guia de quimica

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guía de química

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  • 1

    REPBLICA DE PANAM

    MINISTERIO DE EDUCACIN

    DIRECCIN REGIONAL DE JVENES Y ADULTOS

    COLEGIO OFICIAL NOCTURNO DE DAVID

    ASIGNATURA

    QUMICA GENERAL PARTE A

    NIVEL 10 GRADO

    FACILITADOR

    OVIDIO QUINTERO

  • 2

    2011 AO INTERNACIONAL DE LA QUMICA Estimado participante, bienvenido a una emocionante aventura en el mundo de los tomos y las

    molculas que componen todo lo que se puede tocar. El conocimiento de las caractersticas e

    interacciones de estos materiales ocupa el corazn de la QUMICA. La qumica puede ser

    divertida y emocionante, pero tambin es una ciencia muy til y prctica.

    La Qumica ha mejorado nuestra calidad de vida desde tiempos inmemoriales. Hoy se

    encuentra prcticamente en todos los mbitos de nuestra vida. En la salud, la alimentacin,

    la industria textil (ropa), las nuevas tecnologas. El arte, el hogar, automviles, agricultura y

    ms. Es una de las bases de todos los campos econmicos del siglo XXI.

    En este tema conoceremos un poco sobre las aplicaciones de la QUMICA para que

    comprendas su importancia.

    Al finalizar este mdulo debes tener las siguientes competencias:

    Describir la relacin entre qumica y materia. Reconocer como se pueden utilizar los mtodos cientficos para resolver problemas.

    Reconocer las unidades del Sistema Internacional de Medidas y aplicarla a clculos qumicos.

    Distinguir entre propiedades qumicas y propiedades qumicas. Clasificar la materia segn su composicin: elemento, compuesto y mezcla.

    Espero que lo expuesto en este MDULO te sirva para animarte ms al estudio de la qumica,

    al observar como sta se relaciona con nuestro diario vivir.

    Es mi inters que el estudio de este tema te sea agradable y de buen provecho.

    Ahora que conoces los objetivos que debes cumplir con este tema, te sugiero para tu mejor

    aprendizaje lo siguiente:

    1. Leer con cuidado el material y plantearte tu mismo preguntas pertinentes. 2. Lee el material otra vez, toma notas y haz una lista de los puntos clave. 3. Relaciona los puntos clave unos con otros y compara sus similitudes y diferencias. 4. Resuelve los problemas que se incluyen. 5. Familiarizate con todos los tipos de problemas.

  • 3

    TEMA 1: Qumica una ciencia experimental

    TEMA 2: La medicin en qumico

    TEMA 3: Materia y energa

    TEMA 4: Teoras atmicas

    TEMA 5: Modelos atmicos

    TEMA 6: Tabla peridica

    TEMA 7: Enlace qumico

    OBJETIVOS Con este tema debes:

    1. Lograr la comprensin de la ciencia y el mtodo cientfico, y el lugar que ocupa la qumica entre las ciencias.

    2. Clasificar los intereses de investigacin de un qumico o el papel de la investigacin como una de las cinco subreas de la qumica.

    3. Explorar la importancia de la qumica como ciencia.

    CONOCIMIENTOS PREVIOS 1. Qu es ciencia? 2. Qu es qumica? 3. Por qu debemos estudiar qumica?

    Habr alguna relacin entre la qumica y la naturaleza, con los alimentos, con los seres vivos?

    CONTENIDO DEL TEMA.

    1. Por qu estudiar qumica? 2. Divisiones de la qumica. 3. Relacin de la qumica con otras ciencias. 4. Historia de la qumica

    - Qumica de la antigedad - Alquimia - Iatroqumica - Renacentista - Epoca del flogisto

    5. El mtodo cientfico.

    TEMA 1

  • 4

    En nuestro estudio de la qumica nos encontraremos estudiando sobre la composicin de la

    materia, as como tambin sus propiedades y transformaciones.

    A travs de la historia, los seres humanos han buscado mejorar su calidad de vida; para ello han

    modificado su ambiente, estudiado los diferentes cambios que ocurren en la naturaleza as como

    las caractersticas y propiedades de las diferentes sustancias que la componen. La qumica ha

    jugado un papel importante en ese descubrir mejores condiciones de vida para los seres vivos.

    Alguna vez te has maravillado y preguntado por que una rosa es tan fragante? Quizs alguna

    vez te has maravillado del fuego de un hoguera. Recuerdas el alivio que sentiste cuando al dejar

    caer un vaso, te diste cuenta que era de plstico y no de vidrio. Estos fenmenos ocurren por la

    qumica. Que nos rodea continuamente, en todo momento. Los cambios qumicos nos brindan

    colores hermosos, calidez, luz y productos que hacen nuestra vida ms placentera.

    productos qumicos nos ayuda a estar informados, capaces de resolver problemas y comunicarnos

    en forma organizada y lgica.

    QU ES QUMICA?

    Podemos definir la qumica como la ciencia que estudia la composicin, estructura, propiedades y reacciones de la materia. Si la qumica estudia la materia, entonces el universo entero, es en consecuencia, su objeto de estudio.

    Las posibilidades de trabajo de la qumica se presenta en todo nuestro medio ambiente: la finca,

    el hogar, la industria. Si miramos a nuestro alrededor, encontramos que prcticamente todo es

    producto de alguna industria qumica. Los muebles, poseen forro de vinil o de tela? Y las cortinas

    de la ventana, son de rayn, de algodn o de nailon. La ropa: de que color es, que tintes han

    producido esos colores? Para lavarla, utiliza jabn, detergente, cloro? En relacin con la salud,

    que tipo de medicina usamos. Al revisar las indicaciones de estos productos, se ha dado cuenta

    que sustancias contienen? Ha pensado como se elaboran los cosmticos que usa?

    La qumica es fascinante para muchas

    personas. Aprender sobre el mundo a nuestro

    alrededor nos conduce a invenciones

    interesantes y tiles y a nuevas tecnologas. La

    qumica es bsica para la comprensin de

    muchos campos, como la agricultura, la

    astronoma, la ciencia animal, la geologa, la

    medicina y otros. Todos utilizamos la qumica

    en nuestra vida diaria para enfrentar nuestro

    mundo tecnolgico. Aprender sobre los

    beneficios y los riesgos asociados con los

  • 5

    Nacemos como resultado de una serie de reacciones qumicas y nuestro cuerpo es una

    asombrosa fbrica de sustancias qumicas. Con la qumica vivimos, bebemos, comemos,

    caminamos y dormimos. Se encuentra en todas partes: en los aceros especiales, en las industrias

    Divisiones de la Qumica.

    Dentro de la qumica hay diversos campos de estudio, ya que no es posible conocer todo lo que

    se ha descubierto. Esta circunstancia, entre otras ha determinado la subdivisin de la qumica en

    distintas reas:

    Qumica General: Trata los principios fundamentales relativos a la constitucin y propiedades de los cuerpos.

    Qumica Orgnica: Se ocupa de los compuestos del carbono y sus propiedades.

    Qumica Inorgnica: Estudia elementos, sus compuestos y las teoras relacionadas con su formacin ( excepto de los de carbono) y trata de dar razones y explicar las causas de sus

    propiedades y semejanzas.

    Qumica Analtica: Examina los mtodos de reconocimiento y determinacin de la composicin de las sustancias: Se divide en cualitativa y cuantitativa.

    Qumica Nuclear: Estudia las transformaciones que se producen en los ncleos atmicos.

    Qumica Fsica o Fisicoqumica: La qumica se define como la ciencia que estudia la materia y sus transformaciones en contraste con la fsica que se encarga de la energa y sus

    transformaciones.

    Qumica Biolgica o Bioqumica: Estudia los procesos qumicos que ocurren en los seres vivos.

    Qumica Industrial: Describe los procedimientos industriales de obtencin de las sustancias.

    que producen combustibles y los materiales

    necesarios para el transporte tales como el

    caucho, lubricantes y bateras; en la produccin

    de nuestros alimentos; en la fabricacin de

    abonos e insecticidas. Tambin ha sido de gran

    utilidad en la lucha contra los microorganismos

    responsables de muchas enfermedades, al

    descubrir vacunas, sueros, antibiticos,

    anestsicos y otros. La belleza de la naturaleza se

    debe a los procesos qumicos que ocurren en ella.

  • 6

    Relacin de la Qumica con otras Ciencias.

    La qumica ofrece informacin a diversas reas o especialidades como:

    La Geologa; que estudia la estructura de la tierra, la constitucin y cambios de las rocas.

    La Biologa; que considera los cambios y transformaciones que ocurren en los seres vivos.

    La Astronoma; que se apoya en la qumica para buscar informacin respecto a su estructura y constitucin de los astros y del universo en general.

    La Agronoma; que toma en cuenta composicin y las transformaciones que ocurren en los suelos y en la vida animal y vegetal relacionada con ella.

    La qumica es una de las ciencias ms antiguas. Las primeras ideas que tuvo el ser humano

    relacionadas con la qumica surgieron cuando observ y analiz los cambios de los materiales

    con los que tena contacto. Por ejemplo la conversin del jugo de uva en vino. Han sido

    descubierto en las ruinas de ciudades antiguas, vestigios de que sus habitantes practicaban alguna

    forma de qumica.

    La historia de la qumica la podemos separar en etapas:

    Qumica de la Antigedad. Se utiliz por pueblos antiguos como los sumerios, asirios y Babilonios, que extraan varios metales tales como el oro, la plata y el cobre. Los babilonios

    utilizaron el vidrio. Los egipcios usaron el estao, y el cobre para preparar bronce;

    fabricaron jabones, tintas, perfumes, cosmticos, venenos y otros. Los rabes se interesaron

    en buscar un elixir para prolongar la vida y lo llamaron piedra filosofal.

    La Alquimia: Se origina de la fusin de las ideas de los griegos con la prctica de los egipcios. Se caracteriz por la obsecin de transformar un metal en otro, principalmente

    transformar todos los metales en oro.

    La Yatroqumica: En esta etapa de la historia de la qumica se distingue Paracelso, considerado como el principal actor en el rea de la medicina. Consider que el cuerpo

    humano estaba constituido por mercurio, azufre y sal y que las enfermedades eran

    consecuencia de una desproporcin entre estas sustancias.

    Qumica Renacentista. Se inicia el uso del mtodo cientfico como mtodo de investigacin. Se establece el concepto moderno de elemento.

    poca del flogisto. Se propone la teora del flogisto que dice: Toda sustancia combustible contiene un principio llamado flogisto, el cual se desprende en la combustin.

