegar a los hogares.

31

“La materia no se crea, ni se destruye, solo se transforma”

Se podría creer que existe una creación de energía, pero no sucede tal cosa,

ya que la energía hídrica del rio se transforma en energía eléctrica, al mover

el dinamo de las turbinas.

Luego esta energía eléctrica, es conducida hacia los sitios de consumo y se

transforma en múltiples tipos de energía, según el artefacto y la necesidad,

así tenemos por ejemplo: energía luminosa en un foco, energía calorífica en

una plancha, en un timbre, energía luminosa y sonora en un televisor etc.

Las sumas de estas energías, dará como resultado, la energía inicial de la

caída del agua, que produjo la energía hídrica del rio.

De donde podemos deducir, que la energía no es única ni absoluta, sino

que puede haber varios tipos de energía y se pueden producir múltiples

cambios o transformaciones de una a otra, sujeta a las leyes establecidas.

Ejemplo: - La energía química de la gasolina se transforma en energía

luminosa y energía calorífica, al ser combustionada.

-La energía eólica del viento, se transforma en energía

cinética al chocar con las aspas de un molino y produce su

rotación.

-La energía química de los alimentos se transforma en energía

calorífica y nerviosa en el interior del organismo.

2.7.3.- Ley de la conservación de la MATERIA-ENERGÍA.-

Como todo cuerpo está constituido de materia y energía. Como dos

entidades indo solubles e inseparables, no se puede hablar de cambio en la

materia o cambios en la energía en forma aislada; sino más bien se debe

hablar de transformaciones en el conjunto materia-energía, al no ser

entidades autónomas.

Con el aparecimiento de la “Teoría de la Relatividad” dada a conocer por el

físico alemán Albert EINSTEIN en 1905, se ha determinado que nada es

absoluto, ni rígido, ni único; sino que está sujeto a cambios y

transformaciones todo cuerpo y con el su materia y energía.

Además, se eliminó la separación existente en la Física tradicional entre la

materia ponderable (con peso) y la energía imponderable (sin peso)

32

Con la “Teoría de la Relatividad”, la Física moderna considera que la materia

y la energía son de la misma esencia o de la misma naturaleza o de la misma

estructura; pues la materia está formada de átomos que tienen electrones

en su corona y que la energía está formada de electrones en movimiento.

Además, la materia es una forma de energía acumulada; y, la energía es una

manifestación de la materia.- Además, la materia puede transformarse en

energía y la energía puede transformarse en otras formas de energía y aun

en materia.

Con todas estas consideraciones, modernamente se tiene que hablar de la

ley de la conservación de la materia-energía en conjunto, que rige todos los

cambios y transformaciones que se producen en los cuerpos; que se debe a

Albert EINSTEIN, cuyo enunciado es el siguiente:

Ejemplo: un cigarrillo al quemarse, aparentemente se destruye, pero

verdaderamente está sufriendo transformaciones tanto en

su materia como en su energía.

La materia-energía del cigarrillo, se transforma al mismo tiempo, dando como

resultado: cenizas, humo, alquitrán, nicotina, luz, calor, etc., masas y energías.

Si sumamos estos valores resultantes, nos debe dar exactamente el valor inicial de

la materia-energía del cigarrillo inicial.

La materia inicial se ha transformado en otras materias; y, la energía inicial, también

se ha transformado en otras formas de energía.- Es decir, el conjunto materia-

energía del cigarrillo se ha transformado totalmente.

Relación materia-energía.- Einstein demostró además, que existe una relación

matemática constante entre la cantidad de materia que se transforma y la calidad de

energía que se obtendría, luego de esa transformación.

33

“El conjunto materia-energía, no se crea, ni se destruye, solo se transforma”

En su “Teoría de la Relatividad”, Einstein, expreso esta relación matemática en una

formula, que es la siguiente:

E= energía producida en ergios

m= masa que se transforma en gramos

c2= velocidad de la luz al cuadrado en centímetros.

Si consideramos el valor de la velocidad de la luz que es aproximadamente

de…….300.000km/seg, cuando la reducimos a centímetros y le elevamos al

cuadrado, nos da como resultado un valor extremadamente grande, como lo

demostramos en la siguiente relación matemática:

c= 300.000 km.seg x1.000mt

1km x

100cm1mt

= 30.0001000.000 cm/seg

c= = 30.0001000.000 cm/seg = 3x1010cm/seg

c2=(3x1010)2 = (3x3) x 1010x2 = 9x1020 (cm/seg)2

c2=9x1020(cm/seg)2 = 9003000.0002000.0001000.000 (cm/seg)2

Consecuencias:- el valor de la velocidad de la luz expresada en centímetros, es ±

tan grande, que cualquier cantidad multiplicada por ella, por intima que sea, dará

como resultado, valores inmensamente grandes.

Cuando una mínima cantidad de materia es acelerada e la velocidad de la luz, da

como resultado inmensas cantidades de energía, de múltiples aplicaciones en

nuestro siglo, en lo que a energía atómica-nuclear, en forma directa se refiere, que

es la verdadera trascendencia de la “Teoría de Relatividad” de Einstein, así:

- Se han fabricado reactores atómicos, que producen inmensas cantidades de

energía eléctrica a grandes ciudades, con el consumo de poco material

radioactivo.

34

E= m . c2

- Se han instalado reactores atómicos en barcos y submarinos atómicos,

que producen dar la vuelta al mundo, varias veces, con el consumo de poco

material radioactivo, al ser acelerado a la velocidad de la luz.

- Se han fabricado bombas atómicas donde se utiliza poca cantidad de

material radiactivo, que al producirse la reacción atómica en cadena, genera

inmensas cantidades de energía y muy diferentes al mismo tiempo, que en

pocos segundos es capaz de producir la destrucción de grandes ciudades.

(Hiroshima, Nagasaki).

Ejemplos: cuando 1 gramo de materia es acelerado a la velocidad de la luz

produciría tal cantidad de energía calorífica, que se podría calentar 250.000

toneladas de agua desde 00C hasta 1000C.

Esto mismo, en la vida diaria y común, solo sería posible, quemando 3.000

toneladas de hulla o carbón de piedra, que cabrían en 120 vagones de ferrocarril.

(cada vagón debería cargar 500 quintales de hulla).

- La energía que produciría medio kilo de mantequilla, al ser acelerado a la

velocidad de la luz, sería suficiente para calentar a 11 millones de

calefactores de 1.000 vatios cada uno, durante un año.

Todos estos ejemplo, nos explican que la materia son intercambiables a tal punto,

que cuando un cuerpo pierde poca cantidad de materia, debe producir grandes

cantidades de energía al ser acelerada a la velocidad de la luz, que es la condición

indispensable.

A condiciones ambientales normales, se desperdicia la materia. Porque no está

acelerada a la velocidad de la luz y produce poca cantidad de energía.

Problemas de aplicación.-

Problema 1.- que cantidad de energía podría producir 15 gramos de material

radioactivo, al ser acelerados ala velocidad de la luz, en un

35

reactor atómico?.

E=x Fórmula de Einstein

m= 15g E=15g x 9x1020(cm/seg)2

c2=9x1020 (cm/seg)2 E=135x1020ergios g.(cm/seg)2

E=13.5003000.0002000.0001.000.000 ergios

Problema 2.- cierta cantidad de material radioactivo, ha producido 23,67x1018 ergios

de energía en un reactor atómico. Calcular la cantidad de masas que se habrá

transformada al ser acelerada a la velocidad de la luz.

E=23,67x1018 ergios Formula de Einstein

m= x m=E

c2

c2=9x1020 (cm/seg)2 m=23.67 x1018 ergios9 x 1020 (cm / seg )”

g .¿¿

m=2.63x10-2g

m=0.0263g

2.8.- CONCEPTO DE QUÍMICA.-

Química es una ciencia natural que estudia la materia de la que están hechos los

cuerpos, las propiedades y estructura de las sustancias, los cambios y

transformaciones que ocurren entre varios compuestos para dar origen a nuevos

36

E= m . c2

E= m . c2

compuestos, las leyes que rigen dichos cambios y las energías liberadas o

absorbidas en cada una de ellas.

Ampliaremos el concepto de Química, dando algunos detalles del concepto dado,

así:

- Se define como ciencia porque es un conocimiento organizado y sistemático,

relativo a nuestro mundo físico.

- La materia es la sustancia o calidad de la que están hechos los cuerpos en la

Naturaleza.

- Las propiedades son las características o cualidades propias de la sustancia,

que sirve para identificarle y diferenciarle de cualquier otra.

- Los cambios y transformaciones son las reacciones químicas o fenómenos

químicos en los que pude intervenir una sustancia, alterando su estructura o

composición química, para formar nuevas y diferentes sustancias, con otras

propiedades.

- Las leyes científicas, se refiere a un gran número de hechos resumidos de

modo abreviado y que puede generalizarse a otros fenómenos análogos; la

ley es algo comprobado y comprobable en el laboratorio.

- Las energías liberadas o absorbidas, son el condicionamiento necesario, para

que pueda realizarse una reacción química o fenómeno químico.

CAPITULO III

ESTADOS FÍSICOS DE LA MATERIA

3.1.- CAUSA.-

La causa fundamental de la existencia de los tres estaos físicos: solido,

liquido, gaseoso, en los que se presenta la materia, es la cantidad de calor

asociada a esa materia.

La energía calorífica presenta en la materia, se transforma en energía

cinética o energía de movimiento que tienen las moléculas de la materia, lo

37

que involucra un conjunto de características físicas muy diferentes, entre los

3 estados.

3.2.-ESTADOS FÍSICOS: CARACTERÍSTICAS.-

Cada uno de los estados físicos tiene sus características específicas, que

la hacen diferentes a uno del otro; y, estas son, en cada estado.

a.- Estado SOLIDO.-

1. Tiene escasa cantidad de energía calorífica asociada a sus

moléculas, por lo que estas tienen escasísimo cinetismo molecular

(poquísimo movimiento)

2. Existe una intensa fuerza de atracción intermolecular, debido a que

las moléculas están muy unidas y con poco desorden molecular

(mínima entropía)

3. La cohesión molecular es máxima, comparada con la mínima

repulsión molecular.

