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1UNI 2014 - II QUMICA
LA QUMICA
QUMICA
DESARROLLODEL TEMA
Qu estudia la qumica?
La Qumica se conoce como la ciencia que analiza la
composicin, las propiedades y la estructura de los diferentes
tipos de materia, as como los cambios que experimenta y
la energa asociada a ellos. Los cambios qumicos y la energa
que producen son tan importantes que han encontrado
aplicacin en diversos campos profesionales como la ingeniera
(aceros inoxidables, pinturas), la arquitectura (ladrillos,
vidrios), en medicina (vacunas, sueros, antibiticos), en la
agricultura (fertilizantes e insecticidas)
En general, se puede decir que la mayor parte de las
actividades del gnero humano reciben apoyo de la qumica
para desarrollarse.
En la actualidad se conocen varias ciencias (ramas de la
qumica) que tienen una relacin ntima entre ellas. Algunos
ejemplos de estas ciencias son:
Qumica Inorgnica: estudio de los elementos qumicos y
sus compuestos, excepto el carbono (qumica de los
minerales)
Qumica Orgnica: estudia los compuestos del carbono
(derivados de seres vivos y del petrleo).
Qumica Analtica: tiene como fin la identificacin (anlisiscualitativo), separacin y determinacin cuantitativa (anlisis
cualitativo) de la composicin de las diferentes substancias.
Fisicoqumica:estudia, fundamentalmente, la estructura
de la materia, los cambios energticos, las leyes, los principios
y teoras que explican las transformaciones de una forma
de materia a otra.
Bioqumica:estudia a las substancias que forman parte de
los organismos vivos (metabolismos celulares).
Sin embargo, debido al desarrollo tan grande que ha tenido
la qumica en los siglos XIX y XX, ha sido necesario ampliar el
nmero de ramas, entre las que se encuentran: la
electroqumica, la qumica nuclear, la petroqumica, la
radioqumica, la nanotecnologa, la biotecnologa y otras ms.
EL MTODO CIENTFICO
Consiste en ?jar la atencinen un hecho o suceso denuestro entorno.
E s l a b s q u e d a d einformacin en libros yo t r a s f u e n t e s p a r aencontrar una base que nosp e r m i t a p r o p o n e rexplicaciones atinadas
S o n l a s p o s i b l e sexplicaciones al fenmenoobservado. La hiptesis esuna suposicin inteligenteq u e e s n e c e s a r i ocomprobar
Una ley cient?ca es una
generalizacin concisa, queresume los resultados deuna ampl ia gama deo b s e r v a c i o n e s yexperimentos
E n e s t e p a s o s ecomprueban las hiptesis,con las que no veri?can sesacan otras hiptesis. Lose x p e r i m e n t o s n o sproporcionan datos quesometemos a un anlisis. Enrealidad, la experimentacines una observacin mas,pero debidamente
Es una explicacin ampliaacerca de un hecho ofenmeno. Las teoraspueden ser rebatidas con eltiempo.
OBSERVACIN
RECOPILACION DE DATOS
PLANTEAMIENTO DE LEYES
HIPTESIS
EXPERIMENTO
TEOR A
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2UNI 2014 - II QUMICA
LA QUMICAExigimos ms!
I. MATERIAEs toda realidad objetiva que impresiona nuestros sen-
tidos, tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.
A. Masa
Es la medida de la inercia de un
material, debido a la cantidad
de materia que posee.
B. Energa
Es la otra forma de existencia en el universo. Se
plantea la equivalencia siguiente:
m masa
2E mc= c Velocidad de la luz en el vaco.
E energa equivalente
Ejemplo del mtodo cientfico
Imagina que te sientas en el sof dispuesto a ver un rato la
televisin y al apretar el mando a distancia, no se enciendela tele. Repites la operacin tres veces y nada. Miras si elmando est bien, cambias las pilas y sigue sin encenderse latv. Te acercas a la tv y pruebas directamente con susmandos, pero siguen sin funcionar. Compruebas si est
desconectada, pero est conectada y sin embargo nofunciona. Buscas interruptores de la sala y no se enciendenlas luces. Compruebas en otras habitaciones y tampoco.Sospechas que el problema est en la caja de los plomos
central. Vas inspeccionarla y haba saltado. Reconectas ytodo funciona...
Este proceso sigue una estrategia que desarrollamos muchasveces de manera inconsciente en la vida cotidiana y que se
asemeja mucho al mtodo cientfico
1. Observacin: detectas el problema de que nofunciona la TV
2. Hiptesis
a) Primera hiptesis: quizs no he apretado bien losbotones del mando o no he apuntado bien a la TV.
b) Segunda hiptesis: no funcionan las pilas del mando.c) Tercera hiptesis: el problema est en los mandos
del televisor o en la conexin.
d) Cuarta hiptesis: la caja de plomos no funciona
3. Experimentacin: Se comprueba cada una de las
hiptesis
4. Teora: Se ha quemado el plomo de la caja de fusibles
La diferencia de este ejemplo con el mtodo cientfico
es que este es ms sistemtico y explicito que en
nuestra vida cotidiana y esto es necesario para que no
se pierda informacin importante en el anlisis que se
hace.
C. Estados de agregacin fsica de la materia
Se tienen las siguientes caractersticas
D. Plasma
Es el estado de la materia ms abundante del univer-
so, existe a temperaturas mayores de 10
4
C formadopor una mezcla de cationes y electrones, se encuen-
tra en una estrella viva (sol), supernova, pulsar.
E. Condensado de Bose - Einstein
Es el quinto estado de la materia a una temperatura
muy baja en la cual los slidos adoptan su mejor
cristalizacin y la impureza tiende a ser nula, en l la
sustancia estar en su estado ms puro.
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Exigimos ms!LA QUMICA
III. PROPIEDADES DE LA MATERIA
A. De acuerdo a su amplitud
1. Propiedades generales
Se cumple para cualquier clase de materia.
Extensin
La Tierra ocupa un lugar en el espacio.
Impenetrabilidad
Jams la Tierra y Marte podran ocupar el
mismo lugar a la vez.
Inercia
La Tierra respecto al Sol guarda una inercia
de movimiento y una mesa respecto a la Tierra
guarda una inercia de reposo.
Divisibilidad
Los diferentes tamaos de materia.
2. Propiedades particulares o especficas
a. Para slidos
Ductilidad:hilos metlicos: Ag, Au, etc.
Maleabilidad: lminas metlicas: Fe,
Al. Elasticidad: esponja, resortes, globos.
Plasticidad: jabn, plomo, estao, etc.
Dureza:Resistencia al rayado.
Ejemplo: El diamante es el ms duro de
todas las sustancias existentes en la
Tierra, en cambio el talco es el menos
duro.
Tenacidad:resistencia a la rotura. Ejem-
plo: El hierro es tenaz, el diamante es
frgil.
b. Para lquidos
Viscosidad:resistencia de un lquido a
fluir. Ejemplo: El aceite es viscoso, mientras
que el agua es muy fluido.
Tensin superficial: resistencia de una
superficie lquida a la intromisin de un
cuerpo extrao. Ejemplo: Una araa cami-
nando sobre la superficie del agua.
c. Para gases
Compresibilidad
Facilidad con la que un gas puede ser
comprimido, lo que no sucede con l-
quidos o slidos.
Expansibilidad
Todo gas trata de ocupar el mximo vo-
lumen que le sea posible.
B. De acuerdo al tamao de la muestra
1. Propiedades extensivas
Depende del tamao de la muestra. Son aditivas
Ejemplo: El volumen, la fuerza, capacidad calorfica,
inercia, entropa.
2. Propiedades intensivas
No dependen de la masa. No son aditivas
Ejemplo: La ductilidad, temperatura de ebullicin,elasticidad, dureza, etctera.
IV. CLASIFICACIN DE LA MATERIA
A. Sistema
Porcin del Universo que es objeto de estudio.
Ejemplos:
Sistema Planetario Solar.
El motor de un carro.
Una casaca.
II. CAMBIOS DE ESTADO FSICO DE LA MATERIA
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LA QUMICAExigimos ms!
B. Cuerpo
Forma limitada y geomtricamente definida de ma-
teria, formada por la unin de sustancias.
Ejemplo:
Cuerpos
Botn de plstico
Vaso de vidrio
Clavo de fierro
C. Sustancia
Es la unin de elementos de igual o diferente natu-
raleza, se representan por un smbolo o frmula,
hay 2 clases:
Sustancia simple
Formada por una sola clase de elemento.
Ejemplo:
Sustancia simple Frmula
Oxgeno O2Ozono O3Cloro
2CAzufre rmbico S
8Azufre monoclnico S
Sustancias alotrpicas
Son sustancias simples de un mismo elemento,
en el mismo estado fsico, pero con diferente
frmula o estructura cristalina.
Ejemplos:
O2(g) y O3(g)S8(s) y S(s)P4(s) y P(s)
D. Elemento
Conjunto de tomos con igual nmero de protones,
se reconocen por su smbolo.
Ejemplo: oxgeno: O; hidrgeno: H
V. FENMENOAcontecimiento que provoca cambios en la estructura
de la materia.
A. Fenmeno fsico
Cambia slo la estructura fsica (externa) de la ma-
teria.
Ejemplo:
Disolver azcar en agua.
Hervir el agua para que pase de lquido a vapor.
B. Fenmeno qumico
Cambia la identidad qumica de la materia, convierte
a una sustancia en otra.
Ejemplo:
Quemar papel.
Encostramiento de la sangre.
Digestin de los alimentos.
Cocer un huevo.
C. Fenmeno nuclear
Cambia la identidad nuclear de la materia, o sea
cambia la naturaleza de los elementos que consti-
tuyen la materia inicial, con gran desprendimiento
de energa.
Ejemplo:
Lo que ocurre en la bomba atmica
235 1 144 89 192 0 56 36 0U+ n Ba + Kr + 3 n+ energa
Un tomo de uranio al chocar con un neutrn,
su ncleo se rompe en 2 ncleos ms pequeos:
Bario y Kriptn y 3 neutrones, liberndose una
gran cantidad de energa.
Lo que ocurre en las entraas del Sol (el hidr-
geno se convierte en Helio).
2 3 41 1 2H H He Energa n+ + +
Sustancia compuesta o compuesto qumico:Formada por 2 ms clases de elementos.
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Exigimos ms!LA QUMICA
DIVISIN DE UN CUERPO
Se logra por diferentes medios cada vez ms sofisticados hasta un lmite de divisin, veamos:
I. UNIN DE SUSTANCIAS
A. Reaccin qumica de sustancias
Es la unin de 2 ms sustancias, en proporciones
fijas y definidas, tal que las propiedades qumicas
de los productos son diferentes a las de los reac-
tantes, se reconocen por una ecuacin qumica.
