Estructura atómica moderna

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    28-Jul-2015

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<p> 1. Estructura Atmica Moderna Ramiriqui/2025 &gt; Partculas subatmicas: &gt; Ncleo: protones (+) neutrones &gt; Espacial: electrones (-) 1.602x10-19 C &gt; Propiedades bsicas: Masa: unidades de masa atmica (uma) 1 uma = 1.66053x10-24 g Radio atmico (rat): angstrom (); 1 = 1x10-10 m Localizacin de partculas sub-atmicas protn neutrn rat 2. Estructura Atmica Moderna &gt; Todos los tomos de un elemento tienen el mismo nmero de protones, nmero al cual se le denomina NUMERO ATOMICO.(Z) &gt; Atomos de un mismo elemento que difieren en el nmero de neutrones, y por tanto en su masa, se denominan ISOTOPOS. &gt; El nmero total de protones ms neutrones en el tomo, se denomina NUMERO DE MASA.(M) 3. Estructura Atmica Moderna Algunos de los istopos del tomo de carbono (C) smbolo n protones n electrones n neutrones 11C 6 6 5 12C 6 6 6 13C 6 6 7 14C 6 6 8 4. La Tabla Peridica &gt; Importantes esfuerzos de observacin y clasificacin de propiedades de los elementos, culminan en 1869 en el desarrollo de la tabla peridica &gt; Varios elementos exhiben fuertes similitudes, p. ej., Li, Na y K son todos metales muy reactivos. He, Ne y Ar son gases inertes. El arreglo en orden creciente de su N.A., muestra regularidades peridicas de sus propiedades. Nmero atmico Smbolo gas inerte metal gas inerte metal gas inerte metal muy reactivo muy reactivo muy reactivo 5. El arreglo de elementos en orden creciente de Z con elementos teniendo propiedades similares ubicadas en columnas verticales, se conoce como: Tabla Peridica Moderna Metal Metaloide No metal 6. La Tabla Periodica: propiedades &gt; Los elementos en una columna de la tabla se conocen como un grupo y, de acuerdo a la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), la nueva convencin numera los grupos de 1 a 18 sin designaciones adicionales de A o B. &gt; Los elementos de un mismo grupo exhiben similitud en sus propiedades fsicas y qumicas. Algunos grupos presentan un nombre especfico: Grupo Nombre Elementos 1A Metales alcalinos Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 2A Metales alcalino-terreos Be, Mg, Ca, Sr, Ba,Ra 6A Calcgenos O, S, Se, Te, Po 7A Halgenos F, Cl, Br, I, At 8A Gases nobles (o raros) He, Ne, Ar, Kr, Xe,Rn 7. Molculas y Compuestos Moleculares &gt; Slo los elementos de gases nobles se encuentran en la naturaleza como tomos aislados. La mayora de la materia se compone de molculas o iones, los cuales a su vez estan formados de tomos. &gt; Una molcula es una unin de dos o ms tomos estrechamente enlazados unos a otros. &gt; A resultas de la unin, el ensamble de tomos se comporta como una nica entidad de propiedades diferentes. 8. Molculas y Compuestos Moleculares &gt; Molculas elementales. Dos o ms tomos de la misma clase se combinan entre s. Un caso tpico lo constituye el oxgeno, cuyas frmulas son: O2 : oxgeno normal, esencial para la vida, gas incoloro e inodoro; O3 : ozono, txico, de olor picante e irritante de las mucosas. &gt; Los elementos ms comunes que existen como molculas diatmicas son: H2 N2 O2 F2 Cl2 Br2 I2 5A 6A 7A 9. Compuestos moleculares &gt; Compuestos moleculares. Contienen ms de un tipo de tomos : por ej., la molcula de agua: H2O : combinacin de 2 tomos de H y 1 tomo de O, o bien; H2O2 : Hidrgeno y Oxgeno en diferente proporcin relativa. &gt; Algunas molculas comunes simples se presentan en el esquema. Es importante observar que: &gt; La composicin de cada compuesto esta dada por su frmula qumica; &gt; Las