4. Escasísimos espacios intermoleculares, que facilita un escaso

movimiento y que existan por lo tanto mínimos choques

intermoleculares.

5. Presentan una forma propia y constante, debido a la intensa cohesión

molecular que impide que sus moléculas se muevan y no pierdan su

forma específica.

6. Tienen un volumen determinado, ya que sus moléculas están unidas y

casi sin movimiento, lo que impide su separación; siempre y cuando el

soluto no sea volátil.

7. Ocupan siempre una posición fija y determinada en el espacio: las

moléculas están casi estáticas y no pueden moverse para ocupar otro

sitio.

8. Puede ser poco comprimido, porque existen mínimos espacios

intermoleculares, lo que impide ser comprimido en gran escala.

38

9. Los cuerpos sólidos, ejercen presión sobre el fondo o base, ya que

son atraídos por la fuerza de la gravedad hacia el centro de la Tierra;

y, no ejercen presión hacia los lados o hacia arriba, porque el sólido no

se separa o no de forma.

Ejemplos: están en estado sólido el hielo, granizo, nieve, cristales, minerales,

piedras preciosa, mármol, madera, hierro, aluminio, vidrio, etc.

b.- Estado LIQUIDO.-

1. Tiene mayor cantidad de calor asociada a sus moléculas, que en el sólido,

por lo que presentan un mayor cinetismo molecular que el sólido.

2. Existe una menor fuerza de atracción intermolecular, debido a que sus

moléculas están separadas y con desorden molecular (mayor entropía)

3. La cohesión molecular esta en equilibrio con la repulsión molecular.

4. Presenta mayores espacios intermoleculares.

5. Adoptan la forma del recipiente que los contiene, pues sus moléculas al estar

separadas unas de otras, resbalan o se chorrean una sobre las otras.

6. Tienen un volumen determinado, siempre y cuando estén en un recipiente

herméticamente cerrado; de lo contrario se volatiza con mayor o menor

facilidad.

7. Tienen una posición fija, siempre y cuando estén en un recipiente cerrado;

de lo contrario, se volatizan por acción de calor ambiental y ocupan otro sitio.

8. Pueden ser comprimidos en forma mínima, pues el existir ciertos espacios,

las moléculas pueden ser juntadas con la presión.

9. Ejercen presión sobre el fondo del recipiente (por la fuerza de la gravedad) y

sobre las paredes o lados del recipiente (presión lateral) porque las moléculas

al resbalar unas sobre otras, chorrean y hacen posible esa presión lateral.

Ejemplos: están en estado líquido el agua, al etanol, la leche, tiñer, gasolina,

kerosene, diesel, propanoma, éter etílico, ácido nítrico, etc.

c.- Estado GASEOSO.-

39

1. Tienen inmensa cantidad de energía calorífica asociada a sus moléculas,

porque estas tienen intensísimos movimientos moleculares.

2. Existen mínima fuerza de atracción intermolecular, ya que sus moléculas se

hallan muy separadas una de otras, y con máximo desorden molecular

(máximo entrop).

3. La cohesión molecular es mínima, comparada con la intensa repulsión

molecular.

4. Presentan muchísimos espacios intermoleculares, que facilitan intensísimos

movimientos moleculares y por lo tanto se producen gran cantidad de choque

intermolecular, que hacen que el gas se expanda, cuando el máximo espacio

posible (expansibilidad).

5. No tienen una forma definida, debido a la repulsión molecular y

expansibilidad.

6. No tienen un volumen definido, excepto cuando están herméticamente

cerrados en un recipiente, con ayuda de presión, que impida su expansión.

7. Ningún gas ocupa un lugar o posición definida, debido a un intenso

movimiento de moléculas; excepto cuando el gas este en un recipiente

cerrado.

8. Los gases pueden ser comprimidos mucho, con ayuda de la presión, debido

a la gran cantidad de espacios intermoleculares.

9. Ejercen presión sobre el fondo, paredes y tapa del recipiente que los

contiene, debido a su gran magnetismo molecular e intensos choques

intermoleculares, que facilitan la expansión del gas, ejerciendo presión sobre

todos los lados.

Ejemplos: son gases el aire, anhídrido carbónico, oxigeno, hidrogeno, cloro,

metano, eteno, acetileno, nitrógeno, helio, argón, flúor, etc.

3.3.- CAMBIOS DE ESTADO FÍSICO DE LA MATERIA.-

a.- Concepto.-

40

En la naturaleza y el laboratorio, una materia puede cambiar de estado físico,

por acción de la variación de la temperatura y de la presión.

Todos los cambios de estado físico, son fenómenos físicos, pues una materia

al absorber o perder calor, pasa de un estado físico a otro, sin que cambien las

propiedades físicas ni químicas de la materia, pues sigue siendo la misma,

únicamente cambia la energía cinética molecular de esa sustancia.

b.- Factores que determinan los cambios de estado físico.-

para que una materia cambie de estado físico, pueden intervenir; el calor, el

frio, y la presión.

b.1.- Calor: al aumentar energía calorífica a una sustancia, permite que sus

moléculas adquieran mayor cinetismo, se separen, aumenten los espacios

intermoleculares y que la sustancia se expanda, al aumentar los choques entre

sus moléculas.- Este proceso se conoce como dilatación aumenta el

volumen.

Esta cantidad de calor adicionada, permite que la materia pase del estado sólido

al estado líquido; y , si se sigue enfriando, el líquido puede solidificarse.

b.2.- Frio: al disminuir la energía calorífica o al adicionar frio a una sustancia se

permite que sus moléculas tengan menor movimiento molecular, que las

moléculas se junten, disminuyendo los espacios intermoleculares y que la

sustancia se comprima, al disminuir la repulsión aumenta la cohesión molecular.

Este frio adicionado, permite que la materia pase del estado gaseoso al estado

líquido; y, si se sigue enfriando, el líquido puede solidificarse.

b.3.- Presión: una materia al ser comprimida o presionada, permite que sus

moléculas se junten cada vez más, que disminuya sus espacios

intermoleculares, que sus moléculas se muevan con menor intensidad cada vez,

aumentando la cohesión molecular y disminuyendo la repulsión intermolecular.

41

Todo lo contrario sucede al disminuir la presión, es decir al dejar de presionar a

una materia: las moléculas se separan, aumentan los espacios intermoleculares,

hay mayor cantidad de choques intermoleculares, disminuye la cohesión y

aumenta la repulsión intermolecular.

Con más presión: el gas puede pasar al estado líquido; y, con mayor presión

podría pasar incluso al estado sólido.

Con menos presión: el sólido puede pasar al estado líquido; y, con mínimas

presión puede pasar incluso al estado gaseoso.

Se podrá producir más fácilmente un cambio de estado físico a otro, cuando a la

materia se la someta al mismo tiempo a una mayor presión y aumento de frio (de

gas a líquido y de líquido a solido); o cuando a la materia se la someta a una

menor presión y aumenta de temperatura (de solido a líquido y de líquido a gas).

c.- Cambios de estado físico.-

En el siguiente gráfico, resumiremos los cambios de estado físico, que se

pueden producir en la materia, al variar: el calor, frio o presión.

42

LIQUIDO

GASSOLIDO

FUSIÓNSOLIDIFICACIÓN LICUACIÓN

VAPORIZACIÓN

Con mayor calor y menor presión:

Con mayor frio y mayor presión

Para cada cambio de estado físico, cada materia requiere de un grado constante de temperatura, a una presión determinada y fija.

SOLIDO LIQUIDO GAS

C.1.-Fusion: es el cambio físico de la materia, por el cual una sustancia solida pasa

al estado líquido, por acción del calor que absorbe.

Ejemplo: el hielo que está en estado sólido, absorbe calor del medio ambiente y

pasa al estado líquido (se deslié, se funde o derrite).

Punto de fusión: es la cantidad exacta de temperatura que requiere una sustancia

sólida para volverse liquida a presión normal (1 atm). Ej. Agua 00C.

C.2.-Vaporizacion: es el cambio físico de la materia, por el cual una sustancia liquida

pasa al estado gaseoso o vapor, por efecto del calor.

Ejemplo: al calentar agua en un recipiente, el líquido absorbe calor poco a poco,

hasta hervir y pasar al estado de vapor o gas.

Punto de vaporización: es la cantidad exacta de temperatura que requiere una

sustancia liquida para hervir a presión normal (1 atm) EJ. agua 1000C.

C.3.-Licuacion: es el cambio físico de la materia, por el cual una sustancia gaseosa

pasa al estado líquido, por acción del frio y presión.

Ejemplo: el vapor de agua que sale de una olla al ser recibido en una superficie fría

(tapa, vidrio, vaso), desprende calor y por defecto del frio ambiental, se transforma

en gotas de agua (condensación).

Punto de licuación: es la cantidad exacta de temperatura que requiere una sustancia

gaseosa para volverse liquida a presión normal (1atm) EJ.: el aminado gaseoso se

licua a 200C.

C.4.- Solidificación: es el cambio físico de la materia, por el cual una sustancia

liquida pasa al estado sólido, por efecto del frio y presión adicionados.

Ejemplo: al colocar agua en un vaso en un congelador, por efecto del frio

adicionado, se transforma en hielo (la sustancia pierde calor).

43

Punto de solificación: es la cantidad exacta de temperatura que requiere una

sustancia liquida para volverse solido a una presión determinada. EJ.: el ácido

acético se congela a 16,580C a presión normal (1 atmosfera).

c.5.- Sublimación: es el fenómeno físico de la materia, por el cual una sustancia

solida pasa al estado gaseoso directamente (sin pasar el estado líquido),por acción

del calor absorbido.

Ejemplo: el hielo seco que está en estado sólido, al ser expuesto al medio ambiente,

absorbe calor y se transforma en un gas blanco y espeso que es el anhídrido

carbónico, sin pasar por el estado intermedio que es el líquido ( por esa razón se ll

ama seco, no moja)

Punto de sublimación: es la cantidad exacta de temperatura que requiere una

sustancia sólida para volverse gaseoso a una presión específica. Ejemplo:

El hielo seco sublima a -78.510C a 1 atmosfera de presión.

c.6.- Retro sublimación: es el fenómeno físico de la materia, por el cual una

sustancia gaseosa pasa al estado sólido directamente (sin pasar por el líquido), por

efecto del frio y presión.