2 2 22H O 2H O+ : Formacin del agua. 2 2 32SO O 2SO+ : Formacin del anhdrido sul-
frico.
2 3 2 4H O SO H SO+ : Formacin del cido sulfrico.
B. Mezcla de sustancias
Es la unin de 2 ms sustancias en proporciones
variables, tal que las propiedades qumicas de stas
permanecen inalterables hasta el final del proceso;
no presentan ecuacin qumica; puede ser de 2 clases:
1. Mezcla homognea o solucin
Aquella donde un componente (soluto) se hadisuelto completamente en otro (solvente), tal
que no pueden ser diferenciados ni con la ayuda
del ultramicroscopio, presentan una sola fase.
Ejemplo:
Componentes:
* Soluto : NaC
* Solvente : H O2
Constituyentes son los elementos: Sodio,
Cloro, Hidrgeno y Oxgeno.
el agua salada es una solucin monofsica,
binaria y tetraelemental.
2. Mezcla heterognea
Aquella donde un componente (Fase Dispersa:
F.D.) no se puede disolver en otro (Medio Dis-
persante: M.D.) a lo ms se dispersar en dicho
medio, por lo que pueden ser observadas a sim-
ple vista, o con ayuda del microscopio (Mezcla
heterognea fina).
Ejemplo:
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LA QUMICAExigimos ms!
Analizando
Componentes: (son las sustancias)
Fase dispersa (F.D.): SiO2
Medio dispersante (M.D.): H2O
Constituyentes: (son los elementos) Silicio
(Si); Oxgeno (O); Hidrgeno (H)
el sistema es heterogneo, difsico, binarioy trielemental.
II. ENERGA
Adems es capaz de realizar un trabajo. La energa
puede ser de diferentes clases, dependiendo de la
fuente que lo genera, as tenemos:
A. Relacin energa - masa (Einstein)
2E m c=
E: Energa liberada o absorvida.
m: Masa que se convierte en energa energa
que se convierte en masa.
c: Velocidad de la luz en el vaco.
5 8 10km m cmc = 3 10 = 3 10 = 3 10
s s s
B. Unidades de energa
1 Ergio2
2
g.cm(erg) =1
s
1 Joule = =2
72
m(J) 10 erg 1kg
s
1 calora (cal) = 4,186 J
1 electrn voltio (eV)
1 eV = 12 191,6 10 erg =1,6 10 J
II. MTODOS FSICOS DE SEPARACIONDE MEZCLASTAMIZADO.
Separacin de dos solidos por la diferencia de tamaos
Luego
FILTRACION.
Consiste en separar o retener partculas slidas de un
lquido por medio de una barrera, la cual puede consistir
de mallas, fibras, material poroso (papel filtro) o un
relleno slido.
CENTRIFUGACION.Consiste en separar slidos de lquidos donde el slido
es visible pero muy pequeo observndose el lquido
turbio, para lograr la separacin se utiliza una
centrifugadora, la cual imprime a la mezcla un movimiento
rotatorio con una fuerza de mayor intensidad que la
gravedad, provocando la sedimentacin del slido o de
las partculas de mayor densidad.
La centrifugacin es el mtodo usado para separar el
plasma de la sangre, para la fabricacin de azcar,
separacin de sustancias slidas de la leche y en anlisis
qumicos de laboratorio (sangre y orina).
CENTRIFUGACIN
CENTRIFUGACI N
Antes Despus
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Exigimos ms!LA QUMICA
DECANTACION.
Consiste en separar componentes que contienen diferentes
fases (por ejemplo, 2 lquidos que no se mezclan, slido y
lquido, etc.) siempre y cuando exista una diferencia
significativa entre las densidades de las fases.
La Separacin se efecta vertiendo la fase superior (menos
densa) o la inferior (ms densa).En el caso de separar dos lquidos inmiscibles, se usa para
esto la pera de decantacin
embudo de decantacin
aceite
agua
tubo estrecho de goteo
DESTILACION.
Consiste en separar dos liquidos miscibles basndose en las
diferencias en los puntos de ebullicin de los lquidos. Cabe
recordar que un compuesto de punto de ebullicin bajo se
considera voltil en relacin con los otros componentes
de puntos de ebullicin mayor y por lo tanto tendr una
presin de vapor alta.
CROMATOGRAFIA.
La cromatografa engloba a un conjunto de tcnicas de
anlisis basadas en la separacin de los componentes de
una mezcla y su posterior deteccin.
Las tcnicas cromatogrficas son muy variadas, pero en todas
ellas hay una fase mvilque consiste en un fluido (gas o
lquido) que arrastra a la muestra a travs de una fase
estacionariaque se trata de un slido o un lquido fijado
en un slido.
Los componentes de la mezcla interaccionan de distinta
forma con la fase estacionaria y con la fase mvil. De este
modo, los componentes atraviesan la fase estacionaria a
distintas velocidades y se van separando.
Por ejemplo, para separar los componentes de una mezcla
desconocida M que suponemos est formada por dos
sustancias A y B, se coloca una gota de esta muestra
sobre el papel a lo largo de la lnea tal como muestra la
figura
Papel filtro ofase
estacionaria
M
Se sumerge la parte inferior de este papel en una solucin
o fase mvil, esta atraer a uno o a los dos componentes
de la muestra al ir ascendiendo mojando el papel pero a
diferentes velocidades de arrastre, quedando separada la
mezcla.
Despus que se ha realizado la cromatografa de papel,
observamos lo siguiente:
Componente A
Componente B
Fase mvil que vaascendiendo mojando papel
CRISTALIZACION.
Este mtodo se utiliza para separar una mezcla de slidos
que sean solubles en el mismo disolvente pero con diferente
grado de solubilidad en el disolvente. Una vez que la mezcla
est disuelta, puede calentarse para evaporar parte de
disolvente y as concentrar la disolucin.
La eliminacin continua del solvente provocara que lasolucin se sature para el slido menos soluble, precipitando
o cristalizando este compuesto, con lo cual se logra su
separacin del lquido.
Solucin saturada deNaCl en proceso de
evaporacin del solvente
La parte oscurarepresenta el NaCl
slido que va precipitando
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LA QUMICAExigimos ms!
Problema 1
Seale la alternativa que presenta la
secuencia correcta, despus de deter-
minar si las proposiciones son verda-
deras (V) o falsas (F):
I. El aire es una sustancia.
II. El grafito y el diamante son formas
alotrpicas del mismo elemento.
III. Una solucin es un sistema homo-
gneo.
UNI 2010-II
A) VVV B) VVF
C) VFV D) FVV
E) FFV
Resolucin:
Anlisis de los datos
I. Falso (F)
El aire es una mezcla homognea.
II. Verdadero (V)
El carbono en forma natural pre-
senta dos tomos que son el dia-
mante (cbico) y el grafito (hexa-
gonal).
III. Verdadero (V)
Toda solucin es un sistema ho-
mogneo, es decir, monofsico.
Respuesta: D)FVV
Problema 2
Las sustancias poseen propiedades y su-
fren cambios fsicos y qumicos. Al res-
pecto, marque la alternativa correcta.
UNI 2011-I
A) La temperatura de un sl ido es
una propiedad extensiva.
B) El volumen de un lquido es una
propiedad intensiva.
C) Al frer un huevo, en aceite calien-
te, ocurre un cambio qumico.
D) La erosin de las rocas es un fen-
meno qumico.
E) La disolucin de la sal de cocina en
agua es un cambio qumico.
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
Veracidad de las proposiciones
A) Falso:
La temperatura es una propiedad
intensiva de la materia por que no
depende de la cantidad de materia.
B) Falso:
El volumen es una propiedad ex-
tensiva de la materia por que de-
pende de la cantidad de materia.
C) Verdadero:
Al freir un huevo existe un cambio
qumico.
D) Falso:
La erosin es el deterioro de la su-
perficie por friccin del viento y las
lluvias, siendo asi un cambio fsico.
E) Falso:
La dilucin es un cambio fsico.
Respuesta: C) Al frer un huevo, en
aceite caliente, ocurre un cambio
qumico.
problemas resueltos
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ESTRUCTURA ATMICAACTUAL
QUMICA
I. ESTRUCTURA DEL TOMO
A. En el ncleo
Se encuentran los nucleones positivos (protones) y nucleones neutros (neutrones), el ncleo posee cargapositiva y concentra el 99,99% de la masa del tomo, pero su dimetro es diez mil veces menor que el del tomo.
B. En la zona extranuclear
Se encuentran los electrones; la envoltura electrnica posee carga negativa y ocupa el 99,9% del volumen del
tomo, su dimetro es aproximadamente 104 veces mayor que el ncleo.
Los corpsculos o partculas fundamentales del tomo son:
Pro tones (p+). Neutrones (n). Electrones (e).Llamadas as porque con ellas se comprenden la mayora de los fenmenos atmicos e intraatmicos.
C. Caractersticas de los corpsculos subatmicos
II. NCLEO ATMICO (NCLIDO)
A. Nmero Atmico (Z)
Carga nuclear, identifica a los tomos de un ele-
mento.
Z #p+=
Para un tomo neutro: #p #e z+ = =
B. Nmero de masa (A)
Es el nmero de nucleones fundamentales.
A z n= +
III. CORPSCULOS ELEMENTALESSon aquellas partculas que no se dividen en otras.
Los Quarks. Los Leptones.
DESARROLLODEL TEMA
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ESTRUCTURA ATMICA ACTUALExigimos ms!
En 1990 los fsicos norteamericanos Fridman, Kendal yel canadiense Taylor establecieron que los "Quarks" sonlas mnimas expresiones de materia hasta ahora en-
contrados.
A. Un protn
B. Un neutrn
C. Partculas subatmicas
En la actualidad se conocen la existencia de msde 232 partculas subatmicas, de las cuales men-
cionaremos algunas.
1. Fotn
No tiene Quark (masa en reposo es cero).
2. Leptones
Son partculas de masa muy pequea, estas son:
Electrn (e)Neutrino ( 0 , t , u ) t TAUN u MUN
3. Hadrones
Son partculas constituidas por Quarks, se agru-pan en:
Mesones, son partculas de masa ligera yestn constituidas por un Quark y un anti-quark (q q) as tenemos:
PIN +( ; ; ) MESON KAN (K)
Bariones, son partculas pesadas y estnconstitudas por tres Quarks, as tenemos:Protn (p+) Alfa ( )
Neutrn (n) Sigma ( )Lambda ( ) Omega ( )
C. Representacin de un nclido
EA
z EA
z
x E
A
z
x
EA
z
x+
Catin
EA
z
x
tomo neutro In
E = Smbolo qumico del tomo del elementoqumico.
X = carga inica del tomo.
