1 Los elementos químicos
Las sustancias químicas
En la naturaleza encontramos, de forma habitual, las sustancias químicas for-mando mezclas. Aquí trataremos la descripción y propiedades de las sustan-cias puras, su composición y representación. Para ello, será útil conocer la clasificación de los elementos químicos: el Sistema Periódico.
Las sustancias puras
Aprende, aplica y avanza
1 Completa el mapa conceptual sobre los elementos químicos y los tipos de sustancias. Utiliza para ello la información de un Sistema Periódico.
2 El grupo más numeroso de elementos químicos se denomina grupo de los me-tales. Entre sus características destacamos que son buenos conductores de la electricidad y la energía térmica, tienen brillo metálico y son dúctiles y maleables.
a) Busca en el diccionario el significado de dúctil y maleable:
• Dúctil: ...................................................................................................................................
• Maleable: .............................................................................................................................
b) Subraya los elementos químicos que son metales y escribe su símbolo químico:
Cobre Hierro Oxígeno Carbono Platino Flúor
....................................................................................................................................................
con pueden ser
es decir
ELEMENTO QUÍMICO
SÍMBOLOS QUÍMICOS
ELEMENTO QUÍMICO
Mismo número atómico, Z
COMPUESTOSMismo número
de protonesELEMENTALES
Fe
..................
C
..................
O
..................
H
..................
CONJUNTO DE ÁTOMOS SUSTANCIAS QUÍMICAS
se denomina
si sus átomos son
se representan con
de diferente
del mismo
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2
Unidad 2
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Nombre y apellidos: ............................................................................................................................................................................................... Fecha: ........................................................
2 El Sistema Periódico de los elementos químicos
Aprende, aplica y avanza
1 Completa la tabla.
Grupo
1
Grupo
.........
Grupo
13
Grupo
.........
Grupo
.........
Grupo
.........
Grupo
.........
Grupo
.........
Litio
Li
2 Completa, como en el ejemplo, el número de electrones que tienen estos elementos químicos.
Elemento GrupoN.º
electronesElemento Grupo
N.º
electrones
Sodio, Na 1 1 Fósforo, ....... 15 5
Potasio, ........ Silicio, ........ 4
Magnesio, ........ Azufre, ........
Calcio, ........ Neón, ........
Todos los elementos químicos se recogen en el Sistema Periódico que tiene 7 filas, llamadas períodos, y 18 grupos, llamados también familias. Los elementos de cada familia tienen propiedades químicas similares.
El Sistema Periódico actual
Cs
Fr
Ba
Ra
Li
H
Be
Na Mg
K Ca
Rb Sr
La
Ac
Hf
Sc Ti
Y Zr
Ta W
V Cr
Nb Mo
Pr
Th Pa
Nd Pm
U Np
Sm Eu
Pu Am
Gd Td
Cm Bk
Dy
Cf
Ho
Es
Er Tm
Fm Md
Yb
No
Lu
Lr
CeCERIO PRASEODIMIO
TORIO PROTACTINIO
NEODIMIO PROMETIO
URANIO NEPTUNIO
SAMARIO EUROPIO
PLUTONIO AMERICIO
GADOLINIO TERBIO
CURIO BERKELIO
DISPROSIO
CALIFORNIO
HOLMIO
EINSTENIO
ERBIO TULIO
FERMIO MENDELEVIO
YTERBIO
NOBELIO
LUTECIO
LAURENCIO
58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
140,12
232,04
140,91
(231)
144,24
238,03
(147)
(237)
150,35
(244)
151,96
(243)
157,25
(247)
162,5 164,93 167,26 168,93 173,04 174,97
(247) (251) (252) (257) (258) (259) (262)
158,92
In
Tl
Sn
Pb
B C
Al Si
Ga Ge
Sb
Bi
Te
Po
S
As Se
I
At
Xe
Rn
Cl Ar
N F Ne
He
Br Kr
Re Os
Mn Fe
Tc Ru
Ir Pt
Ds
Co Ni
Rh Pd
Au
Rg
Cu
Ag
Hg
Zn
Cd
Cn
1º
2º
3º
4º
5º
6º
7º
Re
B
P
O
BOHRIO
HELIO
Bh
CESIO
FRANCIO
BARIO
RADIO
LITIO
HIDRÓGENO
BERILIO
SODIO MAGNESIO
POTASIO CALCIO
RUBIDIO ESTRONCIO
LANTANO
ACTINIO
ESCANDIO
ITRIO
HAFNIO
RUTHERFORDIO
TITANIO
CIRCONIO
TÁNTALO
DUBNIO
WOLFRAMIO
SEABORGIO
VANADIO CROMO
NIOBIO MOLIBDENO
RENIO OSMIO
MANGANESO HIERRO
TECNECIO RUTENO