Ejemplo: por medio de máquinas neumáticas, se absorbe el aire, el cual por efecto

de intensos fríos y grandes presiones, se logra solidificarse al anhídrido carbónico

que forma el hielo seco (solido de color blanco) sin pasar por el estado intermedio

que es el líquido.

Punto de retro sublimación: es la cantidad exacta de temperatura que requiere una

sustancia gaseosa para volverse solida directamente, a una presión determinada.-

Ejemplo: el yodo gaseoso retro sublima a 114,150C

3.4.- ESCALAS DE TEMPERATURA.-

3.4.1.- Escalas de temperatura Centígrada, Reamur y Fahrenheit.-

44

Estas tres escalas de temperatura fueron establecidas por tres científicos en

forma separada: Celsius, Reamur y Fahrenheit, que tomaron como puntos de

referencia a la temperatura de fusión del hielo (solido se vuelva liquido) y a la

temperatura de ebullición del agua (liquido se vuelve gas) al nivel del mar.

Aunque las tres escalas, toman como referencia al mismo fenómeno, dan valores a

sus extremos y dividen en diferente forma al espacio comprendido entre esos

mismos extremos, como lo detallamos a continuación:

Escala centígrada: Escala Fahrenheit: Escala Reamur:

1000C 2120F 800R Ebullición agua

Los valores 00C , 320F y 00R son temperaturas comunes en las que el hielo funde, es

decir de solido pasa al líquido; son equivalentes al cambio de estado físico.

Los valores 1000C, 2120F y 800R son temperaturas comunes en las que el agua

hierve, es decir de líquido pasa a gas; son equivalentes al cambio de estado físico.

Validez: estas tres escalas no son válidas científicamente hablando, ya que

sus respectivos 00 no es la mínima temperatura del frio.

El 00 debería significar ausencia del calor, pero es un hecho conocido y demostrado

que ese 00 de temperatura todavía tiene calo, pues existen cantidades inferiores al 00

que por lo tanto expresan menor cantidad de frio, como -10, -180, -2000, etc. En

cualquiera de la tres escalas; por lo que se deduce que el 00 todavía tiene calor, por

lo que es falso y no especifica al máximo frio.

45

Celcius dividio a este espacio en 100 partes y cada uno es 1 grado centigrado.

10C= 1/100

00C

Fahrenheit dividió a este espacio en 180

partes y cada uno es 1 grado Fahrenheit

10F= 1/180

320F

Reamur dividió a este espacio en 80 partes y

cada una es 1 grado Reamur

10R= 1/80

00R fusión del hielo

Sin embargo, etas escalas se siguen usando todavía, mas por costumbre y

conveniencia, antes que por una razón científica.

3.4.2.- Escalas absolutas de temperatura; Kelvin y Rankine.-

Con el fin de eliminar las inconveniencias que traía el uso de las tres escalas de

temperatura, cuyo 00 no expresaba la máxima cantidad de frio, que además tenían

cantidades negativas que expresan cantidades más frías que el 0 se vio la

nece4sidad de eliminar esos errores.

Lord Kelvin que es Sir William Thomson, luego de muchas experiencias, dedujo

que debería existir 0 0 absoluto , que debería presentar el máximo frio y la ausencia

total de espacios intermoleculares, ausencia del cinetísmo y ningún tipo de choques

intermoleculares.

Lord Kelvin, demostró que este 0 0 corresponde a -273,16 0 C (grados centígrados bajo

cero) cuya escala empezaba con 00 , con valores siempre positivos y ausencia de

cantidades negativas (pues no había friso más bajos que el que indicaba el 00 ) de

ahí el nombre de escala absoluta de temperatura.

En honor a los trabajos realizados por Lord Kelvin, se han dado en llamar grados

Kelvin: 0K a los grados de esta escala absoluta de temperatura: Kelvin.

Existe también otra escala absoluta de temperatura, que relaciona a los grados

Fahrenheit con el cero absoluta y es la escala Rankine: Rk y cuyo cero se halla a -

4600F (grados Fahrenheit bajo cero)

3.4.3.- Relación matemática de escalas de temperatura.-

Con el fin de facilitar la comprensión y la conversión de una escala a otra, para

poder resolver problemas aplicados a las distintas escalas de temperatura, se ha

podido relacionar las distintas escalas, como lo demostramos a continuación:

46

C100C

= R4 R

=F−32 } over {180F ¿

Problemas de aplicación:

1.- 680F X0C X0K X0Rk

a) 0C 0F-320 0C. 9F=(0F-320).5C 0C= (F−32 ) x 5C

9 F

5C 9F

0C= (F−32 ) x 5C

9 F

0C= 200C

b) 0K =0C + 273 0K =200C + 2730 0k= 2930k

c) 0Rk =0k x 9K5k

0Rk =2930k x 9R K

5 k 0Rk= 527,40Rk

47

0C C

100C0R 0F-320

C100C

Relación entre las escalas Centígrado Reamur y Fahrenheit

Relación entre las escalas Centígrado y Kelvin

Relación entre las escalas Kelvin y Rankine

Relación entre las escalas Fahrenheit y Rankine

0C =0K - 273

0K =0Rk x 5K9Rk

0K =0C + 273

0Rk =0k x 9K5k

0Rk =0F + 4600 0F =0 Rk - 4600

CAPITULO IV

ESTRUCTURA ATÓMICA

4.1.- DESCUBRIMIENTO DEL ÁTOMO.-

a.- Grecia.-

Fue en Grecia donde asomaron las primeras ideas sobre la estructura de la

materia en el siglo VI

antes de Cristo, donde asomo un poderoso movimiento intelectual y sus grande

filósofos especularon, únicamente con su pensamiento y ningún tipo de

experimentación (a la cual la consideraban indigna de un pensador) sobre el mundo

y sobre la naturaleza de la materia.-

fueron los filósofos Leucipo y su discípulo Demócrito, quienes consideraron que la

materia es discontinua, al indicar que entre las partículas de la materia, había unos

espacios que permitía su movimiento.-

Estos filósofos habla del “ser” que era la materia formada de átomos y el “NO SER

“que eran los intersticios (no materia) que quedaban entre los átomos.-

Para estos filósofos, los átomos son eternos e indispensables (A=sin; tomo=división,

de donde derive justamente su nombre) y que son de la misma naturaleza, pero

diferente en forma, por el orden en el que esta colocados en el cuerpo, por su

disposición relativa y por su magnitud.-

Es decir: la materia podía ser dividida únicamente hasta llegar al átomo, el cual era

indivisible; y, que entre los átomos había espacios que permitían su movimiento.-

Epicuro es el creador de la palabra átomo y le asigno un peso esencial.

Estas ideas muy adelantadas para su época, no tuvieron seguidores que desarrollen

el pensamiento científico, sobre todo por la falta de experimentación, a la cual no

solo que la consideraban como innecesaria sino que disminuía a su dignidad.-

b.- Juan Dalton.-

maestro de escuela primero y después profesor de física química es Manchester,

es el fundador de la Teoría Atómica expuesta en su famosa obra “Un Nuevo

Sistema de Filosofía Química” dada a conocer en 1.808, en Inglaterra.-

48

desde los trabajos de los filósofos griegos, hasta Dalton tuvieron que recorrer

alrededor de 22 siglos, para nuevamente dar vida a la idea de la presencia del

átomo y poner en vigencia estudios sobre la estructura del átomo.-

para el año de 1.803 Dalton en base a experiencias y estudios , estructuro y formulo

su teoría, publicada en 1.808 y las suposiciones originales eran:

1. Los elementos están constituidos por átomos consistentes en partículas

materiales separadas e indestructibles.

2. Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en todas las demás

cualidades (propiedades).-

3. Los átomos de los distintos elementos, tienen diferentes masa y propiedades

4. Por la unión de los tomos de los correspondientes elementos, se forman los

compuestos.

5. Los átomos, para formar los compuestos, siempre intervienen en un relación

numérica sencilla (relación entre números enteros).

Deducción: Para Dalton los átomos esta separados, es decir la materia es

discontinua; y, los átomos son indestructibles (no se podían dividir o destruir, porque

son las ultimas partículas de la materia.- esto es falso).

En su teoría habla de elementos y que de la unión de ellos se forman los

compuestos, sustancias más complejas conocidas como moléculas.

Lo de la relación numérica sencilla, constituye hoy una ley irrefutable y que puede

ser.

Comprada materialmente.-

Ejemplo: AL2 O3 Materia formada de átomos de AL y de O, partículas separadas

(con espacios Inter- atómicos) e indestructibles (no divisibles).

Los átomos de AL son iguales los átomos de AL; y, los átomos de 0 son iguales a

los átomos de 0, en su masa y propiedades.

Los átomos de AL no son iguales a los átomos de 0, ni en su masa ni en sus

Propiedades.-

De la unión de 2 átomos de AL y de 3 átomos de 0 se forma al compuesto

(Molécula) oxido de aluminio; y, existe una relación numérica sencilla de 2 a 3 del 0

al AL.

49

La teoría atómica de Dalton, inicialmente fue tan solo una hipótesis de trabajo. Pues

no fue hasta finales del siglo XIX en que fue universalmente aceptada, al conocerse

pruebas físicas concluyentes de la existencia real de los átomos.