D. Especies atmicas
Se llaman as al conjunto de nclidos que poseen
igual nmero de nucleones positivos o neutros, de-
pendiendo ello de su naturaleza.
Especies Ejemplo
Istopos
(Hlidos)
Isbaro
Istonos
Z
A
n
Cl35
17 Cl37
17
Cd114
48 In114
49
K39
19 Ca40
20
Fsicas
Qumicas
Algunas
FsicasQumicas
FsicasQumicas
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Exigimos ms!ESTRUCTURA ATMICA ACTUAL
1. Istopos del hidrgeno
Catin
Problema 1
El nmero de masa de un elementoes 238 y su nmero atmico es 92. Elnmero de protones que existe en el
ncleo de este elemento es:
UNI 70
UNI 2010-I
A) 238 B) 92 C) 146
D) 330 E) Faltan datos
Resolucin:Definicin:
El nmero atmico (Z) nos indica lacantidad de protones que existe en el
ncleo del tomo.
Z 92 # p 92+ = =
Respuesta: B) 92
Problema 2
De las siguientes configuraciones
electrnicas indique la incorrecta:
UNI 84
UNI 2010-I
A) F (Z = 9) 1s22s22p6
B) 2 2 6 2 2 2 1x y zC (Z 17)1s 2s 2p 3s 3p 3p 3p
=
C) Ca (Z = 20) 1s22s22p63s23p64s2
D) Ar (Z = 18) 1s22s22p63s23p6
E) 2 2 6 2 6 2 10 2 2 1x y zBr(Z 35)1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 4p 4p=
Resolucin:
El 117C
posee 18
1 2 2 6 2 617
2 2 6 2 2 2 2x y z
C 1s 2s 2p 3s 3p
1s 2s 2p 3s 3p 3p 3p
Respuesta: B) 2 2 6 2 2 2 1x yC (Z 17)1s 2s 2p 3s 3p 3p 3p=
problemas resueltos
Problema 3
El cloro natural tiene nmero atmico17 y su masa atmica 35,5. Cuntos
protones tiene en su ncleo?
UNI 84
UNI 2010-I
A) 7B) 17C) 18,5D) 23E) 35,3
Resolucin:Definicin: El nmero atmico (Z) nos
indica la cantidad de protones.
Z = #p+ = 17
#p = 17
Respuesta: B) 17
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UNI 2014 - II QUMICA
NMEROS CUNTICOSExigimos ms!
B. Nmero cuntico secundario azimutal o de mo-
mento angular (l)
Indica la forma del orbital; para el electrn nos indica
el subnivel donde se encuentra.
0, 1, 2, ....(n 1)=
= 0 s= 1 p
= 2 d
= 3 f
C. Nmero cuntico magntico (ml)
Indica la orientacin que tiene el orbital en el espacio.
m ;........; 0; ........= +
D. Nmero cuntico espin o giro (ms)
Indica la rotacin del electrn alrededor de su eje
magntico.
m = / m = -s +1 2 1 2/s
Ejemplo:Los N.C. del ltimo electrn del subnivel 6d7.
12n 6 2 m 1 m= = = = s
(6, 2, 1, 1/2)
Principio de exclusin de Pauli
En un mismo tomo jams pueden existir 2 econ los
4 N.C. iguales por lo menos se diferencian en su espn.
Ejemplo:
4Be 1S 2S2 2
2S
Observemos
13
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UNI 2014 - II QUMICA
NMEROS CUNTICOSExigimos ms!
III. CONFIGURACIN ELECTRNICAEscribir la configuracin electrnica de un tomo consiste
en indicar cmo se distribuyen sus electrones entre los
diferentes orbitales en las capas principales y las
subcapas. Muchas de las propiedades fsicas y qumicas
de los elementos pueden relacionarse con las
configuraciones electrnicas.
Esta distribucin se realiza apoyndonos en tres reglas:
energa de los orbitales (Principio de Construccin),
principio de exclusin de Pauli y regla de Hund.
1. Principio de construccin progresiva o
aufbau
Aufbau es una palabra en alemn que significa
construccin progresiva; utilizaremos este principio
para asignar las configuraciones electrnicas a los
elementos es decir el orden energtico creciente
como se colocan los electrones en el tomo.
Entonces para distribuir a los electrones alrededor
del ncleo en un tomo mult ielectrnico,
considerando para esto la energa relativa creciente
(ER = n + ), los electrones van ocupando los
orbitales de forma que se minimice la energa del
tomo. El orden exacto de llenado de los orbitales
se estableci en forma experimental, principalmente
mediante estudios espectroscpicos y magnticos,
y es el orden que debemos seguir al asignar las
configuraciones electrnicas a los elementos.
En un determinado tomo los electrones van
ocupando, y llenando, los orbitales de menor energa;cuando se da esta circunstancia el tomo se
encuentra en su estado fundamentalo basal. Si
el tomo recibe energa, alguno de sus electrones
ms externos pueden saltar a orbitales de mayor
energa, pasando el tomo a un estado excitado.
Los electrones que se sitan en la capa electrnica
del nmero cuntico principal ms alto, los ms
exteriores, se denominan electrones de valencia.
2. Regla de Moller o regla del serrucho
Es el mtodo utilizado para hacer una configuracin
electrnica. Consiste en ordenar a los electronesde un sistema atmico de acuerdo al principio de
formacin de AUFBAU (construccin) es decir de
menor a mayor energa.
Se debe observar que en este ordenamiento
energtico hay electrones que se encuentran mas
cerca al ncleo pero que tienen mayor energa que
electrones mas alejados del ncleo, por lo tanto la
configuracin electrnica no indica en muchos casos
el alejamiento del electrn respecto del ncleo.
Nivel 1 2 3 4 5 6 7 ...
K L M N O P ...S
U
B
N
I
VE
L
N de epor nivel(prctico)
2 8 18 32 32 18 8
Q
92
92
92
92
92
92
92
p6 p6 p6 p6 p6 p6
d10 d10 d10 d10
f14
f14
MTODO PRCTICOEl orden creciente de energa de los subniveles se puede
hacer considerando la primera letra de las siguientes palabras:
si sopa sopa se da pensin se da pensin se fue de paseose fue de paseo
Observar que:
Subnivel nivel donde comienzas 1p 2d 3f 4
Entonces, se coloca los niveles para cada subnivel de
izquierda a derecha de forma correlativa
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d,
6p, 7s, 5f, 6d, 7p
Ejemplos
Hacer la configuracion de un element cuyo Z=15:
Primero se coloca los subniveles siguiendo la nemotecnia:s s p s p s d p
Luego se colocan los niveles:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
Finalmente se colocan los electrones en cada subnivel hasta
completar los 15 que indica el Z, los subniveles que sobran
se eliminan.
Z=15:1s2
2s2
2p6
3s2
3p3
Otros ejemplos:
Z= 26: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Z= 37: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1
Configuracin de LewisAl efectuar la configuracin electrnica de Lewis se debe
elegir el gas noble cuyo nmero atmico sea menor pero
ms cercano al nmero atmico del tomo del cual se va a
efectuar su configuracin electrnica
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NMEROS CUNTICOSExigimos ms!
Nivel del Config. del Config. que sique al
gas nobel gas noble gas noble
1er [2He] 2s 2p
2do [10
Ne] 3s 3p
3er [18Ar] 4s 3d 4p
4to [36Kr] 5s 4d 5p5to [
54Xe] 6s 4f 5d 6p
6to [86
Rn] 7s 5f 6d 7p
Ejemplos
Z= 46: . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .
Z= 110: . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..
OBSERVACIN:
Los subniveles que presentan todos sus orbitales llenos son
estables y tambin aquellos que tienen todos sus orbitalessemillenos. Una combinacin de orbitales llenos y semillenos
o semillenos y vacos son inestables.
Configuracin de ionesPara hacer la configuracin de un ion se recomienda primero
hacer la configuracin del tomo neutro y luego se quita o
agrega electrones del ultimo nivel.
Ejemplo:
Hacer la configuracin del21
Sc2+:
Primero se hace la configuracin del tomo neutro:
21Sc: [Ar] 4s2 3d6
Como pierde 2 electrones, estos salen del mximo nivel, es
decir del 4s, entonces:
21Sc2+: [Ar] 4s0 3d6, o tambin [Ar] 3d6
Especies isoelectrnicas
Dos o ms especies sern isoelectrnicas si tienen igual
configuracin electrnica y tambin igual cantidad deelectrones.
19K: [Ar] 4s1
21Sc2+: [Ar] 4s23d1 [Ar] 4s03d1
22Ti3+: [Ar] 4s23d2 [Ar] 4s03d1
Como el 21Sc2+ y el 22Ti
3+, tienen igual configuracin
electrnica, entonces son isoelectrnicos
tomos paramagnticosUna sustancia es paramagntica si es dbilmente atrado
por un campo magntico. Esto se debe a la presencia de
electrones desapareados
Ejemplo:
13Al: [Ne] 3s23p3, tiene 1 electrn desapareado
23V: [Ar] 4s23d3, tiene 3 electrones desapareados
Observacin:El tomo con mayor nmero de electrones desapareados
ser ms paramagntico, entonces el Vanadio es ms
paramagntico que el Aluminio.
tomos diamagnticosUna sustancia es diamagntica si es dbilmente rechazada
por un campo magntico. Esta propiedad se presenta
generalmente cuando todos los electrones estn apareados.
Ejemplo:
20Ca: [Ar] 4s2
Configuracin en estado basal o fundamentalEs la configuracin que se hace en base al principio de
construccin progresiva.
Ejemplo
11Na: 1s22s22p63s1
Configuracin en estado excitadoCuando un tomo absorbe energa, uno o ms electrones
del ltimo nivel pasan a niveles superiores, quedando el
tomo con mayor energa, entonces tendr en este
momento una estructura en estado excitado y por lo tanto
ser inestable.
Ejemplo:
11Na: 1s22s22p64s1
Observe que el electrn del 4s debi primero colocarse en
el 3s, este electrn absorbi energa colocndose en este
subnivel, entonces la configuracin est en estado excitado
quedando inestable.
Anomalas en la configuracin para tomos neutros1. Algunos elementos no pueden terminar su
configuracin electrnica en d4 o d9, esto se debe a
que siendo d5 y d10 las dos formas ms estables del
subnivel d, el tomo, y como todo en el universo,
busca ser estable, es decir tener mnima energa y
consigue estas formas ms estables liberando energa,
para esto pasa un electrn del ns al (n-1)d, con lo cual
est pasando 1 electrn de un nivel ms alejado hacia
un nivel ms cercano al ncleo, liberando energa en
este trnsito.
