PENDIENTES FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO
3 º TRIMESTRE:
- ELEMENTOS Y COMPUESTOS.
- FORMULACIÓN.
- REACCIONES QUÍMICAS
Puedes usar tu libro de texto o visitar la siguiente dirección: http://sites.google.com/site/fisicayquimicaieslazafra/
ALUMNO:
ELEMENTOS Y COMPUESTOS.
1. ELEMENTOS Y COMPUESTOS.
Elementos: Son sustancias formadas por un solo tipo de átomos.
Hierro ( Fe) Oxígeno (O2) Ozono (O3) He
Compuestos: Son sustancias formadas por la agrupación de átomos de distintos elementos.
Agua (H2O) Amoniaco (NH3) Dióxido de carbono(CO2) Metano (CH4)
2. TABLA PERIÓDICA.
Se ordenan los elementos por orden creciente de número atómico (Z).
Los elementos situados a la izquierda de la tabla son los metales.
Los elementos situados a la derecha de la tabla son los no metales.
Símbolos GRUPOS Crucigrama
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uuq Uuh
METALES NO METALES
P
E
R
IO
D
O
Los elementos se distribuyen en:
PERIODOS (1,2,3,4,5,6,7) Las filas me indican el número de órbitas que tiene un elemento.
PERIODO NÚMERO DE ELEMENTOS
1 2
2 8
3 8
4 18
5 18
6 32
7 32
GRUPOS ( 1,,,,,,18). Indican el número de electrones que tiene un átomo en su última órbita. Todos los elementos del mismo grupo tienen las mismas propiedades químicas .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
METALES NO METALES GASES NOBLES
- Tienen brillo metálico característico. - Conductores de calor y electricidad. - Son dúctiles: se pueden estirar en forma de hilos.
- Son maleables: Pueden formar láminas. - Son sólidos a temperatura ambiente (a excepción del Hg que es líquido).
- Tienden a formar iones positivos
perdiendo electrones.
- Malos conductores de calor y electricidad.
- A temperatura ambiente pueden ser
sólidos( azufre), líquidos (agua) o
gaseosos ( oxígeno).
- La mayoría de los sólidos son blandos. - Tienden a formar iones negativos
captando electrones.
- Están como átomos aislados.
- Son gases.
- No reaccionan con ningún elemento.
- Se usan en bombillas fluorescentes.
La tabla se puede dividir en tres grupos:
Tabla periódica Datos elementos
Actividad 1. Rellena la siguiente tabla. GRUPOS
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 2 3 4 5 6 7
Actividad 2. Rellena la siguiente tabla. Usa la tabla periódica.
Z Elemento Símbolo ¿Metal ? Periodo Grupo Bloque
12 Magnesio Mg Metal 3 2 Representativos
2
Cl 47
92 1 20 26 29 82
METALES
NO METALES
P
E
R
IO
D
O
3. AGRUPACIÓN DE LOS ELEMENTOS
Tener todas las órbitas llenas es la condición de máxima estabilidad para un átomo. Solo los gases nobles tienen todas las órbitas llenas. El resto de elementos , para alcanzar la estabilidad, tratan de imitar la configuración de los gases nobles agrupándose unos con otros. Intentan tener 8 electrones en la última órbita ( regla del octeto), al igual que los gases nobles.
Un cristal es una forma de materia cuyas partículas forman una estructura interna ordenada que se extiende en las tres direcciones del espacio.
Los átomos tienen varias formas de agruparse:
GASES NOBLES
- Están como átomos aislados.
- Son gases.
- No reaccionan con ningún elemento.
Ej: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
COMPUESTOS COVALENTES
(NM + NM)
SUSTANCIAS MOLECUARES
- Forman moléculas.
- Sustancias gaseosas, líquidas o sólidos blandos.
Ej: O2, H2O
SUSTANCIAS ATÓMICAS
Forman cristales tridimensionales
Son sustancias muy duras
COMPUESTOS IÓNICOS
(M+NM)
- Suelen ser sustancias sólidas, duras y con altos puntos de fusión.
- Conducen la electricidad solo en estado líquido.
- Forman cristales iónicos.
Ejemplo: Sal de cocina, abonos ( fosfatos, sulfatos...).
METALES(M)
- Conductores de calor y electricidad.
- Forman cristales metálicos.
Se deforman, pero no se rompen
Ej: Fe, Pb, Ni, Au, Cu, ….
