sesion 4. quimgein

Dr. Ing. Jhonny Valverde Flores

SESION N. 4:

TABLA PERIDICA Y

ENLACES QUMICOS

Docente:


[email protected]

www.ucv.edu.pe

CURSO: QUMICA GENERAL

E INORGNICA

EAP Ingeniera

Ambiental

Contenido

1. Historia de la Tabla peridica.

2. Conformacin de la Tabla peridica.

3. Enlaces qumicos.

1. HISTORIA DE LA TABLA

PERIDICA

Durante el siglo XIX, los qumicos comenzaron a clasificar a los elementos

conocidos de acuerdo a sus similitudes de

sus propiedades fsicas y qumicas.

El final de aquellos estudios es la Tabla

Peridica Moderna.


Johann Dobereiner 1780 - 1849

Modelo de las triadas

En 1829, clasific algunos elementos en grupos de

tres, que denomin triadas.

Los elementos de cada triada tenan propiedades

qumicas similares, as como propiedades fsicas

crecientes.

Ejemplos:

Cl, Br, I

Ca, Sr, Ba

John Newlands 1838 - 1898

Ley de las Octavas

En 1863 propuso que los elementos se ordenaran

en octavas, ya que observ, tras ordenar los elementos segn el aumento de la masa atmica,

que ciertas propiedades se repetan cada ocho

elementos.

Dimitri Mendeleiev 1834 - 1907

En 1869 public una Tabla de los

elementos organizada segn la masa

atmica de los mismos.

Mendelevio

Lothar Meyer 1830 - 1895

Al mismo tiempo que Mendeleiev,

Meyer public su propia Tabla

Peridica con los elementos

ordenados de menor a mayor masa

atmica.

Elementos conocidos hasta

entonces.

Tanto Mendeleiev como Meyer ordenaron los elementos segn sus masas atmicas.

Ambos dejaron espacios vacos donde deberan encajar algunos elementos entonces

desconocidos.

Entonces, porqu se considera a Mendeleiev el

padre de la Tabla Peridica Moderna, y no a

Meyer, o a ambos?

Dej huecos que corresponderian a elementos por descubrir 44, 68, 72 y 100 (Sc,

Ga, Ge, y Tc)

Corrigi las masas atmicas de algunos elementos (I, Te, In, U).

Mendeleiev.

Henry Moseley 1887 - 1915

En 1913, mediante estudios de rayos X, determin la carga

nuclear (nmero atmico) de los elementos. Reagrup los

elementos en orden creciente de nmero atmico.

Existe en el tomo una cantidad fundamental que se incrementa en

pasos regulares de un elemento a

otro. Esta cantidad slo puede ser la

carga del ncleo positivo central

Glenn T. Seaborg

Tras participar en el descubrimiento de

10 nuevos elementos, en 1944 sac 14

elementos de la estructura principal de la

Tabla Peridica proponiendo su actual

ubicacin debajo la serie de los

Lntanidos, siendo desde entonces

conocidos como los actnidos.

1912 - 1999

Es la nica persona que ha

tenido un elemento que lleva su

nombre en vida.

2. Conformacin Tabla

Peridica

7 filas horizontales: periodos 18 columnas verticales: grupos - Grupo A: elementos representativos. - Grupo B: elementos de transicin. Transicin interna (tierras raras): 14 elementos en series

Lantnida y Actnida.

Lantnida

Actnida

Perodos

Grupos

Tierras raras

Elementos de transicin

Elementos Representativos

Grupo Nombre Configuracin

Electrnica

I A Alcalinos ns1

II A Alcalinos trreos ns2

III A Trreos ns2np1

IV A Carbonados ns2np2

V A Nitrogenados ns2np3

VI A Calcgenos ns2np4

VII A Halgenos ns2np5

VIII A Gases nobles ns2np6

Elementos Representativos

Elementos Transicin

Elementos Transicin Interna

Diagrama del sistema

peridico segn orbitales

Propiedades Qumicas

Por lo general poseen 1 a 3 electrones de valencia.

Forman cationes por prdida de electrones.

Forman compuestos inicos con no metales.

Los metales puros se caracterizan por el enlace metlico.

Los metales ms qumicamente reactivos estn a la izquierda y abajo en la tabla.

Propiedades de los metales:

Propiedades fsicas

Altos puntos de

fusin y ebullicin.

Brillantes

Color plateado a

gris.

Alta densidad.

Formas de slidos

cristalinos.

Propiedades qumicas:

Contienen cuatro o ms

electrones de valencia.

Forman aniones por

ganancia de electrones

cuando generan

compuestos.

Forman compuestos

inicos con metales.

Forman compuestos

covalentes con otros no

metales.

Propiedades de los no metales:

Propiedades fsicas:

Son amorfos.

Poseen colores

variados.

Son slidos, lquidos o

gases.

Poseen bajos puntos

de fusin y ebullicin.

Tienen baja densidad.