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Inestable estable
ns2(n 1)d4
pasa 1 e
ns1(n 1)d
5
ns2(n 1)d9
pasa 1 e
ns1(n 1)d10
Ejemplo:
Inestable estable
24Cr: [Ar] 4s23d4 [Ar] 4s13d5
47Ag: [Kr] 4s23d9 [Kr] 4s13d10
Hay algunos elementos pueden terminar en d4o d9:
41Nb: [Kr] 5s14d4
74W: [Xe] 6s24f145d4
78Pt: [Xe] 6s14f145d9
Observacin:
Para los iones no se aplica estas anomalas
Ejemplo: hacer la configuracin del 24Cr2+:
Primero hacemos la configuracin del tomo neutro: [Ar]
4s23d4
Luego estabilizamos: 24Cr: [Ar] 4s13d5
Finalmente sacamos los electrones del mximo nivel:24
Cr2+:
[Ar] 4s03d4
1. Hay otras anomalas como:
Segn el principio Realmente es:
de construccin
a) 44Ru: [Kr] 5s24d6 [Kr] 5s14d7
b) 45Rh: [Kr] 5s24d7 [Kr] 5s14d8
c) 46Pd: [Kr] 5s24d8 [Kr] 4d10
2. Hay algunos elementos que primero colocan 1 electrn
el subnivel d de un nivel antes de colocar electrones
en el subnivel f del anterior nivel.
Segn el principio Realmente es:
de construccin[Xe] 6s25d1 57La: [Xe] 6s
24f1
[Xe] 6s24f15d1 58Ce: [Xe] 6s24f2
Problema 1
Qu puede afirmarse acerca del es-
tado fundamental o basal del in V3+?
UNI 2011-I
A) Hay 1 electrn no apareado por lo
que el in es paramagntico.B) Hay 3 electrones no apareados por
lo que el in es diamagntico.
C) Hay 2 electrones ni apareados por
lo que el in es paramagntico.
D) Hay 5 electrones apareados por lo
que el in es diamagntico.
E) Hay 5 electrones no apareados por
lo que el in es paramagntico.
Resolucin:
Anlisis de los datos o grficos
Se tiene el in 23V3+el cual se esta-blece su C.E. en su estado basal.
Operacin del problema
[ ] 2 323 : Ar 4s 3d
Conclusin y respuesta
Especie paramagntica
De las alternativas la clave C es la que
cumple.
Respuesta: C) Hay 2 electrones ni
apareados por lo que el in es
paramagntico
Problema 2
Cules de las siguientes especies qu-
micas son paramagnticas?
I. 440Zr +
II. 37Rb
III.4
32Ge +
UNI 2011-II
A) I y III
B) II y III
C) Solo I
D) Solo II
E ) Solo III
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
Paramagnetismo y diamagnetismo
Anlisis de los datos o grficos
Las especies paramagnticas tienen
electrones desapareados y las diamag-
nticas no tienen electrones desapa-
reados, entonces de lo que se pide
hay que determinar que especies tie-nen electrones desapareados.
Operacin del problema
I. [ ]
[ ]
2 2 440 40Zr : Kr 5s 4p Zr :
Kr Diamagntico
+
II. [ ] 137Rb : Kr 5s Paramagntico
III. [ ]
[ ]
2 10 2 432 32
10
Ge : Ar 4s 3d 4p Ge :
Ar 3d Diamagntico
+
Conclusiones y respuesta
Solo el 37Rb es paramagntico.
Respuesta: D) Solo II
Problema 3
La configuracin electrnica del 358Ce +
es:
UNI 2011-II
A) [Xe] 5s2 B) [Xe] 6s1
C) [Xe] 5d1 D) [Xe] 4f 1
E) [Xe] 5p1
problemas resueltos
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NMEROS CUNTICOSExigimos ms!
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
Del tema de configuracin electrnica
Anlisis de los datos o grficos
[ ] 2 1 158Ce : Xe 6s 4f 5d
Operacin del problemaLuego al perder 3es, estos salen del
ltimo nivel, entonces queda:
[ ]3 158Ce : Xe 4f +
Conclusin y respuesta
En esta configuracin del Ce se debecolocar primero un electrn en el
subnivel "d" y luego se va completan-
do el subnivel "f"; la respuesta es:
Mtodo prctico
Respuesta: D) [Xe] 4f1
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TABLA PERIDICA
QUMICA
de propiedades semejantes quedaban ubicadas en la
misma lnea vertical efectivamente los elementos de
las triadas de Dobereiner se hallaban en dichas lneas.Su representacin no atrajo mucho la atencin de los
cientficos contemporneos.
IV.LEY DE OCTAVAS DE JOHN ALEXANDERREYNA NEWLANDS (1864)Este ingls (18371898); a los 62 elementos descubiertos
los clasific en orden creciente a su peso atmico y en
grupo de siete en siete, tal que el octavo elemento, a
partir de uno dado, era una especie de repeticin del primero,
como la nota ocho de una escala musical (Ley de Octavas).
Ejemplo:
H
1
F
8
Cl
15Co; Ni
22
Br
29
Pd
36
f
43
Pl; Ir
50
Li
2
Na
9
K
18Cu
23
Rb
30
Ag
37
Ca
44
Ti
51
Be
(3)
Mg
10
Ca
17Zn
24
Sr
31
Cd
38
Ba; V
45
Pb
52
B
(4)
Al
11
Cr
18Y
25
Ce; La
32
In
39
Ta
46
Th
53
C
5
Si
12
T
19In
26
Zr
33
Sn
40
W
47
Hg
54
l
N
6
P
13
Mn
20As
27
Di; Mo
34
Sb
41
Nb
48
Bi
55
Q
7
S
14
Fe
21Se
28
Ro; Ru
35
Te
42
Au
49
Ce
56
1
2
3
4
5
6
7
8
GRUPO
I. HIPTESIS DE PROUT (1815)Un punto clave para iniciar la clasificacin peridica de los
elementos lo constituy la determinacin de sus pesosatmicos, el primer intento lo hizo Prout quien propuso
que los pesos atmicos de todos los tomos eran ml-
tiplos enteros y sencillos del peso atmico del hidrgeno,
ya que este era la materia fundamental a partir del cual
se constituyen todos los dems elementos.
II. TRIADAS DE JOHAN W. DOBEREINER(1829)Luego de identificar algunos elementos con propiedades
parecidas, este alemn (1780-1849) coloc los
elementos con comportamiento similar en grupos de
tres en tres y observ que el peso atmico del elemento
intermedio era aproximadamente, el promedio de los
extremos.
Ejemplo: Elemento (P.A.)
III.HLICE TELRICO DE ALEXANDER BE-GUYER DE CHANCOURTOIS (1862)El gelogo francs (18191886) coloc los elementos
en orden creciente a su peso atmico; en un lnea en-
rollada helicoidalmente a un cilindro, e hizo notar que los
DESARROLLODEL TEMA
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TABLA PERIDICAExigimos ms!
V. LA CURVA DE JULIUS LOTHAR MEYER (1869)En su libro "Modernas Teoras de la Qumica" el alemn Meyer (1830-1895) se bas en el estudio de los llamados
volmenes atmicos (volumen ocupado por un mol de tomos en una muestra slida y lquida). Al componer estos
con los pesos atmicos obtuvo la ahora famosa curva de Lothar Meyer:
A. Curva de Lothar Meyer
El volumen tomo de las ordenas se ha calculado
dividiendo el peso atmico entre la densidad deuna muestra slida o lquida del elemento median-
te el empleo de valores modernos.
B. Avances del grfico
1. Los volmenes atmicos mximos se alcanzan
para los metales alcalinos.
2. Entre el Li y Na, as como entre Na y K, existen
seis elementos, como indic la Ley de Octavas
de Newlands. Sin embargo entre Rb y Cs hay
ms de seis elementos, lo que explica la falla en
el trabajo de Newlands.
3. Los slidos con bajo punto de fusin, as como los
elementos gaseosos (en condiciones ambientales)se encuentran en las partes ascendentes de su
curva o en los mximos de esta.
4. Los elementos difciles de fundir se presentan
en los mnimos o en los parciales descendentes.
5. La curva tambin muestra la periodicidad de otraspropiedades como volumen molar, punto de
ebullicin, fragilidad, etctera.
VI.TABLA PERIDICA DE DIMITRI IVANO-VICH MENDELEIEV (1872)
Al igual que Meyer, el Ruso Mendeleiev (18341907) or-
den a los 63 elementos descubiertos secuencial-mente
de acuerdo al orden creciente de su peso atmico.
Su "Tabla corta" est dividida en ocho columnas o gru-
pos, tal que el orden de cada grupo indica la mxima
valencia del elemento, para formar xidos o hidruros.
As mismo su tabla est conformado por 12 f ilas o se-ries formando parte a su vez de 7 periodos; de la si-
guiente manera.
Clasificacin peridica de los elementos (Segn D.I. Mendeleiev)
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TABLA PERIDICAExigimos ms!
A. Ventajas de su tabla corta
1. En su tabla dej espacios vacos para los elementos
que todava no se descubran (44, 68, 72,
etctera) prediciendo con exactitud apreciable,
las propiedades y qumicas de los mismos.
2. A dichos elementos no descubrimientos los
bautiz con un nombre.
Ejemplo:
donde: Eka:primero o despus de Dvi:segundo
3. Los elementos de un mismo grupo coinciden
en sus propiedades qumicas, como en la valencia
para formar xidos o hidruros.
B. Desventajas de su tabla corta
1. El hidrgeno no tiene posicin definida.
2. No hay una clara forma de separar a los metales
y no metales.
3. Su principal error fue ordenar a los elementos
en orden creciente a sus pesos atmicos; en
dicha clasificacin hay algunos elementos con
el Te y Co, que poseen peso atmico, mayor
que el que sucede.
VII.TABLA PERIDICA ACTUAL O MODERNAEn 1914 el ingls Henry Moseley descubre el nmero
atmico de cada elemento con su experimento del
espectro de rayos X postulando la siguiente ley
peridica. Las propiedades fsicas y qumicas de los
elementos son funcin peridica de su nmero atmico.
Aos ms tarde Werner crea una tabla peridica larga
al agrupar a los elementos en orden creciente y
sucesivo y al nmero atmico, la que es considerada
hasta hoy como la Tabla Peridica Moderna (TPM).
La TPM est formada por 18 columnas agrupadas en
dos grandes familias A y B donde cada familia consta
de 8 grupos.El orden de cada grupo (en la familia A yB) nos indica la cantidad de electrones de la ltima
capa (e de valencia).
La TPM est formada por 7 filas o 7 periodos, el orden
de cada periodo nos indica la ltima capa o nmeros
de capas del elemento.
En la parte inferior de la TPM colocado en forma perpen-
dicular al grupo 3B se encuentran los lantnidos y
actnidos, llamados tambin tierras raras, en dicho blo-
que empiezan los elementos derivados del Uranio
(Transurnidos).
