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INSTRUCCIONES: La guía consta de dos partes. La primera se refiere a contenidos repasados en clases. Al final encontrarás actividades que debes desarrollar en el cuaderno. Selección múltiple, donde debes elegir una alternativa correcta y desarrollo. Saludos, Profe Cony.

TEMA: TABLA PERIÓDICA

El descubrimiento de los elementos químicos ha sido un proceso continuo desde la antigüedad. Ciertos elementos, como el oro, están presentes en la naturaleza en forma elemental, por lo que fueron descubiertos hace miles de años. En cambio, algunos elementos, como el tecnecio, son radiactivos e intrínsecamente inestables. Los conocemos sólo debido a la tecnología que se desarrolló durante el siglo XX. La mayoría de los elementos, aunque son estables, forman compuestos con facilidad. Por consiguiente, no se encuentran en la naturaleza en su forma elemental. Por lo tanto, durante siglos los científicos no supieron de su existencia.

A principios del siglo XIX, los avances en la química facilitaron el aislamiento de los elementos a partir de sus compuestos. Como resultado, el número de elementos conocidos se duplicó de 31, en 1800, hasta 63, en 1865. A medida que aumentaba el número de elementos conocidos, los científicos comenzaron a investigar las posibilidades de clasificarlos de formas útiles. En 1869, Dimitri Mendeleev en Rusia, y Lothar Meyer en Alemania publicaron esquemas de clasificación casi idénticos. Ambos científicos observaron que las propiedades físicas y químicas similares se repiten periódicamente cuando los elementos se acomodan en orden del peso atómico creciente. Los científicos de esa época no tenían conocimiento sobre los números atómicos.

El desarrollo de la Tabla periódica está marcado por los aportes de algunos científicos, tal y como revisaremos a continuación:

• El primer intento de clasificación de los elementos químicos fue reunirlos en metales, como el hierro, y en no metales como el oxígeno.

• Luego en 1817 Johann Döbereiner formó grupos de tres elementos según la similitud en sus propiedades físicas y químicas, creando las tríadas. Mostró que sus masas atómicas variaban con cierta regularidad.

• En 1864, John Newlands los dispuso en orden creciente de masas atómicas. Observó que después de cada 7 elementos en el octavo se repetían las propiedades del primero. Así creó la ley de las octavas.

• En 1869 Dimitri Mendeleev, ubicó los elementos en orden creciente de masas atómicas, y agrupó en una misma columna los elementos que exhibían propiedades químicas parecidas.

• En 1905 Alfred Werner organiza la tabla periódica de Mendeleev basándose en los números atómicos junto a Theodore Seaborg, quién contribuyó al decubrimiento y catalogación de los metales de transición interna.

• En 1913 Moseley (dos años después de que Rutherford publica su modelo atómico) establece una relación entre las frecuencias de las líneas de emisión de rayos X y la caga nuclear del átomo. En 1914 define el número atómico, que es capaz de determinar con métodos espectroscópicos, completando así la tabla periódica de los elementos.

Guía nº2 de Química IIº medio Repaso de contenidos II

NIVEL: 2° Medio ANEXO: CENTRAL

ASIGNATURA: Química DOCENTE: Constanza Méndez Cofré

FECHA DE ENVIO: 25 de marzo CORREO DOCENTE: constanza.mendez@sanignaciodetalca.cl

HORARIO DE CONSULTA: 10:00 a 12:00 hrs.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE: 1.- Aplicar los conocimientos obtenidos sobre Tabla periódica y Enlace Químico. 2.- Retroalimentar contenidos sobre propiedades periódicas y tipos de enlaces químicos.

DepartamentodeCiencias/QuímicaProfesoraConstanzaMéndezC.

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TABLA PERIÓDICA ACTUAL

El número atómico Z, es el mismo para los átomos de un mismo elemento, independiente si tiene o no isótopos. Existe una relación directa entre la configuración electrónica y la ubicación en la tabla periódica, además se distinguen los grupos (verticales o columnas) y los períodos (horizontales o filas).

Características de los Grupos: La tabla periódica está formada por 18 columnas llamadas grupos o familias. En cada grupo van elementos de propiedades análogas. La tabla periódica tiene dos numeraciones:

• Tradicional (nº romanos seguidos de letras A o B). • Moderna (se enumera de 1 a 18).

Características de los períodos: La tabla periódica está formada por siete períodos o filas. Cada período se construye colocando elementos que aumentan, en una unidad, el nº atómico Z. El número de elementos va en aumento a medida que se baja en la tabla la periódica.