Pero fue entonces cuando se llegó a la conclusión de que los átomos eran entidades

complejas firmadas por partículas más sencillas y que los átomos de un mimo

elemento tenía en muchísimos casos masa distinta (isotopos: página 36)

Estas modificaciones sorprendentes de las ideas de Dalton, inicialmente tan solo

una hipótesis de trabajo, pues no fue hasta finales del siglo XIX en que fue

universalmente aceptada, al conocerse pruebas físicas concluyentes de la existencia

real de los átomos.-

Pero fue entonces cuando se llegó a la conclusión de que los átomos eran entidades

compleja formada por partículas más sencilla (isotopos: página 36)

Estas modificaciones sorprendentes de la ideas de Dalton acerca de la naturaleza

de los átomos, no invalidan en ningún caso en el campo de la química, los

resultados brillantes, de la teoría atómica dad a conocer por este científico.-

c.- Pierre Curie y María Slodowska de Curie (1896).-

Los experiencias de Becquerel sirvieron para que los esposos Curie descubrieran

la radioactividad; propiedad de algunos elementos de emitir radicaciones (alfa,

beta y gama ), luego de lo cual se transforman en otro elemento químico diferente.

Así continuaba este proceso, hasta cuando el elemento químico se transforma, en

plomo, el cual al no emitir ningún tipo de radiación, ya no se transforma en - ningún

otro elemento químico.-

Estos trabajos sir vieron para deducir que estas radiaciones eran parte del átomo y

que por tanto al perderlas, se transformaba en otro átomo diferente; y, que al no

emitirlas no sé transformaba y permanecía estable.-

Como deducción final se dijo que el átomo es divisible y que no era una entidad

última, indivisible e indestructible.-

Posteriores estudios, demostraron que las radiaciones alfa, son partículas

positivas con 2. protones y 2 neutrones ; las radiaciones beta tienen carga negativa

y son electrones emitidos por los núcleos de los átomos radioactivos; y, las ra-

diaciones gamma son ondas electromagnéticas análogas a los rayos Roentgen

50

(X), - que no tienen masa ni carga eléctrica, ni magnética-;, provocan infecciones y

muerte.

a. - Posteriores descubrimientos.-

Los descubrimientos realizados por los esposos Curie, despertaron la curiosidad

de los científicos, por querer descubrir la estructura del átomo.-

Con los adelantos de la ciencia-, la dedicación de los científicos y la utilización de

aparatos más modernos y sofisticados, se ha llegado poco a poco a determinar la

estructura del átomo y los componentes del mismo, camino científico que - todavía

continúa y seguirá en adelante, pues cada- día se descubren nuevas y diferentes

partículas.-

De donde podemos deducir que la materia es infinita en su estructura y que el

átomo es una, partícula muy compleja.-

Entre los principales descubrimientos realizados, para determinar la estructura del

átomo, anotaremos los siguientes:

d.1.- Eugen Goldstein: físico alemán, descubre la primera partícula subatómica: los

protones, en 1886; son 1+ positivo y,1,00758 UMA

d.2.Joseph John Thomson: .físico inglés, descubre en 1897 los electrones., que

son de carga 1 negativa y 0,0005^8 UMA.

d.3 James Chadwick: físico inglés, en 1.932 dio a conocer que en el núcleo del

átomo existen los neutrones: neutros, y masa 1,00897 UMA

d.4 Carl Anderson: físico norteamericano, en 1.932 descubre los positrones en el

núcleo del átomo: carga positiva y masa equivalente a 0 UMA

d.5. Ernest Rutherford: en 1.911 dio a conocer su modelo nuclear del átomo, según

el cual, el átomo estaba formado de núcleo y de corona.

Núcleo: parte central del átomo, descarga eléctrica positiva, muy pequeño y con la

casi totalidad de la masa del átomo.

51

Corona o envoltura: parte periférica del átomo, de carga eléctrica negativa, muy

grande y con una mínima cantidad de masa, por estar formada de electrones (de

masa insignificante).

d.6. Nlels Bohr: físico danés que en 1.912 determina la presencia de los niveles

de energía en la corona del átomo; estos niveles contienen un - número exacto de

electrones y se hallan girando alrededor del núcleo, a grandes velocidades.

d.7.- Arnold Sommerfleld: físico alemán, descubre en 1.916 que las órbitas o

niveles que recorren los electrones alrededor del núcleo, eran elípticas con

recorrido especifico y determinado.

d.8.- George Uhlembeck determinaron que el electrón gira sobre su propio eje,

y Samuel Goldsmith: movimiento conocido como spin, que crea un campo

magnético que puede ser positivo o negativo, según gire a - la derecha o izquierda,

respectivamente, de su eje.

d.9.- Albert Einsteln : físico alemán, con su "Teoría de la Relatividad" determinó la

íntima relación que existe entre materia ¿ energía; y, determinó que pocas

cantidades de energía al aceleradas a la velocidad de la. luz, se transformaba en

Inmensas cantidades de energía..- Fórmula de Einsteinr E = m » c2

Esto llevó al descubrimiento de la energía- atómica nuclear que al destruir el átomo

en las bombas atómicas y en los - reactores atómicos, se producen inmensas

cantidades de energía de múltiples aplicaciones en la¡ guerra y en la paz.

a. Conclusiones. -

Luego de estos y muchos otros descubrimientos, se logró determinar que el átomo

es divisible, visible y destructible.-

Divisible: el átomo no es una entidad única, sino que está dividida' en núcleo y

corona); y, en cada una de ellas existen partículas sub-atómicas,

componentes del átomo como son: protones, neutrones, electrones, etc.

Visible: al átomo se lo puede ver, fotografiar, pesar, contar medir, utilizan do

aparatos muy delicados-, finos y sensibles.-

Ej.: Bn la cabeza de un alfiler existen 200 billones de átomos de Ni

52

El radio del átomo de hidrógeno mide 0,37 (Angstrom = a 1 diez millonésima

parte de 1 milímetro: 1 A®= 1/10'000.000 mm)

El peso atómico absoluto o real del átomo de hidrógeno es igual a

1,67 x 10_2ífg = 0,000.0001000.0002000.000^000.001^67 de gramo.

Destructible: al átomo se lo de stru.ye y desintegra en la bomba atómica

(reacción en cadena no controlada) y en los reactores atómicos (reacción en

cadena controlad®) para producir grandes cantidades de energía.

4.2.- ESTRUCTURA DEL ÁTOMO. -

t

a.- Teoría Atómica nuclear.-

Luego de muchos intentos para dar a; conocer la estructura del átomo, asomó la

teoría de Ernest RUTHERFOED que propuso un modelo atómico en 1.911 luego

de innumerables experiencias y que es el modelo del átomo nuclear.

Según ésta teoría, el átomo estaba conformado de dos partes : el núcleo y

lacorona o envoltura- o corteza, cada una- con sus características, que son:

Núcleo: -parte central del átomo

Tiene carga eléctrica positiva (neutraliza a la corona que es negativa) -

Sumamente pequeño: 10.000 veces menor que el tamaño dé la corona -

Contiene la mayor parte de la masa del átomo: el 99,99% del total

atómico

Contiene a los neutrones y protones: partículas con masa, que son los

qus determinan que el núcleo tenga masa; y carga eléctrica positiva.

Corona -Parte periférica del átomo; es la corteza o envoltura.

-Tiene carga eléctrica negativa (neutraliza al núcleo que es positivo) -

Sumamente grande: 10.000 veces mayor que el núcleo del átomo

b. - Configuración electrónica según Rutherfor d v Bohr. -'

53

Para realizar la configuración electrónica de los átomos, tenemos que conside.

rar dos valores: 1.a masa atómica (A) y el número atómico (Z)

A: masa atómica o cantidad de materia oue contiene un átomo. está dada en U.M.A.

Está determinada por la cantidad de protones del núcleo (cuyo número lo

especia ca Z) más la cantidad de neutrones del núcleo (que se lo obtiene al

restar Z de A, es decir el número atómico de la masa atómica)

Z: número atómico o número de orden o_ de_ ubicación que tiene el átomo dentro

de la ~~ clasificación periódica de los elementos químicos.

Está determinado por el número de protones del núcleo, que es exactamente

igual en número, al de los electrones de la corona: con lo que el átomo resulta

ser - eléctricamente neutro siempre.-

El número atómico determina- las propiedades físicas químicas del átomo; -por

lo que al variar el número atómico, -iambién varían las propiedades de los

átomos.

El número del periodo al que pertenezca el átomo, especifica el número de

niveles en los que tienen que distribuirse los electrones

El número del ftrupo al que pertenezca el átomo, especifica, el número de

electrones sobrantes en la última capa de la corona del

átomo.

E.jemplo : consideraremos los datos del astato, especificados en la tabla periódica:

VII A —---------» Grupo en el que está ubicado: tiene ?e~ sobrantes

Z=8j? número atómico del astato; ocupa el casillero número 85

Especifica que tendrá?85 protones en el núcleo

85 electrones en la corona y propiedades específicas

Símbolo del astato A=210 TJMA Masa atómica del astato

(210 - 85 = 125 neutrones)

Especifica que tendrá- 210 UMA de masa atómica,

resultado de:

Periodo 61 Tiene 6 niveles ^5 protones del núcleo (especificados por Z)

54

+ 125 neutrones del núcleo, (producto de la resta de A menos

Z)

210 UMA masa total del átomo de astato ubicado en el

período No.. 6: tendrá; 6 niveles de energía-

ubicado en el grupo. VII A: tendrá 7 electrones sobrantes en su último nivel

que en éste caso será el nivel número 6

^rA = 210 UMA (masa atómica:125 neutrones núcleo + 85 protones núcleo ) "̂ Z =

85 (número atómico: 85 protones núcleo y 85-- electrones corona)

At At

Datos: At

N = 125 neutrones Periodo- 6 = 6 niveles en la- corona Grupa. VII A = 7e~

sobran-tes Valencia -1

COPONA : 85 e~ en 6 niveles

7 e~sobrantes último nivel

Valencia -1

Átomo neutro

85© ¿el núcleo se neutralizan con los 85 (3) de la corona: átomo neutro.

125@del núcleo + 85©del núcleo dan la masa atómica = 210 UMA

1 UMA c/u=125 UMA + 1 UMA c/u= 85 UMA =210 UMA masa atómica.

4.3.3.- La configuración electrónica cuántica y- la tabla periódica de elementos.-

Daremos a conocer algunas reglas prácticas sobre la configuración elec trónica

cuántica- de los átomos, distribuidos en la- tabla, de la clasificación' periódica de

los elementos químicos", para evitar errores y más bien facilitar su - estudio y

comprensión. -

- El número del periodo (números arábigos del 1 al 7) en el que esté ubicada-

el elemento químico en la tabla periódica, especificará el número de niveles

que contendrá el átomo en su corona; y, el último nivel en el que se ubican los

electrones sobrantes.- Ej.:

55

Período.- 1: tiene 1 nivel en su corona; y, en éste se ubican los e~ sobrantes .