Representaciones(grupo principal)
Cdigo de colores de l os elementos a temperatura y presin normales.GasLquidoSlidoNo aparecen en la naturaleza
3
IIIB
4
IVB
5
VB
6
VIB
7
VIIB
8 11
IB
12
IIB
13IIIA
14IVA
1IA
2IIA
1H
1,0079
3Li
6,941
11Na
22,990
19K
39,098
37Rb
85,468
55Cs
132,905
87Fr
223
Be9,012
4
12Mg
24,305
20Ca
40,078
38Sr
87,62
56Ba
137,327
88Ra
226,025
21Sc
44,956
39Y
88,906
57La
138,906
89Ac
227,028
22Ti
47,88
40Zr
91,224
72Hf
178,49
104
Rf
261
23V
50,942
41Nb
92,906
73Ta
180,948
105Db
262
24Cr
51,996
42Mo
95,94
74W
183,84
106Sg
263
25Mn
54,938
43Tc
98
75Re
186,207
26Fe
55,845
44Ru
101,07
76Os
190,23
108Hs
265
107
Bh
262
9
27Co
58,933
45Rh
102,906
77Ir
192,22
109Mt
266
VIIIB 10
28Ni
58,69
46Pd
106,42
78Pt
195,08
110Uun
269
29Cu
63,546
47Ag
107,868
79Au
196,967
111Uun
272
30Zn
65,39
48Cd
112,411
80Hg
200,59
112
Uub
277
5
B
10,811
13Al
26,982
31Ga
69,723
49In
114,82
81Tl
204,383
6
C12,011
14Si
28,086
32Ge
72,61
50Sn
118,71
82Pb
207,2
114
15VA
7
N14,007
15P
30,974
33As
51Sb
121,76
83Bi
16VIA
17VIIA
74,922
208,980
8
O15,999
16S
32,066
34Se
78,96
52Te
127,60
84Po209
9
F
18,998
17Cl
35,453
35Br
79,904
53I
126,905
85At210
10
Ne
20,180
18Ar
39,948
36Kr
83,8
54Xe
131,29
86Rn222
18
VIIIA
58Ce
140,115
59Pr
140,908
60Nd
144,24
61Pm
145
62Sm
150,36
63Eu
151,964
64Gd
157,25
65Tb
158,925
97Bk
247
66Dy
162,5
98Cf
251
67Ho
164,93
99Es
252
68Er
167,26
100Fm
257
69Tm
168,934
101Md
258
70Yb
173,04
102No
259
71Lu
174,967
90Th
232,038
91Pa
231,036
92U
238,029
93Np
237,048
94Pu
244
95Am
243
96Cm
247
103Lr
262
1
2
3
4
5
6
7
Lantnidos(tierras raras)
Actnios
Metales de transicin
Representativas
2
He
4,003
20
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TABLA PERIDICAExigimos ms!
En la TPM se pueden observar solo 90 elementos naturales
desde el 1H hasta el 92U, en cambio los elementos 43Tc,
61Pm y del 93Np en adelante son artificiales.
Obtenidos mediante transmutaciones nucleares, a partir
del uranio razn por la que son llamadas elementos
transurnidos.
La TPM tambin se puede clasificar en 4 grandes bloques
de acuerdo al subnivel donde termina su configuracin
electrnica ellos son:
Bloque "s" y Bloque "p"
Pertenecen a la familia "A" llamadas elementos tpicos
o representativos porque la ltima capa est incompleta
de electrones (del 1A al 7A excepto el 8A).
Bloque "d" pertenece a la familia "B"
Contiene a los metales de transicin, debido a que
su penltima y ltima capa estn incompletas de
electrones.
Del 3B al 1B excepto el 2B).
Bloque "f" pertenece a la familia "B"
Contiene a los metales de transicin interna, debido
a que su antepenltima; penltima y ltima capa
no estn llenas de electrones. Todos los del bloque"f", excepto: (n 2)f14.
Ejemplo:
A. Leyenda de la TPM
1. Metales, no metales y metaloides
21
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UNI 2014 - II QUMICA
TABLA PERIDICAExigimos ms!
Problema 1
Cierto elemento tiene 5 electrones en
el ltimo nivel y pertenece al 3.erperio-
do del sistema peridico, diga ud. Cul
es su nmero atmico?
UNI 83 - II
Nivel fcil
A) 10 B) 12 C) 14
D) 15 E) 19
Resolucin:
Se trata de un elemento representativo
del bloque "p". Haciendo la distribucinelectrnica:
1s22s22p63s23p3
El nmero atmico sera 15.
Respuesta:D) 15
Problema 2
Tres ejemplos de elementos no met-
licos gaseoso son:
UNI 82 - II
Nivel intermedio
A) Talio, Indio, Galio
B) Xenn, Fluor, Nen
C) Telurio, Yodo, Oxgeno
D) Calcio, Escandio, Titanio
E) Selenio, Bromo, Kriptn
Resolucin:
El fluor, xenn y nen son elementos
no metlicos que a condiciones ambien-tales se encuentran al estado gaseoso.
Respuesta:B) Xenn, Fluor, Nen
Problema 3
Indique Ud., qu afirmacin es correcta?
UNI 78
Nivel difcil
A) El cloro tiene poder decolorante por
su accin oxidante.
B) El diamante se usa como electrodos
en galvanoplasta en lugar de gra-
fito, por su mayor dureza.
C) Los iones sodio, calcio y potasio le
dan dureza al agua.
D) La mxima densidad del agua co-
rresponde al hielo.
E) El SiO2es un slido volatil.
Resolucin:
El cloro es un gas gran oxidante se uti-
liza como decolorante en forma de hipo-
clorito de sodio (NaC O ).
Respuesta: A)
problemas resueltos
Ubicacin de un elemento en la Tabla Peridica:
Periodo:
a. Es el ordenamiento de los elementos en filas, tienen
propiedades diferentes.
b. Los periodos indican el nmero de niveles de energa
que tienen los tomos de los elementos
Nmero de Perodo= mximo nivel en la configuracin
Grupo:
Es el ordenamiento de los elementos en columnas.
Generalmente tienen propiedades qumicas semejantes.
Elementos Representativos
Nmero del Grupo A Nmero de electrones mximo nivel
Ejemplos:
11Na: [Ne] 3s1 Periodo: 3 - Grupo: IA
17Cl : [Ne]3s23p5 Periodo: 3 - Grupo: VIIA
Elementos de Transicin
Nmero del Grupo B Nmero de electrones del
mximo nivel + nmero de electrones del subnivel d
incompleto
Observacin: si la suma resulta 9 o 10, entonces el
elemento pertenece al grupo VIIIB
Ejemplos:
22Ti: [Ar]4s23d2 Periodo: 4 - Grupo: IVB
29Cu: [Ar]4s13d10 Periodo: 4 - Grupo: IB
23
-
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24UNI 2014 - II QUMICA
PROPIEDADES PERIDICAS
QUMICA
PROPIEDADES PERIDICAS DE UN ELE-MENTO
Son cualidades fsicas o qumicas que caracterizan un ele-mento, asemejndolos o diferencindolos (ya sea en una
columna o fila) con otros elementos, dentro de la T.P.M.
Los ms importantes son:
A. Radio atmico (ra)
En la mitad de la distancia entre dos ncleos de dos
tomos adyacentes. Puede ser de 2 clases:
Radio metlico, es la mitad de la distancia entre
los ncleos de tomos adyacentes en un metal
slido.
Radio covalente, es la mitad de la distancia entre
los ncleos de 2 tomos unidos en una molcula.
DESARROLLODEL TEMA
Ejemplo:
D
a(Na)d
r2
= a(Cl)D
r2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA
Periodo
11H78
2He128
23Li
152
4Be112
5B88
6C77
7N74
8O66
9F64
10Ne
311Na191
12Mg160
13Al143
14Si
118
15P
110
16S
104
17Cl99
18Ar174
419K
235
20Ca197
21Sc164
22Ti
147
23V
135
24Cr
129
25Mn137
26Fe128
27Co125
28Ni
125
29Cu128
30Zn137
31Ga153
32Ge122
33As121
34Se119
35Br
114
36Kr
537Rb
250
38Sr
215
39Y
182
40Zr
160
41Nb
147
42Mo
140
43Tc
135
44Ru
134
45Rh
134
46Pd
137
47Ag
144
48Cd
152
49In
167
50Sn
158
51Sb
141
52Te
137
53I
133
54Xe
218
655Cs272
56Ba224
57 *La188
72Hf
159
73Ta147
74W
141
75Re137
76Os135
77Ir
136
78Pt
139
79Au144
80Hg155
81Tl
171
82Pb175
83Bi
182
84Po167
85At
86Rn
787Fr
270
88Ra223
89 *Ac188
104Rf
150
105Db139
106Sg132
107Bh128
108Hs126
109Mt
110Uun
111Uuu
112Uub
113Uut
114Uuq
115Uup
116Uuh
117Uus
118Uuo
Serie deLantnidos
58Ce183
59Pr
183
60Nd182
61Pm181
62Sm180
63Eu204
64Gd180
65Tb178
66Dy177
67Ho177
68Er
176
69Tm175
70Yb194
71Lu172
Serie deActnicos
90Th180
91Pa161
92U
138
93Np131
94Pu151
95Am184
96Cm174
97Bk170
98Cf
169
99Es203
100Fm
101Md
102No
103Lr
TABLA DE RADIOS ATOMICOS
-
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UNI 2014 - II QUMICA
PROPIEDADES PERIDICASExigimos ms!
Grfica racontra Z
03
02
01
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
1periodo
periodo per iodo per iodo per iodo periodo2 3 4 5 6
RadioAtmiconm
Nmero Atmico Z
H
Li
F
Na
C
k
Br
Elementosde Transicin
Rb
I
Elementosde Transicin
Cs
At
Elementos de Transicin
antanoides
B. Radio inico (ri)
Es el radio de un catin o de un anin.
Grfica racontra ri
0 10 20 30 40 50 60
250
200
150
100
50
K Rb
Ca
Na
Li
Li+
Na+
K+ Rb
+Ca
+
0 10 20 30 40 50 60
250
200
150
100
50
Cl
F
Brl
Cl
F
Brl
PARA METALES ALCALINOS PARA HAL GENOS
r (pm)a
r (pm)i
Z Z
TABLA DE RADIOS INICOS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18IA IIA IIIB IVB B IB IIB IIIB IB IIB IIIA IVA A IA IIA IIIA
Periodo
11
H1-
154
2He
23
Li1+
58
4Be
2+
27
5B
3+
12
6C
4-
260
7N
3-
171
8O
2-
140
9F
1-
133
10Ne
311
Na1+
102
12Mg
2+
72
13Al
3+
53
14Si
4+
26
15P
3-
212
16S
2-
184
17Cl
1-
181
18Ar
419K
1+
138
20Ca
2+
100
21Sc
3+
83
22Ti
4+
69
23V
4+
61
24Cr
2+
84
25Mn
4+
52
26Fe
3+
67
27Co
2+
82
28Ni
2+
78
29Cu
1+
96
30Zn
2+
83
31Ga
3+
62
32Ge
2+
90
33As
3-
222
34Se
2-
198
35Br
1-
196
36Kr
1+
169
5
37
Rb
1+
149
38
Sr
2+
116
39
Y
3+
106
40
Zr
4+
87
41
Nb
4+
74
42
Mo
2+
92
43
Tc
4+
72
44
Ru
3+
77
45
Rh
2+
86
46
Pd
2+
86
47
Ag
1+
113
48
Cd
2+
103
49
In
3+
72
50
Sn
2+
93
51
Sb
3-
245
52
Te
2-
221
53
I
1-
220
54
Xe
1+
190
655
Cs1+
170
56Ba
2+
136
57 *La
3+
122
72Hf
4+
84
73Ta
4+
68
74W
4+
68
75Re
4+
72
76Os
3+
81
77Ir
2+
89
78Pt
2+
85
79Au
1+
137
80Hg
2+
112
81Tl
3+
88
82Pb
2+
132
83Bi
3+
96
84Po
2-
230
85At
1-
227
86Rn
787Fr
1+
180
88Ra
2+
152
89 *Ac
3+
118
104Rf
4+
67
105Db
4+
68
106Sg
5+
86
107Bh
5+
83
108Hs
4+
80
109Mt
3+
83
110Uun
111Uuu
112Uub
113Uut
114Uuq
115Uup
116Uuh
117Uus
118Uuo
Cambios de tamao cuando el Li reacciona con el Fpara formar LiF.
Observaciones:
Un tomo al perder ms electrones, su radio ser
cada vez menor.
Serie deLantnidos
58Ce
3+
107
59Pr
3+
106
60Nd
3+
104
61Pm
3+
106
62Sm
3+
100
63Eu
3+
98
64Gd
3+
97
65Tb
3+
93
66Dy
3+
91
67Ho
3+
89
68Er
3+
89
69Tm
3+
94
70Yb
3+
86
71Lu
3+
85
Serie deActnidos
90Th
3+
101
91Pa
3+
113
92U
3+
103
93Np
3+
110
94Pu
3+
108
95Am
3+
107
96Cm
3+
99
97Bk
3+
98
98Cf
3+
98
99Es
3+
98
100Fm
3+
91
101Md
3+
90
102No
3+
95
103Lr
3+
88
Ejemplo:
2(Na) (Na ) (Na )r r r .....++> > >
Un tomo al ganar ms electrones, su radio ser
cada vez mayor.
Ejemplo:
32(N) (N ) (N ) (N )r r r r < < Z > EI
D. Afinidad electrnica o electroafinidad (EA)
Es el cambio de energa cuando un tomo (aislado)
gaseoso en el estado fundamental, gana un electrn
para convertirse en anin. La EA es difcil de medir y
no se conocen valores exactos de todos los elementos
(algunos se calcularon tericamente).
(g) (g) (g) (g)x e EA x x 1e x EA
+ + +
La EA es negativa cuando se libera energa y cuando
ms negativa sea la EA, mayor ser la tendencia del
tomo a aceptar un e.
Los metales alcalinos terreos y gases nobles no tienen
tendencia a aceptar electrn por lo que su EA es
positiva.
26
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UNI 2014 - II QUMICA
PROPIEDADES PERIDICASExigimos ms!
TABLA DE AFINIDADES ELECTRONICAS
Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA
Periodo
1H
-73He21
2Li
-60Be19
B-27
C-122
N7
O-141
F-328
Ne29
3Na-53
Mg19
Al-43
Si-134
P-72
S-200
Cl-349
Ar35
4K
-48Ca10
Sc-18
Ti-8
V-51
Cr-64
Mn Fe-16
Co-64
Ni-112
Cu-118
Zn47
Ga-29
Ge-116
As-78
Se-195
Br-325
Kr39
5Rb-47
Sr Y-30
Zr-41
Nb-86
Mo-72
Tc-53
Ru-101
Rh-110
Pd-54
Ag-126
Cd32
In-29
Sn-116
Sb-103
Te-190
I-295
Xe41
6Cs-45
Ba Lu Hf Ta-31
W-79
Re-14
Os-106
Ir-151
Pt-205
Au-223
Hg61
Tl-20
Pb-35
Bi-91
Po-183
At-270
Rn41
7Fr-44
Ra Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
Tabla peridica de afinidades electrnicas, en kJ/mol
Grfica EA contra Z Observaciones
Los halgenos liberan ms energa que todos.
En un grupo: a > Z < EA
En un perodo: a > Z > EA
TABLA DE ELECTRONEGATIVIDADES DE LOS ELEMENTOS
Grupo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
IA IIA IIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIAPerodo
1H2.1
He
2Li1.0
Be1.5
B2.0
C2.5
N3.0
O3.5
F4.0
Ne
3Na0.9
Mg1.2
Al1.5
Si1.8
P2.1
S2.5
Cl3.0
Ar
4K
0.8Ca1.0
Sc1.3
Ti1.5
V1.6
Cr1.6
Mn1.5
Fe1.8
Co1.9
Ni1.8
Cu1.9
Zn1.6
Ga1.6
Ge1.8
As2.0
Se2.4
Br2.8
Kr
5Rb0.8
Sr1.0
Y1.2
Zr1.4
Nb1.6
Mo1.8
Tc1.9
Ru2.2
Rh2.2
Pd2.2
Ag1.9
Cd1.7
In1.7
Sn1.8
Sb1.9
Te2.1
I2.5
Xe
6Cs0.7
Ba0.9
LuHf1.3
Ta1.5
W1.7
Re1.9
Os2.2
Ir2.2
Pt2.2
Au2.4
Hg1.9
Tl1.8
Pb1.9
Bi1.9
Po2.0
At2.2
Rn
7Fr0.7
Ra0.7
Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
Tabla peridica de la electronegatividad usando la escala de Pauling.
27
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UNI 2014 - II QUMICA
Exigimos ms!PROPIEDADES PERIDICAS
E. Electronegatividad (EN)
Es la habilidad (fuerza relativa) de un tomo para atraer hacia s los electrones de un enlace qumico; en un enlace
qumico, el tomo ms electronegativo jalar con ms fuerza a los electrones de un enlace. Linus Pauling desarrollo un
mtodo para hallar la ENde la mayora de los elementos, ello lo podemos observar en la tabla de la siguiente pgina.
Grfica EN contra Z
Observaciones sobre la EN
Predice el tipo de enlace con bastante exactitud.
Forman compuestos inicos cuando son grandes diferentes de EN.
El elemento menos ENcede su electrn (o electrones) al elemento ms EN.
Los elementos con pequeas diferencias de EN forman enlaces covalentes.
28
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UNI 2014 - II QUMICA
PROPIEDADES PERIDICASExigimos ms!
Problema 1
Se dan los siguientes elementos con
sus nmeros atmicos 9F, 17C y 19K.
Indique cuales de las siguientes pro-
posiciones son verdaderas:
I. Los elementos F y K pertenecen
al mismo periodo.
II. La electronegatividad del elemen-
to F es menor que la del C.
III. El radio atmico del K es mayor que
la del F.
UNI 2010-II
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo IIID) I y II
E ) II y III
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
Verdadero - falso
Anlisis de los datos o grficos
I. Falso
II. Falso
En direccin de la flecha aumenta
la electronegatividad.
III. Verdadero
En direccin de la flecha aumenta
el radio atmico:
RA(K) RA(F)>
Respuesta: C) Solo II
Problema 2
Para poder determinar la identidad de
un elemento, se cuenta con la siguien-
te informacin:
I. Nmero de masa
II. Nmero atmico
UNI 2010-II
Se puede decir que:
A) La informacin I es suficiente.
B) La informacin II es suficiente.
C) Es necesario utilizar ambas infor-
maciones.
D) Cada una de las informaciones, por
separado, es suficiente.
E) Las informaciones dadas son insufi-
cientes.
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
A partir de la ley peridica actual.
Anlisis de los datos o grficos
I. Nmero de masa (A) =
N de p+ + N de n
II. Nmero atmico (Z) = N de p+
Operacin del problema
El nmero atmico (Z) es el valor que
identifica a que elemento qumico per-
tenecen los tomos. A partir de la ley
de Moseley se debe recordar que: "las
propiedades de los elementos son fun-
cin peridica de su nmero atmico".
Respuesta: B) La informacin II es
suficiente
Problema 3
Indique a qu grupo y periodo de la
tabla Peridica Modena pertenece un
elemento que tiene un nmero at-
mico igual a 27.
UNI 2011-I
A) 4.toperiodo, Grupo III A
B) 3.erperiodo, Grupo VIII A
C) 4.toperiodo, Grupo VIII B
D) 5.toperiodo, Grupo I A
E) 3.erperiodo, Grupo III B
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
Se pide el grupo y periodo de un ele-
mento.
Anlisis de los datos o grficos
Se tiene el nmero atmico del ele-
mento Z = 27.
Operacin del problemaHacemos la configuracin electrnica
Z = 27:
2 2 6 2 6 2 7 2 71s 2s 2p 3s 3p 4s 3d [Ar]4s 3d< >
Conclusin y respuesta
El periodo se determina ubicando el
mximo nivel en la configuracin
electrnica.
el periodo es el 4to.
El nmero del grupo corresponde al
elemento de transicin cuya configu-
racin termina en d7 este correspon-
de al grupo VIIIB.
Mtodo prctico
2 7 Periodo 4.toZ 27 [Ar] 4s 3dGrupo VIIIB
== > >
=
Respuesta: C)4to periodo,
Grupo VIII B
problemas resueltos
29
-
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30UNI 2014 - II QUMICA
ENLACE QUMICO
QUMICA
ENLACE QUMICO INTERATMICOEs la fuerza de atraccin electromagntica, pero ms acen-
tuada en la atraccin elctrica, entre 2 o ms tomos que
resulta como consecuencia de la transferencia o compar-
ticin mutua de uno o ms pares de e , entre los tomos
participantes. Este tipo de enlace define las propiedades
qumicas de la sustancia, como: la clase de sustancia,
valencia(s) del elemento, forma geomtrica de la estructu-
ra, adems estabiliza la estructura de la nueva sustancia
liberando energa en su conformacin; osea los tomos li-
bres poseen mayor energa que los tomos unidos por en-
laces.
CARACTERISTICAS GENERALES:
1. Son fuerzas de naturaleza electromagntica, pero msacentuado en la fuerza elctrica
2. Intervienen los electrones ms externos o de valencia
y de estos los primeros en enlazarse son los que estn
desapareados
3. La electronegatividad influye en la formacin del enlace
entre los atomos.
4. Los tomos conservan su identidad porque la estructura
e sus ncleos no se alteran. Aunque genera sustancias
con propiedades diferentes.
5. Los tomos adquieren un estado energtico ms
estable, debido a que disminuye su energa potencial.
6. Se generan cambios energticos.
Octeto de Lewis
"Todo tomo, al formar un enlace qumico, adquiere,
pierde o comparte tantos electrones hasta alcanzar la
configuracin electrnica de un gas noble: (ns2; np6),
es decir cada tomo debe poseer 8 e , en su ltima
capa".
Excepto algunos elementos como: 1H, 2He, 3Li, 4Be,
5B, etctera.
DESARROLLODEL TEMA
Kernel
Es todo lo que queda de un tomo al no tomar en
cuenta su ltima capa; los e de la ltima capa se
denotan con puntos.
Valencia
Es la capacidad de saturacin con la que un elemento
se enfrenta a otro para cumplir con el octeto de Lewis.
La valencia no tiene signo, simplemente es el nmero
que indica cuntos electrones debe ganar o perder el
elemento antes de que se sature.
Carga inica
Es el estado que adopta un tomo cuando ha perdido
o ganado electrones (catin o anin).Ejemplo:
2 2 512
Kernel
Mg: Ncleo, 1s , 2s , 2p
,
Valencia 2Carga=0
. .Mg
=
2
Valencia 0Carga=2+
Mg catin+
=
2
8 Kernel
O : Ncleo, 1s ,
anin
18Ar:2 2 6
Kernel
Ncleo, 1s ,2s ,2p , 3s
2 py3px pz,
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ENLACE QUMICOExigimos ms!
A. Clases de enlace interatmico
Son 3: Inico, metlico y covalente.
1. Enlace inico o electrovalente
Es la atraccin electrosttica entre 2 iones de-bidoa la transferencia de e del metal al no metal
posiblemente, siempre que la EN 1,7.7.
Ejemplos:
IA: Na val = 1; EN(Cl) = 3,0
Unidad frmula = NaCl
VIIA: val = 1; EN(Na) = 0,9
Atomicidad = 1 + 1 = 2 EN = 2,1
El enlace es inico
Ejemplo:
IA: K
val = 1; EN (N) = 3,04 Unidad frmula
= 3K N
VA: val = 3; EN (K) = 0,82 Atomicidad =
3 + 1 = 4
EN = 2,22
El enlace es inico.
o tambin: 3K+
Caractersticas de un compuesto inico
Generalmente existen en estado slido.
Su mnima porcin es la celda cristalina unitaria, no
presentan molculas.
OCTETO INCOMPLETO
Hay algunos elementos que necesitan menos de ocho
electrones en el ultimo nivel para ser estables, por ejemplo:
El H y el He se estabilizan con 2 electrones
El Be y el Hg se estabilizan con 4 electrones
El B y el Al se estabilizan con 6 electrones
Ejemplo
Estructura del BF3:
B
F
F
F
Se observa que el Boro es estable con seis electrones en
su ultimo nivel
OCTETO EXPANDIDO
Los elementos no metlicos del tercer periodo en adelantecumplen la regla del octeto pero tambin pueden
estabilizarse con ms de ocho electrones en algn
compuesto donde se encuentre, por ejemplo:
El fsforo puede estabilizarse con 8 o 10 electrones
El azufre puede estabilizarse con 8, 10 o 12 electrones
El cloro, bromo y yodo pueden ser estables con 8, 10,
12 o 14
El xenn puede ser estable con 8, 10, 12, 14 o 16
Ejemplo:
PCl3 PCl5
P
Cl
ClCl
P
Cl
ClCl
ClCl
Se observa que el fosforo en el PCl3 cumple la regla delocteto pero en el PCl5 llega a ser estable con 10 electronesen su ltimo nivel
DIAGRAMA DE LEWIS:Consiste en abreviar la configuracin
electrnica de los elementos representativos,
graficando alrededor de su smbolo qumicolos electrones del ltimo nivel, los cuales se
pueden representar con los siguientes
smbolos , x, -, .... . Recordar que el
nmero del grupo en la tabla peridica coincide con la
cantidad de electrones de valencia.
GRUPO I
ESTADO BASAL
ESTADO HIBRIDIZADO
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
E E E E E
E E E E E E E E
E E
VIIIA
E
Ejemplo:
Hacer el diagrama de Lewis del:
P (Z=15): 1s22s 22p 63s 23p 3, se observa que tiene 5
electrones de valencia, por lo tanto su diagrama de Lewis
en estado basal ser:
P
B(Z=5): 1s2
2s2
2p1
, se observa que tiene 3 electrones devalencia, por lo tanto su diagrama de Lewis en estado basal
ser:
B
Observar que el diagrama de Lewis en estado basal indica la
cantidad de electrones apareados y desapareados en el
ltimo nivel que seala la configuracin electrnica
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ENLACE QUMICOExigimos ms!
Ejemplo:
SAL
Na
C+
Celda Unitaria
Es el cubo ms simple
con iones Na y C en
forma alternada.
+
(NaC )
En la naturaleza son slidos.
Poseen alto punto de fusin y ebullicin.
Son duros y frgiles.
El CaO presenta mayor Tebullicinque el NaC.
En estado slido son malos conductores del calor y la electricidad, pero cuando estn fundidos o disueltos en
agua s son buenos conductores.
Su mnima porcin es la celda cristalina unitaria.
B. Enlace metlico
Es la fuerza de atraccin entre la nube electrnica circundante y los cationes metlicos sumergidos en el ocano de
electrones.
Ejemplo:
Caracterstica de una sustancia metlica
Son relativamente blandos, pero tenaces.
Temperatura de fusin y ebullicin variables.
Excelentes conductores del calor y electricidad.
La mayora son dctiles y maleables.
Todo metal es muy electropositivo (puede perder fcilmente electrones).
Todos son slidos (excepto el Hg).
Su mnima porcin es la celda cristalina unitaria y no la molcula.
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ENLACE QUMICOExigimos ms!
problemas resueltos
Problema 1
Ordene los siguientes enlaces en orden
creciente de sus porcentajes de
carcter inico.I. Li - Cl II. Na - Cl
III. B - Cl IV. C - Cl
Datos:
Elemento
Z
Li
3
B
5
C
6
Na
11
UNI 1996-II
Nivel Intermedio
A) I, II, III, IV
B) II, I, III, IV
C) III, IV, I, II
D) III, IV, II, I
E) IV, III, I, II
Resolucin:
Segn la variacin de la electronegati-
vidad (EN) en la TPM.
Li
Na
Aumenta la EN
B C
El orden decreciente de la EN de los
siguientes elementos es:
C > B > Li > Na
Entonces a mayor EN de un elemento,
menor ser la diferencia de electro-
negatividad (EN) respecto al cloro, y
menor resulta el porcentaje de
caracter inico.
C Cl
IV
< B Cl< Li Cl< Na CC
III< < I < II
Respuesta: B)IV, III, I, II
Problema 2
Cul de las siguientes alternativas
presenta el enlace con mayor carcter
inico?
Datos:
Elemento
EN
C
2,5
S
2,5
N
3,0
O
3,5
F
4,0
A) N O B) S F C) C O
D) O F E) C N
UNI 1999-II
Nivel Fcil
Resolucin:
El mayor carcter inico est dado por
la mayor diferencia de electronegatividad
A)N O
3 3,5 EN = 3,5 3,0 = 0,5
B)S F
2,5 4,0 EN = 4,0 2,5 = 1,5
C)C O
2,5 3,5 EN = 3,5 2,5 = 1,0
D)O F
3,5 4,0 EN = 4,0 3,5 = 0,5
E)C N
2,5 3,0 EN = 3,0 2,5 = 0,5
Entonces la > EN , se da en el enlace:
S F
Respuesta: B)S F
Problema 3
Indique la estructura correcta del CaCl2
Datos: Z: Ca=20, Cl=17
A) Ca2+ Cl
1
B) 2Ca2+ Cl1
C) Ca2+ Cl21
D) Ca2+ Cl2
E) Ca2+ Cl1
2
Ca Cl
Entonces el Ca como es metal perder
2 electrones, quedando:
Ca2+
Y en Cl por ser no metal ganar un
electrn, quedando:
Cl1
Se unen estos iones:
Ca2+ Cl1
Finalmente se neutraliza las cargas:
Ca2+ Cl1
2
Respuesta: C)Ca2+ Cl1
2
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34UNI 2014 - II QUMICA
ENLACE COVALENTE
QUMICA
Por lo general es la atraccin entre 2 tomos, en lo posible
no metlicos debido a la comparticin mutua de uno o ms
pares de electrones entre los participantes, este enlace
ocurre siempre que la EN < 1,7..Existen 2 clases: normal y coordinado.
En la formacin del enlace covalente ocurre un traslape de
orbitales atmicos, es decir una superposicin mxima de
orbitales atmicos.
Caractersticas del enlace covalente:
a) Se forma generalmente entre no metales
b) Tambin se puede formar con los metales; Be, Hg y Al,
con los no metales de electronegatividad no muy alta
ni muy baja, como el cloro (BeCl2, HgCl2y AlCl3)
c) Se produce por comparticin de pares de electrones
d) Ocurre traslape de orbitales atmicos
e) Se considera que el enlace es predominantemente
covalente cuando la diferencia de electronegatividades
de los no metales que se unen es menor que 1,7
I. ESTRUCTURAS DE LEWISPara hacer la estructura de Lewis de una molcula, seprocede de la siguiente manera:
1. Se determina el nmero de electrones de valencia
total de los tomos de cada elemento.
2. Como los electrones se distribuyen alrededor de
un tomo en pares, la mitad de estos electrones
indica la cantidad de pares de electrones que se
van a distribuir en toda la molcula
3. Luego se distribuye a los tomos de la molcula de
la forma ms s imtrica posible, para esto se coloca
un tomo central, generalmente este tomo es el
que est en menor cantidad atmica (el hidrogeno
nunca es tomo central), pero tambin hay otras
formas de determinar al tomo central.4. Si hay oxigeno se colocan alrededor del tomo
central y si hay hidrogeno estos generalmente van
unidos a los oxgenos. En lo posible tomos de un
mismo elemento no deben estar juntos
5. Luego se colocan los pares de electrones
comenzando por los de enlace y luego por los
tomos que estn en el entorno del tomo central
6. Luego se verifica si cada tomo cumple la regla del
octeto (los que la cumplen), en caso que haya un
tomo que no cumple la regla del octeto, se saca
uno o ms pares de electrones no enlzantes (par
libre) del tomo que tenga ms pares libres, y se
pone como enlace.7. En caso de que al distribuir los pares de electrones
sobren uno o ms pares estos se colocan en el
tomo central como par libre.