Grafito
Actividad 3. Indica si las siguientes sustancias son compuestos o elementos.
SUSTANCIA FÓRMULA AGRUPACIÓN ¿Compuesto, elemento?
Agua H2O Covalente molecular. Compuesto
Oxígeno Amoniaco Carbonato de calcio Hierro Cloro Dióxido de carbono
MgCl2
Diamante C Covalente atómico
Actividad 4. Clasifica las siguientes sustancias en iónicas y covalentes.
SUSTANCIA ¿IÓNICA ? ¿COVALENTE ?
CsCl SI NO
NH3
Cl2
CCl4
CaO H2O
CuSO4
CH4
CuO Fe2O3
H2O2
HCl
Actividad 5. Indica el número de órbitas y el número de electrones que hay en la última órbita de los siguientes elementos:
ELEMENTO Nº DE ÓRBITAS ELECTRONES ÚLTIMA ÓRBITA
K 4 1
Actividad 6. Explica porqué CO2 y SiO2 tienen propiedades muy distintas.
SUSTANCIA PROPIEDADES EXPLICACIÓN
CO2
Gaseoso Baja temperatura de fusión Reacciona con muchas sustancias
SiO2
Muy duro (vidrio ) Sólido Alta temperatura de fusión No reacciona con casi ninguna sustancia.
FORMULACIÓN.
Las moléculas se representan mediante fórmulas. Una fórmula me indica qué tipo de átomos forman una sustancia, y además, el número de átomos que forman la molécula.
Ej Agua H2O , tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno en cada molécula.
Un compuesto binario es aquel que está formado por dos tipos de átomos, por ejemplo el agua ( H2 O ).
Se llama valencia de un elemento a los electrones que puede perder o ganar para completar sus órbitas.
El sodio tiene un electrón en la última órbita, tiende a perderlo para tener todas sus órbitas llenas. Tiene valencia + 1.
El flúor tiene 7 electrones en la última órbita , tiende a robar uno para completar sus órbitas . Tiene valencia - 1.
Los elementos situados la izquierda de la Tabla tienden a perder electrones y se llaman METALES.
Los elementos situados la derecha de la Tabla tienden a ganar electrones y se llaman NO METALES.
Se nombran con el nombre del más NO metálico acabado en URO, y a continuación, el nombre del otro. Si el NO metal es el oxígeno se usa la palabra ÓXIDO .
Hay tres formas de indicar el número de átomos:
a) Formulación Sistemática: Se indica el número de átomos con los prefijos di, tri, tetra, etc...Ej FeCl2 . Dicloruro de hierro . Fe2O3 Trióxido de dihierro
Prefijo Nº Prefijo Nº
Mono 1 Penta 5
Di 2 Hexa 6
Tri 3 Hepta 7
Tetra 4 Octa 8
b) Formulación Stock: Se indica la valencia del más metálico usando números romanos. Ej: FeCl2 , Cloruro de hierro ( II ). Fe2O3 , Óxido de hierro ( III ).
Nº romano Nº Nº romano Nº
I 1 V 5
II 2 VI 6
III 3 VII 7
IV 4 VIII 8
c) Sistema tradicional o antiguo. En desuso.
VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS MÁS IMPORTANTES:
METALES:
1 2 3 1 , 2 1 , 3 2 , 3 2 , 4
Li Be Al Cu Au Fe Sn
Na Mg Bi Hg Co Pb
K Ca Ni Ir
Rb Sr Cr Pt
Cs Ba Mn
Ag Ra
Zn Cd
NO METALES:
I III IV V VI VII
-1 -4 -3 -2 -1
1 4 , 6 4,6,7 3 2, 4 3 , 5 2, 4, 6 1,3,5,7
H Cr Mn B C (1) N O (Solo-2) F (Solo -1)
Si (1) P S Cl
As Se Br
Sb Te I
Actividad 7. Rellena la siguiente tabla:
FÓRMULA SISTEMÁTICA ( IUPAC ) STOCK TRADICIONAL
C Cl 4
Na Cl Ir 3 N 4
Ca O 2
Fe S C O 2
Cl2 O3
NH3 Amoniaco
KI HF H2 S
N2 O5
SO3
CH4
I2 O7
Mn2 O3
Sn O2
Ni 4C3
H2 Se
S F2
PH3
Ag 3 As
Si H4
REACCIONES QUÍMICAS
1. INTRODUCCIÓN.
Un cambio físico es una transformación en la que NO varía la naturaleza de las sustancias. Ej: calentar, cortar, enfriar, cambios de estado,...