IRIDIO PLATINO
COBALTO NÍQUEL
RODIO PALADIO
MEITNERIO DARMSTADIOHASSIO
ORO
COBRE
PLATA
MERCURIO
CINC
CADMIO
COPERNICIOROENTGENIO
INDIO
TALIO
ESTAÑO
PLOMO
BORO
BORO
CARBONO
ALUMINIO SILICIO
GALIO GERMANIO
FÓSFORO AZUFRE
NITRÓGENO OXÍGENO FLÚOR NEÓN
ANTIMONIO
BISMUTO
TELURO
POLONIO
ARSÉNICO SELENIO
YODO
ASTATO
XENÓN
RADÓN
CLORO ARGÓN
BROMO KRIPTÓN
Rf Db Sg Hs Mt
Lantánidos
Actínidos
Fl Uup Lv Uus UuoUutLIVERMORIOFLEROVIO UNUNPENTIOUNUNTRIO UNUNCEPTIO UNONOCTIO
Metales Semimetales No metales Gases nobles Elementos químicos desconocidos
1
3
2
4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17
18
115 116 117113 114 118
1
3
19
11 12
4
20
37
55 56
38
87 88
21 22 23 24 25 26 27 28
86
105 106 107 108 109 110 111 112
57 72 73 74 76 77 78 79 80
39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
29 30
89 104
75 81 82 83 84 85
49 50 51 52 53 54
31 32 33 34 35 36
13 14 15 16 17 18
5
5
6 7 8 9 10
21,008
6,939
22,99
39,102
9,012
24,305
40,08 44,956 47,90 50,942 51,996 54,938
(98)
55,847
101,07
58,933
102,90
4,003
10,811
10,811
12,011 14,007 15,999 18,998 20,183
26,981 28,086 30,97 32,064 35,453 39,95
58,71 63,54 65,37 69,72 72,59 74,922 78,96 79,909 83,80
106,4 107,87 112,4 114,82 118,69 121,75 127,6 126,90 131,3095,94
183,85 186,2 190,2 192,2 195,09 196,97 200,59 204,37 207,19 208,9 (210) (210) (222)
91,22
178,49
(265)
92,906
(268) (271) (270) (277) (276) (281) (280) (285) (284) (289) (288) (293) (294) (294)
180,95
85,47
(223)
87,62
137,34
(226)
88,905
138,91
(227)
132,9
Símbolo
Masaatómica
Nombre
Númeroatómico ESTADO DE AGREGACIÓN
Ne Gaseoso Ne Sólido
Hg Líquido Cf Sintético
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3 Uniones entre átomos
Un átomo es estable si posee en su última capa 8 electrones. Como hemos visto, sólo los átomos del grupo 18 (gases nobles), tienen 8 electrones en su última capa. Para conseguir este número de electrones, los átomos pueden compartir electrones o bien cederlos o ganarlos. Como resultado de lo ante-rior, los átomos se unen entre ellos.
La regla del octeto
1 Completa este mapa conceptual con la información sobre las uniones entre átomos.
2 Indica si los siguientes átomos tienen carga eléctrica neta, el signo de esta car-ga, positiva o negativa, y si son cationes o aniones. Fíjate para ello en el lugar que ocupan en el Sistema Periódico y completa las palabras que faltan:
a) Átomo de azufre, S, que ha ganado 2 electrones, tiene carga eléctrica ne-gativa y, por tanto, es un anión.
b) Átomo de sodio, .............., que ha perdido 1 electrón, tiene carga eléctrica
....................... y, por tanto, es un ....................... .
c) Átomo de ...................., O, que ha ganado 2 electrones, tiene ahora .......
...................... en su última capa, y tiene carga negativa; por tanto, es un anión.
d) Átomo de calcio, .............., que ha ....................... dos electrones, tiene carga
eléctrica positiva y, por tanto, es un ........................
COMPARTIR GANAR.......................
LOS ÁTOMOS
ELECTRONES EN SU ÚLTIMA CAPA
adquieren estabilidad si tienen
para ello pueden
UNO O VARIOS ELECTRONES
dando lugar a
IONES
con carga eléctrica
............................. NEGATIVA
CATIONES ANIONES
llamados llamados
Aprende, aplica y avanza
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4 Moléculas y cristales
Completa las frases y resume
Aprende, aplica y avanza
1 Explica con tus propias palabras el significado de estos términos:
a) Individualmente ..................................................................................................................
b) Colectivamente ..................................................................................................................
c) Número determinado .......................................................................................................
d) Dar lugar a .............................................................................................................................