    Qumica Moderna. En esta etapa la qumica se convierte en una verdadera ciencia. Antonio Lavoisier, considerado el padre de la qumica moderna, le dio el verdadero rango de ciencia

    experimental. Trabajos importantes para la ciencia se dieron en esta etapa:

  • 7

    - Lavoisier establece la ley de conservacin de la materia; La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma - Dalton presenta la primera teora atmica

    - Avogadro propone el concepto de peso atmico.

    - Mendelev da a conocer la Ley Peridica

    - Becquerel descubre la radiactividad

    Aportes de la QUMICA a la cultura panamea

    La qumica no ha tenido en Panam un gran desarrollo, sin embargo ha contribuido en parte al

    desarrollo del pas. En cuanto al desarrollo de la cultura panamea podemos establecer tres

    etapas.

    - poca Precolombina.

    Los nativos panameos aplicaron la qumica en la construccin, en los trabajos de cermica

    y en el uso de algunos metales, tales como hierro, cobre, oro y plata. Utilizaron races y

    cortezas de los rboles para preparar tintes, brebajes para curar algunas enfermedades. Se

    desarrollaron mtodos para fermentar jugos de frutas y de granos para obtener vinagre y

    bebidas alcohlicas.

    - poca Colonial.

    Los colonos espaoles influyeron en la produccin de medicamentos, fabricacin de

    aleaciones, mezclas de diferentes materiales para la construccin.

    - poca Actual

    Actualmente la qumica se practica en Panam sobre la base cientfica de una ciencia

    experimental, cuya aplicacin ha facilitado el desarrollo del pas. Si bien es cierto la

    aplicacin de la qumica es en todas las reas del quehacer diario, la mayor parte de estos

    productos viene del exterior. Son pocas las industrias en Panam.

    Uno de los profesionales de la qumica de mayor importancia fue el Dr. Guillermo

    Patterson. Primer panameo en obtener el grado acadmico en una rama de la qumica. Public

    28 libros y patent varios inventos, entre los cuales, el ms conocido corresponde a la Clorofila en pastillas contra el mal aliento. Es considerado como el Padre de la Qumica en Panam.

    Es un procedimiento lgico para descubrir una verdad general a partir de muchas observaciones

    individuales. Describe en forma muy precisa la manera de desarrollar un trabajo en una forma

    lgica y sistemtica.

    Este procedimiento de razonamiento se denomina induccin y ha sido uno de los pilares de la

    ciencia moderna. Comprende las siguientes etapas:

    Planteamiento del problema Experimentacin y recopilacin de datos Formulacin de hiptesis y predicciones. Interpretacin de datos y conclusiones.

    Los cientficos

    emplean el mtodo

    cientfico en su trabajo

    diario en los

    laboratorios

  • 8

    Una hiptesis es una explicacin tentativa de ciertos hechos que dan base para experimentos

    posteriores. A una hiptesis bien establecida se le da el nombre de teora o modelo.

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1

    Desarrolle las siguientes preguntas en su cuaderno de trabajo.

    1. Por qu se puede afirmar que la qumica es una ciencia experimental?

    2. Analice el significado de la siguiente expresin: sin sustancias qumicas la vida no sera posible. 3. Discuta con sus compaeros acerca de los problemas que afronta la humanidad por el abuso de

    productos qumicos.

    4 Defina o explique los siguientes trminos:

    Ciencia Mtodo cientfico Cualitativa

    Experimentacin Qumica orgnica Cuantitativa

    Hiptesis Qumica analtica Teora

    Ley cientfica Bioqumica

    Teora atmica

    Experimentacin Modelo

    Observacin Mtodo cientfico

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2

    1. Presenta ejemplos de cinco sustancias orgnicas.

    2. Menciona, por lo menos, cinco sustancias inorgnicas y seala que elementos qumicos

    contienen.

    3. Qu elemento qumico se encuentra en todas las sustancias orgnicas?

    4. Qu rama de la qumica tiene que ver con la determinacin de alcohol en la sangre?

    5. Qu rama de la qumica estudia los principios tericos para elegir el tipo de metal que se debe

    utilizar en la construccin de un puente?

    6. Menciona algunos procesos que son estudiados a travs de la Bioqumica

    7. Prepara una lista de actividades y productos en los que est involucrada la qumica

    Sistema Internacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa

    en casi todos los pases.

    Es el heredero del antiguo Sistema Mtrico Decimal y es por ello por lo que tambin se lo conoce

    como sistema mtrico, especialmente en las personas de ms edad y en pocas naciones donde

    an no se ha implantado para uso cotidiano.

  • 9

    El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades bsicas (fundamentales), que

    expresan magnitudes fsicas.

    http://www.profesorenlinea.cl/fisica/MedidasSistema_internacional.htm

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE

    Define los siguientes trminos.

    Sistema mtrico Cantidad Unidades derivadas

    Sistema Internacional de

    Medidas

    Medir Escalas termomtricas

    Unidades Medida Grado Celsius

    Masa Longitud Grado Fahrenheit

    Temperatura Tiempo Kelvin

  • 10

    OBJETIVOS DEL TEMA

    Con el estudio de este tema logrars las siguientes competencias:

    1. Reconocer las propiedades extensivas e intensivas de la materia. 2. Diferenciar los conceptos de fenmenos fsicos, fenmenos qumicos, propiedad fsica y

    propiedad qumica.

    3. Comprender la relacin entre materia y energa. 4. Distinguir los diferentes tipos de materia 5. Diferenciar los conceptos elemento, compuesto, tomo y molcula.

    CONTENIDO DEL TEMA

    1. Definicin de materia 2. Propiedades de la materia

    - Extensivas

    - Intensivas

    - Densidad

    - Calor especfico

    3. Estados de la materia 4. Clasificacin de la materia 5. Cambios que sufre la materia 6. Energa y cambios qumicos 7. Leyes relacionadas con la materia

    CONOCIMIENTOS PREVIOS

    Antes de iniciar el estudio del tema, trate de definir las siguientes interrogantes:

    1. Qu son estados fsicos de la materia? 2. Cules son los estados fsicos de la materia? 3. Qu es materia? 4. Cul es la diferencia entre masa y peso? 5. Realice las siguientes operaciones:

    a. 3.652 b. 12.46 x 0.0231 = c. 14.85 = 12.4 2.1

    1.25

    d. 3.42 x 6.851 =

    13.2 x 0,0124

    6. Realice las operaciones indicadas y exprese su respuesta en notacin cientfica.

    TEMA 2

  • 11

    a. 1.65 x 104 x 350 = b. 1 000 x 680 = 1 000 0.315 x (65 - 45)

    INTRODUCCIN

    Los seres vivos e inanimados que apreciamos a nuestro alrededor estn constituidos por materia.

    Este hecho nos permite distinguir dos clases de materia: una materia viva u orgnica y otra

    materia inorgnica.

    La materia orgnica es aquella derivada de los seres vivos y cuyo componente constante es el

    carbono, en tanto que la materia inorgnica es aquella derivada de cuerpos desprovistos de vida,

    como los metales y las rocas.

    Habrs observado que cada una de las cosas estn ocupando un lugar en el espacio y que tienen

    masa; por ejemplo, una flor ocupa un lugar en el espacio y est formada de cierta cantidad de

    materia, o sea la masa; as podemos mencionar el pincel, las cortinas de las ventanas, la maceta,

    las paredes, el piso, el aire, la persona y la vestimenta.

    MATERIA

    Estados

    Bos-Einstein

    Slido

    Lquido

    Gaseoso

    Plasma

    tomos

    Compuestos Elementos

    Tabla Peridica Protones

    Neutrones

    Electrones

    Se presenta en Compuestas por

    son forman

    forman

    Organizados en Conformados por

  • 12

    Materia es todo lo que ocupa espacio, tiene volumen, peso y masa. Todo a tu alrededor es

    materia, incluidos el aire y los microbios que no se pueden ver.

    La materia que tiene una composicin uniforme y constante se denomina sustancia.

    Tiene propiedades generales ( comn a toda materia) y particulares o especficas que permiten

    que haya distintas clases de materia.

    Propiedades Intensivas y Extensivas Las propiedades extensivas son aquellas que dependen de la cantidad de materia.

    Son propiedades extensivas son

    Masa: Cantidad de materia de un cuerpo. Volumen: Espacio que ocupa un cuerpo. Peso: Es la medida de la fuerza con que la tierra hala hacia su centro a todos los cuerpos que se encuentran en ella.

    Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad o tamao de la materia. Estas tambin

    son conocidas como propiedades especficas de la materia. Pueden ser clasificadas como fsicas

    y qumicas. Las fsicas son las que identifican sin producir un cambio en la composicin de la

    materia. El color, olor, densidad, punto de ebullicin, punto de fusin, lustre, dureza, ductilidad,

    maleabilidad, viscosidad, calor especfico, entre otras son propiedades fsicas de la materia.

    Las propiedades que se relacionan con la manera en que cambia la composicin de la materia, o

    como interacciona con otras sustancias, se conoce como propiedades qumicas. Incluye la

    reactividad qumica, la corrosin, la combustibilidad.

    Densidad (d) es la relacin de la masa de una sustancia con el volumen ocupado por esa masa y

    se expresa con la ecuacin:

    d = __masa__

    volumen

    Es una caracterstica fsica de una sustancia que puede ayudar para su identificacin. Cuando se

    da la densidad de un slido o un lquido, la masa se expresa usualmente en gramos y el volumen

    en mililitros o centmetros cbicos.

    d = masa/ volumen = g/ ml o d = g/ cm3

    Las densidades para lquidos se representan usualmente en trminos de gramos por mililitro

    (g/ml) o gramos por centmetro cbico (g/cm3

    ) . La densidad de los gases, se expresa en trminos

    de gramo por litro (g/L).

  • 13

    Ejemplo 1:

    Cul es la densidad de un mineral si 427 g del mineral ocupan un volumen de 35 ml?

    d= masa / volumen

    Sustituimos entonces en la ecuacin los datos del problema y resolvemos:

    m = 427 g v = 35 ml

    d = masa / volumen = 427 g/ 35 ml = 12,2 g/ml

    Ejemplo 2:

    La densidad del oro es 19,3 g/ ml. Cul es la masa de 25 ml de oro?