sustancias aqu mostradas se com- ponen de elementos no-metlicos. Agua, H2O Dixido de carbono, CO2 Monxido de carbono, CO Ozono, O3 Etileno C2H4 Metano CH4 Perxido de hidrgeno, H2O2 Oxgeno, O2 10. Molculas y Compuestos Moleculares &gt; Frmula Molecular: Indica el nmero y tipo real de tomos en la molcula. Las frmulas anteriores son moleculares. Los subndices son siempre multiplos enteros de los subndices de las frmulas empricas correspondientes. &gt; Frmula Emprica: Indica slo el nmero relativo de tomos de cada tipo en la molcula. Aqu, los subndices indican siempre la relacin de nmeros enteros ms pequea. Frmula Molecular Frmula Emprica H2O2 HO C2H4 CH2 11. Molculas y Compuestos Moleculares &gt; Frmula Estructural: Muestra qu tomos estan unidos a cuales dentro de la molcula. Las lneas entre los smbolos de los elementos representan las uniones qumicas entre tomos. &gt; Una frmula estructural no exhibe la geometra real de la molcula, esto es, los ngulos verdaderos a los cuales estn unidos los tomos. Sin embargo, se puede representar como un dibujo en perspectiva para dar un sentido tridimensional. Agua Perxido de hidrgeno Metano 12. Representaciones Moleculares estructural perspectiva modelo esferas 13. Iones y Compuestos Inicos El ncleo de un tomo permanece inalterado en los procesos qumicos, pero el tomo puede ganar o perder electrones con facilidad originando partculas cargadas denominadas IONES. Si la carga es positiva se llama CATION, si la carga es negativa se llama ANION. Sea, por ejemplo, el tomo de sodio: Ahora, el tomo de cloro: pierde un gana un electron electron tomo de Na ion de Na+ tomo de Cl ion de Cl- 14. Iones y Compuestos Inicos &gt; En general, los tomos de metales pierden electrones con facilidad y los tomos de los no metales tienden a ganar electrones. D el smbolo qumico completo de: a) un ion con 26 p, 30 n y 24 e ; b) el ion fsforo con 16 n y 18 e . a) El elemento con 26 p (n atmico = 26) es: Fe, cuyo n de masa = 26 p + 30 n = 56. Hay 2 cargas (+) en exceso, por tanto, la carga neta del ion es 2+ . El smbolo completo ser: b) El P tiene un n atmico de 15, luego entonces tiene 15 p, y un n de masa de (15 p + 16 n) 31. Tiene adems una carga neta de 18 e - 15 p = 3 e ,o sea 3- , as que el smbolo ser: 26 56 Fe2 15 31 P3 15. Iones y Compuestos Inicos &gt; Iones Poliatmicos.- Consisten de tomos unidos como en una molcu-la, pero con una carga neta positiva o negativa, p. ej.: &gt; Cmo se predicen las cargas ionicas? Se parte de la idea de que la ganancia o prdida de electrones conduce a un tomo a adquirir una configuracin de gas noble, como en el caso del Na y del Cl. (NO3)- o (SO4)2 16. Iones y Compuestos Inicos La tabla periodica es una herramienta til para recordar las cargas de los iones, en especial los de los extremos de la misma. Metales de transicin Metales alcalinos (+1) Metales alcalinos (+2) Halgenos (-1) Calcgenos (-2) g a s e s n o b le s 17. Iones y Compuestos Inicos Compuestos inicos.- Aquellos que contienen iones cargados positivamen- te y iones cargados negativamente. De la composicin podemos saber, frecuentemente, si es compuesto inico (constituido por iones) o molecular (constituido por molculas). Atomo de Na neutro Atomo de Cl neutro pierde un electron gana un electron 18. Iones y Compuestos Inicos En general, los metales forman catines y los no-metales anines. Por tanto, los compuestos inicos son en general combinaciones de metales y no-metales (p.ej. NaCl), en tanto que los moleculares se componen en general nicamente de no-metales (H2O). &gt; Qu especies se espera sean inicas?: N2O, Na2O, CaCl2 y SF4. &gt; Qu especies se espera sean moleculares?: Cl2, FeS, PbF2 y P4O6. 19. Iones y Compuestos Inicos &gt; Slo se pueden escribir frmulas empricas para los compuestos inicos, y si no estan en forma inica, siempre son elctricamente neutros, as que las cargas debern estar balanceadas. &gt; Cules son las frmulas empricas de los compuestos formados por los iones?: a) Al3+ y Cl- ; b) Al3+ y O2- ; c) Mg2+ y NO3 - 20. ESTEQUIOMETRIA INFORMACION EN UNA ECUACION QUIMICA 21. ESTEQUIOMETRIA EN NUESTRO TRATAMIENTO DE LAS ECUACIONES QUMICAS OBSERVAMOS QUE EL NUMERO DE ATOMOS DE REACTIVOS DEBE SER IGUAL AL DE LOS PRODUCTOS. LAS ECUACIONES BALANCEADAS SON DE INTERES NO SOLAMENTE EN TERMINOS DE QUE REACCIONA CON QUE PARA PRODUCIR QUE, SI NO ENTERMINOS DE QUE TANTO REACCIONA. LA RAMA DE LA QUMICA QUE TRATA DE LOS CALCULOS DE MASA IMPLICADOS EN LAS ECUACIONES QUMICAS, SE LLAMA ESTEQUIOMETRIA. 22. INFORMACION EN UNA ECUACION QUIMICA CADA ECUACIN QUMICA BALANCEADDA CONTIENE UNA GRAN CANTIDAD DE INFORMACIN CUANTITATIVA. PODEMOS MIRAR DE CERCA LA ECUACIN PARA LA PREPARACIN DEL DIXIDO DE AZUFRE Y VER QUE NOS DICE LA EXPRESIN. EL DIXIDO DE AZUFRE, SO2 , SE PRESENTA EN LA NATURALEZA EN LOS GASES VOLCNICOS Y COMO UN COMPUESTO DISUELTO EN MUCHOS MANANTIALES. 23. S8 (s) + O2 (g ) SO2 (g) LA ECUACION MUESTRA EL ESTADO DE LAS SUSTANCIAS. S- solido g- gaseoso l- liquido ac- acuoso 24. S8 (s) + O2 (g) SO2 (g) 1.CON ESTA ECUACION COMO EJEMPLO, PODEMOS DETALLAR LA INFORMACION CUANTITATIVA QUE UNA ECUACION BALANCEADA PROVEE: S8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g) Azufre oxigeno oxido de azufre 25. S8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g) 2 .CUALES SON LOS REACTIVOS Y QUE PRODUCTOS QUE RESULTAN: EN NUESTRO EJEMPLO, EL AZUFRE SOLIDO REACCIONA CON EL OXIGENO GAS PRODUCIENDO EL DIXIDO DE AZUFRE GAS. 26. S8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g) 3. LAS FORMULAS PARA CADA REACTIVO Y CADA PRODUCTO: LA FORMULA PARA EL AZUFRE SOLIDO ES S8 (s), PARA EL OXIGENO GAS O2 (g) Y PARA EL DIOXIDO DE AZUFRE GAS SO2 (g). 27. S8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g) 4. EL NMERO RELATIVO DE MOLCULAS DE CADA REACTIVO EN LA REACCION Y EL NMERO DE MOLCULAS DE PRODUCTOS FORMADOS. UNA MOLCULA DE AZUFRE REACCIONA CON 8 MOLECULAS DE OXIGENO PARA DAR 8 MOLECULAS DE DIXIDO DE AZUFRE. 28. S8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g) 5.EL NMERO RELATIVO DE ATOMOS PARA CADA ELEMENTO EN LA REACCION: OCHO ATOMOS DE AZUFRE REACCIONAN CON 16 ATOMOS DE OXIGENO PARA DAR 8 MOLECULAS DE DIXIDO DE AZUFRE COMPRENDIENDO UN TOTAL DE 24 ATOMOS. 29. S8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g) 6 EL NMERO RELATIVO DE MASA MOLECULARES DE CADA REACTIVO Y PRODUCTO: UNA MASA MOLECULAR DE S8 REACCIONA CON 8 MASAS MOLECULARES DE O2 PARA DAR 8 MASAS MOLECULARES DE SO2. 30. S8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g) 7 EL NUMERO REALTIVO DE GRAMOS (U OTRAS UNIDADES DE MASA) DE CADA SUSTANCIA; REACTIVO O PRODUCTO: 256.8g DE S8 REACCIONAN CON 256.0g DE O2 PARA DAR 512.8g DE SO2. 31. S8 (s) + 8 O2 (g) 8 SO2 (g) 8 EL NUMERO REALTIVO DE MOLES DE CADA SUSTANCIA QUE REACCIONA O SE PRODUCE: UNA MOL DE S8 REACCIONA CON 8 MOLES DE O2 PARA DAR 8 MOLES DE SO2. 32. PARA RESUMIR, ESTA ECUACIN CONTIENE LA SIGUIENTE INFORMACIN CUANTITATIVA: Se(s) + 8O2(g) 8SO2(g) 1 MOLECULA + 8 MOLECULAS 8 MOLECULAS 8 ATOMOS + 16 ATOMOS 24 ATOMOS 1 MASA MOLECULAR + 8 MASAS MOLECULARES 8 MASAS MOLECULARES. 8 (32.1) u.m.a. + 8 (32.0) u.m.a. 8(64.1)u.m.a. 1MOL + 8 MOLES 8 MOLES 256.8 g + 256.0 g 512.8 g 256.8 kg + 256.0 kg 512.8 kg 33. O P O O O Li Li Li </p>