II Parcial. Elementos, átomos y la tabla periódica

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II Parcial

Elementos, átomos y la tabla

periódica

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Elementos: teoría antigua y moderna

Robert Boyle

, científico

inglés, en 1661 incluyó

una definición de

elemento: “Si una

sustancia es un elemento,

no se puede

descomponer en

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Antoine

Lavoisier

,

destacado francés, que

descubrió la ley de la

conservación de la

masa, incluyó una tabla

con 33 elementos en su

texto

Tratado elemental

de química

. Fue el

primero en utilizar

nombres

modernos

para los elementos

químicos.

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Nombres y Símbolos

Se han descubierto muchos elementos de

origen natural y otros han sido sintetizados,

hasta hacer un total de 115 elementos.

No se han hallado en la naturaleza elementos

con números superiores a 92, pero se han

sintetizado 23 elementos adicionales.

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El químico sueco

J.J. Berzelius

,

inventó un sistema sencillo de

notación química que

introdujo en 1814.

Sus símbolos eran letras

tomadas del nombre del

elemento.

El

símbolo

de un elemento no tiene mas de

tres letras: la primera siempre en mayúscula;

las letras segunda y tercera, si las hay, en

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Abundancia de elementos en el universo

Hidrógeno, 94.2%

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Abundancia de elementos en la Tierra

Oxígeno; 49.2% Sílice; 25.7% Aluminio; 7.5% Hierro; 4.7% Calcio; 3.4% Sodio; 2.6%

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Abundancia de elementos en el cuerpo

humano

Oxígeno; 65.0% Carbono; 18.0% Hidrógeno; 10.0% Nitrógeno; 3.0%

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Tabla Periódica

Metales Metaloides

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Tabla Periódica

Grupos o Familias

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METALES

- Lustre brillante, cuando se pulen

- No tienden a combinarse químicamente unos con otros

- Reaccionan con no metales

- Se encuentran en la naturaleza, usualmente combinado con oxígeno (menas de hierro y aluminio)

- Los elementos del Grupo IA son los mas reactivos.

- No se encuentran “libres” en la naturaleza, siempre estan combinados con otros elementos. - Cobre, plata y oro son los menos reactivos

(situados cerca del centro de la tabla períodica). Más probabilidades de hallarse libres en la naturaleza

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NO METALES

- Gases: nitrógeno y oxígeno.

- Carbono, forma de diamante, grafito y carbón vegetal.

- El carbono y azufre, se pueden encontrar en la naturaleza en forma sólida, no combinada.

- En los minerales, los metales están combinados químicamente con : oxigeno, azufre, nitrógeno y fosforo.

- Los no metales pueden combinarse unos con otros: - CO2 – dióxido de carbono

- SO2 – dióxido de azufre - CH4 – metano

- NH3 – amoniaco

- El flúor es el no metal menos reactivo

- Moléculas diatómicas : oxígeno, nitrógeno, Hidrógeno, halógenos (VIIA)

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NO METALES

Aletropía- Es la propiedad de algunas sustancias simples de poseer estructuras moleculares diferentes. Las moléculas formadas por un solo elemento y que poseen distinta estructura molecular se llaman alótropos.

Diamante – alótropo de carbono donde los átomos de carbono están dispuestos en forma cristalina cubica.

Grafito – Forma alotrópica del carbono. Está compuesto de capas superpuestas. Esta estructura, permite que las capas se deslicen fácilmente por lo cual es utilizado como un buen lubricante sólido.

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METALOIDES

- Región intermedia de la tabla periódica

- Carácter intermedio entre metal y no metal

- Los metales son buenos conductores de la electricidad, los no metales no conducen la electricidad y los metaloides son semiconductores.

- Silicio, germanio, arsénico y bel boro son útiles en la industria de la electrónica

- Silicio es el metaloide mas abundante en la Tierra. Se encuentra en forma de silicatos, compuestos complejos de silicio, oxígeno y diversos metales. Presente en la arcilla y la arena.

- El cuarzo, arena, el ágata, la amatista y el pedernal contienen formas de dióxido de silicio, SiO2.

- Los tabiques, el vidrio, cemento y la cerámica contiene compuestos de silicio.

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PROPIEDADES FISICAS DE LOS ELEMENTOS

ESTADO FISICO

• Mayor parte de elementos son sólidos a temperatura ambiente

(20°C).