    Se despeja la masa a partir de la ecuacin y se sustituye en la nueva ecuacin los datos de la

    densidad y el volumen.

    d= masa / volumen d x V = masa, sustituyendo

    masa = (19,3 g/ml) 250 ml = 483 g

    Ejemplo 3:

    Calcula el volumen de 100 g de alcohol etlico.

    d = masa / volumen volumen = masa / d = 100 g/ 0,789 g/ml

    ACTIVIDADE DE APRENDIZAJE:

    Desarrolle los siguientes problemas.

    1. Calcule la densidad para cada uno de los siguientes incisos: a. una pieza de metal con un volumen de 60 ml y una masa de 300 g b. una sustancia que ocupa un volumen de 70 ml y tiene una masa de 165 g c. una muestra de metal que ocupa un volumen de 5L y con una masa de 6,5 kg

    2. La plata pura tiene un densidad de 10,5 g/ml. Un anillo vendido como plata pura tiene una masa de 25 g. Cuando se coloca en una probeta graduada, el nivel del agua se eleva 2 ml.

    Determina si el anillo es realmente de plata pura o si el cliente debe reclamar.

    3. Calcule el volumen que ocupan las siguientes muestras: a. una muestra de tetracloruro de carbono que tiene una masa de 65 g y una d= 1,6

    g/ml

    b. una muestra de cido actico que tiene una masa de 320 g y una d= 1,05 g/ml

  • 14

    c. una muestra de cloroformo que tiene una masa de 37,5 g y una d= 1,49 g/ml

    4. Calcula la densidad de un lquido si 50 ml tienen una masa de 78,26 g. 5. Una muestra de 12.8 ml de bromo tiene una masa de 39,9 g. Cul es la densidad del

    bromo?

    6. El cido clorhdrico concentrado tiene una densidad de 1,19 g/ml. Calcula la masa de 250 ml de ste cido.

    7. Qu masa de mercurio (d= 13,6 g/ml) ocupar un volumen de 25 ml? 8. El nivel de agua en una copa medidora es 0,75 L antes de aadir 150 g de aderezo. El

    nivel del agua despus de sumergir el aderezo es de 0,92 L. Determina la densidad del

    aderezo.

    El estado fsico de una sustancia es una propiedad fsica de esa sustancia. Los tres estados

    comunes de la materia se pueden distinguir por la manera como se llena un recipiente.

    Slidos. Un slido es un estado de la materia que tiene forma y volumen. La madera, el hierro, el papel y el azcar son ejemplos de slidos. En este estado las partculas que

    forman la materia estn estrechamente unidas. Esto provoca que los slidos

    tengan un volumen y forma definidos.

    Lquidos. Un lquido es un estado de la materia que fluye, tiene un volumen constante y toma la forma del recipiente que lo contiene. Ejemplos comunes son incluyen el agua, la

    sangre y mercurio.

    En un lquido las partculas no estn unidas de forma tan rgida y estn menos

    estrechamente empaquetadas que en los slidos. Estas partculas pueden moverse entre s,

    esto permite que el lquido fluya.

    Gases. Un gas es un estado de la materia que fluye para ajustarse a la forma de su recipiente. Ejemplos de gases son el nen, el propano y el butano que se usan como gas

    de cocina. En comparacin con los

    slidos y los lquidos, las partculas de los gases estn muy separadas. Debido a estos

    espacios entre partculas, los gases son compresibles y ocupan todo el espacio disponible.

    Estado de Plasma. A temperaturas muy elevadas, las molculas se desintegran y los tomos se ionizan formando un conjunto de partculas llamado estado de plasma. Lo

    podemos definir como un gas en el que los tomos ionizados forman una mezcla

    elctricamente neutra. Se puede encontrar en una lmpara fluorescente; el gas que hay en

    ella se convierte en plasma cuando la lmpara se enciende. Tambin se encuentra en el sol y

    en otras estrellas.

    Las

    palabras

    gas y

    vapor no

    significa

    n lo

    mismo

    La elevada

    tensin

    superficial del

    agua impide

    que esta se

    derrame.

  • 15

    El Bose-Einstein. Gas que se ha enfriado a una temperatura prxima al cero absoluto. Los tomos pierden energa, se frenan y se unen para dar origen a un supertomo. Puede

    tener aplicaciones electrnicas y permitir el desarrollo de relojes atmicos ms precisos.

    La materia puede ser , sustancia pura o mezcla:

    Sustancia pura: Es una sustancia qumica individual que se compone de la misma clase de materia. Estas son:

    Elementos: Son las sustancias individuales o ms simples con las que se construyen todas las cosas materiales.

    Compuestos: Son sustancias que estn formadas por dos o ms elementos combinados entre s en proporciones fijas. Las propiedades de los compuestos son diferentes a las de

    los elementos que los forman.

    Las combinaciones de tomos del mismo o de diferentes elementos forman las molculas y

    cristales inicos. Estos son las partculas ms pequeas de una sustancia pura

    Mezclas: En una mezcla la composicin puede variar. El jugo de naranja , por ejemplo es una mezcla que contiene jugo, pulpa, agua y otras sustancias qumicas. Las mezclas se

    clasifican en:

    Mezcla Homognea: Es una mezcla en donde se observa una sola fase. Reciben el nombre de solucin. Se forma por la combinacin de sustancias miscibles. La mezcla

    agua y azcar es homognea.

    Mezcla Heterognea: Es una mezcla en la que se distinguen las partes que la forman, ya sea a simple vista o al microscopio. Contiene varias fases. Ejemplo la mezcla agua y

    aceite.

    Separacin de Mezclas.

    La mayor parte de la materia se presenta mezclada en la naturaleza. Debido a que las sustancias

    de una mezcla estn reunidas fsicamente, para separarlas se utilizan procesos fsicos que se

    basan en la diferencia de las propiedades fsicas de las sustancias. Se han desarrollado numerosas

    tcnicas que aprovechan distintas propiedades fsicas para separar las mezclas.

    Las mezclas heterogneas compuestas de slidos y lquidos se pueden separar por filtracin

    Esta es una tcnica que usa una barrera porosa para separar un slido de un lquido.

    La mayora de las mezclas homogneas se pueden separar por destilacin, que es un tcnica de

    separacin que se basa en la diferencias de los puntos de ebullicin de las sustancias

    involucradas.

    La elaboracin de caramelo, a partir de una solucin azucarada, es un ejemplo de separacin

    por cristalizacin. Esta tcnica de separacin da como resultado la formacin de partculas

    slidas puras de una sustancia, a partir de una mezcla que la contenga.

    Las

    mezclas

    pueden ser

    separadas

    por medios

    mecnicos

    sencillos

  • 16

    La cromatografa es una tcnica que separa los componentes de una mezcla aprovechando la

    tendencia de cada componente a desplazarse (fase mvil) por la superficie de otro material (fase

    estacionaria).

    La materia que nos rodea se encuentra en un continuo cambio: los metales se oxidan, las

    sustancias vegetales y animales se descomponen, la superficie de la tierra se erosiona y el agua se

    evapora. Estos cambios se pueden clasificar en dos categoras: fsicos y qumicos.

    Cambios Fsicos: son alteraciones de la apariencia, la forma y otros sin que cambie la composicin de la sustancia. Ejemplo el agua; se congela o se evapora sin dejar de ser

    agua.

    Los cambios de estado de la materia (fusin, congelacin, evaporacin, sublimacin,

    condensacin) son ejemplos de cambios fsicos.

    Cambios Qumicos: la materia se transforma en otra. Cambia su composicin. La combustin (quemar un combustible) es un ejemplo de cambio qumico.

    En algunas ocasiones, al producirse un cambio qumico tambin se origina un cambio fsico

    como cuando se cocina un huevo.

    ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1 .

    1. Busque el significado de los siguientes trminos.

    Densidad Ebullicin Depositacin

    Maleabilidad Evaporacin Combustin

    Dureza Condensacin Solucin

    Ductibilidad Sublimacin Energa qumica

    Viscocidad Fusin Energa Nuclear

    Algunos cambios qumicos suceden muy despacio y otros muy rpido.

    Una lmina de zinc del techo se oxida poco a poco, mientras que un

    trozo de sodio o de potasio reacciona con el agua rpidamente,

    liberando gran cantidad de energa.

  • 17

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2.

    1. D un ejemplo de cada uno de los siguientes conceptos, utilizando el agua como ejemplo. a- cambio fsico ____________________________________________________

    b-cambio qumico ____________________________________________________

    c-propiedad fsica ____________________________________________________

    d-propiedad qumica ____________________________________________________

    2. En una sustancia x clasifique como propiedad fsica o propiedad qumica, cada una de las siguientes caractersticas.

    a-Existe en estado lquido ________________________

    b-Es magntico ________________________

    c-Comburente ________________________

    d-Inflamable ________________________

    e-Punto de fusin. Se derrite ______________________

    f-Se corroe _________________________

    g-Tiene una determinada forma _____________________

    3. Clasifica como un cambio qumico o un cambio fsico los siguientes ejemplos: a-Formacin de nieve _________________________________

    b-Huevo frito en el desayuno ______________________________

    c-Un papel partico en trozos ______________________________

    d-Madera encendida ___________________________

    e-Paraguas mojado con la lluvia ___________________________

    f-ropa manchada de aceite __________________________

    g-Trozo de carne en descomposicin __________________________

    h-Clavo oxidado __________________________

    4. Clasifique las siguientes sustancias como mezclas o sustancias puras a-Una pulsera de oro d. Mantequilla

    b-Alcohol e- Oxgeno que respiramos

    c-Una figura de bronce

    5. Clasifique las siguientes mezclas como homogneas o heterogneas a-Leche y caf d-Barra de acero

    b-Alcohol y ron e-Madera barnizada

    c-xido de un clavo

    6. Calsifique las siguientes sustancias como mezcla o compuesto a-Arroz sin cocinar ___________________

    b-Agua destilada ___________________

    c-Jugo de pia ___________________

    d-Sopa ___________________

    e-Alcohol ___________________

  • 18

    La energa se puede definir como la capacidad para realizar trabajo o transferir calor. Se puede

    clasificar como:

    Energa potencial o almacenada: es la energa que posee un objeto debido a su posicin o a su composicin qumica. Se incluyen en este tipo de energa: la energa qumica y la

    energa nuclear. La gasolina y el azcar de ,esa poseen energa potencial debido a su

    composicin qumica.

    Energa Cintica: es energa de movimiento. Se produce a medida que un cuerpo aumenta su movimiento. Conforme un auto baja por una colina, la energa potencial se transforma

    en energa cintica. Son formas de energa cintica: el calor, la energa mecnica, la luz,

    la energa elctrica.