Un cambio químico es una transformación en la que SI varía la naturaleza de las sustancias.
Es frecuente que ocurran cambios raros que indican que se están formando sustancias nuevas:
– Aparición de nuevos colores. ( Ej: incoloro + incoloro → rosa)
– Desprendimiento de calor . ( Ej: frio + frio → calor)
– Aparición de gases y/o humos. (Ej: sólido + líquido → aparición de gases)
Las reacciones químicas son procesos en los que desaparecen unas sustancias, llamadas reactivos, y aparecen otras sustancias nuevas llamadas productos.
2. ENERGÍA EN LAS REACCIONES QUÍMICAS.
En las reacciones químicas se observa que varía la temperatura. Hay dos tipos de reacciones químicas:
a) Reacciones exotérmicas. Desprenden energía. Ej: Combustión.
b) Reacciones endotérmias. Absorben energía.. Ej: Fotosíntesis.
3. TIPOS DE REACCIONES QUÍMICAS.
Las reacciones químicas pueden ser de varios tipos:
3.1 Combustión. Reacción de una sustancia, llamada combustible, con oxígeno produciendo dióxido de carbono, agua y energía. Son reacciones exotérmicas y rápidas..
CH3CH2OH + O2 CO2 + H2O + calor
3.2. Oxidación – reducción
Se produce oxidación cuando una sustancia pierde electrones ( o gana oxígeno) . Mg + O2 2 Mg O El magnesio se ha oxidado.
Las reacciones de combustión son un tipo de reacciones de oxidación, son rápidas y exotérmicas.
Se produce reducción cuando una sustancia gana electrones ( o pierde oxígeno). Ej : FeO + C Fe + CO El hierro se ha reducido.
Estas reacciones químicas son las responsables el la producción eléctrica en pilas y baterías.
3.3 Ácido – base.
ÁCIDOS BASES
Ácidos son unas sustancias que reaccionan - Con los metales desprendiendo hidrógeno (inflamable ).
- Con el mármol desprendiendo CO2 ( no inflamable).
Las bases son las sustancias opuestas a los ácidos.
Disuelven las grasas.
Ej: Agua fuerte ( HCl) . Limpieza, digestión en el estómago.
Ácido sulfúrico . Fabricación productos químicos, baterías de coches,
Vinagre.
Jugo de limón, etc...
Ej: Amoniaco ( NH3 ). Limpieza y fertilizantes.
Sosa caústica (NaOH). Desatascador tuberías, fabricación productos químicos, jabón, etc... Bicarbonato de sodio (NaHCO3). Antiácido de
estomago, repostería.
Cuando reacciona un ácido y una base se produce una reacción de neutralización, en la que se produce agua y se anulan las propiedades de ambos.
Ácido + base agua + sal
va de 0 a 14, siendo el estado neutro el 7. Una sustancia cuanto más cerca del cero esté más ácida será y cuanto más cerca del 14 esté más básica será.
pH
ÁCIDO NE BÁSICOS
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
En la tabla siguiente se muestran algunos ejemplos del pH de algunas sustancias:
SUSTANCIA pH
Jugo gástrico 1,0 – 2,0
Jugo de limón 2,4
Jugo de naranja 3,5
Orina 4,8 – 7,5
Saliva 6,4 – 6,9
Leche de vaca 6,5
Agua pura 7,0
Sangre 7,3 –7,4
Limpiador amoniacal 11 - 12
3.4. Otras.
4. LEYES DE LA QUÍMICA.
La Química tiene dos grandes leyes:
a) Ley de la Conservación de la masa ( Lavoisier). En un sistema cerrado, la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos.
b) Ley de la proporción constante ( Proust). Los rectivos reaccionan siempre en la misma proporción.
Ej Carbono + oxígeno Dióxido de carbono 12 g + 32 g 44 g
24 g + 64g 88 g
5. AJUSTE DE REACCIONES QUÍMICAS.
Para realizar cálculos las reacciones se escriben con los simbolos de los reactivos y los de los productos. Para que se cumplan las dos leyes de la química ( conservación de la masa, proprociones constantes) , es necesario poner números delante de cada simbolo hasta que existan el mismo número de átomos en los reactivos y en los productos, este proceso se llama ajuste de una reacción.