Período- 2: tiene 2 niveles en su corona; y, en el nivel 2 se ubican los elec-

trones sobrantes.-'

- El número del grupo? (números romanos del I A al VIII A y del I B al VIII B),

en el' que esté ubicado el elemento químico en la tabla periódica, especifica rá

el sub-nlvel en el que están los electrones sobrantes, así como el número de

electrones ubicados en ese sub.-nivel, así:

I A y II. A; los elementos llenan, .sucesivamente el primer subnivel, con 2 elec. ,1

tremes: si y s2 respectivamente. V . -. -,-.

III J£ al VHI;Í: los elementos llenan-sucesivamente él segundo subnivel, con 6

electrones: p1 , p2, p3, p ,̂ p5 y p6 respectivamente.

III B; al II B:: los elementos llenan sucesivamente el tercer subnivel, con 10

electrones: di, d2, d3, di»,, d5, d6, d?, d8, d9, d10 respetiva

mente. -

Lantánidos y Actínidos: los elementos llenan sucesivamente el cuarto subnivel

con 1¿+ electrones: f 1, f2, f3, f̂ , £5, f6, f7, £8, - f9, flO,

f11 , f 12, f 13 y fl/f, respectivamente.-

IA IIA

I ! IIIB IVB VB: VIB VIIB: 1 * 1 í I I i si s2 d1 d2.

d'3 dk d5

IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA

l i l i l í pl p2 p3 pi+ p5 p6

IE ' II'B

I 1 d9- d10

VII IB

X i v o d6 d7' d8

f1 f2 f3 fk Í5 f6 f7 f8 f9 fio f11 f 12 f 13 f\k

c.- Para dar a conoc er con exactitud, la capa electrónica más, externa y el número

de- electrones sobrantes en ésta capa, de' cualquier elemento químico,, se

determinarán dos números: uno en sentido horizontal y el otro en vertical.

56

Uno localizado en la. parte izquierda o derecha^, -fuera de la tabla: es el

número del periodo y el que determina el número del nivel más externo de la

corona del átomo de ese elemento químico especifico.- (Número horizontal)■

Otro número es el localizado en la- parte superior. externo de la tabla: es el

número del grupo y que determinará el número de electrones sobrantes en el

subnivelmás externo de la. c.or.ona- del átomo.- (Número- vertical)

Ejemplo: C1 Número horizontal:externo .izquierdo: 3 nivel más externo

Número vertical ¡externo superior VII A: 7e~ sobrantes; s2 p5 Por

tanto el cloro tiene: 3s2 3p5 en su último nivel: 3'

Lantanidos Actínidos

d.- Por último, podemos establecer una uno de los- periodos de la tabla, de

relación de niveles y. subniveles, en cada la clasificación periódica, así:

Periodo 1 tiene

Período-. 2: tiene

Período 3: tiene

Periodai k: tiene

Período: 5: tiene

Periodo- 6: tiene

Periodo. 7: tiene

1 s2

2s2-----------------

3s2-----------------

4s2 3d 10---------

5s2 ifdlO ---------

6s2 5d1 5dl0

Nfl^ ■ '

7s2 6di 6d9.

Del 1 al 2

3 al 10 11 al 18 al 36

19

57

Del 37 al 5k

Del 55 al 86

Del 87 al11,1-

Del E al He Del Li al Ne Del Na al Ar Del K al Kr Del Rb al Xè Del Cs al Rn¡

con lantánidos Del Fr al Rg

cón actínidos

2p6 3p6 4p6 5P6 • 6p6

Del Del Del

4.3.-4.—orden creciente de saturación de los subniveles en los ni veles.-

Mediante un sencillo diagrama de líneas inclinadas, se puede establecer

el orden riguroso que siguen los electrones, para ir saturando los subniveles en

los diferentes niveles de energía, en el triángulo de Pauling.-

Empieza desde el de menor energía (1s2), hasta el de mayor energía (7s2) y que lo

graficamos a continuación:

Falta….

4.3.5.-Reglas para la configuración electrónica cuántica de los elementos.-

2

a. - Todo nivel tendrá como máximo 2n electrones; excepto n5, n6 y n7

b. - Cada nivel tendrá tantos sub-niveles. como indique su número n; excepto

n5r n6 y n7 por no contener su máximo de electrones posible.

c. - Todo nivel llenará primero sus niveles s y luego el £

d. - Ningún electrón entrará en el subnivel d. hasta que no esté lleno el

subnivel s del nivel superior; si sobran electrones, entran en la capa d

inferior.

Ej.: primero se llena la capa ifs2, para empezar a llenarse el 3d

58

e. - Ningún electrón entrará en ®1 subnivel f, hasta que no se cumpla lo siguiente

Para la capa 4f: deberá tener primero: 5s2, 5p6, 5d1 y 6s2 11 e~

necesarios

Para la capa- 5f: deberá tener primero. 6s2, 6p6, 6d1 y 7s2 11 e~

necesarios

Se necesitan 11 e~ para llenar primero las capas superiores; luego de lo cual,

si sobran electrones, podrán entrar y empezar a llenar los subniveles l+f ó

Ejemplos:

Falta……………….

4.3.6. Clases de capas electrónicas en el átomo.-

En la corona de un átomo de cualquier elemento químico, podemos

distinguir dos clases de capas electrónicas: las satélites y la- de valencia.

Ejemplo falta…….

a.-- Capas satélites _o_ niveles electrónicos satélites. -

Son los niveles más internos de la corona de un átomo

Tienen el número completo de electrones en cada sub-nivel y nivel

No intervienen en las combinaciones químicas (no dan ni reciben e~)

A estas capas no entran ni salen electrones: están saturadas de electrones

b.- Capa.- de valencia o_ nivel electrónico de valencia. -

Es la capa; o nivel más externo de la corona- de un átomo

Tiene un número incompleto de electrones en uno u otro subnivel

Es la que interviene para que pueda entrar en combinación el átomo.

De ésta., capa, salen e~ o entran e~ : en ambos casos se satura la. última

capa

De acuerdo a. éste, comportamiento electrónico, los átomos se dividen en:

59

Electropositivos: Son los metales: (lado izquierdo de la' tabla periódica)

Ceden los electrones sobrantes para-, combinarse:

reductor. Con oxígeno forman óxidos-; y, con agua

forman hidróxidos. E.j.: Na: +1 cede 1e~para

combinarse:-, forma:' WagO y NaOH

Electronega-t 1vos: Son los, no metales (lado derecho de la tabla periód.)

Reciben electrones para combinarse: elementos

oxidantes. Con oxigeno forman anhídridos y, con agua

forman oxácidos E'j.: Cl: -1 recibe 1 e'para

combinarse, forma C120 y HC10

Indiferentes: Son los anféteros (parte intermedia de la tabla periódica)

Pueden actuar coma metales o coma no'metales (con

oxígeno forman óxidos o anhídridos, y con agua"

hidróxidos u oxácidos Fj.: Mn, Zn, Sn, Gr, Mo, Ge, U, Al;

(Sn0 Zn(0ff)2 H2Zh02)

Nulivalentes: Son los gases nobles o argón!dos (lado extremo derecho-

tabla)

No dan e~ ni reciben e .en su última capa: inertes

químicos Tienen todas sus capas completas o

saturadas de e~ No pueden combinarse con ningún

elemento ni consigo misma Ej. : He: 0 Ne? 0 Ar: 0 Kr: 0

Xe: 0 Rn: 0

c..- Configuraciones electrónicas externas. -

Realizar las configuraciones electrónicas externas de los átomos de los ele-

mentos químicos, desde el H (Z = 1) hasta el Rg (2 = 111) con el fin de determi-

nar la valencia de cada átomo.-

Se especificará al mismo tiempo: elementos electropositivos, electronegativos, -

argónidos (gases nobles), elementos de transición, elementos más

electropositivos y elementos más electronegativos.-

60

4.4.-CONCEPTOS ADICIONALES SOBRE EL ÁTOMO.-

4.4.1 Peso atómico absoluto. -

Es el peso real del átomo, es decir, es la cantidad de masa que

verdaderamente posee el átomo de un elemento químico

Son cantidades de masa extremadamente pequeñas y mínimas, que en la

práctica no se usan.

Ejemplo: el hidrógeno tiene un peso atómico absoluto de 1,67 x I0-24

gramos.

que equivale a: 0,000.0001000.0002000.000 3000.001467 gramos.

4.4.2.,- Peso atómico relativo.-

Es. el peso obtenido por relación _o comparación entre la-, masa de un átomo

y la masa del átomo de carbono, tomado como unidad o patrón de medida.

La: masa del átomo de carbono es 12 U.M.A. y la U.M.A. es la unidad de

masa ató mica que equivale a la 1/12 (doceava) parte de la masa del átomo de

carbono.

Peso atómico relativo de un átomo, indica las veces que un átomo es más

pesado que la doceava parte de la. masa del átomo de carbono.

(1UMA=1 ,66033x10~2if gramos)

Estos, pesos atómicos relativos, están especificados en la tabla, de la clasifl-

cación periódica de los elementos químicos, en la parte inferior del símbolo

de cada elemento químico.-

Ejemplo: Ca = í+0 UMA Ce = 1^0 UMA TJ = 238 UMA • Na = 23 UMA

4.4.3.- Isótopos, -

Soddy en- 1921. dio-lsl nombre.-, de. isótopos a átomos de -un mismc elemento (por

tan to con igual, número- atómic-0;)_que - tienen; entre.-,'.si; diferentes masas,

atómicas... Es to se debe al" diferente número de- neutrones.. - (Igual: Z y diferente A)

topo : lugar|= igual lugar o igual número atómico.