    Cuando el cambio qumico absorbe calor u otras formas de energa, se dice que estas son

    endotrmicas y endergnicas respectivamente.

    TIPOS DE ENERGA Tipo Fuente u origen Caracteristicas Usos

    Lumnica Cuerpos brillantes como

    las estrellas o por

    excitacin de electrones

    en sustancias.

    Est formada por fotones que

    viajan en forma de onda y

    acta sobre el ojo humano

    permitiendo ver diferentes

    colores segn la velocidad de

    las ondas.

    En el estudio de

    sustancias y en todas

    las actividades

    humanas que involucre

    el uso del sentido de la

    vista.

    Hidrulica Por la cada de corriente

    de agua o por otros

    fluidos lquidos o gases a

    los que se le imprime

    una fuerza.

    Requieren recipientes o

    estructuras muy resistentes.

    Sistemas hidrulicos de

    autos y de

    maquinarias. Brazos

    mecnicos, sistemas de

    frenos)

    Elctrica Cuando los electrones se

    desplazan de un lugar a

    otro por la accin de una

    fuerza o un campo

    elctrico.

    Depende de la cantidad de

    electrones que se muevan a

    travs de un material

    conductor.

    Su desplazamiento se realiza

    dependiendo de la diferencia

    de potencial entre dos puntos.

    Funcionamiento de

    todo tipo de motores y

    electrodomsticos en el

    hogar.

    Para ser transformada

    en otros tipos de

    energas.

    Elica La fuerza de los vientos Se transforma en energa Molinos de viento,

    Las reacciones o cambios qumicos generalmente

    involucran la energa. Muchos de estos cambios

    liberan energa calorfica. Estas reacciones se llaman

    reacciones exotrmicas. Cuando se libera otro tipo

    de energa que no sea el calor se dice que el cambio

    es una reaccin exergnica .

  • 19

    mecnica que mueve grandes

    masas o turbinas para obtener

    energa elctrica.

    barcos de vela, eleva

    las alas de los aviones

    y los helicpteros.

    Nuclear Por fusin del ncleo de

    los tomos. Tambin por

    la fisin de ncleos

    livianos.

    Es superior a la atraccin

    elctrica que ejercen las cargas

    elctricas.

    Se transforma en

    energa elctrica en los

    reactores nucleares.

    Calrica Por aumento del

    movimiento de las

    partculas de las

    sustancias.

    En mayor o menor grado se

    encuentra junto a los otros

    tipos de energa.

    Provoca los cambios

    de estado de la materia.

    Permite realizar

    cambios qumicos.

    Qumica Est presente en las

    sustancias en los enlaces

    que unen a los tomos

    que las forman.

    Al romperse los enlaces

    qumicos se libera en otra

    forma de energa

    especialmente en calor.

    En los motores se

    obtiene al quemar el

    combustible. En los

    seres humanos se

    obtiene a partir de los

    alimentos.

    La unidad para expresar energa en el Sistema Internacional de medidas (SI) es el joule (J). Otra

    unidad muy usada para expresar energa es la calora (cal). La relacin entre joules y calora es

    4.184J = 1 cal

    El calor especfico se define como el calor necesario para variar la temperatura de 1 g de

    sustancia 1C. Se representa con una (c) minscula.

    La cantidad de calor que absorbe o libera una sustancia se puede expresar

    con la ecuacin:

    Q= mct Donde Q es el calor absorbido o liberado por la sustancia expresado en joule o calora; m es la

    masa expresada en gramos y t es la diferencia de temperatura t = tf - ti Entonces el calor especfico es:

    Como los joules y las caloras son unidades relativamente

    pequeas, se emplean kilojoules (kj) y kilocaloras (kcal)

    para expresar la energa calorfica en muchos procesos

    qumicos.

    El calor especfico es una propiedad especfica de la

    materia. Cada sustancia tienen su propio calor especfico.

    Calor no es lo mismo que

    temperatura. El calor es

    energa, la temperatura

    mide el grado de calor de

    un cuerpo

  • 20

    c = Q / m t y m = Q/ c t.

    Ejemplo 1.

    Calcule el calor especfico de un slido si 1 638 J elevan la temperatura de 125 g del slido de 25

    C a 52,6C.

    Sustituye los datos en la ecuacin: c = Q/ m t

    Q = 1 638 J ; m = 125 g; t = 52,6 C - 25 C = 27, 6 C

    c= ___1 638 J___ = 0,475 J/ g C

    (125 g)(27.6 C)

    Ejemplo 2:

    Calcule la energa necesaria para calentar 8 g de agua de 42 C a 45 C.

    M = 8 g; c= 1 cal/ g C; t = 3 C

    Sustituyendo en Q = m c t Q = (8 g) ( 1 cal/g C) ( 3 C)

    Q = 24 cal

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE.

    Resuelva los siguientes problemas.

    1. El calor especfico del zinc es 0,096 cal/ g C. Determina la energa requerida para elevar la temperatura de 250 g de zinc de 24 C a 150 C.

    2. Se calienta una muestra de cobre de 100 g de 10 C a 100 C. a) Determina el nmero de caloras necesarias. El calor especfico del cobre es c=

    0,092 cal/ gC.

    b) Se aade la misma cantidad de calor a 100 g de aluminio a 10 C. El calor especfico del aluminio es c= 0,215 cal / gC. Qu metal se calienta ms, el cobre

    o el aluminio?

    3. Cuntos joules de energa se requieren para elevar la temperatura de 75 g de agua de 20 C a 70 C? El calor especfico del agua es de c= 4.184 J/g C.

    4. Una barra de metal de 250 g requiere 5.866 kJ para cambiar su temperatura de 22 C a 100 C. Cul es el calor especfico del metal?

    5. Una muestra de 1 kg de antimonio absorbi 30,7 kJ elevando as la temperatura del antimonio de 20C a su punto de fusin de 630 C. Calcule el calor especfico del

    antimonio.

    6. Exactamente 80 cal elevarn la temperatura de 10 g de un metal desconocido desde 20 C hasta 60 C. Calcule el calor especfico del metal.

    7. Calcule la cantidad de kilocaloras que se necesitan para elevar la temperatura de 200 g de agua ( c =1 cal/ gC) desde 10C hasta 80 C.

  • 21

    8. Calcule la masa de cloruro de sodio ( c=0,204 cal/ gC) que se utilizaron si al calentarlo se absorbieron 75 cal y la temperatura cambi de 35 C a 85 C

    9. Calcule la masa en kg de plomo ( c= 0,031 cal/ gC) que se utiliz en una prueba, si al calentarlo de 25C a 65C absorbi 90 cal.

    10. Cuntos joules se necesitan para elevar la temperatura de 325 g de plata ( c= 2,38 x 10 2) desde 315 K a 345 K.

    En la escala Celsius al punto de ebullicin del agua se le asigna un valor de 100 C, y a la

    temperatura de congelacin de 0C. La escala de temperatura kelvin se conoce como la escala

    absoluta, porque 0 K es la temperatura mnima posible. El punto de congelacin del agua en la

    escala kelvin es 273,15K. La escala Fahrenheit tiene 180 grados entre las temperaturas de

    congelacin de agua es 32 F y el punto de ebullicin es de 212 F.

    A partir de las relaciones entre las tres escalas, se han deducido frmulas matemticas para

    convertir una temperatura de una escala en la temperatura correspondiente.

    K = C + 273 ; C= ( F - 32)

    1.8

    F = (1.8 x C) + 32

    Ejemplo 1:

    La temperatura a la que se funde la sal de mesa es de 800C. Cul es la temperatura en las escalas

    kelvin y Fahrenheit?

    Para calcular K a partir de C, utilizamos la frmula

    K = C + 273

    K = 800 C + 273 = 1 073 K

    El calor es una forma de energa asociada al movimiento de las partculas

    pequeas de la materia. El trmino calor indica la cantidad de energa

    dentro de un sistema o una cantidad de energa aadida o retirada de un

    sistema. El trmino sistema se refiere a la entidad que se calienta. La

    temperatura es una medida de la intensidad de calor. La unidad en el

    sistema internacional de medida (SI) es el kelvin. Sin embargo la

    temperatura se puede expresar en otras escalas. Tres son la escalas ms

    utilizadas: Celsius (C), Kelvin (K) y Fahrenheit (F).

  • 22

    Para calcular F a partir de C, usamos la frmula

    F = (1,8 x C) + 32

    F = (1,8 x 800 C) + 32

    F = 1 440 + 32 = 1 472 F

    Ejemplo 2:

    La temperatura del 1 de diciembre en Honolulu, Hawai, era de 110 F, un nuevo record.

    Convierte esta temperatura en C.

    Utilizamos la frmula

    C = (F - 32) C = 110 32 = 78 = 43 C 1.8 1,8 1,8

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1.

    1. La temperatura corporal normal en los humanos es de 98,6 F. A que temperatura corresponde en la escala Celsius?

    2. Al entrar al almacn notas que la temperatura es 45 C. Determina a que temperatura corresponde en la escala Fahrenheit.

    3. Efecta las conversiones siguientes: a) 162 F en C b) 0 F en K c) 18 C en F d) 212 K en C e) 32 C en F f) 8,6 F en C g) 273 C en K h) 100 K en F

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2

    EJERCICIOS DE CONVERSION DE TEMPERATURAS Completa la siguiente tabla, que indica las temperaturas registradas en un da para algunas ciudades d

    el mundo.

    CIUDAD TOC TOF TK

    Mxico D.F 25

    Paris

    32

    Londres

    273

    L. ngeles -10

    El Cairo

    70

    Toronto

    240

    Madrid -6

    Toledo

    20

    Jerusaln

    290

    Atenas 4

  • 23

    Resuelve los siguientes problemas sobre conversiones de temperatura. No olvides indicar

    datos, frmula sustitucin y resultado.

    1.- Los termmetros de mercurio no pueden medir temperaturas menores a

    -30C debido a que a esatemperatura el Hg se hace pastoso. Podras indicar a que temperatura

    Fahrenheit y Kelvin corresponde?

    2.En un da de invierno la temperatura de un lago cerca de la cuidad de Montreal es de 20F. El agua

    estar congelada?

    3. El movimiento molecular de un cuerpo es el cero absoluto y corresponde a 0 K. Podras decir a

    cuantos C y F equivale?

    4.Al poner a hervir cierta cantidad de agua en la ciudad de Mxico, esta empieza a hervir a 97C.A

    cuantos K y F corresponde?

    5.Si la temperatura del cuerpo humano es de 37.5C aproximadamente estando en condiciones

    normales. A cuntos F equivale?

    6. En un da normal la temperatura en un aeropuerto es de 20F. Indicar si podrn despegar los vuelos.

    7.Una varilla de acero se estando a la intemperie registra una temperatura de 80F. A cuantos K y C

    equivale?

    8. El antimonio es un metal que se funde a 630.5C. Qu valores le corresponden en F y K?

    9.El punto de fusin del Au es de 1336.15K. Qu valores le correponde en las otras dos escalas?

    10.Qu lectura se apreciara en dos termmetros de escala Celsius y Kelvin, si la lectura es a) 77F y

    b)-31F

    Un elemento es una porcin de materia formada por una sola clase de tomos, es decir se trata

    de una sustancia en la que todos los tomos tienen las mismas propiedades qumicas. No pueden

    dividirse en sustancias ms simples.

    La identificacin de los elementos presentes en las distintas sustancias no fue tarea fcil: tard

    siglos.

    Los filsofos griegos que vivieron en el siglo V a.C. crean que toda la materia estaba formada

    por cuatro elementos fundamentales: tierra, aire, fuego y agua. Con el tiempo qued claro que

    ninguno de los cuatro es en realidad un elemento. No se han encontrado en la naturaleza

    elementos con nmero atmicos mayores de 91, pero 17 han sido sitetizados a partir de 1940. Los

    descubrimientos ms recientes tuvieron lugar en 1984, cuando se produjo por vez primera el

    elemento 108, y en 1991 y 1992, cuando se sintetizaron los elementos 107 y 109,

    respectivamente. Se cree que tres de los primeros 92 elementos no estn presentes en la tierra,

    pero han sido sintetizados.

    Hasta el momento se han descubierto 112 elementos qumicos, de los cuales 91 se encuentran

    normalmente en la naturaleza. Los restantes se han producido solo en forma sinttica por medio

    de reacciones nucleares. La mayora de los elementos se encuentran en la naturaleza formando

    parte de compuestos.

  • 24

    Muchos elementos se presentan en forma de compuestos y pueden separarse de estos

    compuestos y mantenerse en forma simple. Por ejemplo, muchos metales como el hierro y el

    aluminio se obtienen (refinados) de compuestos (contenidos en minerales) que se encuentran en

    la naturaleza.

    El tecnesio no se presenta en forma natural en la tierra, pero los astrnomos creen que este

    elemento existe en ciertas estrellas. La abundancia de los elementos vara en gran medida en todo

    el universo.

    Alrededor del 93% de todos los tomos que hay en el universo son de hidrgeno. En nuestro

    planeta, 11 elementos forman ms del 99% de la masa de la corteza terrestre, del agua de los ros

    y ocenos y de la atmsfera. El agua que cubre alrededor del 71% de la superficie de la tierra

    contiene aproximadamente 89% de oxgeno, en masa.

    Tan solo tres elementos (oxgeno, carbono e hidrgeno) son responsables del 93 % de la masa

    del cuerpo humano, y junto con el nitrgeno, calcio y fsforo componen el 99% de la masa del

    mismo. Solo se encuentran huellas de otros elementos en el cuerpo humano, pero varios de ellos

    tienen una importancia capital para la conservacin de la salud.

    Formas Fsicas y Qumicas de los Elementos

    Once elementos son gases y dos lquidos y el resto son slidos. Bajo condiciones normales el

    mercurio y el bromo son lquidos; el galio y el cesio se vuelven lquidos bajo condiciones de

    Clasificacin de los Elementos. De acuerdo con sus propiedades, los elementos pueden clasificarse en tres grupos:

    Metales. Son buenos conductores elctricos, flexibles para ser deformados, poseen brillo metlico. Se presentan como slidos (excepto el mercurio) en forma de cristal. Se combinan

    con elementos no metlicos cediendo electrones y quedando como iones positivos, razn por

    la cual tambin se les llama electropositivos o positivos. Muchos pueden estirarse y formar

    alambres. Forman este grupo la mayora de los elementos. Ejemplos: plata, cobre, aluminio

    y otros.

    No Metales. Tienen la capacidad de atraer electrones cuando estn combinados. No tienen brillo metlico. Algunos son slidos,otros lquidos y otros son gaseosos. Se combinan

    facilmente unos con otros y con los metales. Son no metales; carbono, nitrgeno, oxgeno,

    flor, fsforo, azufre, cloro, selenio, bromo y yodo. Al ganar electrones se convierten en

    iones negativos, por lo que se les llama elementos negativos.

    temperatura ligeramente superior a

    la normal. Los elementos,

    hidrgeno, nitrgeno, oxgeno,

    flor, cloro, helio, nen, argn,

    kriptn, xenn, radn son

    gaseosos. Todos los dems son

    slidos.

  • 25

    Metaloides. Exhiben propiedades tanto de los metales como de los no metales. Son metaloides el ; silicio, germanio, arsnico, antimonio, telurio, polonio, boro, astatino.

    Los metaloides son muy tiles en la industria electrnica, para la fabricacin de transitores,

    chips de computadoras y celdas solares elctricas. El silicio es el ms abundante.

    Ciertos no metales se presentan en forma de gases monoatmicos; es decir en el estado

    gaseoso, en que las partculas que constituyen el gas son tomos no combinados. Estos

    elementos llamados gases nobles o inertes son el helio, nen, argn, kriptn, xenn y radn. No

    tienen capacidad de combinarse quimicamente con otros elementos.

    Los no metales hidrgeno, nitrgeno, oxgeno, flor, cloro, bromo y yodo se presentan sin

    combinar en forma de molculas diatmicas (dos tomos). Estos elementos se representan

    por las frmulas: H2, N2,O2,F2,Cl2 y I2, respectivamente.

    Cada uno de los elementos tiene un smbolo, el cual es una abreviatura del nombre. Este

    smbolo consiste en la primera letra del nombre la cual se escribe con mayscula y en algunos

    casos una letra ms en minscula. Algunos de estos smbolos provienen de nombres latinos, tal

    es el caso del Cu como cobre que viene del latn cuprum. Un smbolo no tiene ms de tres letras.

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1

    Complete el siguiente cuadro.

    CALCIO HOLMIO HIERRO

    Ni Si PALADIO

    Tl EUROPIO Ti

    RADIO Ar Cs

    OSMIO RENIO Ge

    Pb Cl ARSNICO

    Tb Tc Pt

    ESTAO OXGENO MOLIBDENO

    Au FSFORO Gd

    CALIFORNIO Pr Np

    SEABORGIO ZIRCONIO Co

    Sm COBRE V

    ESTRONCIO Rh GALIO

    Nb Rb DISPROCIO

    BARIO MAGNESIO Md

    Cd Es BERILIO

    Al AMERICIO Y

    RUTENIO Ac ANTIMONIO

    La Bi Zn

    PLATA PROMETIO Ta

  • 26

    Nd PLUTONIO Mn

    Fe Np BROMO

    HAFNIO TORIO NEON

    IRIDIO Lr K

    BOHRIO Pu CURIO

    N Li Fr

    Lu CERIO Po

    URANIO BORO CARBONO

    Bk At FERMIO

    Hg AZUFRE I

    LOS OLIGOELEMENTOS.

    Nuestro cuerpo est constituido bsicamente por agua y por cuatro elementos bsicos: carbono,

    hidrgeno, oxgeno y nitrgeno. Estos elementos forman una gran cantidad de compuestos que

    constituyen la mayor parte de los tomos que forman el cuerpo humano. Tambin contiene,

    pequeas cantidades de otros elementos considerados esenciales para las actividades biolgicas:

    desde la transmisin nerviosa hasta la produccin de vitaminas. Hasta ahora se conocen 21

    elementos esenciales para las actividades biolgicas de los humanos. Estos se dividen en dos

    grupos:

    Los macrominerales: se requieren en mayor cantidad. Estos son el potasio, el magnesio, el sodio, el calcio, el fsforo, el azufre y el cloro.

    Los elementos trazas: Se hallan en cantidades muy pequeas y son el hierro, el manganeso, el cobalto, el cobre, el molibdeno, el vanadio, el zinc, el nquel, el cromo, el flor, el silicio, el

    selenio y el yodo.

    Los oligoelementos son absorbidos en diferentes regiones del tracto digestivo y resultan

    insustituibles en los procesos fisiolgicos.

    Potasio: Interviene en el metabolismo de la glucosa, en el transporte de azcares a travs de la membrana celular., en el transporte de oxgeno y en la produccin de jugos digestivos entre

    otros.

    Sodio: Ayuda en el transporte de azcares a travs de la membrana celular y en la produccin de jugos digestivos. Su entrada y salida de la clula permite los impulsos nerviosos.

    Cloro: Interviene en la formacin de jugos digestivos, el transporte de oxgeno, en la estabilidad

    de las protenas, el impulso nervioso y en la contraccin muscular.

    Magnesio: Sus iones son muy importantes en la regulacin de las funciones nerviosas y la contraccin muscular. Es esencial para la estructura normal del hueso.

    Calcio: La mayor parte del calcio presente en el cuerpo humano se ubica en los huesos y en los dientes. Ayuda a la contraccin muscular y a la transmisin de los impulsos nerviosos.

  • 27

    Acta en la coagulacin de la sangre, la temperatura del cuerpo la secrecin y regulacin de

    hormonas.

    Fsforo: Despus del calcio el fsforo es el oligoelemento ms abundante en el cuerpo humano. La mayor parte se encuentra en los huesos y dientes. El resto se utiliza para regular el

    equilibrio de las membranas celulares, para sintetizar los fosfolpidos, los cidos nucleicos.

    Proporciona las necesidades inmediatas de energa a las clulas.

    Hierro: Es un componente esencial de la molcula de hemoglobina, protena encargada de transportar el oxgeno desde los pulmones hasta todos los rincones de nuestro cuerpo.

    Azufre: Forma parte de algunas protenas como las de la piel y de algunas hormonas. Se encuentra en tambin tejidos vegetales, tales como la cebolla, la mostaza y ajos.

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2.

    Seleccin Mltiple. Escriba una (x) sobre la letra que corresponda a la respuesta

    correcta.