Configuración electrónica y Periodicidad

Gran parte de las propiedades físicas y químicas de los elementos dependen del último nivel de energía, por esto, la ubicación de ellos está directamente relacionado con la estructura electrónica de la última capa o capa de valencia. Los electrones de valencia son aquellos que están en el nivel más externo, son los que participan en los enlaces químicos. La capa de valencia (número cuántico principal n) indica el período y los electrones de valencia indican el grupo al cual pertenece el elemento.

PROPIEDADES PERIÓDICAS

Se refieren a las variaciones que experimentan las propiedades físicas de los elementos que pertenecen a un mismo grupo o período.

Radioatómicosedefinecomo:“lamitaddeladistanciadedosátomosigualesqueestánenlazadosentresí”.

Laelectroafinidad eslaenergíaintercambiadacuandounátomogaseosocapturaune– yformaunanión”.

Laenergíadeionización“Eslaenergíanecesariaparaextraerune–deunátomogaseosoyformaruncatión”.Essiemprepositiva

(procesoendotérmico).

Laelectronegatividadmidelatendenciadeunátomoaatraerlose–hacíasí. Paulingestablecióunaescaladeelectronegatividadesentre

0,7(Fr)y4(F).

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VARIACIÓN DE LAS PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS

TEMA: ENLACE QUÍMICO

Se define como enlace a la fuerza o energía que mantiene unido a dos átomos, estos átomos alcanzan una configuración electrónica de un gas noble y se encuentran en un estado más estable. La manera como se unen éstos átomos depende en cierta medida de la diferencia de electronegatividad que ellos presenten.

Cuando dos especies químicas están unidas por un enlace, logran tener una configuración electrónica de un gas noble (He, Ne, Ar, Kr,Rn, Uuo) la cual les da más estabilidad , y para lograr esto los átomos están dispuestos a ceder, recibir, compartir electrones de su último nivel se energía que le llamamos nivel de valencia. A estos electrones se les llama electrones de valencia.

Regla del octeto y del dueto

Cuando los átomos forman enlaces, deben completar su última capa, ya sea cediendo, captando o compartiendo electrones, así adquirirán la configuración electrónica del gas noble más cercano. Cuando se completa con ocho electrones se dice que cumplió con la regla del octeto.

Existen otros átomos que completan su última capa con sólo dos electrones, se dice que cumplen con la regla del dueto. Estos son: hidrógeno, litio y berilio.

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ENLACE IÓNICO Cuando una molécula de una sustancia contiene átomos de metales y no metales, los electrones son atraídos con más fuerza por los no metales, que se transforman en iones con carga negativa; los metales, a su vez, se convierten en iones con carga positiva. Entonces, los iones de diferente signo se atraen electrostáticamente, formando enlaces iónicos. Este enlace se origina cuando se transfiere uno o varios electrones de un átomo a otro. Debido al intercambio electrónico, los átomos se cargan positiva y negativamente, estableciéndose así una fuerza de atracción electrostática que los enlaza. Se forma entre dos átomos con una apreciable diferencia de electronegatividades, los elementos de los grupos I y II A forman enlaces iónicos

con los elementos de los grupos VI y VII A. En general, cuando el compuesto está constituido por un metal y un no-metal y además la diferencia en electronegatividades es grande, el compuesto es iónico. Es el caso del bromuro de potasio (KBr).

Propiedades del enlace Iónico

Los productos resultantes de un enlace iónico poseen características especiales: • Son sólidos de elevado punto de fusión y ebullición. • La mayoría son solubles en disolventes polares como el agua. • La mayoría son insolubles en disolventes apolares como el benceno o el hexano. • Las sustancias iónicas conducen la electricidad cuando están en estado líquido o en disoluciones acuosas por estar formados por partículas cargadas (iones), pero no en estado cristalino, porque los iones individuales son demasiado grandes para moverse libremente a través del cristal. • Al intentar deformarlos se rompe el cristal, son frágiles.

ENLACE COVALENTE Se presenta cuando se comparten uno o más pares de electrones entre dos átomos cuya diferencia de electronegatividad es pequeña.

