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FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOSistema periódico y enlace

Sistema periódico y enlace

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8PARA EMPEZAR

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Esquema de contenidos

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El átomo

La constitución del átomo

Modelo atómico de Bohr

Modelo atómico actual

Tipos de orbitales atómicos

Distribución de los electrones en un átomo

Configuración electrónica

La energía de los orbitales

El sistema periódico de los elementos

La tabla periódica Propiedades periódicas de los elementos

El tamaño de los átomos

Metales y no metales

Unión de átomos

Enlaces entre átomos

Cristales iónicos

Cristales covalentes

Cristales metálicos


Para empezar, observa y responde

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Análisis de una llamaAl encender un mechero bunsen obtenemos

una llama de color azul intenso.

Llama verde Llama naranja Llama roja

¿Y si pulverizamos la llama con una disolución de distintos compuestos?


La constitución del átomo

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POTASIO

Número másico A = p+ + nº

K19

39

Número atómico Z

Número de protones

Número de electrones

Número de neutrones

Z =19

Z= 19

N= A - Z= 39 - 19 =20

Cristal

Átomo

Núcleo

Quarks


Modelo atómico de Bohr

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En el modelo atómico de Bohr los electrones solo se pueden encontrar girando en determinados niveles de energía.

Niels Bohr

En el primer nivel de energía puede haber hasta 2 electrones.

En el segundo nivel de energía puede haber hasta 8 electrones.

En el tercer nivel de energía puede haber hasta 18 electrones.

En el cuarto nivel de energía puede haber

hasta 32 electrones, etc.


Modelo atómico actual

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Edwin Schrödinger

El modelo mecánico-cuántico establece que los electrones se encuentran alrededor del núcleo ocupando posiciones más

o menos probables.

Un orbital es una región del espacio en la que existe una probabilidad elevada

(superior al 90 %) de encontrar al electrón.

Modelo de Bohr Modelo mecánico-cuántico

1s

2s

3sr → distancia al núcleo

Pro

bab

ilida

d


Tipos de orbitales atómicos

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PRIMER NIVEL

SEGUNDO NIVEL

TERCER NIVEL

1s

2s 2p

3d

px py pz

px py pz

dxy dxz dyz dx2-y2 dz2

3p3s


ORBITALES S = COMO MÁXIMO 2 e-

ORBITALES P = COMO MÁXIMO 3.2e- = 6e-

ORBITALES d = COMO MÁXIMO 5.2e- = 10 e-

ORBITALES f = COMO MÁXIMO 7.2e- = 14 e-

ORBITALES S = COMO MÁXIMO 2 e-

ORBITALES P = COMO MÁXIMO 3.2e- = 6e-

ORBITALES d = COMO MÁXIMO 5.2e- = 10 e-

ORBITALES f = COMO MÁXIMO 7.2e- = 14 e-


La energía de los orbitales

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En

erg

ía

1s

2s

3s

2p

4s

3p

6s

5p

4d

5s

4p

3d

7s

6p

5d

4f

7p

6d

5f

7d

6f

7f

Orden de llenado: diagrama de Moeller.


Configuración electrónica

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La configuración electrónica de un átomo se obtiene siguiendo unas reglas:

En cada orbital solo puede haber 2 electrones.

Los electrones van ocupando el orbital de menor energía que esté vacante.

Cuando se llenan orbitales de la misma energía (p o d) primero se coloca un electrón en cada uno de los orbitales y luego se van completando.

1

2

3

1s 3s2s 3p2p

2s1s 3s 3p2p

2s1s 3s 3p2p

Al13

Si14

P15

1s2 2s2 2p6 3s2 3p1


EJEMPLOS DE CONFIGURACIONES


La tabla periódica

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Masa atómica (U)

Símbolo

Nombre

Número atómico

Lantánidos

Actínidos

Alcalinos

Alcalino-terreos

Metales de transición

Anfígenos

Halógenos

Gases nobles


Ejercicio 37Átomo P+ e- Configuración

electrónicagrupo familia periodo Metal/

No metal

Ne

F

O

I

Be

B

Fe


El tamaño de los átomos

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Radio atómico creciente

Rad

io a

tóm

ico

cre

cie

nte

H

Li

Na

K

Rb

Cs Ba

Ca

Sr

Mg

Be B C

Al

Ga

In

Tl

Si

Ge

Sn

Pb

N

P

As

Sb

Bi

O

S

Se

Te

Po

F

Cl

Br

I

At

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

He

1 2 17 1816151413


Metales y no metales

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Metales Metaloides

Semimetales

No metales Gases nobles


ENLACE QUIMICO• Los átomos tienden a unirse unos a otros para formar entidades

más complejas. De esta manera se construyen todas las sustancias.