    Es un elemento metlico lquido.

    a. hierro b. calcio c. mercurio d. cloro

    Es un elemento gaseoso. a. sodio b. plata c. nen d. platino

    Es un buen conductor elctrico. a. azufre b. flor c. carbono d. plata

    Elemento que puede estirarse para formar alambre. a. fsforo b. aluminio c. bromo d. azufre

    Elemento que atrae electrones. a. nitrgeno b. cloro c. bromo d. sodio

    Se transforman en iones positivos cuando ceden electrones. a. metales b. no metales c. metaloides d. halgenos

    Es un gas monoatmico. a. helio b. hidrgeno c. cloro d. boro

    Se presenta sin combinar en forma de molculas diatomicas. a. nitrgeno b. argn c. calcio d. berilio

    Elemento que interviene en el metabolismo de la glucosa. a. niquel b. plomo c. argn d. potasio

    Ayuda en el transporte de azcares atravs de la membrana celular. a. cesio b. sodio c. boro d. platino

    Interviene en la contraccin muscular. a. cloro b. nen c. calcio d. estao

    Proporcionan energa a las clulas. a. magnesio b. hierro c. fosfro d. azufre

    Es componente esencial de la hemoglobina a. litio b. potasio c. hierro d. plata

    Acta en la coagulacin de la sangre. a. calcio b. plomo c. estao d. estroncio

    Es un compuesto. a. azcar b. nitrgeno c. manganeso

  • 28

    COMPUESTOS. Un compuesto es una sustancia que est formada por dos o ms clases diferentes de tomos,

    combinados quimicamente en proporciones constantes, definidas y fijas. Entre los compuestos

    ms conocidos tenemos: el agua, la cal, sal de cocina, el azcar, etc,.

    Las caractersticas de los compuestos son:

    a) Los diferentes tomos que forman el compuesto deben estar siempre en relacin

    numrica constante, es decir, en proporciones fijas e invariables.

    b) Al formarse un compuesto siempre hay absorcin o desprendimiento de energa.

    c) Los compuestos solo se pueden descomponer por medios qumicos.

    d) Son homogneos.

    e) Pueden separarse en sus elementos constitutivos.

    f) Los compuestos son diferentes a los elementos que les dieron origen.

    La frmula para un compuesto da los elementos de que est formado y las proporciones

    relativas de los tomos. Por ejemplo, el compuesto agua est formado por dos tomos de

    hidrgeno y un tomo de oxgeno; de all que la frmula del agua sea H2O.

    Un compuesto puede estar formado por molculas o iones.

    Ley de la conservacin de la masa. Al medir cuidadosamente la masa, antes y despus de una reaccin o cambio qumico notamos que la masa total involucrada se mantiene constante no

    cambia. Esta ley establece que la materia no se crea ni se destruye solo se transforma

    Ley de las proporciones definidas: Los elementos que forman un compuesto se combinan en proporciones definidas. Sin importar la cantidad, un compuesto siempre est constituido por los mismos elementos y en la misma proporcin.

    Ley de las proporciones mltiples: establece que cuando diferentes compuestos estn formados por una combinacin de los mismos elementos, las masa diferentes de un elemento

    se combinan con la misma masa relativa del otro elemento en una relacin de nmeros enteros

    pequeos

    Ley de conservacin de la energa: dice la energa no se crea ni se destruye solo se transforma

  • 29

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 1. A. Despus de repasar el tema, responde a las siguientes interrogantes.

    1. Cmo se pueden definir los elementos?

    2. Cuntos elementos se conocen actualmente? Cuntos se encuentran en la naturaleza y

    cuntos han sido sintetizados?

    3. Cules son los principales elementos que forman el cuerpo humano?

    4. Qu son oligoelementos y como se clasifican?

    5. Qu elementos forman el grupo de los macrominerales?

    6. Qu elementos se encuentran en trazas en el cuerpo humano?

    7. Indique algunas funciones especficas en el cuerpo humano de los elementos: potasio,

    sodio, cloro, magnesio, fsforo, calcio, hierro y azufre.

    8. Cules elementos son ms abundantes en nuestro planeta?

    9. Qu elementos son lquidos en condiciones normales? Qu elementos son gases?

    10. Cul es la principal clasificacin de los elementos?

    11. Cules son las principales caracterticas de cada uno de estos grupos?

    12. D ejemplos de cada grupo de elementos.

    13. Qu elementos son gases nobles?

    14. Qu es un smbolo qumico?

    15. Qu es un compuesto qumico? D ejemplos.

    16. Enuncie las caractersticas de los compuestos.

    B. Haz una lista de los elementos qumicos y su respectivo smbolo.

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE 2 Investiga y escribe un resumen sobre las propiedades fsicas y qumicas, la forma en que se

    obtienen, los minerales en los cuales se encuentran, los compuestos ms importantes y los usos

    que se d a los siguientes elementos:

    Aluminio, azufre, hierro, bromo, calcio, cloro, cobalto, cobre, cromo, estao, flor, fsforo,

    hidrgeno, magnesio, mercurio, nitrgeno, zinc, sodio, potasio, carbono.

    CRITERIOS DE EVALUACIN

    Debe ser escrito a mano y presentado en un cartapacio con ndice, introduccin, ilustraciones,

    conclusin y bibliografa.

    Criterios Puntos

    Contenido 100

    Introduccin y conclusin 10

    Ilustraciones 10

  • 30

    OBJETIVOS.

    Al finalizar este tema debers:

    Identificar los experimentos que condujeron al desarrollo del modelo nuclear de la estructura atmica.

    Describir la estructura del tomo y diferenciar las partculas subatmicas que lo componen.

    INTRODUCCIN

    El mundo que conoces est compuesto por materia, y esta a su vez se compone de tomos.

    Conocer la estructura del tomo es fundamental para entender por que la materia se comporta

    como lo hace.

    Actualmente no solo se pueden ver los tomos individuales, sino que los cientficos ahora

    tienen la capacidad de ordenarlos en patrones y dispositivos simples.

    La teora atmica trata fundamentalmente de averiguar la constitucin ntima de la materia. Su

    evolucin ha sido consecuencia de la interpretacin de una serie de resultados experimentales que

    han sido recopilados y ensamblados a manera de rompecabezas hasta obtener modelos lgicos

    que expliquen el comportamiento de la materia.

    Primeras Teoras Acerca De La Materia.

    La teora atmica se inici con los griegos, entre ellos Leucipo y Demcrito ( 400- 370 a.C),

    quienes formularon que el universo estaba formado por partculas diminutas e indivisibles

    llamadas tomos.

    Los griegos basaron sus argumentos en la necesidad de llegar a un punto lmite cuando se

    divide la materia en partculas cada vez ms pequeas hasta llegar a una imposible divisin.

    Los primeros datos experimentales importantes ligados a la naturaleza atmica de la materia

    fueron suministrados por cientficos del siglo XVIII como Joseph Priestley descubridor del

    oxgeno, Antonio Lavoisier, Proust creador de la ley de las proporciones definidas y Henry

    Cavendish, el primero en realizar la electrlisis del agua (descomposicin del agua por medio de

    una corriente elctrica).

    TEMA 3

  • 31

    Teora Atmica de Dalton.

    En 1808 John Dalton, revivi la teora atomstica de los griegos y

    formul su teora atmica as:

    1. La materia est constituida por tomos.

    2. Los tomos son indivisibles y eternos.

    3. Los tomos de un mismo elemento son similares entre s por su

    forma, tamao y disposicin o

    acomodo en el espacio.

    4. Los tomos de un mismo elemento son similares entre s, particularmente en peso.

    5. Los tomos simples son las unidades fundamentales que por combinacin constituyen los

    tomos compuestos ( molculas).

    6. La combinacin ocurre segn proporciones numricas simples.

    Durante casi 100 aos la teora de Dalton fue satisfactoria para explicar los hechos

    experimentales observados por los cientficos, pero descubrimientos como la radiactividad, la

    descomposicin del agua, la construccin de la batera, etc., permitieron establecer la naturaleza

    discontinua y elctrica de la materia.

    Dalton se equivoc respecto a la indestructibilidad de los tomos. Los equipos actuales son

    capaces de desarrollar la energa suficiente para dividir los tomos en muchos fragmentos

    llamados partculas subatmicas.

    Exploracin Del Atomo Con Nuevas Herramientas.

    Los Trabajos de Dalton prepararon el camino para diversas investigaciones experimentales en

    el siglo XIX, pero otros descubrimientos suministaron las mejores herramientas para explorar el

    tomo.

    Uso de la electricidad.

    Fue muy importante el trabajo experimental de dos cientficos britnicos, William Crookes y

    Josph Thomson. En 1879, Crookes llev a cabo estudios con un tubo de vidrio al vaco, dentro

    del cual estaban insertados dos discos metlicos, denominados electrodos, uno en cada extremo

    del tubo. Cuando se conectaban los electrodos a la fuente de voltaje mediante cables separados,

    un disco adquira carga positiva y el otro carga negativa.

    Al aplicar un voltaje al ctodo (electrodo negativo) y al nodo(electrodo positivo) el tubo al

    vaco comenzaba a emitir luz. A este tubo se le conoce como tubo de descarga de gas. Crookes

    observ que el rayo se desviaba al colocar un imn cerca del tubo. Estaba convencido de que este

    rayo luminoso, estaba formado por partculas cargadas. Pero, que eran realmente estos rayos

    catdicos? J.J Thomson obtuvo la respuesta en 1897. Demostr que un campo elctrico desviaba

    los rayos catdicos. Los rayos que viajaban del ctodo hacia el nodo eran atrados por una placa

    positiva y repelidos por una placa negativa, lo que hacia suponer que los rayos tendran que estar

    compuestos de partculas con carga negativa. Thomson llam electrones a tales partculas.

  • 32

    En 1909, Robert Millikan efectu experimentos que le permitieron establecer la carga del

    electrn. Una vez conocida la carga del electrn, fue posible calcular su masa.

    Rayos X y radiactividad: dos nuevas herramientas para explorar el tomo.

    Luego de los descubrimientos de Crookes y Thomson, pero antes de Millikan, otros

    importantes descubrimientos respecto a los tomos estaban teniendo lugar. En 1895 Wilhelm

    Roentgen, descubri los rayos X, rayos penetrantes capaz de viajar a travs de las paredes.

    Antoine Beckerel y Marie Curie descubrieron la radiactividad. Los esposos Curie mediante sus

    investigaciones lograron descubrir los elementos radio y polonio que emitan radiaciones

    semejantes al uranio y por ello se les denomin materiales radiactivos.

    Ernest Rutherford logr separar estas radiaciones, por medio de un campo elctrico, en tres

    tipos, que detect en una pantalla:

    Rayos Alfa : son ncleos de helio, de carga positiva y con una velocidad de unos 30 000 km/s. Rayos Gamma: son radiaciones electromagnticas de la misma naturaleza de la luz y no desviables por campos elctricos y muy parecidos a los rayos X, pero an ms penetrantes.