• Enlace covalente apolar

Si los átomos enlazados son no metales e idénticos (como en N2 o en O2), los electrones son compartidos por igual por los dos átomos, y el enlace se llama covalente apolar. Se establece entre átomos con igual electronegatividad. Átomos del mismo elemento presentan este tipo de enlace. En este enlace covalente no polar, la densidad electrónica es simétrica con respecto a un plano perpendicular a la línea entre los dos núcleos. Esto es cierto para todas las moléculas diatómicas homonucleares (formadas por dos átomos del mismo elemento) , tales como H2, O2, N2, F2 y Cl2, porque los dos átomos idénticos tienen electronegatividades idénticas. Por lo que podemos decir: los enlaces covalentes en todas las moléculas diatómicas homonucleares deben ser no polares. Por ejemplo, una molécula de dióxido de carbono (CO2) es lineal con el átomo de carbono al centro y, por lo tanto, debido a su simetría es covalente apolar.

• Enlace covalente polar

Si los átomos son no metales pero distintos (como en el ÓXIDO NÍTRICO, NO), los electrones son compartidos en forma desigual y el enlace se llama covalente polar (polar porque la molécula tiene un polo eléctrico positivo y otro negativo, y covalente porque los átomos comparten los electrones, aunque

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sea en forma desigual). Se establece entre átomos con electronegatividades próximas pero no iguales. Estas sustancias no conducen la electricidad ni tienen brillo, ductilidad o maleabilidad.

• Enlace covalente coordinado Se establece por compartición de electrones entre dos átomos, pero sólo un átomo aporta el par de electrones compartidos.

Algunas moléculas y especies químicas que presentan enlace dativo en su estructura: NH4 , O3, SO2, SO3, H2SO4, HNO3, H3PO4, NO3

-, SO4-2

Propiedades de los enlaces covalentes • Son gases, líquidos o sólidos de bajo punto de fusión y ebullición. • La mayoría son solubles en disolventes polares (compuestos covalentes polares). • La mayoría son solubles en disolventes apolares (compuestos covalentes apolares). • Los líquidos y sólidos covalentes fundidos no conducen la electricidad. • Las disoluciones acuosas son malas conductoras de la electricidad porque no contienen partículas cargadas; electrolitos.

¿Cómo se forman los enlaces covalentes no polares y polares? Al contrario de los enlaces iónicos, en los cuales ocurre una transferencia completa de electrones, el enlace covalente ocurre cuando dos (o más) elementos comparten electrones. El enlace covalente ocurre porque los átomos en el compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones (generalmente para ganar electrones). Esto ocurre comúnmente cuando dos no metales se enlazan. Ya que ninguno de los no metales que participan en el enlace querrá ganar electrones, estos elementos compartirán electrones para poder llenar sus capas de valencia. Un buen ejemplo de un enlace covalente es ese que ocurre entre dos átomos de hidrógeno. Los átomos de hidrógeno (H) tienen un electrón de valencia en su primera y única capa o envoltura. Puesto que la capacidad de esta envoltura es de dos electrones, cada átomo hidrógeno tenderá a captar un segundo electrón.

ENLACE METÁLICO Si los átomos enlazados son elementos metálicos, el enlace se llama metálico. Los electrones son compartidos por los átomos, pero pueden moverse a través del sólido proporcionando conductividad térmica y eléctrica, brillo, maleabilidad y ductilidad. Los electrones que participan en él se mueven libremente, a causa de la poca fuerza de atracción del núcleo sobre los electrones de su periferia.

Veamos un ejemplo:

¿Qué tipo de enlace se formará entre H y O?

Según la Tabla de Electronegatividades de Pauli, el Hidrógeno tiene una electronegatividad de 2,2 y el Oxígeno 3,44, por lo tanto la diferencia de electronegatividades será: 3,44 – 2,2 = 1,24.

El resultado de la operación entrega 1,24 cifra que es menor que 2,0 y mayor que 0,5.

Por lo tanto, el enlace será covalente polar. Además, si no se conociera la electronegatividad de los elementos bastaría saber que son dos no metales distintos para definir su enlace como covalente polar.

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Cuando los electrones son compartidos simétricamente, el enlace puede ser metálico o covalente apolar; si son compartidos asimétricamente, el enlace es covalente polar; la transferencia de electrones proporciona enlace iónico. Generalmente, la tendencia a una distribución desigual de los electrones entre un par de átomos aumenta cuanto más separados están en la tabla periódica.

Propiedades del enlace metálico

• Alta conductividad térmica y eléctrica. • Son dúctiles (fáciles de hilar) y maleables (fáciles de hacer láminas). • Los puntos de fusión son moderadamente altos, la estabilidad de la red positiva circundad por

la nube de electrones es alta. • Son difícilmente soluble en cualquier disolvente, por e mismo motivo que justifica el punto

anterior.

