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Estructura de la Materia

Facultad de Química - UNAM

6 créditos

Jorge R. Martínez Peniche

mpeniche@unam.mx

mpeniche@gmail.com

Sitio Web del curso

http://cea.quimicae.unam.mx/Estru/

(Liga: Estructura de la Materia)

Programa

(Ver liga en la página)

1. Fundamentos de Mecánica

Cuántica.

2. Estructura Atómica.

3. Estructura Molecular.

4. Fuerzas Intermoleculares.

Bibliografía

• No existe ningún texto que cubra

todos los temas a la profundidad

que requiere el curso.

• Algunos que se acercan:

– Casabó i Gispert, J.; Estructura

Atómica y Enlace Químico. Ed.

Reverté 1996.

Bibliografía (2)

• Brown, T.L., Le May, H.E. Jr. Y

Bursten, B.E.. Química, la Ciencia

Central. Ed. Prentice Hall, 1998.

• Cruz, Chamizo, Garritz; Estructura

Atómica (Un enfoque químico). Ed.

Adisson-Wesley Iberoamericana,

1987 (Solamente temas 1 y 2).

Bibliografía (3)

• Chang, R., Química, McGraw-Hill

Interamericana, 1999.

Evaluación

• Promedio: Tres exámenes parciales

+ departamental

• Más las tareas. Son obligatorias, se

promedian con el examen

correspondiente.

Conocimientos previos

Todo lo que debía saber antes de

llevar Estructura de la Materia y

no me atreví a preguntar

Conocimientos previos

• Primeras ideas acerca de la

constitución de la materia.

• Modelo atómico de Dalton.

• Modelo atómico de Thomson.

• Modelo atómico de Rutherford.

Primeras ideas acerca de

la constitución de la

materia

Tarea

1. Leer la sección “Elementos y Átomos”

del Capítulo 1 de “La Tabla Periódica”

en la dirección:

http://cea.quimicae.unam.mx/Estru/tabla

/02_Elementos.htm

Y hacer un comentario en un máximo

de una cuartilla.

¿De qué está hecho el

universo?

Elementos

•Tales de Mileto

(624-546 ane).

Asimov, I. La Búsqueda

de los elementos. Plaza

& Janés. México, 1987.

Elementos

• Origen de la palabra elemento.

– Del latín: Elementum.

– Algo simple con lo que están hechas las cosas

complejas.

• Grecia clásica.

El agua

Tales de Mileto :

• “Todo el Universo es agua, es el

origen de todas las cosas”

El Aire

• Anaxímenes de

Mileto (588-524

ane)

El fuego

• Heráclito de Efeso

(~540- ~480 ane).

• “Todo es fuego,

elemento creador

y destructor”

Homeomerías

• ὁμοιομέρεια

• Anaxágoras de Clazómene (500-428 ane).

• Todo está formados por “semillas” y en ellas están contenidas todas las sustancias de la realidad”

La Apeiron

• Anaximandro de Mileto (611-545 ane).

• “Lo sin fronteras, lo infinito, lo indeterminado es lo que contiene todo y a la vez está contenido en todo”.

Los elementos de

Empédocles

• Empédocles de

Acragas (611-545

ane).

Los elementos de

Empédocles (2)

• Agua

• Aire

• Tierra

• Fuego

Boyle (The Sceptical Chymist,

1661)• “Ahora entendemos por elementos...

ciertos cuerpos primitivos, simples y sin

mezcla; que no se hacen de ningún otro

cuerpo, son los ingredientes de todos los

llamados cuerpos perfectamente

mezclados (compuestos químicos)…”

El concepto de átomo

• Leucipo de

Mileto (siglo V

ane).

• Demócrito de

Abdera (~460-

~370 ane)

Lo indivisible

• La materia es discontinua, es decir tiene

un límite de división.

• A las unidades indivisibles se les llamó

átomos. Del griego, que es un prefijo

negativo y que significa cortar.

Modelo Atómico de Dalton

Antecedentes

• Leyes ponderales.

– Ley de conservación de la materia.

– Ley de proporciones constantes.

– Ley de proporciones equivalentes.

– Ley de proporciones múltiples.

Ley de conservación de la

materia

• Mikhail

Vasilyevich

Lomonosov

(1711-1765).

• Antoine Laurent

de Lavoisier

(1743-1794).

Ley de proporciones

constantes

• Joseph-Louis Proust (1754 - 1826).

• Cuando dos substancias se combinan para dar una tercera los hacen siempre en una proporción constante en peso.

Ley de proporciones

equivalentes

• Henry

Cavendish

(1731-1810).

• Jeremias

Benjamin

Richter (1762-

1807).

Ley de proporciones

equivalentes (2)

• Cuando dos substancias se combinan

para dar una tercera lo hacen en una

proporción equivalente en peso.

1g de H

8g de O

79.9 g de

Br3g de C

35.5 g de

Cl

Ley de proporciones

equivalentes (3)

• Peso equivalente: Cantidad en gramos

que contiene, se combina o desaloja 1

gramo (1.0078 g) de Hidrógeno.

Ley de proporciones

múltiples

• John Dalton

(1766-1844).

Ley de proporciones

múltiples (2)

• Cuando dos elementos se combinan para

dar más de un compuesto lo hacen

siempre en una relación de números

enteros (pequeños).

Óxidos del N

Dalton

• NO

• NO2

• NO3

• NO4

• NO5

Actual

• N2O

• N2O2 (NO)

• N2O3

• N2O4 (NO2)

• N2O5

• N2O7

Modelo atómico de Dalton

(1808)

1. Toda la materia está formada por átomos.

2. Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso.

3. Diferentes elementos están hechos a partir de átomos distintos.

Modelo atómico de Dalton (2)

4. Los compuestos están formados por átomos de diferente tipo.

5. Los átomos son indivisibles.

6. Los átomos se combinan en las proporciones numéricas más simples: 1:1, 2:1, etc.

7. Los cambios químicos son cambios en las combinaciones de los átomos entre sí.

Limitaciones

• Confundió lo que ahora conocemos como

“peso atómico” con el “peso

equivalente”.

• Y según su hipótesis de máxima

simplicidad si dos elementos forman un

sólo compuesto, éste tendrá un átomo de

cada elemento.

Óxidos del N

Dalton

• NO

• NO2

• NO3

• NO4

• NO5

Actual

• N2O

• N2O2 (NO)

• N2O3

• N2O4 (NO2)

• N2O5

• N2O7

Limitaciones (2)

• Entonces, no puede explicar la Ley de

Volúmenes de Combinación de Gay-

Lussac

¿Y la Ley de Conservación de la Materia?

Amadeo Avogadro (1776-1855)

Concepto de molécula - 1811