No metales del grupo 0 o grupo 18

Gases nobles, inertes raros

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Tendencias peridicas en el carcter metlico

Ms metlico

Ms m

etlico

Propiedades

Peridicas

Relaciones

de Tamao

Relaciones

de Energa

Radio atmico

Radio inico

Potencial de ionizacin

Electroafinidad

Electronegatividad

Carcter del

elemento

Propiedades Peridicas

de los Elementos

Radio Atmico

Radio Inico

Potencial de Ionizacin (PI)

Potencial de Ionizacin (PI)

Aumenta

D

i

s

m

i

n

u

y

e

Electroafinidad (EA)

Es el cambio de energa que acompaa al proceso de adicin de un electrn a un tomo gaseoso (AE). Los valores de la afinidad electrnica se consideran, normalmente, para 1 mol de tomos.


Electroafinidad (EA)

Aumenta

D

i

s

m

i

n

u

y

e

Electronegatividad (EN)

Propiedad que combina la energa de ionizacin y la electroafinidad. Nos informa sobre la tendencia que tienen los tomos de atraer los electrones del enlace.

Esta propiedad se cuantifica en valores que van desde 0.7 a 4.0, siendo el flor el elemento que posee un mayor valor de electronegatividad.

Esta propiedad se relaciona en parte con la capacidad que poseen los elementos a formar cationes y aniones y al tipo enlace qumico que forman entre s.

Electronegatividad (EN)

3. ENLACE QUMICO

Son las fuerzas que mantienen unidos a los tomos entre s para formar molculas o iones.

Son de tipo elctrico.

Al formarse un enlace se desprende energa.

La distancia a la que se colocan los tomos es a la que se desprende mayor energa producindose la mxima estabilidad.

Los tomos se unen pues, porque as tienen una menor energa y mayor estabilidad que estando separado.

Estabilidad en un tomo.

Generalmente, los tomos buscan su mxima estabilidad adoptando un a configuracin electrnica similar a la que tienen los gases nobles (1 s2 o n s2p6).

El comportamiento qumico de los tomos viene determinado por la estructura electrnica de su ltima capa (capa de valencia).

Para conseguir la configuracin electrnica de un gas noble, los tomos perdern, capturarn o compartirn electrones (regla del octeto).

Tipos de enlaces

a) Inico: unen iones entre s.

b) Atmicos: unen tomos neutros entre s.

Covalente

Metlico

c) Intermolecular: unen unas molculas a otras.

a) Enlace inico

Se da entre metales y no-metales.

Los metales tienen, en general, pocos electrones en su capa de valencia y tienden a perderlos para quedar con la capa anterior completa (estructura de gas noble) convirtindose en cationes.

Los no-metales tienen casi completa su capa de valencia y tienden a capturar los electrones que les faltan convirtindose en aniones y conseguir asimismo la estructura de gas noble.

Reacciones de ionizacin

Los metales se ionizan perdiendo electrones:

M n e Mn+

Los no-metales se ionizan ganando electrones:

N + n e Nn

Ejemplos:

Metales: Na 1 e Na+ Ca 2 e Ca2+ Fe 3 e Fe3+

No-metales: Cl + 1 e Cl O + 2 e O2

Ejemplo: Escribir las reacciones de ionizacin y

deducir la frmula del compuesto inico

formado por oxgeno y aluminio.

Las reacciones de ionizacin sern:

(1) Al 3 e Al3+ (2) O + 2 e O2

Como el nmero de electrones no coincide, para hacerlos coincidir se multiplica la reaccin (1) 2 y la (2) 3.

2 (1) 2 Al 6 e 2 Al3+ 3 (2) 3 O + 6 e 3 O2

Sumando: 2 Al + 3 O 2 Al3++ 3 O2

La frmula emprica ser Al2O3

Propiedades de los

compuestos inicos

Duros.

Punto de fusin y ebullicin altos.

Slo solubles en disolventes polares.

Conductores en estado disuelto o fundido.

Frgiles.

b) Enlace covalente

Se da entre dos tomos no-metlicos por comparticin de e de valencia.

La pareja de e (generalmente un e de cada tomo) pasan a girar alrededor de ambos tomos en un orbital molecular.

Si uno de los tomos pone los 2 e y el otro ninguno se denomina enlace covalente coordinado o dativo.

Estructura de Lewis.

Consiste en representar con puntos o x los e

de la capa de valencia.

Ejemplos:

Grupo: 17 16 15 14

tomo: Cl O N C

N e val. 7 6 5 4

: Cl : O : N C

Enlace covalente.

Puede ser:

Enl. covalente simple: Se comparten una pareja de electrones.

Enl. covalente doble: Se comparten dos parejas de electrones.

Enl. covalente triple: Se comparten tres parejas de electrones.

No es posible un enlace covalente cudruple entre dos tomos por razones geomtricas.

Tipos de enlace covalente.

Enlace covalente puro

Se da entre dos tomos iguales.