ACTIVIDADES

I.- Desarrolle una línea de tiempo en su cuaderno, donde sintetice la información entregada sobre el desarrollo de la tabla periódica, hasta llegar a la actual.

II.- Selección múltiple. Elija una alternativa correcta y enciérrela en un círculo. No olvides usar tu tabla periódica.

1.- ¿Cuál de las siguientes alternativas corresponden a la definición de “electrones de valencia”? “ Se refiere a los electrones que ……………………………….

A) se encuentran más cercanos al núcleo B) se encuentra en el primer nivel de

energía C) no intervienen en el enlace químico

D) se encuentran en el último subnivel de energía

E) se encuentran en el último nivel de energía

2.- La configuración electrónica externa del tipo ns2 np5, corresponde a los: a) metales alcalinotérreos. b) elementos de transición. c) gases nobles.

d) halógenos. e) metales alcalinos.

3.- Al estudiar un átomo de un determinado elemento se concluyó que: - pertenecía al período 3. - presentaba estructura electrónica más externa ns2 np1. - es un metal del bloque p Con estas características dirías que el número atómico de dicho elemento es: a) 7 b) 13 c) 15

d) 21 e) 39

4.- El número de protones, neutrones y electrones constituyen datos importantes para caracterizar un átomo. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

A) Número atómico (Z) es el número de neutrones existentes en el núcleo de un átomo. B) Número másico (A) es la suma de los protones y electrones que existen en un átomo. C) Isótopos son átomos con un mismo número de protones (Z) y diferente número másico (A). D) Isóbaros son átomos con mismo número de protones y mismo número de masa (A).

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E) Isótonos son átomos con un mismo número de protones y diferente número másico (A).

5.- En el gráfico adjunto, se muestra la variación del potencial de ionización (PI) de los elementos de acuerdo al número atómico (Z) creciente

De las siguientes afirmaciones sólo una no corresponde, indíquela

A) Los gases nobles representan las posiciones (B) B) Los metales alcalinos se ubican en posiciones (A) C) El flúor corresponde a la más alta posiciones representadas por (B) D) En general el potencial de ionización aumenta en un período al aumentar Z E) De las posiciones (A), la más alta corresponde al elemento hidrógeno

6.- ¿Cuál es el átomo más electronegativo de la tabla periódica? A) Cloro. B) Bromo. C) Flúor.

D) Oxígeno. E) Carbono.

7.- De la estructura de Lewis del elemento oxígeno, se puede concluir que:

A) Posee cuatro electrones de valencia B) Presenta seis electrones de valencia C) Se encuentra en estado gasesoso D) Tiene la capacidad de perder electrones E) Puede formar enlaces covalentes

8.- Con respecto a los compuestos iónicos, es correcto afirmar que:

I. Son sólidos cristalinos de elevado punto de fusión II. No conducen la electricidad III. Son solubles en solventes apolares IV. Presentan enlace covalente

Es o (son) correcta(s):

A) Sólo I B) Sólo I y II C) Sólo I, II y III D) Sólo II, III y IV E) I, II, III y IV

9.- Para que dos átomos "A" y "B" se unan mediante un enlace iónico es necesario que:

A) La afinidad electrónica del elemento menos electronegativo sea muy elevada. B) Que se transfieran electrones del elemento más electronegativo al menos electronegativo. C) Que la electronegatividad de ambos elementos sea muy diferente. D) Que el tamaño de los átomos que van a enlazarse sea similar. E) Deben compartir electrones para alcanzar la regla del octeto

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10.- El FLUOR (Z =9) y el SODIO (Z = 11) se unen dando un compuesto del cual podemos decir que se forma:

A) Por transferencia de un electrón de cada átomo de sodio a cada átomo de flúor. B) Por transferencia de dos electrones de cada átomo de sodio a cada átomo de flúor C) Por compartición de un par de electrones procedentes uno del átomo de sodio y otro del átomo de flúor. D) Por compartición de dos electrones procedentes ambos del átomo de sodio E) Se forma un compuesto liquido.

III.- Complete la siguiente tabla.

Característica Enlace iónico Enlace covalente Enlace metálico

Concepto del enlace

Tipos de elementos que lo forman

Diferencia de electronegatividades entre sus elementos

Polar: Apolar:

Estado de físico de las moléculas con este tipo de enlace

Polar: Apolar:

Solubilidad en agua

Polar: Apolar:

Conductividad eléctrica

Polar: Apolar:

Puntos de fusión

Polar: Apolar: