PLAN DE MEJORAMIENTO DE QUÍMICA # 1 DESARROLLO

INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICA DE COMERCIO

“VIRGINIA GÓMEZ”

CIÉNAGA, MAGDALENA.

Aprobada por decreto municipal N° 287 de 2012 DANE: 147189000210 NIT: 819003046-3

ASIGNATURA: QUMICA GRADO: 10° DÉCIMO.

DOCENTE: JOSE LUIS POMARICO MIER.

PLAN DE MEJORAMIENTO DE QUÍMICA # 1 DESARROLLO

UNIDAD 2. ESTRUCTURA DE LA MATERIA; EL ÁTOMO, LA TABLA PERIÓDICA Y PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ÁTOMOS.

2.1) EL ÁTOMO:

Es la partícula más pequeña de la materia que conserva sus propiedades.

El átomo tiene una estructura parecida al sistema solar porque tiene una parte central llamada NUCLEO y alrededor se encuentran los NIVELES DE ENERGÍA.

Un átomo está constituido por tres clases de partículas básicas que son:

• Los protones: son partículas con carga eléctrica positiva (+), se ubican en el núcleo.

• Los electrones: son partículas con carga eléctrica negativa (-), se ubican en los niveles de energía.

• Los neutrones: son partículas sin carga (0), son neutros, se ubican en el núcleo.

NUMERO ATOMICO (Z):

Es el que indica cuantos electrones y protones tiene un átomo.

Ej: el Hierro, Z = 26, tiene 26 electrones y 26 protones.

ISÓTOPOS:

Son átomos de un mismo elemento que tienen el mismo (Z) (el mismo número de protones y electrones), pero tienen diferente masa, debido a que tienen diferente número de neutrones en el núcleo. Un elemento puede tener varios isótopos.

EL NUMERO MASICO (A):

Es el número entero más cercano al número atómico; los isotopos se representan así:

Lo anterior se usa para diferenciar los isotopos de un mismo elemento:

LOS ISOBAROS:

Son átomos de distintos elementos que tienen igual masa atómica (A), pero tienen diferentes (Z) o diferente número de electrones, protones y neutrones; se presenta entre isótopos de diferentes elementos.

EJERCICIOS CON ISÓTOPOS:

Usando la fórmula: N= A – Z

• Calcular cuántos electrones y protones tiene cada uno de los siguientes isótopos?

• Calcular el número de neutrones de cada uno.

E

P

(N= A – Z)……N= 34 – 15 = 19 Neutrones.

E = Elemento

Z = Numero atómico.

A = Numero másico.

P

Br

Br

Pb

75

82 35 35

77

160

EJERCICIOS CON ISOBAROS

• Identificar los isobaros.

• Calcular cuántos electrones y protones tienen cada uno?

• Calcular el número de neutrones en cada uno.

PESO ATOMICO:

El peso atómico es un promedio de todos los isótopos del mismo elemento, se las siguiente formula: A1 x %1 A2 x %2

Peso atómico = --- + --- + …………..

100% 100%

EJERCICIOS CON PESO ATOMICO:

1. Hallar el peso atómico del cloro que tiene 2 isotopos de masa 35 u.m.a. y 37 u.m.a. con las siguientes abundancias relativas de 77,5% y 22,5%

respectivamente.

35 u.m.a. x 77,5% 37 u.m.a. x 22,5%

Peso atómico = --- + --- = 100% 100%

Peso atómico = 27,125 u.m.a. + 8,325 u.m.a. = 35,45 u.m.a.

Desarrollar los 2 ejercicios siguientes:

2. El Silicio tiene 3 isotopos cuyas masas son: 28 u.m.a., 29 u.m.a. y 30 u.m.a.;

sus abundancias relativas son: 92,2% , 4,7% y 3,1%. Hallar el peso atómico del Silicio.

U Hg

K V

Cl Rn

Ga Sb

39

39

182 86

65 31

116 51

17

19

39 182

92 80

182

23

Pb

82

A

%

u.m.a. = unidad de masa atómica.

3. Los isotopos del hierro son 4, tienen las siguientes masas: 53,94 u.m.a, 55,93 u.m.a., 56,94 u.m.a. y 57,93 u.m.a.; y las abundancias relativas son: 5,82%, 91,66%, 2,19% y 0,33%. Calcular el peso atómico del hierro.

2.2 MODELO CUÁNTICO DEL ATOMO y ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIODICA (Grupos o Familias y los Períodos).

Con este modelo el científico NIELS BOHR aplicó la nueva teoría cuántica teniendo como base el modelo propuesto por RUTHERFORD, donde se fundamentó que un electrón de un átomo debe identificarse con cuatro números cuánticos que son:

NÚMERO CUANTICO PRINCIPAL (n):

Indica que un átomo puede tener hasta 7 niveles de energía; y que los electrones ubicados en el último nivel de energía se llaman electrones de valencia.

Cada nivel se identifica con las siguientes letras mayúsculas (K, L, M, N, O, P, Q) y le caben los siguientes electrones a cada uno:

NÚMERO CUANTICO SECUNDARIO o AZIMUTAL (l):

Indica que cada nivel de energía puede tener hasta 4 subniveles, que se identifican con letras minúsculas y les caben los siguientes electrones:

Subnivel # (-) Representación

s 2 s²

p 6 p⁶

d 10 d¹⁰

f 14 f¹⁴

NÚMERO CUANTICO MAGNETICO (ml):

Indica que cada subnivel puede tener 1 o más orbitales.

Orbital: es la región del espacio atómico donde existe la mayor probabilidad de encontrar un electrón. En cada orbital cabe un máximo de dos electrones, así:

Subniveles # de orbitales

s² 1

p⁶ 3

d¹⁰ 5

f¹⁴ 7

NIVELES n letra # (-) 1 K 2 2 L 8 3 M 18 4 N 32 5 O 32 6 P 32 7 Q 32

El siguiente grafico muestra los 7 niveles de energía y el número de electrones para cada nivel; además, muestra los subniveles para cada nivel y los orbitales correspondientes:

NIVELES

n letra # (-) SUBNIVELES # orbitales

1 K 2 s 1

2 L 8 s + p 1 + 3

3 M 18 s + p + d 1 + 3 + 5 4 N 32 s + p + d + f 1 + 3 + 5 + 7 5 O 32 s + p + d + f 1 + 3 + 5 + 7 6 P 32 s + p + d + f 1 + 3 + 5 + 7 7 Q 32 s + p + d + f 1 + 3 + 5 + 7

NÚMERO CUANTICO DEL SPIN:

Representa la orientación o el giro del electrón sobre su propio eje. Se debe aplicar dos fundamentos básicos que son:

Principio de Exclusión de Pauli: “Un par de electrones pueden permanecer juntos en un mismo orbital solo si sus spines son opuestos”

Regla de Hund: “Al distribuir los electrones, primero se debe acomodar un electrón en cada orbital de un mismo subnivel, antes de llenar cualquiera de los demás”.

De acuerdo a lo anterior existen 3 clases de orbitales, que son:

• Orbitales llenos o apareados: los que tienen sus dos electrones.

• Orbitales semillenos o desapareados: los que tienen un solo electrón.

• Orbitales vacíos.

ESTRUCTURA DE LA TABLA PERIODICA

La tabla periódica tiene 2 partes principales que son: los periodos y los grupos.

LOS PERIODOS: son las filas horizontales que indican cuantos niveles de energía tiene un átomo; por lo tanto existen 7 periodos porque un átomo puede tener hasta 7 niveles de energía.

Ej: cuantos niveles de energía tienen los siguientes átomos?

El Cloro, está en el periodo 3, tiene 3 niveles de energía: K, L, M.

El Estroncio, está en el periodo 5, tiene 5 niveles de energía: K, L, M, N, O.

LOS GRUPOS: son las filas verticales, se identifican con números romanos, pueden tener letras (A) o (B).

Los grupos con letra (A) indican cuantos electrones de valencia tiene un átomo.

Ej: Cuantos electrones de valencia tienen los siguientes átomos?

El calcio, está en el grupo IIA, tiene 2 electrones de valencia.

El cloro, está en el grupo VIIA, tiene 7 electrones de valencia.

2.3. DISTRIBUCIÓN ELECTRONICA (NOTACIÓN ESPECTRAL)

Es la distribución de electrones en cada uno de los niveles, subniveles y orbitales.

Para realizar la distribución electrónica se requiere del siguiente cuadro:

EJERCICIOS A) Cuantos electrones y protones tiene?

B) Realizar la distribución electrónica y ordenarla.

C) Cuantos niveles de energía tiene?

D) Cuantos electrones de valencia tiene?

E) A qué periodo pertenece?

F) A qué grupo pertenece?

Aplicar las preguntas anteriores a cada uno de los siguientes elementos:

Mt

Arsénico, Estroncio, Calcio, Carbono, Bromo, Sodio, Aluminio, Magnesio, Yodo, Oxigeno.

2.4. ELEMENTOS DE TRANSICIÓN

Son grupos de elementos que se identifican con un número romano y la letra (B).

Estos elementos se caracterizan porque al realizar la distribución electrónica, siempre terminan con el subnivel (d).

El número romano del grupo resulta al sumar los electrones de los últimos subniveles (d) + (s), del penúltimo y ultimo nivel respectivamente, después de hacer la ordenación.

Si se hace la suma d + s, los grupos quedan así:

Si la suma (d + s) es = a 3, 4, 5, 6, 7; el grupo será: IIIB, IVB, VB, VIB o VIB.

Si la suma (d + s) es = a 8, 9, 10; el grupo será: VIIIB, de la fila 1, 2, 3.

Si la suma (d + s) es = a 11 o 12; el grupo será la y IIB.

EJERCICIOS

A) Cuantos electrones y protones tiene?

B) Realizar la distribución electrónica y ordenarla.

C) Cuantos niveles de energía tiene?

D) realizar la suma d + s E) A qué periodo pertenece?

F) A qué grupo pertenece?

Aplicar las preguntas anteriores a cada uno de los siguientes elementos:

Escandio, Hierro, Cobre, Zirconio, Plata, Cromo.

2.5. PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS.

Los elementos tienen una serie de propiedades que varían regularmente en la Tabla Periódica que se denominan propiedades periódicas. Todas estas propiedades dependen del tamaño atómico, de los electrones del último nivel de energía y de la carga nuclear (número de protones en el núcleo). Las propiedades periódicas son 4, que se describen a continuación:

1) Tamaño o radio atómico:Este se mide por el radio, es decir, la distancia entre el centro del núcleo atómico y el electrón más externo del último nivel de energía.

En la Tabla Periódica, en un grupo este aumenta de arriba hacia abajo debido a que al descender en un grupo, aumentan los niveles de energía y el átomo se hace más grande. Por ejemplo: en el grupo VA, al N y al P, N está arriba de P. Por lo tanto, tiene un menor radio, porque tiene menor número de niveles de energía.

En un periodo el tamaño aumenta de derecha a izquierda, porque los átomos de la derecha tienen mayor número atómico y aumentan también la atracción entre protones y electrones, provocando con esto que el átomo se comprima, es decir, que se haga más pequeño. Por ejemplo, si miramos en el cuarto periodo, el As a la derecha del Ge, el As tiene menor radio que el Ge.

EJERCICIOS

Según la Tabla Periódica y en relación a los tamaños atómicos:

a) ¿Qué sucede con el radio atómico a medida que se desplaza hacia abajo en el grupo?

b) ¿Qué pasa cuando se desplaza de izquierda a derecha en los periodos?

Señale y demuestre cuál de estos dos elementos tiene mayor radio atómico.

a) Ca y Ga b) Ge y As c) K y Ni d) C y Pb.

2) Potencial o energía de ionización: es la energía requerida para arrancar un electrón de un átomo neutro y permite la formación de un catión⁺ o ion positivo.

En la tabla periódica, en un grupo esta energía aumenta de abajo hacia arriba debido a que se necesita mayor energía para remover un electrón, por estar más cerca al núcleo.

En un mismo periodo aumenta de izquierda a derecha porque al pasar de un elemento a otro, los electrones están más atraídos por el núcleo y se necesita más energía para removerlo.

EJERCICIOS

Organice en orden ascendente las siguientes series de elementos, teniendo en cuenta su energía de ionización.

a) Pb, Sn, Si, C.

b) Sr, Sn, In, Rb c) Cu, Au, Ag d) F, Sn, Ba, As

3) Afinidad electrónica: es la energía liberada cuando un átomo neutro gana o captura un electrón para formar un ion negativo (anión^-).

En la Tabla Periódica aumenta de la misma forma que la energía de ionización.

EJERCICIOS

Organice en orden descendente los siguientes elementos de acuerdo a su afinidad electrónica.

a) P, As , y Sb

b) K, Ca, y Sc

c) F, Ga y P

d) Nb, Na y Au

4) Electronegatividad: es la medida de la tendencia que tienen los átomos para atraer los electrones cuando se forma un enlace químico.

En la Tabla Periódica, esta propiedad varía de la misma forma que el potencial de ionización y la afinidad electrónica.

Los elementos más electronegativos son de los grupos VA, VIA y VIIA, porque ganan o atraen los electrones de otros átomos; también se les llama: No Metales.

El flúor es el elemento de más electronegativo.

Los elementos menos electronegativos son de los grupos IA, IIA y IIIA, porque pierden electrones, también se les llama: electropositivos o metales.

EJERCICIOS

Ordene de forma ascendente los elementos de acuerdo con su electronegatividad: K, F, Cu, Fe, C, y O.

(ÉXITOS)