química básica tercer año de media general

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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la EducaciónColegio “San José”Guatire. Estado Miranda

Profesor: Franklin Burguillos

QUÍMICA 3°

AÑO

CORREO DE ENLACE:

sanjosetercero@gmail.comClave: colegiosanjose

¿Qué es la química?

¿Qué es la materia?

¿De qué están formados los sistemas materiales?

Están formados por átomos y moléculas. Las moléculas son átomos unidos entre sí mediante enlaces químicos. A su vez, los átomos están constituidos por partículas consideradas indivisibles: protones, neutrones y electrones.

En los compuestos químicos se unen átomos de más de un elemento, para formar moléculas o bien para formar estructuras infinitas, como es el caso de los polímeros.

¿CÓMO SE REPRESENTAN LOS ÁTOMOS?Mediante símbolos químicos, por ejemplo:Átomo Símbolo Hierro FeCobre CuOxígeno OCarbono CAluminio AlBoro BNitrógeno NFlúor FCalcio CaHidrógeno

H

Cuando se combinan átomos se forman moléculas, por ejemplo:

O2 molécula de oxígeno

O3 molécula de ozono

H2 molécula de hidrógeno

H2O molécula de agua

COMPUESTOS QUÍMICOSLa molécula posee 2 o más átomos distintos unidos

H2O representa un compuesto químico por poseer 2 átomos de H y 1 átomo de O.

H2 no representa a un compuesto químico por poseer átomos de hidrógeno únicamente.

CO2 representa a un compuesto químico: 1 átomo de C y 2 átomos de O.

H2CO3 representa un compuesto químico: 2 átomos de H, 1 átomo de C y 3 átomos de O.

N2 no representa a un compuesto por poseer átomos de N exclusivamente.

Obs: toda molécula que posee átomos identicos representa a un elemento químico. Si por lo menos 2 átomos son diferentes, entonces es compuesto.

ATOMICIDAD DE UNA MOLÉCULAConsiste en indicar la cantidad de cada clase de átomos que poseePor ejemplo, la atomicidad de:

C6H12O6

6 átomos de C.

12 átomos de H.

6 átomos de O.

EJERCICIO: DETERMINA LA ATOMICIDAD DE LAS SIGUIENTES MOLÉCULAS.

1) CO

2) H2CO2

3) Al2O3

¿QUÉ SON LOS ÁTOMOS?Están constituidos por un núcleo central y electrones, de carga negativa, que giran alrededor de él. A su vez el núcleo está formado por protones, de carga positiva, y neutrones, que no poseen carga. El átomo es neutro, por lo tanto el número de protones es igual al número de electrones.

MODELO ACTUAL DEL ÁTOMO

En química, se define al Ion al átomo cargado eléctricamente. Esto se debe a

que ha ganado o perdido

electrones de su dotación,

originalmente neutra, fenómeno

que se conoce como ionización.

Átomo neutro Ión positivo

Los iones: Cationes y aniones Catión

Un átomo que pierde un electrón forma un ión de carga positiva, llamado catión; un átomo que gana un

electrón forma un ión de carga negativa,

llamado anión.

Los ionesanión

catión

Los elementos químicos son sustancias formadas por átomos iguales

Tabla periódica de los elementos

ELEMENTO QUÍMICO

El término elemento químico hace referencia a una clase de átomos, todos ellos con el mismo número de protones en su núcleo. Aunque, por tradición, se puede definir elemento químico como aquella sustancia que no puede ser

descompuesta, mediante una reacción química, en otras más simples.

NOMBRES DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS

Los nombres de los elementos proceden de sus nombres en griego, latín, inglés o llevan el nombre de su descubridor o ciudad en que

se descubrieronHidrógeno (H): del griego ‘engendrador de agua’.

Helio (He): de la atmósfera del Sol (el dios

griego Helios). Se descubrió por primera

vez en el espectro de la corona solar durante un eclipse en 1868, aunque

la mayoría de los científicos no lo

aceptaron hasta que se aisló en la Tierra.

Litio (Li): del griego lithos, ‘roca’.

Escandio (Sc) de Scandia (Escandinavia).

Germanio (Ge): de Germania (nombre romano

de Alemania).

Nobelio (No): en honor de Alfred Nobel.

Bohrio (Bh): en honor a

Niels Bohr.

Curio (Cm): en honor de Pierre y Marie Curie.

PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOSPROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS METÁLICOS

•Presentan aspecto y brillo metálicos.•Son sólidos a excepción del mercurio (Hg), galio (Ga), cesio (Cs) y francio (Fr), que son líquidos.•Son buenos conductores del calor y la electricidad.•Son dúctiles y maleables (hilarse y laminarse).•Suelen tener puntos de fusión y ebullición altos.•Pierden electrones formando cationes.

PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS NO METÁLICOS

•Se presentan en los tres estados físico de agregación.•No posee aspecto ni brillo metálico.•Son malos conductores de calor y la electricidad.•No son dúctiles, ni maleables.•Ganan electrones formando aniones.

REPRESENTACIÓN DEL NÚCLIDO DE UN ÁTOMO

XAz

q X es el símbolo del elemento (se encuentra en la tabla periódica de elementos)A es el número másico (suma de protones y neutrones del átomo)

Z es el número atómico que es igual al número de protones.

q es la carga eléctrica del átomo (positiva = pérdida de electrones. Negativa=ganancia de electrones)

EJEMPLO DEL NÚCLIDO DEL ÁTOMO DE LOS IONES DEL CARBONO Y DEL CLORO

C136

4+

Número másico(A) = 13Número atómico(Z) = 6Carga (q) = +4 (perdió 4 electrones)

Neutrones(n) = A – Z = 13-6 = 7 neutronesElectrones (e-) = Z – q = 6 – 4 = 2 e-

Cl3517

-1

Número másico(A) = 35Número atómico(Z) = 17Carga (q) = -1 (ganó 1 electrón)

Neutrones(n) = A – Z = 35-17 = 18 neutronesElectrones (e-) = Z + q = 17 + 1 = 18 e-

REPRESENTACIÓN DEL NÚCLIDO DEL NITRÓGENO Y ALUMINIO

N147

Número másico(A) = 14Número atómico(Z) = 7Carga (q) = 0 (no ha ganado ni perdido electrones)

Neutrones(n) = A – Z = 14-7 = 7 neutronesElectrones (e-) = Z = 7 (porque el átomo es neutro)

Al

2713

Número másico(A) = 27Número atómico(Z) = 13Carga (q) = 0 (no ha ganado ni perdido electrones)

Neutrones(n) = A – Z = 27-13 = 14 neutronesElectrones (e-) = Z = 13 (porque el átomo es neutro)

NIVELES ENERGÉTICOS DE UN ÁTOMO

K L M N O P Q

Núcleo: Contiene los protones y neutrones

Niveles de energía o capas:K, L, M, N, O, P, Q

Para determinar el número de electrones por nivel se aplica 2n

2

n=1

n=2

n=3

n=4

n=5

n=6

n=7

NÚMERO DE ELECTRONES MÁXIMO DE LOS 4 PRIMEROS NIVELES O CAPAS DEL ÁTOMO

Nivel de energía

Capa Número de electrones máximo = 2n

1 K 2(1) =2

2 L 2(2) =8

3 M 2(3) =18

4 N 2(4) =32

2

2

2

2

2

ESTADO O NÚMERO DE OXIDACIÓN DE UN ÁTOMO.

Son los electrones ganados, perdidos o compartidos por un átomo cuando forma una molécula de un compuesto químico.

Ejemplo: el átomo de hidrógeno puede ganar o perder un electrón:

P

e

Átomo de hidrógeno neutro= posee 1 protón(p+) y un electrón(e-)

Al perder el electrón P

Átomo de hidrógeno positivo= posee 1 protón(p+) únicamente

H11 H1

1 +

Llamado comúnmente protón

- 1 e-

Estado de oxidación +1

P

e

Átomo de hidrógeno neutro= posee 1 protón(p+) y un electrón(e-)

Al ganar un electrón P

Átomo de hidrógeno negativo= posee 1 protón(p+) y 2 electrones(e-)

H11 H1

1 -

e

eLlamado comúnmente hidruro

ESTADO O NÚMERO DE OXIDACIÓN DE UN ÁTOMO.

+1 e-

Estado de oxidación -1

EL OXÍGENO GENERALMENTE GANA 2 ELECTRONES AL FORMAR MOLÉCULAS: ¿CÓMO PODEMOS REPRESENTAR EL PROCESO?

O816 + 2

e-O8

16 -2

Núclido del átomo de oxigeno en estado neutro(fundamental)

Núclido del átomo de oxigeno en estado iónico, con carga -2.

