X siendo X el símbolo del elemento

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REPARTIDO NIVELACIÓN

ESTRUCTURA ATÓMICA

El átomo es la mínima porción de materia que interviene en una reacción química, el mismo está constituido por tres tipos de partículas subatómicas fundamentales: protones, neutrones y electrones (existen otras elementales como: mesones, hiperones, leptones, etc).

Las partículas constituyentes de la materia diferencian dos zonas o regiones atómicas: un núcleo, central y muy pequeño y rodeando a éste una periferia muy grande.

Cada partícula se caracteriza por tener una cierta carga eléctrica, una masa y una determinada ubicación en el átomo.

PARTÍCULA FUNDAMENTAL

Se

representa CARGA

ELÉCTRICA

MASA (u.m.a.: Unidad de Masa Atómica: equivale a la doceava parte del átomo de carbono en su forma más estable)

UBICACIÓN

Protón

p

+ Positiva 1 uma  1,672 X10 – 27 Kg En el núcleo

Neutrón

n

0 Neutra 1 uma  1,675 X 10 – 27 Kg En el núcleo

Electrón

e

- Negativa 1/1840 uma  9,109 X 10 –31 Kg En la periferia

Neutralidad: el átomo por definición es una partícula eléctricamente neutra, por lo tanto:

CANTIDAD DE ELECTRONES = CANTIDAD DE PROTONES El átomo de cada elemento se identifica con dos números:

Numero atómico:

Es el número que identifica a cada elemento. Está dado por la cantidad de protones.

Se lo representa con la letra Z y se ubica en la parte inferior izquierda del símbolo.

Numero másico:

Es el número que indica cuantas partículas inciden en la masa del átomo. Está dado por la suma de la cantidad de protones y neutrones.

Se lo representa con la letra A y se ubica en la parte superior izquierda del símbolo. A = cantidad de protones + cantidad de neutrones

PERIFERIA NUCLEAR

La zona que rodea que rodea al núcleo se denomina periferia.

El diámetro de la periferia es aproximadamente 100.000 veces mayor que el diámetro del núcleo. Los electrones se mueven continuamente ocupando así todo el espacio.

Niveles de energía:

La energía de los electrones se debe al movimiento de éstos respecto al núcleo atómico y a las interacciones eléctricas que surgen como consecuencia de las cargas eléctricas (atracción con el núcleo de carga positiva repulsión entre los electrones).

La energía de los electrones no puede tener cualquier valor sino que solo son posibles determinados valores, por eso decimos que la energía de los electrones está cuantizada.

Esta energía va en aumento a medida que es mayor la distancia al núcleo, por lo tanto la periferia se divide en niveles energéticos.

RESUMIENDO: Para determinar las partículas fundamentales del átomo: p+ = Z

nº = A – Z e- = p+ - carga

A

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Cuando un electrón absorbe energía puede pasar a un nivel superior (estado excitado) y cuando emite energía en forma de luz regresa al nivel inferior (estado basal o fundamental). Solo son estables los estados basales, los estados excitados son inestables.

Cada nivel se identifica con un número llamado número cuántico principal, representado con la letra n y toma valores de 1, 2, 3, etc. Y admite un número máximo de electrones.

Donde n representa el número de nivel.

Entonces para

El ordenamiento que reciben los electrones en los niveles energéticos para un átomo determinado se llama distribución electrónica.

Los electrones ubicados en el último nivel energético reciben el nombre

de electrones de valencia o de enlace y son los que va a intervenir en la formación de los enlaces químicos, y en otras propiedades de los diferentes elementos como su conductividad eléctrica, reactividad, etc,

La cantidad de e- y su distribución tendrán algunas consecuencias visibles en el ordenamiento periódico de los elementos.

TABLA PERIÓDICA.

La tabla periódica no solo es una clasificación, sino que se rige por una ley que determina la variación de los propiedades de los elementos químicos y suministra un criterio de ordenamiento, esta ley también llamada ley periódica de los elementos fue enunciada por el científico ruso Dimitri Mendeleiev en 1869 y luego de algunas modificaciones se puede expresar: “Cuando se ordenan los elementos en función de su número atómico creciente, presentan propiedades que se repiten periódicamente”.

La tabla periódica agrupa a todos los elementos conocidos, según un orden creciente de sus números atómicos y de tal forma que quedan juntos los que tienen las mismas propiedades químicas.