    Carecen de masa y de carga.

    Rayos Beta: son corrientes de electrones con carga negativa.

    De las observaciones de Rutherford se concluye la naturaleza elctrica de la materia y el

    fenmeno de trans-mutacin de los elementos, es decir, la transformacin de un elemento en otro

    por emisin de radiaciones alfa, beta y gamma.

    MODELOS ATOMICOS.

    Una vez conocida la existencia de las partculas atmicas se inici las especulaciones sobre la

    distribucin del tomo.

    Modelo atmico de Thomson. Formula un modelo, segn el cual, siendo la

    materia electricamente neutra, junto a los electrones, los tomos deben contener

    materia cargada positivamente. Su modelo considera al tomo como una masa

    con carga positiva, especie de gelatina donde se insertan los electrones. Las

    cargas positivas y negativas se distribuyen uniformemente, para anularse entre s.

    Modelo de Rutherford. bombarde una lmina delgada de oro con rayos alfa y detect que la mayora de las radiaciones atravezaban la lmina sin ser desviadas. Concluy que:

    1. La masa del tomo se concentra en el ncleo puesto que solo algunas partculas alfa son

    repelidas cuando chocan contra algo slido, que constituye el ncleo del tomo.

    2. El ncleo del tomo es positivo, puesto que algunas partculas alfa son desviadas al pasar cerca

    de l. El modelo de Rutherford se conoce como teora del tomo nuclear.

    Modelo atmico de Bohr. Compar su model atmico con el sistema solar, en el que los planetas giran alrededor del sol como centro, debido a la fuerza gravitacional de los propios

    planetas y del sol. En el modelo de Bohr , los electrones giran en rbitas alrededor del ncleo

    como centro, debido a la fuerza de atraccin elctrica entre las cargas del ncleo, que es positivo

    y los electrones que tienen carga negativa. Las rbitas son niveles de energa especficos. Los

  • 33

    electrones no tienen cualquier cantidad de energa, sino que deben tener ciertos valores

    determinados.

    ms bajos se encuentran en el estado basal. Cuando la energa, en forma de calor o luz, por

    ejemplo, hace que los electrones salten a niveles de energa ms elevados, se dice que el tomo se

    encuentra en estado excitado.

    Modelo mecnico cuntico del tomo. Luis de Broglie propuso que la luz tiene propiedades de partcula y de onda. Es decir, como

    partcula es materia y como onda es energa. La materia se conoce

    por el color de luz que produce.

    Erwin Schrodinger, uno de los estudiantes de Bohr desarroll ecuaciones matemticas en base a los trabajos de De Broglie. Estas

    ecuaciones combinaban las propiedades ondulatorias y la

    naturaleza de partcula de un electrn. Con estas ecuaciones se

    obtienen valores que corresponden a regiones de alta probabilidad electrnica en torno a un

    ncleo. Las regiones de alta probabilidad electrnicas no son rbitas definidas de tipo planetario,

    como propone el modelo de Bohr, sino que representan niveles de energa menos definidos y

    regiones llamadas subniveles. Cada uno de estos subniveles contiene uno o ms orbitales. Cada

    orbital es una regin ocupada por un mximo de dos electrones con espines opuestos.

    Principio de incertidumbre de Heisenberg. De acuerdo con este principio de incertidumbre no se puede determinar la trayectoria exacta de un electrn; es incierta.

    ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE .

    1. Defina los siguientes trminos:

    Rayo catdico

    istopo

    electrn Masa atmica

    ncleo

    radiacin

    protn

    orbital

    neutrn nivel de energia

    De acuerdo con el modelo de Bohr, los electrones pueden ser excitados

    al absorber energa y saltar a niveles ms elevados. Cuando el electrn

    regresa a su nivel, la energa absorbida es liberada en forma cuantos

    (paquetes de energa). Los tomos que tienen todos sus electrones en los

    niveles

    Para excitar a los electrones dentro de los tomos e

    impulsarlos hacia estados (niveles) energticos ms

    elevados, se puede emplear energa en forma de calor, el

    bombardeo de electrones, la luz y reacciones qumicas.

  • 34

    nmero atmico

    subnivel de energia

    ,.

    2. Desarrolla y comenta con tus compaeros las siguientes preguntas. - Plantea con tus propias palabras los principales puntos de la teora atmica de

    Dalton.

    - Que partes de la teora de Dalton resultaron equivocados? Explica por qu? - Cmo se relaciona el nmero atmico de un tomo con su nmero de protones? - Explica por qu los tomos son elctricamente neutros. - De que manera se relaciona el nmero de masa con el nmero de protones y

    neutrones de un tomo?

    - Cmo se determina el nmero de neutrones de un tomo si conoces su nmero de masa y su nmero atmico?

    - De acuerdo con el modelo de Bohr, cmo se mueven los electrones en los tomos?

    3. Investiga sobre los trabajos de 10 cientficos que han contribuido al conocimiento del tomo.

    CONTENIDO

    1. El ncleo atmico

    2. La corteza atmica

    3. Forma de los orbitales

    4. Nmeros cunticos

    5. Principio de exclusin de Pauli

    6. Configuracin electrnica

    Qu es lo que produce los variados y brillantes colores de los fuegos artificiales?

    Por qu ciertos minerales fosforecen bajo la luz negra? cul es la diferencia entre la radiacin

    ultravioleta y la infrarroja? Qu son los iones? Ser posible responder a preguntas como stas si

    se comprenden ciertas propiedades de los electrones excita-

    dos de los tomos.

    TEMA 4

  • 35

    En este tema haremos una reflexin sobre algunas de las singulares propiedades de los

    electrones dentro de los tomos. Los arreglos de electrones en los tomos son responsables de

    muchas de las propiedades de los distintos elementos.

    El modelo actual del tomo se diferencia totalmente del modelo antiguo: hoy los tomos no son

    indivisibles ni macizos. por el contrario, son la suma de varias partculas y la mayor parte de su

    interior est vaco.

    Masa Atmica.

    La masa atmica de un elemento es la masa promedio relativa de los istopos de ese elemento,

    referida a la masa atmica del carbono-12.

    El nmero de masa de un elemento es la suma de los protones y neutrones que hay en el ncleo.

    Los tomos tienen dos partes claramente diferenciadas: el ncleo y la corteza.

    En el ncleo se concentra la masa y a su alrededor giran los electrones, de los cuales no se

    puede determinar exactamente ni su trayectoria, ni su posicin.

    El radio atmico est determinado por el espacio donde se mueven los electrones.

    Los tomos de un elemento que tienen el mismo nmero atmico pero distinta masa atmica se

    llaman istopos.

    Los istopos tienen la misma cantidad de protones y electrones, pero cantidades diferentes de

    neutrones.

    Algunos istopos son estables: no cambian si no son perturbados. Otros son considerados

    inestables, en cuyo caso el ncleo experimenta un reordenamiento espontneo, que da com

    resultado una liberacin de energa en forma de radiaciones; origina el fenmeno conocido como

    radiactividad.

    Uso de istopos en la Ciencia.

    Los istopos se han convertido en importante instrumentos para la investigacin, la industria, el

    diagnstico y tratamiento de algunas enfermedades.

    - El empleo de trazadores radiactivos hacen posible seguir la trayectoria del compuesto a travs

    del organismo, permitiendo analizar las funciones del higado, bazo, riones y tiroides

    - Los rayos X se utilizan para formar imgenes muy detalladas del interior del cuerpo humano.

    Ayuda al mdico a localizar tumores y cogulos de sangre.

    - La radiacin ionizante emitida por istopos radiactivos, tambin se utiliza para destruir clulas

    y tumores cancerosos.

    Istopos Usados En Medicina.

    - El yodo-131: usado en el diagnstico y tratamiento de afecciones de la glndula tiroides.

  • 36

    - El fsforo 32: Se utiliza en el tratamiento de la enfermedad llamada policitemia vera, que provoca un incremento anormal de glbulos rojos.

    - El talio 121: Se utilia valuar los daos producidos en el msculo cardiaco despus de un infarto.

    - El cobalto 60 : Se utiliza en el tratamiento por radiacin del cncer y en la investigacin agrcola.

    - El Iridio 192: Ha sido efectivo en el tratamiento del cncer de mama

    El Ncleo Atmico.

    El ncleo concentra casi la totalidad de la masa atmica. Antes se crea que era macizo. Sin

    embargo, tambin el ncleo est prcticamente vaco; incluso en ciertos casos los electrones

    pueden penetrar en su interior.

    El ncleo est constituido por varias clases de partculas, ligadas por las fuerzas ms potentes

    que se conocen. Cuando estas partculas se someten a grandes energas y se hacen chocar entre s,

    originan otras nuevas, de las cuales se han hallado mas de cien tipos. Es tan alta la tensin en el

    interior de los ncleos que, al partirlos se liberan gigantescas cantidades de energa, que se

    aprovechan en las centrales nucleares. Sin embargo las partculas ms importantes del ncleo son

    los protones y los neutrones.

    B. La Corteza Atmica.

    La corteza del tomo esta conformada por el espacio donde se mueven los electrones, el cual

    est prcticamente vaco.

    ACELERADOR DE PARTCULAS ATMICAS

    ACELERADOR DE PARTICULAS

    ATMICAS Los elementos pueden cambiarse de uno

    a otro utilizando un acelerador de

    partculas. Este proceso se conoce como

    transmutacin de un elemento. Se dice

    que la radiactividad es artificial.

  • 37

    Se cree que la corteza atmica est organizada de la siguiente manera:

    1. Cada electrn posee cierta cantidad de energa que le permite alejarse en menor o mayor grado

    del ncleo. Esta energa, caracterstica de cada electrn, la que determina los llamados niveles

    energticos del tomo.

    Los tomos mas grandes tienen siete niveles de energa, y estos niveles hacen relacin a la

    cantidad de energa poseda por los electrones y al espacio donde existe la mayor posibilidad de

    encontrarlos. Los niveles se identifican con la letra (n) y se numeran del uno al 7, en orden

    creciente de energa.

    2. Los electrones de un mismo nivel energtico poseen ligeras diferencias de energa, segn si su

    trayectoria es circular o elptica. este concepto indica que cada nivel de energa se

    descompone

    en varios subniveles de energa.

    Los subniveles se identifican con un nombre; sharp (s), principal (p),difuso (d),

    fundamental (f).

    Cada nivel posee un nmero de subniveles: el nivel 1 tiene 1 subnivel (s); el nivel 2 tiene dos

    subniveles (s,p); el nivel 3 tiene 3 subniveles (s,p,d); del nivel 4 en adelante tienen los cuatro

    subniveles (s,p,d,f).

