Atomos, Moleculas, y Iones

John Dalton:Cada elemento esta compuesto por átomos.Todos los átomos de un elemento son iguales.En las reacciones químicas los átomos no sufrencambios.

Los compuestos se forman cuando los átomos de más de un elemento se combinan.Ley de Dalton o de las proporciones múltiples: Cuando dos elementos forman diferentes compuestos, la relación de masas de esos elementos en uno de los compuestos estarelacionada mediante un numero entero sencillo con el otro.

La teoría atómica de la materia

El El descubrimientodescubrimiento de la de la estructuraestructura atatóómicamica..

• Los antiguos griegos fueron los primeros en postular quela materia esta constituída de partículaqs indivisibles.

• Mas tarde , los científicos afirmaron que la materia estabaconstituída de entidades cargadas

• Rayos catódicos y Electrones• Un tubo de rayos catódicos es un tubo resistente al vacío

con un electrodo en cada extremo. • Un elevado voltaje se aplica a traves de los electrodos.

• El voltaje origina partículas negativas que van desde el electrodo negativo al positivo.

• El paso de los electrones puede ser alterado por la presencia de un campo magnético.

• Consideremos un rayo catódico que atraviesa el electrodopositivo por un orificio pequeño.

• Si ellos interactúan con un campo magnéticoperpendicular a un campo eléctrico aplicado, los rayoscatódicos pueden son desviados en distintos grados.

– El grado de desviación de los rayos catódicos dependedel campo eléctrico y magnético aplicado. Ademásdepende de la relación carga masa del electron.

• En1897, Thomson determinó la relación carga masa de un electrón siendo ella 1.76 × 108 C/g.

Rayos catódicos y electrones

Considerando el siguiente experimento :• Gotitas de aceite son pulverizadas sobre una placa

metálica positiva conteniendo un pequeño orificio. • Las gotas de aceite caen por el orificio y adquieren carga

negativa.• La fuerza de gravedad hacen caer las gotas. Un campo

eléctrico aplicado las hacen subir. • Cuando una gota esta balanceada, el peso de la gota es

igual a la fuerza electrostática de atracción entre la gota y la placa positiva.

ExperimentoExperimento de de MillikanMillikanCathode Rays and Electrons

• Usando este experimento, Millikan determinó la carga de un electrón 1.60 × 10-19 C.

• Conociendo la relación carga masa, 1.76 × 108 C/g, Millikan calculó la masa del electron: 9.10 × 10-28 g.

RadioactividadRadioactividad

Si se considera lo siguiente:• Una substancia radiactiva es ubicada en un bloque de

plomo que contiene un orificio tal, que la radiaciónescapa por él.

• La radiación atraviesa dos placas cargadas y es detectada. • Tres rayos son obsewrvados:

• Un rayo desviado hacia la placa positiva, – Un rayo que no es afectado por el campo eléctrico,– Un rayo en dirección a la placa negativa.

ExperimentoExperimento sobresobreradioactividadradioactividad

• Una alta desviación hacia la placa positiva corresponde a radiación negativa y de baja masa. Es la radiación β(electrones).

• El rayo no desviado corresponde a radiación neutra, denominada radiación γ.

• La pequeña deflección hacia la placa negativacorresponde a radiación positiva y de elevada masa. Se denomina radiación α.

El núcleo atómico• De lo observado en la

radiación se concluye que el átomo posee entidadesneutras, positivas y negativas.

• Thomson asumió queaquellas especies cargadas se encontraban en una esfera.

• Rutherford experimentó con:• Una fuente de partículas α-particles ubicada en la salida

de un detector circular.• Las partículas α fueron disparadas sobre una fina

lámina de oro.• La mayor parte de las partículas alfa siguieron líneas

recta sin desviarse.• Algunas fueron desviadas en un elevado ángulo.• Si el modelo de atomo de Thomson era correcto

entonces el resultado del experimento de Rutherford resultaría imposible.

• De acuerdo a la mayor cantidad de particulas alfa queatraviesan sin desviarse la lámina de oro, la mayoría de los átomos deben trener baja masa de carga difusanegativa (el electrón).

• El pequeño número de partículas alfa desviado se debe a la interacción del centro del núcleo que contienepartículas positivas.

• Rutherford modicó el modelode Thomson:– asumió que el átomo es es

esférico con la cargapositiva localizada en el centro, con una difusa carganegativa alrededor de él.

VisiVisióónn modernamoderna de la de la estructuraestructura atatóómicamica

• El átomo posee de entidades positivas, nergativas y neutras.(protones, electrones y neutrones).

• Protones y neutrones estan en el núcleo, el cual espequeño. La masa del átomo se concentra en el núcleo.– En el núcleo pueden existir diferentes cantidades de

protones para un mismo número de electrones. Son losISOTOPOS.