Por ejemplo, el ordenamiento de acuerdo a Z creciente determinará en la Tabla Periódica (TP) una zona de metales y otra de no metales.

n =1 2 eˉ ,

n =2 8 eˉ

n = 318 eˉ

n = 4 32 eˉ

n = 5 50 eˉ

n =6 72 eˉ

n =7 98 e

METALES

SEMIMETALES

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De esta forma la tabla se divide en grupos y en períodos.

Los grupos son las columnas verticales donde se reúnen los elementos que poseen similares propiedades químicas.

 Cada grupo se identifica con un número romano y una letra, que puede ser A o B. El número de grupo indica la cantidad de electrones de valencia en el elemento.

Los períodos son las filas horizontales donde las propiedades físicas van variando en forma gradual, se numeran considerando que el primero está integrado por el hidrógeno y el helio.

Ejemplos: 11Na grupo I A período 3

Tiene un electrón de valencia en el tercer nivel de energía. 9 F grupo VII A período 2

Tiene siete electrones de valencia en el segundo nivel de energía.

Entre las propiedades periódicas de los elementos cabe destacar a la ELECTRONEGATIVIDAD (EN). Esta se define como la fuerza de

atracción entre los núcleos atómicos y los electrones de enlace que participan en el enlace covalente.

TIPOS DE ENLACE:

¿Por qué se unen las partículas y cómo lo hacen?: lo hacen a los efectos de alcanzar la estabilidad que no tienen separadamente, formando agrupaciones de mínima energía.

¿Hay algunas excepciones?: si, los llamados gases inertes o más correctamente denominados gases monoatómicos.

Entonces el enlace químico es el conjunto de fuerzas que mantienen unidas a las partículas entre sí, para formar agrupaciones estables.

Existen enlaces entre átomos (interatómicos) y también entre moléculas (intermoleculares).

Regla del octeto: los átomos tienden a interaccionar con otros adquiriendo 8 electrones en el nivel más externo de energía, estableciéndose entre ellos un enlace químico.

Cuando los átomos que participan en el enlace son del mismo elemento, los pares de electrones compartidos son atraídos por igual por ambos núcleos. Sin embargo cuando los átomos son de distintos elementos, uno de ellos atraerá más a los pares de electrones, se dice entonces que este átomo es más electronegativo.

La electronegatividad de un átomo es una medida relativa de su capacidad de atraer hacia sí a los electrones del enlace covalente.

Para determinar el tipo de enlace se deben conocer las electronegatividades de los átomos que intervienen.

Una diferencia grande entre las electronegatividades dará lugar a una transferencia de electrones y una pequeña determinará que se deban compartir los electrones.

La diferencia de electronegatividad se representa como ΔEn y se calcula:

ΔEn Tipo de enlace

Mayor a 1,7 iónico

Menor o igual a 1,7 Mayor o igual a 0,4

Covalente polar

Menor a 0,4 Covalente

apolar

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Diagramas de Lewis

Son útiles para interpretar la formación de los diversos tipos de enlaces químicos, en ellas se representa el símbolo del elemento

rodeado con tantos puntos como electrones en el último nivel, es decir los electrones de enlace de enlace posea el elemento.

Formación de iones

Los metales presentan una tendencia a perder electrones, mientras que los no metales tienden a

ganar electrones, buscando estabilizarse.

Cuando esto sucede se generan especies diferentes: los iones, que son partículas con carga eléctrica. Es importante destacar que un ion no tiene las mismas propiedades que el átomo del cual deriva,

Cuando un átomo metálico pierde electrones se transforma en un ión con carga positiva denominado CATIÓN.

En esta especie hay mayor cantidad de partículas fundamentales positivas (p+) que de partículas fundamentales negativas (e-), ya que el átomo perdió algún electrón para estabilizarse.

Para un catión entonces: p+ = Z e- = Z - carga

Cuando un átomo gana electrones origina iones con carga negativa que se denominan ANIONES

En esta especie hay mayor cantidad de partículas fundamentales negativas (e-), que de partículas fundamentales positivas (p+) ya que el átomo ganó algún electrón para estabilizarse.

Para un anión entonces: p+ = Z e- = Z + carga (sin el signo)

Enlace iónico

Los aniones y los cationes tienen carga opuesta por lo que cuando entran en contacto serán atraídos entre sí por fuerzas de naturaleza eléctrica.

A la fuerza de atracción eléctrica entre iones de carga opuesta se le llama enlaceiónico.

Estas fuerzas que mantienen unidos a los iones con carga opuesta son muy fuertes lo que explica las propiedades que presentan los compuestos con ese tipo de enlace.

átomo catión átomo catión átomo catión

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Los compuestos formados por iones positivos (cationes) y negativos (aniones) se denominan

compuestos iónicos.