Enlace covalente polar

Se da entre dos tomos distintos.

Es un hbrido entre el enlace covalente puro y el enlace inico.

Ejemplos de

enlace covalente puro.

Se da entre dos tomos iguales.

Frmula 2 H (H + x H) H x H ; HH H2

2 :Cl :Cl + xCl: :ClxCl: ; :ClCl: Cl2

x x 2 :O :O + xO: :OxO: ; :O=O: O2

x x 2 :N :N + xN: :NxN: ; :NN: N2 x x

Enl. covalente simple

Enl. covalente triple

Enl. covalente doble

Enlace covalente polar (entre

dos no-metales distintos).

Todos los tomos deben tener 8 e en su ltima capa (regla del octeto) a excepcin del hidrgeno que completa su nica capa con tan slo 2 e .

La pareja de e compartidos se encuentra desplazada hacia el elemento ms electronegativo, por lo que aparece una fraccin de carga negativa sobre ste y una fraccin de carga positiva sobre el elemento menos electronegativo +.

Ejemplos de

enlace covalente polar.

:Cl + x H :Cl x H ; :ClH HCl

O + 2 x H Hx O x H ; HOH H2O

N + 3 x H Hx N x H ; HNH NH3 x | H H

O + 2 x Cl: :Clx O x Cl: ; :ClOCl: Cl2O

+

+

+

+

+

Ejercicio: Escribe la representacin de

Lewis y decide cul ser la frmula de

un compuesto formado por Si y S.

La representacin de Lewis de cada tomo es:

Si (grupo 14) : S (grupo 16)

La representacin de Lewis de molecular ser:

: S = Si = S :

La frmula molecular ser pues: SiS2

Cuatro elementos diferentes A,B,C,D tienen nmero

atmico 6,9,13 y 19 respectivamente. Se desea saber: a)

El nmero de electrones de valencia de cada uno de

ellos. b) Su clasificacin en metales y no metales. c) La

frmula de los compuestos que B puede formar con los

dems ordenndolos del ms inico al ms covalente.

Z a) N e valencia b) Metal/No-metal

A 6 4 No-metal

B 9 7 No-metal

C 13 3 Metal

D 19 1 Metal

c) DB < CB3 < AB4 < B2

Enlace covalente coordinado.

Se forma cuando uno de los tomos pone los 2 e y el otro ninguno.

Se representa con una flecha que parte del tomo que pone la pareja de e

.

Ejemplo:

Hx O x H + H+ HOH H3O+

H

+

+ +

Compuestos covalentes

atmicos.

Forman enlaces covalentes simples en dos o tres dimensiones del espacio con tomos distintos.

Ejemplos:

SiO2, C (diamante), C (grafito)

ESTRUCTURA DEL GRAFITO

Propiedades de los

compuestos covalentes

Moleculares

Puntos de fusin y ebullicin bajos.

Los compuestos covalentes apolares (puros) son solubles en disolventes apolares y los polares en disolventes polares.

Conductividad parcial slo en compuestos polares.

Atmicos

Puntos de fusin y ebullicin muy elevados.

Insolubles en todos los disolventes.

No conductores (el grafito s presenta conductividad por la deslocalizacin de un e

de cada tomo).

c) Enlace metlico.

Se da entre tomos metlicos.

Todos tienden a ceder e .

Los cationes forman una estructura cristalina, y los e ocupan los intersticios que quedan libres en ella sin estar fijados a ningn catin concreto (mar de e ).

Los e estn, bastante libres, pero estabilizan la estructura al tener carga contraria a los cationes.

Empaquetamiento de

cationes metlicos.

Propiedades de los

compuestos metlicos.

Punto de fusin y ebullicin muy variado (aunque suelen ser ms bien alto)

Son muy solubles en estado fundido en otros metales formando aleaciones.

Muy buenos conductores en estado slido.

Son dctiles y maleables (no frgiles).

presin

Fuerzas intermoleculares

Enlace (puente) de hidrgeno Se da entre molculas muy polarizadas

por ser uno de los elementos muy electronegativo y el otro un tomo de H, que al tener + y ser muy pequeo permite acercarse mucho a otra

molcula.

Fuerzas de Van der Waals: Fuerzas de dispersin (London)

Atraccin dipolo-dipolo

Enlace de

hidrgeno

Fuerzas intermoleculares

Fuerzas de dispersin (London):

Aparecen entre molculas apolares. En un momento dado la nube electrnica se desplaza al azar hacia uno de los tomos y la molcula queda polarizada instantneamente. Este dipolo instantneo induce la formacin de dipolos en molculas adyacentes.

Atraccin dipolo-dipolo:

Se da entre molculas polares. Al ser los dipolos permanentes la unin es ms fuerte.

TRABAJO

Elaborar 30 ejercicios solucionados de enlaces qumicos (inicos, covalentes y metlicos).


GRACIAS

Docente: Dr. Ing. Jhonny Valverde Flores

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sesion 4. quimgein

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