• Los electrones están localizados fuera del núcleo . • La mayor volumen del átomo se debe a los electrones.

Isotopo, numero atómico y masa atómica.

• Numero atómico (Z) = numero de protones en el núcleo.

• Número másico (A) = Número total de nucleones en el núcleo ( protones y neutrones).

• Por convención para un elemento X, se escribe ZAX.

• Isotopos tienen igual Z pero diferente A.

NNúúmeromero mmáásicosico--Pesos Pesos atatóómicosmicosLa escala de masa atómica

• 1H pesa 1.6735 x 10-24 g y 16O 2.6560 x 10-23 g.• Se define: masa de 12C = exactamente 12 uma.• Usando unidades de masa atómica (uma):

1 uma = 1.66054 x 10-24 g1 g = 6.02214 x 1023 uma

1.66 x 10-24 gramos/u.m.a

Pesos Pesos atatóómicosmicos

• Masas atómicas relativas: cantidad de masa de isótopos:– Carbono natural C: 98.892 % 12C + 1.108 % 13C.

• Cantidad de masa de Carbono:

• (0.98892)(12 uma) + (0.0108)(13.00335) = 12.011 uma.

• Peso atómico (A) es también conocido como cantidad de masa atómica (atomic weight).

• Los pesos atómicos estan listados sobre la tablaperiódica.

La La tablatabla periperióódicadica..

• La tabla periódica ordena lo 114 elements de una forma muy significativa.

• Como consecuencia de esta organización, hay propiedades periódicas asociadas con la tabla periódica.

TablaTabla PeriPerióódicadica

TablaTabla PeriPerióódicadica

• Las columnas en la tabla peródica son llamadas grupos(numeradosa de 1A a 8A o 1 a 18).

• Las filas son llamadas periodos.

• Los metales son localizados a lado izquierdo de la tabla(la mayoría de los elementos son metales).

•• Elementos con propiedades similares a ambos son

llamados metaloides y estan localizados en la interfase de ambos.

• Algunos grupos tienen nombres especiales.

• Esos nombres indican las similidades en los miembrosdel grupo:

Grupo 1A: Metales alcalinosGrupo 2A: Metales alcalinos térreosGrupo 6A: Calcógenos.Grupo 7A: HalógenosGrupo 8A: Gases nobles.

MoleculasMoleculas y y CompuestosCompuestosMolecularesMolecularesMoleculas y fórmulas químicas.

• Las moléculas son unión de dos o más átomos enlazados.• Cada molécula tiene una fórmula química.• La fórmula química indica:

– Cuales átomos se encuentran en la molécula y suproporción.

• Compuestos formados de moléculas son compuestosmoleculares.

• Moléculas que contienen dos átomos enlazados son llamadas moléculas diatómicas.

Moleculas y fórmulas químicas.

Fórmulas Moleculares y empíricas

• Formulas moleculares

– Entrega información sobre número y tipos de átomosen una molécula.

– Ejemplos: H2O, CO2, CO, CH4, H2O2, O2, O3, ay C2H4.

• Fórmulas moleculares

• Fórmulas empíricas.

Informa sobre número relativo y tipos de átomos en unamolécula.

– Es decir, da la relación mínima de átomos en unamolécula.

– Ejemplos: H2O, CO2, CO, CH4, HO, CH2.

• Las moléculas son tridimensionales.

• Se suelen representare en dos dimensiones.

• La formula estructural da la conectividad entre atomosindividuales de la molécula.

• Existen muchos modelos para representar una molécula.

Ejemplos de modelos de moléculas

IonesIones y y CompuestosCompuestos iióónicosnicos

• Cuando un átomo o una molécula pierde electrones se carga positivamente.

– Por ejemplo , cuando el Na pierde un electrón se transforma en Na+.

• Los iones cargados positivamente se denominan cationes.

IonesIones y y compuestoscompuestos iióónicosnicos

• Cuando un átomo o moléecula gana electrones se carganegativamente.

• Por ejemplo si el cl gana un electrópn llega a ser Cl−.

• Los iones cargados negativamente se denominan aniones.

• Un atomo o molecula puede perder o ganar más de un electrón.

• En general los átomos metálicos tienen tendencia a perder electrones y formar cationes; en cambio los no metales tienden a ganar electrones y formar aniones.

• Predicción de carga iónica.• El número de electrones que pierde un átomo metálico

esta relacionado con su posición en la tabla periódica

Predicción de carga

• En la química generalmente se dala transferencia de electrones entre especies.

• Ejemplo:– Para formar NaCl el sodio neutro, Na, debe perder un electron

para llegar a ser un catión: Na+. – El electrón no puede desaparecer sino que lo capta un átomo de

cloro neutro,Cl, el cual se transforma en un anión: Cl-.– Los iones Na+ y Cl- son atraídos para formar una red iónica

cristalina..

Compuestos iónicos