Los elementos químicos Isótopos, tienen Igual número atómico-, por lo que tienen:

61

Igual ubicación dentro de la tabla periódica:¿Z:es igual en todos.

Igual número de¡ protones (núcleo.) e igual número de electrones (corona).

Iguales;'. pro piedades, químicas;; igual forma. \de, reaccionar ante los reactivos.

Dijeren tes, pr o pie dades fislcas qué facilita la separación de." isótopos.. :-">

Son. átomos- de -un_ mismo-' elemento- químico-, con' diferrentes- masas-

atómicas.

Todos los. elementos químicos tienen Isótopos, es decir,, existen V}1 conjuntos

® pléyades de elementos químicos que tienen igual ubicación en la tabla

periódica»

r- De todos los isótopos,, uno es más estable que ios - otros, que resultan ser más.

- •abundante, En la tabla periódica se ubíca la masa'promedio de los is.óterpos;-

£ la masa ce. los radioactivos se coloca entre paréntesis la del más estable.

iso- _: igual

El estaño presenta 10 isótopos, siendo esta pléyade la más grande o máxima.

Ejemplo: el uranio tiene 3 isótopos, cuyos datos y configuración atómicas son:

- 238 UMA

.A = 235 UMA

'Z = 92 • B = 1 if3 neutrones

,A = 23% ÜMA -Z_= 92

K = 1if2 neutrones

U;

u-

F-

'■Z = 92

N" = 1 if6 neutrones

92 e" ... corona.

92 e"

corona

92 fe-

62

corona

Son isótopos porque: - Tienen igual número atómico: Z = 92

Tienen igual ubicación en la> tabla periódica

Tienen igual número de protones en el núcleo = .92 ©

Tienen igual ..número de electrones en la corona = 92 0

Tienen iguales propiedades químicas (por tener Igual Z)

Solo difieren entre si por la diferente masa, que está'

dada por el diferente número de neutrones.en el

núcleo.

Consulta: determinar- los valores de los isótopos del Clr-Hr Ne, G, Sn..

4.4.4..- Isobaros »-

Isobaros son átomos de -diferentes elementas que tienen -Igual-masa atómica,

pero diferente 'ubicación .en .-la tabla 'periódica..-' (Tienen-' Igual'A y diferente, Z) .

Falta....

Los elementos químicos isóbaros, tienen diferente número a tómico y tienen

Diferente ubicación, dentro' de la-tabla, periódica-.: -Z. es diferente- en' bados.''

Diferente, número.' de protones, de neutrones y de „'electrones.

Diferentes pro-piedades "químicas;- diferente forma de reaccionar ante

reactivos Diferentes- propiedades, físicas.". .-..'..' '• .. .' . ..... .-i . v 7 • ;; \

Son' átomos" de" diferentes elementos químicos,- -q-ue tienen- Igual masa

atómica.

Ejemplo: son isobaros los átomos de torio, protactinio y neptunio

Falta…………….

63

Son isobaros porque: - Tienen diferente número atómico: Z: 90, 91, 93

Tienen diferente ubicación el la tabla periódica

Tienen diferente número de protones y electrones:

90,91,93

Tienen diferentes propiedades químicas (≠z)

CAPITULO V

CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

5.1.- RESEÑA HISTÓRICA.-

5.1.1.- Primeros intentos.-

Para llegar a establecer la actual tabla de la clasificación periódica de los

elementos químicos, se hicieron muchos intentos o ensayos, como los realizados

por Dumas, Proust, Lavoisier, etc.-

Todos estos intentos fracasaron y no llegaron a tener ningún resultado positivo que

sea duradero, lo cual se debió a que no tenías un verdadero fundamento científico

en el cual se debió a que no tenía un verdadero fundamento científico en el cual

basarse para esa clasificación, por lo que fueron rechazados y olvidados.-

5.1.2.- Clasificación de MEYER Y MENDELEJEFE.-

Para el año de 1.869, Lothar Meyer (alemán) y Dimitri Mendelejeff (ruso),

Investigación por separado en sus respectivos, llegaron a la misma conclusión: que

se podía ordenar y clasificar a los elementos químicos, tomando como base la masa

de ellos.-

Al ordenar a los elementos químicos en orden creciente a su masa atómica, se

dieron cuenta de que las propiedades variaban paulatinamente: la propieda

empezaba en un elemento, variaba la propiedad en los siguientes elementos y

desparecia esa propiedad en otro elemento quimico; pero, luego volvia a asomar esa

64

propiedad en otro elemento, volvia a variar y volvia a desaparecer en otro; y , asi

sucesiva.

Sin embargo, luego de algunas veces que seguía esta variación constante, ciertos

elementos químicos no seguían este orden de variación, sino que presentaba ciertas

irregularidades como: no asomaba enseguida sino tardíamente, no tenia una

regularidad en la variación sino variaba bruscamente, no desaparecia lentamente en

su variación la propiedad sino que seguía variando, ect.-

Estas irregularidades, amas de que no se conocía todos los elementos químicos

para esos años, pues faltaban muchos elementos por conocerse, vino a producir

errores y a provocar que esa clasificación no sea aceptada totalmente.-

5.1.3.- Investigación científica de Henry MOSELEY.-

Para el año de 1.913, este científico, ingles realizo experiencia con los espectros de

los elementos químicos, que emitían los átomos de los elementos cuando recibían la

acción de los rayos Rӧentgen (ó rayos X).-

Con este experiencia se llegó a la determinación del número atómico de los

elementos químicos, con el que cada elemento logro tener una ubicación fija y

constante en la tabla de la clasificación periódica de los elementos químicos.-

Esta experiencia consistió en lo siguiente:

Henry Mӧseley utilizo un tubo de rayos Rӧentgen (rayos X) al vacío, es decir sin aire,

que contenía en su interior dos electrodos o terminales eléctricos:

Cátodo o electrodo negativo que emitía los rayos catódicos, que eran chorros

de electrones acelerados a gran velocidad, por el alto voltaje suministrado

desde el exterior (10.000 voltios de energía eléctrica continua)

Ánodo o electrodo positivo, donde estaba colocada un cristal de un elemento

químico (se iban cambiando estos cristales), que al recibir los rayos

catódicos, los átomos emitían energía radiante, que eran los rayos Rӧentgen

(rayos).

65

Estos rayos Roentgen eran recibidos en un espectrógrafo e impresionaba a

una placa fotográfica, obteniéndose el espectro del átomo colocado en el

ánodo.-

Estos espectros tenían diferentes bandas y coloraciones de unos a otros,

según el elemento químico usado en el ánodo; pero era constante para un

mismo elemento químico.-

La diferencia entre los aspectos de los diferentes elementos químicos, me

interpreto que es causaría por la diferente cantidad de carga positiva de los

núcleos de los átomos de los elementos químicos, que esta dad por el número de

protones del núcleo, que es constante para cada átomo y diferente de otros.-

Esta interpretación ayudo a la determinación del número atómico de los

elementos químicos, con el que se realizó finalmente la clasificación periódica de

los elementos químicos.-

Posteriores estudios científicos, dieron la razón a Moseley, al descubrirse que el

número atómico está determinado por el número exacto de protones que tiene

cada átomo en el núcleo, que es igual al número exacto de electrones que tiene

cada átomo en la corona; y, del cual depende las propiedades del átomo.-

Se pensó entonces, que siendo este valor constante para cada átomo, este

número debía servir para realizar la clasificación periódica de los elementos

químicos.-

66

1.- generador de energía eléctrica continúa: polos eléctricos definidos positivos y

negativos.

2.- tubo de rayos Rӧentgen (x) al vacío, sin aire (0,02 mm Hg presión)

3.- Ánodo o electrodo positivo

4.-Catodo o electrodo negativo

5.- Elevador de voltaje a 10.000 voltios que aceleran a los electrones

6.- Rayos catódicos: chorros de acelerados a gran velocidad

7.- Cristales o elementos químicos que son excitados por los electrones

8.- Rayos Rӧentgen (x) que emiten los diferentes cristales o elementos

9.- Espectrógrafo que recibe los rayos Rӧentgen; con película fotográfica

10.- Espectros diferentes para c/elemento

11.- Numero atómico diferente para cada elemento químico

5.1.4.- Trabajamos de MOSELEY Y MENDELEJEFF.-

Para 1.913, luego de los trabajos y descubrimiento realizado por Moseley, se unió

este a Mendelejeff para realizar la clasificación periódica de los elementos químicos,

de acuerdo al número atómico específico que tenía cada elemento.-

67

Dedujeron que desde el hidrogeno (Z=1) hasta el uranio (Z=2), debía haber

exactamente 92 elementos químicos, a muchos de los cuales todavía no se los

conocía, pues no se los había descubierto.-

Al realizar su clasificación, dejaron espacios vacíos, que debía ser llenado con los

elementos químicos a descubrirse, atreviéndose inclusive a predecir las posibles

propiedades que tendría ese elemento.-

Todo esto fue confirmado años más tarde, cuando efectivamente fueron

descubiertos esos elementos químicos, que fueron ubicados en sus respectivos

espacios vacíos y las propiedades que presentaron variaron con muy poco o

coincidieron en su gran mayoría, con las propiedades anticipadas.-

A estos elementos químicos por descubrirse, se los identifico con el término EKA

seguido del nombre del elemento químico ubicado en la parte superior de la

clasificación periódica, con el que debía corresponderse en sus propiedades.- Por

ejemplo: EKA- silicio para el germanio; EKA – aluminio para el galio, etc.-

Todas estas predicciones; fueron posibles al ordenar a los elementos químicos en

orden creciente al número atómico: desde el numero 1 hasta el número 92 y se

dieron cuenta que las propiedades de los elementos químicos iban variando

paulatinamente: la propiedad asomaba en un elementos químicos, variaba en los

siguientes y desaparecía con una periódica constante. (Con intervalos constante).