2 Explica el significado de estas fórmulas químicas
a) Sustancias moleculares: b) Cristales:
• CH4 ........................................................ • AlCl
3 ..................................................
................................................................. .............................................................
• NH3 ........................................................ • Fe
2O
3 .................................................
................................................................. .............................................................
MOLÉCULAS CRISTALES
Cuando se unen los átomos pueden dar lugar
Un número determinado de átomos comparten electrones
individualmente.
Cationes y aniones se unen por la
atracción de cargas de distinto signo.
Átomos del mismo metal se unen porque comparte de forma
colectiva sus electrones.
AmoniacoAgua NaClFe
Las sustancias moleculares, los cristales y su representación
Las sustancias moleculares y los cristales se re-presentan mediante fórmulas químicas, que nos dan información del número de átomos o de la proporción de átomos de diferente elemento químico. Si el número es uno, no se escribe el su-bíndice.
Por ejemplo:• Fórmula de un cristal: CaF
2; así, por cada átomo
de calcio, Ca, hay 2 átomos de flúor, F.• Fórmula química de una sustancia molecular: H
2O;
por tanto, en una molécula de agua hay 2 áto-mos de hidrógeno, H, y un átomo de oxígeno, O.
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Nombre y apellidos: ............................................................................................................................................................................................... Fecha: ........................................................
5 Masas de átomos y moléculas
Para expresar la masa de un átomo, utilizamos una unidad de masa muy pe-queña, llamada unidad de masa atómica (u). A partir de la masa de los átomos de una molécula podemos calcular la masa de la molécula, y expresarla en unidades de masa atómica.
ElementoMasa
atómica (u)Elemento
Masa
atómica (u)Elemento
Masa
atómica (u)
H 1,008 F 18,998 Cl 35,453
C 12,011 Na 22,990 Cu 36,546
N 14,007 Mg 24,305 K 39,098
O 15,999 Al 26,981 Fe 55,845
Masas moleculares
Para calcular la masa de una molécula, ne-cesitamos conocer su fórmula química y la masa de los átomos que la componen.
Masas de sustancias que forman cristales
En el caso de cristales, como el número de átomos no está definido, nos limita-mos a calcular la masa que corresponde a la fórmula del compuesto; por eso se de-nomina masa de la unidad fórmula.
Masas de los átomos de algunos elementos químicos
1 A partir de los datos de la tabla, calcula la masa molecular, o masa de la uni-dad fórmula, de estas sustancias:
a) CH4. c) AlCl
3.
b) NH3. d) Fe
2O
3.
CO2mCO2
= mC + 2 · mO
N2 mN2 = 2 · mN
BaF2
mBaF2 = mBa + 2 · mF
Aprende, aplica y avanza
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6 Sustancias químicas de especial interés
Realiza una pequeña investigación
El estudio del enlace químico permite predecir y justificar las propiedades de una sustancia, lo que podemos utilizar para aplicarla en diferentes usos.
Grafeno
• Es una sustancia formada por láminas de átomos de carbono.
• Es muy ligero, por lo que tendrá numerosas aplicaciones en la industria automovilística y aeronáutica.
• Es el mejor conductor de la electricidad; los prototipos de baterías con electrodos de grafeno duran mucho tiempo y su carga es muy rápida.
• Se podría utilizar para construir ordenadores mucho más eficientes.
• Es biocompatible y biodegradable; por ello, se podría aplicar en medicina.
Titanio y óxido de titanio
El óxido de titanio se utiliza en prótesis debi-do a su gran resistencia, tanto al peso como al movimiento de la articulación y a su biocom-patibilidad. También tiene otras aplicaciones en otros sectores.
El grafeno y el titanio
1 El óxido de titanio, TiO2, se utiliza en muchos productos, pues sus propieda-
des son muy diversas. El código de este aditivo es E171.
Busca entre los productos que tengas en casa aquellos en cuya etiqueta apa-rezca como ingredientes o formulación, dióxido de titanio, o titanium dioxi-de, o su código E171. Elabora una lista con estos productos e investiga cuál es su uso en cada producto. Para esto último puedes consultar Internet o preguntar a tu profesor o profesora.
Producto Uso
Crema solar Filtro para rayos UV
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