I
2+ H
2
HI
Así NO se conserva la masa
I
2+ H
2
2 HI
Así SI se conserva la masa.6. VELOCIDAD DE LAS REACCIONES QUÍMICAS.
Además de la masa y la energía, también es importante saber el tiempo que tarda en producirse, es decir su velocidad, unas veces me interesa que vaya rápido ( producción industrial, más rápido más dinero), y otras veces me interesa que vaya lento ( conservación de alimentos ).
Para que se produzca una reacción química, deben chocar las moléculas de reactivos, todo lo que favorezca los choques, favorecerá la velocidad de reacción. La velocidad de una reacción química dependerá de los siguientes factores:
a) Temperatura. A mayor temperatura mayor velocidad, debido a que las moléculas se mueven más rápido y chocan más fuerte.
b) Superficie de contacto. A mayor superficie de contacto mayor velocidad, debido a que chocan un mayor número de moléculas. Por eso la velocidad es más grande cuando los reactivos están divididos o disueltos.
c) Concentración de reactivo. A mayor concentración mayor velocidad, ya que hay un mayor número de moléculas para chocar.
d) Catalizadores. Son sustancias químicas que aceleran la velocidad de las reacciones químicas, pero NO intervienen en las mismas. En general, basta con una pequeña cantidad de catalizador para acelerar la reacción química de una gran cantidad de sustancia.
Actividad 8. Indica si los siguientes procesos son físicos o químicos.
PROCESO ¿ FÍSICO? ¿ QUÍMICO ?
Actividad 9. Indica si las siguientes sustancias son ácidas , básicas o neutras:
SUSTANCIA pH ¿ Ácida, básica o neutra?
Ácido sulfúrico 0 ácido
Ámoniaco 13
Jugo de limón 2,4
Leche de vaca 6,5
Sosa caústica 14
Jugo gástrico 1
Vinagre 4
Actividad 10. Une las siguientes frases:
Los alimentos se conservan mejor en el frigorífico porque
Las altas temperaturas aceleran las reacciones químicas.
Los cultivos se desarrollan más rápido en los invernaderos porque
Las bajas temperaturas frenan las reacciones químicas.
Los conservantes(inhibidores) son Sustancias que hacen que las reacciones químicas se realicen rápidamente. Las enzimas ( biocatalizadores) son Sustancias que hacen que las reacciones
químicas se realicen lentamente.
Actividad 11. Se parte una manzana y se pone negra después de cierto tiempo.
Elige la palabra correcta:
La manzana se oscurece más lentamente en el frigorífico porque la temperatura es más más rápidamente
baja y la reacción de oxidación de la manzana será más lenta ya que las moléculas de O2 se
alta rápida
mueven más lentas y los choques con la manzana son menores. rápidas
Actividad 12. ¿ En qué condiciones debería llevar a cabo una reacción química para que su velocidad sea la mayor posible?.
Factores Condiciones
Temperatura
Concentración reactivos Catalizadores
Inhibidores Presión
Estado físico de reactivos Agitación de los reactivos
Actividad 13. Ajusta las siguientes reacciones químicas:
a) N2 + H2 NH3
b) H2 + O2 H2O
c) Cl2 + O2 Cl2O5
d) C4H10 + O2 CO2 + H2O
e) C12H22O11 + O2 CO2 + H2O
Actividad 14. Se sabe que 12 g de carbono reaccionan con 4 g de hidrógeno para dar metano ( CH4) ¿Cuánto metano se produce cuando se hacen reaccionar 100 g de carbono?. ¿Cuánto
hidrógeno se necesita?.
Reacción C + H2 CH4
Reacción ajustada C + H2 CH4
Proporción en gramos
Datos y calculos 100 g
Actividad 15. Se sabe que 16 g de oxígeno reaccionan con 2 g de hidrógeno para dar agua. ¿ Cuánto hidrógeno y oxígeno se necesita para producir 50 g de agua?.
Reacción H2 + O2 H2O
Reacción ajustada H2 + O2 H2O
Proporción en gramos
Datos y calculos 50 g
Actividad 16. Se sabe que 12 g de carbono reaccionan con 32 g de oxígeno para dar dióxido de carbono. ¿ Cuánto dióxido de carbono se desprende cuando se quema 200 g de carbono?. ¿ Cuánto oxígeno necesita?.
Reacción C + O2 CO2
Reacción ajustada C + O2 CO2
Proporción en gramos
Datos y calculos 200 g