    Los fsicos modernos piensan que es imposible localizar con exactitud al electrn en un punto

    determinado, concepto que constituye el denominado Principio de incertidumbre de

    Heisenberg

    Solo se puede hablar de la probabilidad de que se encuentre en una determinada regin.

    La teora de Schrodinger determina ciertas regiones del espacio donde hay una gran

    probabilidad

    de encontrar al electrn. Estas regiones se llaman orbitales.

    3. Los orbitales son espacios volumtricos que tienen una forma y un tamao determinados.

    Cada orbital puede alojar como mximo 2 electrones, aunque en un momento dado pueden

    contener un solo electrn o estar vacos. Estos espacios de probabilidad u orbitales tienen

    distintas formas y dichas formas constituyen otro factor de caracterizacin del electrn.

    El nmero posible de orbitales en cada subnivel es:

    subnivel s: 1 orbital; subnivel p: 3 orbitales; subnivel d: 5 orbitales; subnivel f: 7 orbitales.

    Forma de los Orbitales.

    Los orbitales s tienen forma esfrica y los orbitales p tienen forma parecida a dos peras unidas

    por la parte delgada. La forma de los orbitales d tienen forma parecida a una flor de cuatro

    ptalos.

  • 38

    FORMA DE LOS ORBITALES S Y P

    NIVELES DE ENERGA CON SUS RESPECTIVOS SUBNIVELES

    NIVEL SUBNIVEL N DE

    ORBITALES

    N.DE

    ELECTRONES

    TOTAL DE

    ELECTRONES

    POR NIVEL

    1 (k) 1s 1 2 2

    2 (l) 2s 1 2

    2p 3 6 8

    3 (m) 3s 1 2

    3p 3 6

    3d 5 10 18

    4 (n) 4s 1 2

    4p 3 6

    4d 5 10

    4f 7 14 32

    5 (o) 5s 1 2

    5p 3 6

    5d 5 10

    5f 7 14 32

    6 (p) 6s 1 2

    6p 3 6

    6d 5 10 18

    7 (q) 7s 1 2

    7p 3 6 8

    Otras Partculas sub-atmicas.

    Investigaciones realizadas a la estructura atmica han dado a conocer otras partculas distintas a

    las fundamentales: En la actualidad se conocen ms de 30, pero la mayora tienen corta duracin,

    por lo que se hace difcil su estudio. Las ms conocidas son:

    - El positrn o electrn positivo: tienen la misma masa del electrn pero carga positiva.

    - El neutrino: tiene una mas menor que la del electrn y no tiene carga.

    - El mesn: su masa est entre la del electrn y la del protn.

  • 39

    Nmeros Cunticos

    1.Nmero cuntico fundamental.

    Se relaciona con el tamao del volumen que ocupa el electrn. Se representa con la letra (n).

    sus valores son enteros y positivos del uno en adelante, pero para los elementos conocidos

    actualmente van del 1 al 7. (n=1, n=2, n=3, n=4, n=5, n=6, n=7)

    2.Nmero cuntico por forma.

    Determina el subnivel y se relaciona con la forma del orbital. Se representa con la letra (l)

    3.Nmero cuntico por orientacin.

    Se relaciona con las orientaciones que pueden tener los orbitales. Se representa con la letra (m).

    Sus valores van de -l a +l pasando por cero.

    4.Nmero cuntico por giro (spin).

    Se relaciona con el giro o movimiento de rotacin que el electrn efecta sobre su propio eje.

    PPrriinncciippiioo ddee EExxcclluussiinn ddee PPaauullii. En 1925 Wolfgang pauli, al estudiar el carcter magntico de los electrones, propuso el

    principio que lleva su nombre, y segn el cual no pueden existir dos electrones en el tomo con el

    mismo conjunto de los cuatro nmeros cunticos. El apareamiento de los electrones se realiza en

    aquella regin denominada orbital. Un

    orbital estar lleno cuando haya dos electrones apareados, semilleno cuando existe un electrn

    sin aparear y tambin puede estar vaco cuando no hay electrones.

    CCoonnffiigguurraacciioonneess EElleeccttrrnniiccaass.. Se acostumbra emplear una notacin sencilla al efectuar la distribucin electrnica en

    diferentes niveles y subniveles; consiste en escribir primero el nmero cuntico principal, luego

    la letra que indica el subnivel y a manera de exponencial el

    nmero de electrones en el subnivel. Ejemplo: la configuracin electrnica del boro ser:

    B (Z=5)= 1s2, 2s

    2,2p

    1

    Esta distribucin indica que el primer nivel, con un subnivel s, posee dos electrones; los tres

    electrones restantes estarn en el nivel 2 que posee los subniveles 2s y 2p; el orbital 2s estar

    lleno con 2 electrones, el electrn restante deber ubicarse

    en uno de los orbitales p.

  • 40

    MEDICINA NUCLEAR

    Que ms debemos saber sobre el tomo?

    Un compuesto particular siempre contiene los mismos elementos en las mismas

    proporciones en masa.

    Los tomos de dos o ms elementos se pueden combinar en proporciones diferentes para

    producir ms de un compuesto.

    El cientfico Michael Faraday descubri que ciertas sustancias conducen corriente

    elctrica cuando se disuelven en agua. Tambin descubri que ciertos compuestos se

    descomponen en sus elementos cuando pasa por ellos una corriente elctrica. Observ que

    algunos tomos eran atrados por carga elctrica positiva y otros eran atrados por cargas

    elctricas negativa. Faraday lleg a la conclusin de que estos tomos estaban cargados

    elctricamente; los llam iones.

    Svante Arrhenius ampli el trabajo de Faraday y dedujo que un in es un tomo que

    lleva una carga positiva o negativa. Cuando un compuesto se funde se descompone en

    iones y otros cuando se disuelve lo hacen en forma de iones.

    Algunas sustancias emiten luz cuando se frotan, rompen o aplastan: este fenmeno se

    llama triboluminiscencia. Algunas sustancias que presentan esta propiedad son los

    cristales de cuarzo, los cubos de azcar y los caramelos salvavidas.

    El dimetro de un tomo vara de 0,1nm a 0,5 nm. El tomo de hidrgeno es el ms

    pequeo de los tomos: su dimetro es aproximadamente de 0,1 nm.

    Henry Becquerel descubri la radiactividad. Los elementos radiactivos emiten

    espontneamente partculas alfa con carga positiva, partculas beta (partculas negativas) y

    rayos gamma (neutro) de sus ncleos .

    Un tomo contiene el mismo nmero de protones y de electrones. Es elctricamente

    neutro. Los protones y los neutrones se encuentran en el ncleo (nucleones). Los

    electrones se encuentran en el resto del tomo, el cual es en su mayor parte espacio vacio.

    Algunos istopos son utilizados

    en medicina para diagnsticar o

    curar enfermedades tales como el

    cncer

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    El nmero atmico de de un elemento es la cantidad de protones que existe en el ncleo

    del tomo de un elemento. Este nmero determina la identidad de un tomo.

    El nmero de masa de un elemento es la suma de los protones y neutrones que hay en el

    ncleo. La mayora de los tomos de un mismo elemento tienen masa diferente. Esto se

    debe a que tomos del mismo elemento pueden tener cantidades diferentes de neutrones

    en el ncleo.

    Los tomos de un elemento que tienen masa diferente se llaman istopos. El hidrgeno

    tiene tres istopos: el protio no tiene neutrn; el deuterio tiene un neutrn en el ncleo; el

    tritio tiene dos neutrones.

    La masa de un tomo se puede determinar con mucha precisin con un instrumento

    llamado espectrmetro de masa. La masa de un tomo de hidrgeno es 1.673 x 10 -24

    g.

    Sin embargo, no es prctico comparar lasa masas reales de los tomos expresadas en

    gramos ; por ello se cre una tabla de masas relativas con unidades de masa atmica. El

    istopo de carbono que tiene seis protones y seis neutrones, denominado carbono 12, se

    escogi como el patrn de masas atmicas. A este istopo se le asign un valor exacto de

    12 unidades de masa masa atmica. Todos los elementos tienen valores que son relativos

    a la masa asignada al carbono 12.

    La mayor parte de los elementos existen como mezclas de istopos con distintas masas,

    entonces las masas atmicas de un elemento representa la masa promedio de todos los

    istopos naturales de ese elemento.

    Los istopos se han convertido en importantes instrumentos para la investigacin, la

    industria, el diagnstico y tratamiento en medicina. El yodo 131, se emplea en el

    diagnstico y tratamiento de la glndula tiroides. El fsforo 32 se utiliza en el

    tratamiento de la enfermedad llamada policitemia vera (un incremento anormal de

    glbulos rojos). El cobalto 60 se usa en el tratamiento del cncer y la investigacin

    agrcola. El iridio 192 es efectivo en el tratamiento del cncer de mama.

    Joseph Louis Proust concluy que un compuesto siempre contena elementos en ciertas

    proporciones definidas. A esta generalizacin le llam ley de las proporciones definidas o

    ley de la composicin constante.

    Louis de Broglie present la idea de que las partculas de materia podran mostrar

    caractersticas de ondas, es decir que un rayo de electrones debera presentar

    caractersticas de onda y comportarse como un haz de luz.

    En 1926, Erwin Schrodinger, desarroll ecuaciones matemticas detalladas con base en

    el trabajo de de Broglie. Estas ecuaciones combinan las propiedades ondulatorias y la

    naturaleza de partcula de un electrn. Permiten obtener valores que corresponde a

    regiones llamadas subniveles. Cada uno de estos subniveles tiene uno o ms orbitales.

    Cada orbital es una regin ocupada por un mximo de dos electrones con espines

    opuestos.

    Werner Heisenberg, lleg a la conclusin de que es importante establecer

    simultneamente con precisin tanto la posicin como la energa de un electrn. Si el

    electrn acta como partcula, debiera ser posible establecer precisa su posicin, pero si es

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    una onda, entonces no se puede conocer su ubicacin precisa. En conclusin no se puede

    determinar la trayectoria exacta de un electrn. Este es el Principio de incertidumbre.

    Con la complicada teora que se conoce ahora como mecnica cuntica, es posible

    calcular la probabilidad de encontrar un electrn en lugares especficos dentro de un

    tomo o molcula. El desarrollo de esta teora se debe a cientficos como: Einstein,

    Planck, de Broglie, Bohr, Schrodinger y Heisenberg..

    Los