Propiedades de los compuestos iónicos

Dada la naturaleza electrostática de las fuerzas de enlace iónico, las cuales son de magnitud considerable, la energía necesaria para separar a los iones es elevada, por lo que estos sólidos tendrán altos puntos de fusión, encontrándose a temperatura ambiente en estado sólido.

Se trata de sólidos que en general son duros y quebradizos.

Se comportan como malos conductores de la corriente eléctrica, aunque actúan como buenos conductores de la misma cuando se funden ¿por qué?

En el estado sólido los iones se encuentran perfectamente ordenados, de modo que no podrían “moverse” bajo la influencia de un campo eléctrico, mientras que en el estado líquido la distribución de los iones es más desordenada, lo que facilita su movimiento al ser sometidos a la acción de un campo eléctrico y de ahí su conductividad.

Estos sólidos son solubles en agua; las moléculas de agua rodean a los iones (solvatación) provocando la separación de los mismos por lo que éstos se mueven libres en solución, lo que hace que estas soluciones puedan conducir la corriente eléctrica, motivo por el cual reciben el nombre de

ELECTROLITOS.

El proceso de disolución de los sólidos iónicos puede ser representado de la siguiente forma: H2O

AB (s) → A+ (ac) + B- (ac)

RESUMIENDO: los compuestos iónicos

 Tienen altos puntos de fusión y ebullición dado que para separar los iones se necesita mucha energía.

 Son Sólidos duros y quebradizos a temperatura ambiente. Una pequeña deformación en un cristal iónico produce un enfrentamiento de iones con la misma carga y eso origina una fuerte repulsión entre ellos haciendo que el cristal se rompa.

 Son malos conductores del calor y la electricidad cuando se encuentran en estado sólido, lo que se explica por la carencia de movilidad de los iones. Sin embargo cuando están fundidos o disueltos en agua son buenos conductores del calor y la electricidad, ya que en estas condiciones los iones se pueden mover.

 No son volátiles.

 Son solubles en solventes polares como el agua, esto se debe a que los aniones y cationes van a ser rodeados por las moléculas de agua, pero no solubles en solventes apolares como el disán.  Son frágiles.

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Enlace covalente

En muchas oportunidades los átomos no pueden intercambiar electrones para enlazarse. Tomemos el ejemplo del cloro que tiene siete electrones de enlace, como ambos átomos son iguales, tienen el mismo comportamiento, entonces ninguno podrá “arrancarle” electrones al otro, lo que deben hacer es compartir electrones de enlace.

Los electrones compartidos pertenecen a los dos átomos que participan y por lo tanto completan el octeto de ambos.

De acuerdo con los pares de electrones compartidos se formarán enlaces simples, dobles o triples.

En estos compuestos que se unen mediante enlaces covalentes, decimos que se forman moléculas tal como en los casos anteriores donde se formaron:

1 molécula de cloro (Cl2), 1 molécula de oxígeno (O2) y 1 molécula de nitrógeno (N2).

Por lo tanto podemos definir: Una molécula es un conjunto de átomos iguales o diferentes en la que los enlaces que unen a los átomos son todos covalentes.

Polaridad de los enlaces covalentes:

Un enlace covalente no polar (apolar) es aquel en el que los electrones de enlace son atraídos por igual por ambos núcleos atómicos.

Un enlace covalente polar es aquel en el cual los electrones de enlace no son atraídos por igual por ambas núcleos atómicos, es decir que uno de los núcleos ejerce mayor atracción sobre los electrones de enlace que el otro.

Como los electrones son desplazados hacia uno de los átomos, la molécula presenta una desigualdad de la carga eléctrica y se dice que es bipolar o un dipolo

La molécula de cloruro de hidrógeno es polar con los electrones más atraídos por el átomo de cloro lo que le da cierta carga negativa hacia el lado del cloro y positiva hacia el lado del hidrógeno.

La molécula de agua también presenta dos enlaces covalentes polares por lo que la carga negativa va a estar concentrada hacia el lado del oxígeno.

En consecuencia la molécula de agua presenta un ángulo de aproximadamente 105º.

Dadas estas características de las moléculas, el agua, que disuelve a la mayoría de las sustancias, decimos que es un solvente polar.

 Propiedades de los compuestos covalentes

 A temperatura ambiente suelen ser gases, sólidos blandos o líquidos con bajo punto de fusión y ebullición.

 Solubles en solventes no polares.

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TABLA PERIÓDICA.

TABLA PERIÓDICA.

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Referencias

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