Al ordenar a los elementos químicos, de acuerdo con el atómico, encontraron su

ubicación perfecta ciertos elementos como el Ar y K, el Co y Ni, él Te y al I, que

estaban desubicados en la anterior clasificación periódica basada en las masas

atómicas y que hacía que las propiedades no varían gradualmente.-

5.2.- LEY PERIÓDICA MODERNA.-

Luego de clasificación periódica basada en los números atómicos, se dio a conocer

la ley periódica, que establece la relación constante entre el número atómico y la

variación de las propiedades físicas y químicas de los elementos químicos.-

68

Esta ley se la enuncia así;

“Las propiedades físicas y químicas de los elementos y sus compuestos, son función

periódica de sus números atómicos”

Significado:

a) Si se ordenan a los elementos químicos en orden creciente a sus números

atómicos (desde el número 1 hasta el 111), las propiedades físicas y químicas

van variando paulatinamente.

b) Las propiedades empiezan o asoman en un elemento químico, la propiedad

va variando paulatinamente en los siguientes elementos químicos y termina o

desaparece en otro, en un gas noble; pero luego vuelve a asomar, vuelve a

variar y vuelve a desaparecer esa propiedad, terminando nuevamente en un

gas noble.

c) Esto se repite con una periódica constante, es decir a intervalos fijos.-

d) Las propiedades se corresponden y repiten de unos elementos químicos a

otros, a intervalos definidos. entre inmediato superior e inmediato inferior.-

e) Las propiedades de los elementos químicos en sentido horizontal, varian

paulatinamente de izquierda a derecha; pero en sentido vertical tienen iguales

propiedades químicas.-

5.3.- ESTUDIO DESCRIPTIVO DE LA TABLA DE LA CLASIFICACIÓN

PERIÓDICA.-

En la tabla de la clasificación periódica, existe 111 casilleros o consideremos las

siguientes partes componentes: casilleros o casillas, los grupos y los periodos.-

5.3.1.- Casilleros o casillas de la tabla periódica.-

En la tabla de la clasificación periódica, existen 111 casilleros o casillas,

numeradoras desde el numero 1 hasta el numero 111.-

69

Cada casillero corresponde a un elemento químico, pues existen 111 elementos

químicos identificaron: los 92 primeros son naturales (del 1 al 92) y los 19 restantes

son articúlales o sintéticos (del 93 al 111)

En todo casillero, podemos considerar tres componentes fundamentales, que son:

Z Número atómico: número de orden o ubicación

Especifica que tiene: 43 protones en el núcleo

43 electrones en la corona

Y propiedades especificas

Símbolo del elemento químico

A: Masa atómica: cantidad de masa que contiene el átomo

Resultado de la suma de: 43 protones del núcleo (z)

+ 56 neutrones del núcleo

Masa en paréntesis: la del isotopo más estable

En la parte externa de los casilleros, en sentido horizontal externa y en sentido

vertical externo existe un número que tiene funciones especiales, así:

Sentido horizontal: número arábigo, del 1 al 7, que identifica:

El periodo en el que está ubicado el elemento químico

El número de niveles que contiene la corona del átomo

El ultimo nivel en el que están los electrones de valencia.

Ej.: el Tc está ubicado en el periodo número 5; tiene 5 niveles

de energía; y, su ultimo nivel es el 5 en el

que estarán ubicados sus valencia.

70

43

Tc

(99,00)

SENTIDO vertical: numero romero del IA al VIIIA y del IE al VIIIB que especifica

El número en el que está ubicado el elemento químico

El número de electrones sobrantes en sus respectivos

subniveles

La valencia especifica con que funciona elemento químico.

Ej.: el TC está ubicado en el grupo VII B; tiene 7 electrones

Sobrantes en su última capa, ubicados en 5ª2, 4d5:

Y que tiene valencia ÷7 (cede ) por ser matal.-

5.3.2.- Grupos de la tabla periódica.-

Son 16 conjuntos verticales de elementos químicos, que en la tabla de la

clasificación periódica, están identificados con números romanos seguido d letra

mayúscula, que deben ser leídos como números ordinales.

Estos números y letras, están ubicados en la parte superior de la tabla periódicos, al

tope superior de cada grupo; y son:

I A. II A, III A, IV A, V A, VI A, VII A Y VIII A (0) = 8 grupos A

I B, II B, III B, IV B, V B, VI B, VII B Y VIII B = 8 grupos B

a.- características generales de los grupos.-

los elementos químicos pertenecientes a un mismo grupo, presentan las

siguientes características generales:

a.1.tiene igual numero de electrones sobrantes en su última capa, es decir.-

tiene igual valencia o igual forma de combinarse con otros elementos químicos.

a.2.tiene similares propiedades químicas, es decir , tiene igual forma de reaccionar

ante los reactivos químicos.

a.3.tiene los mismos subniveles en los que están ubicados igual numero de

electrones.-

a.4. las propiedades físicas varían paulatinamente de arriba hacia abajo viceversa,

en forma regulada o pausada

a.5.las masas atómicas y números atómicos, varían mucho de un elemento

químico a otro

a.6.Los grupos localizados en la parte izquierda de la tabla periódica, actúan como

electropositiva, es decir, deben ceder electrones. Para poder combinarse con

71

otro elemento químico; son los metales que por su posición son:

Muy electropositivos: localizados en la parte inferior de cada grupo, tienen

Mayor tendencia a ceder e que los otros elementos.

Menos electropositivos: localizados en la parte superior de cada grupo, tienen

menor tendencia a ceder e que los otros elementos

a.7. Los grupos localizados en la parte derecha de la tabla periódica, dentro de

una escalerilla, actúan como electronegativos, es decir, deben recibir e para

poder combinarse con otro elemento químico; son los metales que por su

posición dentro de cada grupo son:

Muy electropositivos: localizados en la parte superior de cada grupo, tiene

Mayor tendencia a recibir e que los otros elementos

Menos electronegativos: localizados en la parte inferior de cada grupo tienen

menor tendencia a recibir e que otros elementos

b.- Características específicas de cada grupo.-

Las características más importantes y específicas de cada uno de los grupos de la

tabla periódica, san las siguientes:

Grupo Nombre: Capa

externa

Valencia

s:

Positiva

mayor

menor

Negativida

d

mayor

menor

Características

I A

II A

II A

IV A

V A

Alcalinos

Alcalinoterreo

s

Elemento del

B

Carbonoides

Nitrogenoides

S1

S2

S2,p1

S2, p2

S2,p3

+1

+2

+3

+4 ó -4

+5 ó -3

Fr Li

Ra Be

Tl B

Pb Ge

Bi Sb

------ ------

------ ------

B Tl

C Si

N As

Máxima

electropositivo

Hidróxidos

Terrosos

Mínima

electronegativo

72

Grupo Nombre

Capa

externa:

Valencia

:

Positiva mayor

menor

Negativa

mayor menor

característica

s

VI A anfígenos sd2, p4

+6 ó -

2

Po

Te

0

Te

VII A Halógenos s2, p5 -1

F

At Máxima elec-

VIII A

Argonidos

ó 0 tromegativid.

Gases

nobles s2, p6 Inactivos

I B Metales de s2, d9 ó Fabricar

acuñación s1, d10 +1 As Cu monedas

II B

Elem. Del

Zn s2, d10 +2 Hg Zn Zn

III B Trivalentes s2, d1 +3 Ac Sc

*

Lantánidos

s2, d1

+4f +3 similar Fuerza de la

similar La

tabla

periódica

*Actínidos s2, d1, 4f +3 similar Fuera de la

similar a

Ac

tabla

periódica

IV B

Metales

del Ti s2, d2 +4 Hf Ti

V B

Metales

del V s2, d3 +5 Ta V

VI B Metales s2, d4 +6 W Cr* *Valencia

73

Elementos de transmisión

del Cr Cr

VII B

Metales

del Mn s2, d5 +7

Re

Mn Mn* *variables

VIII B tres triadas

s2, d6,

7,8 *

Os

Ni *idem

NOTAS :

- Los elementos de transición presenta estados de oxidación variables, es

decir, presenta valencias muy variables y actúan con propiedades de metales

en sus valencias menores (forman hidróxidos); y, actúan con propiedades de

metales en sus valencias mayores (forman ácidos).- Forma muchos

compuestos coloreados.

- Los elementos de transición alcanza su estado de oxidación máxima o

valencia mayor en el grupo VII B, particularmente con el Cr y Mn

- Los restantes grupos de transición, poseen una capacidad de retener

electrones, lo que incrementa su estabilidad y disminuye la posibilidad de

formar acido.

- El grupo VIII B se compone de tres triadas de elementos: Fe-Co-Ni; Ru-Rh-

Pd; y Os – Ir-Pt. todos exhiben propiedades de los elementos de transición.

El Fe-Co-Ni participa de algunas propiedades físicas y químicas similares

Estas propiedades difieren considerablemente de las restante dos triadas,

llamados comúnmente metales del platino: Ru-Rh-P-Os-Ir-Pt parecida al Pt

Los elementos de las triadas, presentan puntos de fusión y ebullición

elevadas; y, densidades muy elevadas.

5.3.3.- periodo de la tabla periódica

Son 7 conjuntos horizontales de elementos químicos, que en la tabla de

la clasificación periódica están identificados por número arábigo o cardinal.

74

Estos números están ubicados la derecha y70 izquierda de la tabla periódica

y son de arriba abajo: 1, 2, 3, 4, 5,6 y 7

a.- características generales de un periodo.-

Los elementos químicos pertenecientes a un mismo periodo, presenta

las siguientes características generales comunes:

a.1. el número del periodo específico, el número de niveles que tiene los

elementos en la corona del átomo, el máximo nivel o nivel más externo en el

que se halla ubicados los electrones de valencia (electrones sobrantes)

a.2. las propiedades físicas varían paulatinamente de izquierda a derecha,

así por ejemplo: al lado izquierdo están los elementos monos densos y de

menor dureza, hacia la derecha va aumentando y luego vuelve a disminuir.

a.3. las propiedades químicas también varían paulatinamente de izquierda a

derecha; así tenemos las siguientes:

- La electro positividad o tendencia a ceder e- es mayor en I A. (izquierda) de

todo período y va disminuyendo hacia la derecha.