Estado de oxidación -2

EJERCICIOS PARA RESOLVER EN CLASEDemuestra según como se explicó en la lámina anterior los estados de oxidación de los siguientes átomos:

13Al (tiende a perder 3 e-)

20Ca (tiende a perder 2 e-)

9F (tiende a ganar 1 e-)

16S (tiende a ganar 2 e-)

¿POR QUÉ LOS ÁTOMOS PIERDEN O GANAN ELECTRONES AL FORMAR MOLÉCULAS?

Porque los átomos prefieren adquirir la configuración electrónica de los gases nobles, ya que son muy estables e inertes, ellos son:Helio 2He

Neón 10Ne

Argón 18Ar

Kriptón 36Kr

Xenón 54Xe

Radón 86Rn

Ejemplo 1: El átomo de sodio 11Na como posee 11 e- prefiere perder 1 e- para tener 10 e- y así adquirir la configuración del neón 10Ne

Ejemplo 2: El átomo de nitrógeno 7N como posee 7 e- prefiere ganar 3 e- para adquirir la configuración del neón 10Ne

Ejemplos de aplicación

PREDICE LOS ELECTRONES QUE PUEDEN GANAR O PERDER LOS ÁTOMOS SIGUIENTES AL FORMAR MOLÉCULAS.

12Mg 15P

3Li 34Se

6C 53I

35Br 52Te

38Sr 24Cr

RECUERDA LO SIGUIENTE:1) Número atómico (Z) = número de protones (p+)

2) Número de electrones (e-) = Número de protones (p+) si el átomo es neutro.

3) Número másico (A) = número de protones (p+) + número de neutrones (n)

4) Carga eléctrica (q) = número de electrones (e-) - número de protones (p+)

Nunca se modifican protones (p+) y neutrones (n) de un átomo, sólo los electrones.

A continuación deberás aplicar estas relaciones…

N° de electrones de un ión = Z - q

¿DÓNDE ESTÁN UBICADOS LOS ELECTRONES DE UN ÁTOMO CUALQUIERA?

Según la teoría atómica actual “mecánico-cuántica” los electrones se encuentran dentro del átomo en regiones probabilísticas llamadas orbitales atómicos.

Para explicar la ubicación de un electrón dentro del átomo, la mecánica cuántica aplica 4 parámetros llamados números cuánticos…

NÚMEROS CUÁNTICOSdefinen la posición y las propiedades de cierto electrón dentro del átomo.

•número cuántico principal – n[desde 1, hasta ∞], en realidad [desde 1, hasta 7]define el nivel de energíatambien las capas se pueden definir según letras: K, L, M, N (1,2,3,4)cuánto mayor sea n, mayor es el radio del átomo y la energía de la capa

•número cuántico secundario/orbital – L[desde 0, hasta n-1]está relacionado con la forma del orbital0:s (esférico)=2e, 1:p (forma de 8)= 6e, 2:d (forma de dos 8) =10e, 3:f (forma indefinida)=14e

•número cuántico magnético – m[desde -L, hasta +L]define la orientacion del orbital en el espacioorbital s: 0 (solo una posibilidad), orbital p:-1,0,1 (ejes x,y,z), ..

•número cuántico de espín – s{1/2, -1/2}cada electrón está girando alrededor de su eje – este número define el sentido del giro

EXISTE….

1) Un orbital S

2) Tres orbitales P

3) Cinco orbitales d

4) Siete orbitales f

ML=0

ML= -2

ML=-0 ML= +1

ML= -2 ML= -1 ML= 0 ML= +1

ML= +2

ML= -3

ML=-1

ML= -1 ML= 0 ML= +1

ML= +2

ML= +3

En cada orbital caben 2 electrones como máximo, uno con espín +1/2 y otro con espín – 1/2

La energía relativa de un subnivel (Er = n+L)Por ejemplo, la Er de los

subniveles:

Er = n + L

1s = 1 + 0 = 1

2s = 2 + 0 = 2

2p = 2 + 1 = 3

3s = 3 + 0 = 3

3p = 3 + 1 = 4

4s = 4 + 0 = 4

Orbitales de igual energía, se coloca primero el de menor n

n

40

CALCULA LA ENERGÍA RELATIVA (ER) DE LOS SUBNIVELES SIGUIENTES:

Subnivel Er = n+L Subnivel Er=n+L

4s 7f

6d 5s

7p 6f

¿QUÉ SON LAS MOLÉCULAS?

SISTEMAS MATERIALES

SISTEMAS MATERIALES

CLASIFICACIÓN DE LAS SUSTANCIAS PURAS

EN CUANTO A UNA SOLUCIÓN

PROPIEDADES EXTENSIVAS E INTENSIVAS