• ¿Por qué los átomos tienden a unirse y no permanecen aislados como tales átomos?

• ¿Por qué un átomo de cloro se une a uno de hidrógeno y, sin embargo, un átomo de oxígeno se combina con dos de hidrógeno o uno de nitrógeno con tres de hidrógeno?

• ¿Cuál es el “mecanismo” que mantiene unidos los átomos?• La teoría del enlace químico trata de dar respuesta a estas

cuestiones.• La causa determinante de que los átomos traten de combinarse con

otros es la tendencia de todos ellos a adquirir la configuración de gas noble (ns2 p6) en su capa más externa o “capa de valencia”.

• Ésta es una configuración especialmente estable a la que tienden todos los elementos


Tipos de enlaces entre átomos

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ENLACE IÓNICO: Transferencia de e-

ENLACE COVALENTE:

Se comparten e-ENLACE METÁLICO:

nube electrónica

Agua (H2 O)

Sal (ClNa) Oro (Au)

Na Cl

Na+ Cl-


ENLACE IONICOEl proceso fundamental consiste en la transferencia de electrones entre

los átomos (uno cede electrones y el otro los coge), formándose iones de distinto signo que se atraen.

Este enlace tendrá lugar entre átomos de tendencia muy distinta: entre metales y no metales

Na

Cl

Na

+C

l -

- 1 e-

+ 1 e-

Cristal de NaCl

Los iones Cl – (esferas más grandes, verdes) se rodean de iones Na + (esferas más pequeñas, moradas) y éstas, a su vez, son atraídas por los iones negativos formando una red iónica.

No se forman

moléculas

Se forma un cristal

NaClCompuesto

iónico


PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS

• Son sólidos cristalinos como revela su estructura muy ordenada y compacta.

• Poseen puntos de fusión y ebullición elevados, ya que el enlace iónico es de una gran fortaleza y para que el compuesto se convierta en líquido o en gas es necesario romper esos enlaces, para lo cual hay que suministrar una cantidad considerable de energía.

• Son duros, ya que para rayar un sólido es necesario romper cierto número de enlaces y el enlace es muy fuerte.

• Suelen ser solubles en agua y al disolverse se rompen en iones positivos y negativos.

• En estado sólido no conducen la electricidad ya que los iones están fuertemente unidos y no hay cargas libres que puedan circular.

• Fundidos o en disolución acuosa son buenos conductores de la corriente eléctrica debido a la existencia de iones (átomos con carga) que se dirigen a los electrodos de polaridad contraria


Cristales iónicos

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Cationes

Aniones

Galena: sulfuro de plomo (II), PbS

Golpe sobre el cristal iónico Los iones se desplazan Los iones del mismo tipo se repelen


ENLACE COVALENTE

• Se forma compartiendo e- del último nivel de energía de los átomos

• Se produce entre átomos que tienen tendencia a ganar e-; esto es entre NO METALES

• Se pueden formar dos tipos de sustancias:

• MOLECULAS

• CRISTALES COVALENTES


FORMACIÓN DE MOLÉCULAS


Cristales covalentes

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Diamante

Átomos

Grafito


PROPIEDADES COMPUESTOS COVALENTES

• SUSTANCIAS MOLECULARES

• Son gases o líquidos • Puntos de fusión y ebullición

bajos• No conducen la corriente

eléctrica• Su solubilidad en agua es

variable• Ej: Agua, Oxígeno O2, ..

• CRISTALES COVALENTES

• Son sólidos cristalinos• Tienen punto de fusión muy

alto• No conducen la corriente• Son insolubles en agua

• Ej: Diamante, Sílice (SiO2)


Cristales metálicos

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Niobio (Nb)

Cationes

Electrones

Golpe en el cristal metálico La nube de electrones evita la ruptura


Propiedades de los metales

• Sólidos (excepto Hg) y punto de fusión alto

• Conductores de la corriente eléctrica y el calor

• Tienen brillo metálico

• Son dúctiles (forman hilos) y maleables (forman láminas)


Enlaces de interés

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