• Once elementos son gases: N2, H2, O2, Cl2,Br2 y los gases nobles

(Helio, Neón, Argón, Kriptón, Radón, y Xenón)

• Dos elementos líquidos a temperatura ambiente:

Bromo (Br) – un no metal líquido rojo, muy reactivo y no se

encuentra en la naturaleza sin combinar.

Mercurio (Hg) – un metal líquido, plateado brillante, tiene

buena conductividad eléctrica. Usado en los interruptores

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PROPIEDADES FISICAS DE LOS ELEMENTOS

CONDUCTIVIDAD

• Es una medida de la facilidad relativa con la que una muestra

trasmite calor o electricidad.

• Los metales conducen tanto el calor como la electricidad, en

cambio los no metales son malos conductores.

• Mejores conductores: cobre (Cu), plata (Ag), oro (Au) y aluminio

(Al). Mirar la ubicación de estos elementos en la tabla periódica. • Ciertos elementos de IA y IIA son buenos conductores, como el

sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg) y calcio (Ca).

• Se pueden fabricar buenos aisladores (no conductores) con no

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PROPIEDADES FISICAS DE LOS ELEMENTOS

LUSTRE, MALEABILIDAD, DUCTIBILIDAD Y DUREZA

Lustre- Capacidad de reflejar la luz, como superficies pulidas de

metales como plata y cromo.

Maleabilidad – Capacidad de laminar o martillar para dar forma,

como en los metales aluminio, cobre y acero (hierro+carbono).

Ductibilidad – Capacidad de poder estirar para formar alambres,

como los metales cobre, aluminio y el hierro.

Dureza – Algunos metales presentan dureza como el cromo,

manganeso y el níquel. Otros presentan superficies blandas oro, plomo, cobre, el sodio y el potasio.

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Átomo:

Partícula más pequeña de un elemento.

Molécula:

partícula mas pequeña de un

compuesto; grupo de átomos enlazado.

Neutrón:

Partícula subatómica neutra

Protón:

Partícula subatómica con carga positiva

Electrón:

Partícula subatómica con carga

negativa y masa despreciable.

Núcleo:

centro del átomo, contiene protones y

neutrones.

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Los protones y neutrones de un átomo están

empaquetados en un núcleo extremadamente pequeña.

Los electrones son mostrados como

“nubes”

alrededor

del núcleo.

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Número atómico:

número de protones (o

electrones) de un átomo.

Número de masa:

número de protones

mas número de neutrones de un átomo.

Isótopo:

átomos de un elemento que

difieren en cuanto a numero de

neutrones.

Peso atómico:

Promedio ponderado de los

isótopos naturales de un elemento.

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El oxígeno tiene 3 isótopos con número de masa de

16, 17 y 18. El peso número atómico del oxígeno es 8.

Cuantos protones y neutrones tiene cada uno de los

isótopos?

R/

Isótopo 16: 8 protones y 8 neutrones

Isótopo 17: 8 protones y 9 neutrones

Isótopo 18: 8 protones y 10 neutrones

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Orbital atómico

– La región definida en el espacio

ocupada por un electrón específico.

Orbital s

- orbital atómico esférico

Orbital p

–orbital atómico con forma de mancuernas

de pesas.

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El orden descrito de llenado con electrones de

los orbitales atómicos, de más baja a más alta

energía.

(31)

Orbital

Cantidad máxima

de electrones

s

2

p

6

d

10

f

14

ORBITALES

(32)

7s 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s Se empieza aquí Se termina aquí

(33)

La tendencia de los elementos de interactuar con

otros a fin de alcanzar la configuración electrónica de

los gases nobles (

8 electrones en la última capa

).

Se dice que un elemento tiene un octeto estable

cuando tiene una configuración electrónica de capa

externa de 8 electrones (

s

2

p

6

).

(34)

Ejercicio

El potasio tiene un número atómico 19 y un electrón

impar. Que orbital ocupa este electrón impar?

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Enlace Iónico: Enlace entre dos átomos causado por atracción electroestática entre iones con carga positiva y negativa.

Enlace Covalente: Enlace que se forma cuando se comparten

electrones (en pares) entre dos átomos. Los compuestos covalentes no existen como iones, existen como moléculas.

Enlace Covalente Polar – Enlace covalente entre dos átomos

diferente electronegatividad, lo que causa que un átomo tenga mayor atracción por el par o pares enlazantes de electrones, y que, por tanto, exista separación de carga dentro del enlace

(36)

Electronegatividad – capacidad de un átomo para

atraer sus electrones de capa externa y los electrones en

general.

Aumenta la electronegatividad

Aumenta la

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