- La electronegatividad o tendencia a recibir e- es mayor en VII A (derecho) de

todo período y va disminuyendo hacia la izquierda

- En el extremo derecho de todo período se halla un gas noble, VIII A es un

elemento nulivalente (valencia 0) por lo que no puede combinarse con ningún

elemento químico ni consigo mismo. (Argónidos: inactivos, que no trabajan).

- El número de electrones sobrantes va aumentando paulativamente de uno en

uno; y, termina el periodo con un gas noble que tiene capas completas.

- La valencia de igual forma va variando paulatinamente, pues depende del

número de electrones sobrantes: va variando de uno en uno y termina en 0.

- El número atómico aumenta de uno en uno, de izquierda a derecha, por lo

que las propiedades necesariamente van variando paulatinamente, pues

dependen del número atómico.

- Las masas atómicas aumentan progresivamente de izquierda a derecha.

a.4. Todo período (excepto el 1) está estructurado de la siguiente manera:

- Empieza con un elemento fuertemente electropositivo: I A

75

- La electropositividad va disminuyendo progresivamente hacia la derecha, hasta

que se equilibra con la electronegatividad mínima, que asoma en los elementos

anfóteros, (parte intermedia de la tabla).

- La electronegatividad va aumentando progresivamente hacia la derecha y llega

a un máximo en el grupo VII A.

- Termina el período en un gas noble (grupo VIII A ó 0) que no tiene ninguna

actividad química: no se combina, son inactivos químicos, por tener saturadas

todas sus capas, que no permiten ni la entrada ni la salida de e-.

- Lo especificado para éste período, vuelve a repetirse en el siguiente, quedando

inconcluso en el período, 7

b.- Características específicas de cada período.-

No

:

Nombre: No

de

E.Q.:

z: Mayo

r

posit.

Mayo

r

negat

.

Gas

noble

:

Subnivele

s:

Características:

1

2

3

4

5

6

Mínimo

Normal

Normal

Grande

Grande

Máximo

2 EQ

8 EQ

8 EQ

18

EQ

18

EQ

Del 1

al 2

Del 3

al 10

Del 11

al 18

Del 19

al 36

Del 37

al 54

Del 55

--

Li

Na

K

Rb

Cs

..

F

Cl

Br

I

At

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

1 s 2

2s2, 2p6

3s2, 3p6

4s2,3d10,

4p6

5s2,

4d10,

5p6

No cumple la ley

periódica es

Incompleto.

Cumple la ley

periódica

Solo tiene grupos A

Cumple la ley

periódica

Solo tiene grupos A

Cumple la ley

periódica

Tiene grupos A y B

76

7 Incom-

pleto

32

EQ

25

EQ

al 86

Del 87

al 111

Fr -- --

6s2,

5d10,

4f14, 6p6

7s2, 6d9,

5f14

3d10: primera

transición

Cumple la ley

periódica

Tiene grupos A y B

4d10: segunda

transición

Cumple la ley

periódica Tiene grupos

A y B 5d10: Tercera

transición 4f14:

Lantánidos, fuera da la

tabla (*)

18 EQ dentro de la

tabla

No cumple la ley

periódica Tiene grupos

A y B 6d9: cuarta

transición

5f14: actínidos, fuera

de la tabla. (**)

11 EQ dentro de la

tabla

(*) Lantánidos: deberían estar en el casillero 57 del La porque con él se

corresponden en sus propiedades.- La dentro de la tabla para con él cumplir la ley.

(**) Actínidos: deberían estar en el casillero 89 del Ac porque con él se corresponden

en sus propiedades.- Ac dentro de la tabla para con él cumplir la ley.

La radioactividad empieza en el número 83 (Bi) hasta el 111 (Rg)

77

Del elemento 83 (Bi) al elemento 92 (U) son radioactivos naturales, pues existen en

la naturaleza; y, los 19 elementos restantes, del elemento 93 (Np) al elemento 111

(Rg) son radioactivos artificiales o sintéticos, por haber sido elaborados por el

hombre en el laboratorio, llamados también transuránicos por tener una ubicación

posterior al uranio.-

Elementos radioactivos, son aquellos que tienen la propiedad de emitir radiaciones

(alfa, beta, y gama) por lo que se transforman en otro elemento radioactivo de menor

saturación electrónica; y, esta transformación continua en un período de tiempo

corto o largo (que depende del elemento químico) hasta que llegan a transformarse

en Pb, el cual al no emitir radiaciones ya no es transforma en otro elemento químico.

El Pb es un elemento no radioactivo y final de las cadenas radioactivas.-

5.4.- ESTUDIO DE LA TABLA PERIÓDICA CUÁNTICA DE LOS ELEMENTOS

QUÍMICOS.-

Es una tabla periódica muy larga, en la que encontramos las siguientes novedades,

con respecto a la tabla periódica tradicional:

a. Los elementos químicos están ubicados en orden de sus sub-niveles desde

el número 1 (H) hasta el 111 (Rg) en forma continua ascendente.-

Los lantánidos y actínidos, están ubicados dentro de la tabla periódica, en el

orden que les toca de acuerdo a su subnivel dentro del nivel respectivo.

b. Al lado izquierdo de la tabla periódica, están especificados las letras y

números que identifican a las capas o niveles de energía en los que están

ubicados los elementos químicos.-

Son: K1 L2 M3 N4 O5 P6 Q7

En cada o nivel de energía están ubicados los respectivos sub-niveles de

energía que contiene cada nivel; y, con su respectivo número de elementos

químicos con los que se saturan o completan.-

78

Estos sub-niveles de energía están ubicados en gradación cada vez más

inferior en cada uno de los niveles, así:

K1 1s2 05 5s2

5p6

L2 2s2 5d10

2p6 5f14

M3 3s2 P6 6s2

3p6 6p6

3d10 6d9

N4 4s2 Q7 7s2

4p6

4d10

4f14

Por medio de flechas, se va especificando el orden estricto en el que se van

saturando o llenando los subniveles de energía, desde 1s2 hasta 7s2 6d9.-

c. En la parte superior de la tabla periódica, están especificados los grupos de la

tabla periódica con números romanos y letras , en los que están ubicados los

elementos químicos.-

En la parte inferior de la identificación de cada grupo, están especificadas

letras y números que tienen una significación especial, así:

- Las letras: identifican al específico sub-nivel en el que está ubicado el

elemento químico; s, p, d, f que son los subniveles 0, 1, 2, 3.

- Los números: identifican al número de electrones que contiene el subnivel en

los específicos elementos químicos del grupo respectivo.

De las letras y números en cada grupo, se puede deducir fácilmente el número

de electrones sobrantes y la valencia respectiva de los elementos químicos

ubicados en un específico grupo, así:

I A: s1 1e- valencia +1 II A: s2 2e- +2 III A: s2p1 3e- +3

79

IV A: s2p2 4e- +4 ó -4 V A: s2p3 5e- +5 ó -3 VI A; s2p4 6e- +6 ó -2

VII A: s2p5 7e- -1 VIII A ó O: s2p6 capa completa 8e- valencia

O

NOTA: Realice lo mismo pero con los grupos B y de los lantánidos y actínidos.

De izquierda a derecha se van saturando sucesivamente los sub-niveles.-

EJERCICIO No 6.

Tema: ESTRUCTURA ATÓMICA SEGÚN BOHOR

5.1.- Gráfico de la estructura de átomos según Bohr.-

Dado el nombre del elemento químico, realice lo siguiente:

Escriba el símbolo del elemento, con 3 flechas para A, Z y N

De la Tabla Periódica de los elementos químicos, determine los valores

que le corresponden ai elemento para: A (masa atómica), Z (numero,

atómico), N (número de neutrones), el período y el grupo en el que está

ubicado dicho elemento, con sus respectivas explicaciones.

Grafique el núcleo (con compás) con las partículas sub - atómicas que le

corresponden (protones y neutrones) en su número exacto.

Grafique la corona con sus respectivos niveles de energía, especificando

en cada uno de ellos: número de nivel, número de electrones al lado de la

80

simbología del electrón (-) y 2 flechas, que corresponden a los dos giros

que realiza el electrón: alrededor del núcleo y alrededor de su eje (spin).

Determine que el átomo es neutro, por medio de una llave que agrupe al

núcleo y a toda la corona con sus. niveles.

• Realice el gráfico de la estructura atómica según Bohr de:

1.- Átomo de sodio (11) 11.- Atomo de renio (75)

2.- Átomo de fósforo (15) 12.- Atomo de mercurio (80)

3.- Átomo de argón (18) 13.- Atomo de radón (86)

4.- Átomo de escandio . (21) 14.- Atomo de fiando (87)

5.- Átomo de cobre (29) 15.- Atomo de radio (88)

6.-. Atomo de selenio (34) 16.- Átomo de actinio (89)

7 . - Atomo de estroncio (38). 17.- Átomo de kurchatovio (104)

8.- Atomo de molibdeno (42) 18.- Átomo de hanmo (105)

9.- Atomo de yodo (53) 19.- Átomo de hidrógeno (1)

10.- Atomo de hafnio (72) 20.- Átomo de tantalio (73)

5.- Cuadro de resumen de valores constantes de átomos según Bohr.

No. Elemento A Z Neutrone

s

Protones Electrone

s

Niveles y

electrones

01 H 1 1 0 1 1 1

02 He 4 2 2 2 2 2

03 Li 7 3 4 3 3 2 1

04 Be 9 4 5 4 4 2 2

05 B 11 5 6 5 5 2 3

06 C 12 6 6 6 6 2 4

07 N 14 7 7 7 7 2 5

08 O 16 8 8 8. 8 2 6

09 F 19 9 10 9 9 2 7

81

10 Ne 20 10 10 10 10 2 8

11 Na 23 11 12 11 11 2 8 1

12 Mg 24 12 12 12 12 2 8 2

13 Al 27 13 14 • 13 13 2 8 3

14 Si 28 14 14 14 14 2 8 4

15 P 31 15 16 15 15 2 8 5

16 S 32 16 16 16 16 2 8 6

17 C1 35 17 18 17 17 2 8 7

18 Ar 40 18 22 18 18 2 8 8

19 K 39 19 - 20 19 19 2 8 8 1

20 Ca 40 20 20 20 20 2 8 8 2

82