8. En el caso de un ion a la suma de electrones de
valencia se le agrega o quita los electrones que
gana o pierde, respectivamente, la especie.
Ejemplo, hacer la estructura del H2SO4
O
HS OOH
O
II. TIPOS DE ENLACES COVALENTES3. Por el nmero de pares de electronescompartidos
a. Simple b. Doble c. Triple
A - B A = B A B
y 2
2. Por el sentido de aportacin de los electrones
a. Enlace Covalente Normal:
Ocurre cuando cada tomo aporta electrones
para el enlace.
DESARROLLODEL TEMA
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ENLACE COVALENTE
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b. Enlace Covalente Coordinado o Dativo:
Ourre cuando slo uno de los tomos aporta
el par de electrones a compartir.
Observacin:
En molculas neutras el enlace dativo lo forma
generalmente el oxgeno de la forma:
En el caso de iones, para saber si hay dativos se
tiene que comprobar cada enlace con los eletrones
de valencia de cada elemento.
Ejemplo:
Hacer la estructura del NH41+y del H3O
1+
H N
1+H
H
H
H
O
H
H
2. Por la polaridad del enlace
a. Enlace Covalente Polar:
Se d entre no metales de diferentes elementos.Existe una desigual comparticin de los electrones
b. Enlace Covalente Apolar:
Se d entre tomos del mismo no metal. Existe
una equitativa comparticin de los electrones
Hacer la estructura de Lewis de los siguientes especies
y determinar:
a) El nmero de enlaces sigma y pi
b) Nmero de enlaces dativos
c) Nmero de enlaces polares y apolares
1) HClO4 4) O3 7) P2O5 10) XeF42) HCN 5) H2CO3 8) NH3 11) BF3
3) SO3 6) H3PO4 9) NH41+
12) SF6
III. ENLACE COVALENTE NORMALResulta cuando del total de e compartidos, cada
tomo aporta la mitad, a su vez puede ser de 2 clases:
A. Enlace covalente polarSe da entre no metales de diferente naturaleza
siempre que la EN 0 , el o los pares de e se
comparten por desigual, es atraido mejor por el no
metal ms electronegativo.
Ejemplo:
Pero:
VIIA: val = 1; EN (O) = 3,44
VIA: val = 2; EN (C) = 3,16
_____________
EN = 0,28 0
Presenta 2 enlaces covalentes: normales po-laresy simples (2 ).
Presenta 8 orbitales solitarios o 8 pares deelectrones libres.
Unidad frmula = 2C O. Atomicidad = 3. Tiene 20 e de valencia.
B. Enlace covalente apolarSe da entre no metales tal que laEN = 0 y ello
ocurre entre no metales del mismo elemento, el o
los pares de e se comparten equitativamente.
Ejemplo:
VIIA: F F F F F2
hay un enlace simple
VIA: O O O O O 2
hay un enlace doble
VA: N N N N N 2
hay un enlace triple
IV. ENLACE COVALENTE COORDINADOO DATIVOEs aquel enlace donde slo uno de los tomos (da-
dor) aporta el total de e a compartirse y el otro
simplemente los acepta (aceptor) para que ello ocurra
se deben seguir las siguientes indicaciones.
Recordar el orden del grupo de cada elemento. La disposicin de los tomos y e de la estructura
debe ser lo ms simtrico posible.
El "H" jams va en el medio de 2 elementos, siem-pre va en una esquina y por lo general pe-gado al
oxgeno.
tomos de la misma naturaleza en lo posible nodeben estar juntos.
En lo posible los elibres de un tomo intermediocolocables a un slo lado, no entre enlaces.
Ejemplos:
Hallar la estructura de Lewis.
H O4
O O
H
O
O
O C O
O
IAVIIA
VIA
H
O
C C
Conclusiones: Hay 5 enlaces - 2 normalespolares
covalentes - 3 coordinadoso dativos
Hay 11 orbitales libres.
Hay 32 e de valencia.
Todos los enlaces son simples (5).
3O OO O
O
O O
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ENLACE COVALENTE
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Conclusiones:
Hay 2 enlaces - 1 Normal apolar doble
covalentes - 1 Coordinado
Hay 6 orbitales solitar ios o 6 pares de electrones
antienlazantes.
Hay 18 e de valencia.
Hay 2 enlaces sigma ( ) y un enlace pi ( ).
Caractersticas de una sustancia covalente
La mayora de ellos presentan como mnima porcina la molcula.
En su estructura por lo general hay puros nometales.
Las sustancias moleculares presentan bajo puntode fusin y ebullicin.
Son malos conductores del calor y la electricidad.
Pueden encontrarse en estado slido, lquido ygaseoso, a condiciones ambientales.
Por lo general la mayora de slidos son blandos yfrgiles.
Hay ms sustancias covalentes que inicos.
III. PARMETROS DEL ENLACE COVALENTE
A. Energa de enlace (E)
Es la energa que se requiere para romper una unin
o enlace covalente, o como la que se libera cuando
se forma un enlace covalente, generalmente
expresada en funcin de una mol de enlaces.
Curva de energa potencial para el hidrgeno
En la disociacin o ruptura de enlace hay ab-sorcin
de energa.
B. Longitud de enlace (L)
Es la distancia promedio de separacin entre los
ncleos de dos tomos enlazados en una mlecula.
Variacin
La longitud de enlace vara en relacin directacon el nmero atmico.
A mayor unin qumica, menor longitud de enlace.
A menor longitud de enlace, mayor es la ener-ga de disociacin.
Ejemplo:
C. ngulo de enlace ( )
Es el ngulo formado por las lneas imaginarias que
unen los ncleos de un tomo central enlazados a
otros dos tomos.
Ejemplo:
En el agua (H2O).
H
L = 96 pm
= 104,5H
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ENLACE COVALENTE
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Problema 1
Cules de las siguientes estructuras de
Lewis son correctas?
I.
II.
III)
Datos, Nmero atmico: H = 1, C = 6,
N = 7, O = 8
UNI 2011-I
A) Solo I B) Solo IIC) Solo III D) II y IIIE) I y III
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
Hacer las estructuras de compuestos
covalentes.
Anlisis de los datos o grficos
I.El carbono debe formar cuatro en-
laces.
II. Es correcto
III. Es correcto
Operacin del problema
La estructura en I debe serLa estructura en II es correcta.La estructura en III es correcta.
Conclusin y respuesta
Se debe comprobar que en todas las
estructuras estables el C, O y N deben
cumplir la regla del octeto y que el
carbono debe formar 4 enlaces.
Las estructuras II y III son correctas.
Respuesta: D)II y III
Problema 2
Indique la alternativa que contiene la
secuencia correcta despus de deter-
minar si las proposiciones son verda-deras (V) o falsas (F).
I. Las propiedades de las sustancias
no estn influenciadas por las dife-
rencias de electronegatividad en-
tre sus tomos constitutivos.
II. Algunos tomos en una molcula
con enlace es polares poseen una
carga parcial negativa y otros una
carga parcial positiva.
III. En el ion amonio ( )4NH+ hay un en-lace covalente coordinado que es
ms polar que los otros.UNI 2011-I
A) FFF B) FVF C) FVV
D) VFV E) VFF
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
Veracidad o falsedad
Operacin del problema
I. Falso: Las propiedades de las sus-
tancias as como la temperatura de
ebullicin de algunos compuestos
inicos dependen de su fuerza de
atraccin entre sus tomos.
II. Verdadero: Las molculas con en-
laces polares poseen tomos con
cargas parciales los cuales forman
un dipolo.
III. Falso: La polaridad de un enlace se
mide por la diferencia de electro-
negatividad de los tomos de los
elementos qumicos.
Respuesta: B)FVF
Problema 3
Cules de las siguientes proposiciones
son correctas?I. El enlaceA C es apolar..
II. El enlace H Ces ms polar que
el enlace K C.
III. El enlace K Ctiene mayor carcter
inico que el enlace A C .
Datos: Z: H = 1, A = 13, C= 17, K = 19
UNI 2011-II
A) Solo I
B) Solo II
C) Solo III
D) I y II
E ) II y III
Resolucin:
Ubicacin de incgnita
Comparacin de los tipos de enlace qu-
mico.
Anlisis de los datos o grficos
De acuerdo al tipo de elemento (me-
tal, no metal) comparamos la polari-
dad del enlace.
Operacin del problema
I. A C constituye un enlace polar
II. H C es polar; pero K C es
inico
III. K C ( EN 2,2) = tiene mayor ca-
rcter inico que A C ( EN 1,5) = .
Conclusin y respuesta
I. Falso
II. Falso
III. Verdadero
Respuesta: C) Solo III
problemas resueltos
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38UNI 2014 - II QUMICA
HIBRIDACIN YPOLARIDAD MOLECULAR
QUMICA
I. HIBRIDACIN: SP, SP2, SP3
Es aquel fenmeno qumico mediante el cual dos orbi-tales puros diferentes de un mismo nivel se combinan
para generar 2 o ms orbitales hbridos de la misma for-ma, misma longitud, misma energa y mismas posibili-dades para poder saturarse.
Ejemplos:
1. Sean 2 orbitales puros:
2s
2 orbitales hbridos
2sp
2sp2px
2. Sean 3 orbitales puros:
3 orbitales hbridos
2sp2
2sp2
2sp2
2py
2px
2s
A. Analizando segn Lewis
Para el carbono en su estado basal, normal o fun-damental (Z = 6).
6C: Ncleo;1s 2s 2px py pz
Su estructura sera as:Z
H
H
C
H
H
En realidad esta molcula , lo que existe es el CH
4
B. Analizando segn la hibridacin
1. Hibridacin "sp3"
Resulta de la combinacin de un orbital "s" con3 orbitales "p" puros generndose 4 nuevosorbitales hbridos 3sp .
Para el carbono (6C) en el CH4.
Forma general: AB4
Conclusiones:
El "C" est hbrido en sp3 y tiene 4 orbitaleshbridos.
Tiene 4 enlaces .
ngulo de enlace: 109 28
No presenta ningn orbital solitario.
Presenta forma tetradrica.
DESARROLLODEL TEMA
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HIBRIDACIN Y POLARIDAD MOLECULARExigimos ms!
Para el nitrgeno (7N) en el NH3.
H
107H
H
N
H
H
H
N
Forma General: AB3
Conclusiones:
El "N" est hbr