1. HISTORIA DE LA QUÍMICA INORGÁNICA
Vídeo 1
Vídeo 2
Vídeo 3
Vídeo 3
a. Cuestionario.
b. Crucigrama.
2. CALOR Y TEMPERATURA
Vídeo.
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LA MATERIA
1. Estados de la materia.
Sólido
Un cuerpo sólido, es
uno de los cuatro estados de la materia, se caracteriza porque opone
resistencia a cambios de forma y de volumen. Las moléculas de un sólido tienen
una gran cohesión y adoptan formas bien definidas.
Los sólidos se
caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las
partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de
modo que ocupan posiciones casi fijas.
En el estado sólido
las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de
posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo
del sólido.
Las partículas en el
estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una
regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras
cristalinas.
Al aumentar la
temperatura aumenta la vibración de las partículas:
Líquido
Un cuerpo líquido es
un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente
incompresible (lo que significa que su volumen es, muy aproximadamente,
constante en un rango grande presión).
Los líquidos, al
igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas
están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta
razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de
partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las
colisiones y fricciones entre ellas.
Así se explica que
los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los
contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad.
En los líquidos el
movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que,
como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la
movilidad de las partículas (su energía).
Gaseoso
Un cuerpo gaseoso se
denomina al estado de agregación de la materia en el que las sustancias no
tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las
contienen. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por
otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas
de otras
Los gases, igual que
los líquidos, no tienen forma fija pero, a diferencia de éstos, su volumen
tampoco es fijo. También son fluidos, como los líquidos.
En los gases, las
fuerzas que mantienen unidas las partículas son muy pequeñas. En un gas el
número de partículas por unidad de volumen es también muy pequeño.
Las partículas se
mueven de forma desordenada, con choques entre ellas y con las paredes del
recipiente que los contiene. Esto explica las propiedades de expansibilidad y
compresibilidad que presentan los gases: sus partículas se mueven libremente,
de modo que ocupan todo el espacio disponible. La compresibilidad tiene un
límite, si se reduce mucho el volumen en que se encuentra confinado un gas éste
pasará a estado líquido.
Al aumentar la
temperatura las partículas se mueven más deprisa y chocan con más energía
contra las paredes del recipiente, por lo que aumenta la presión:
Plasma
Un cuerpo de plasma
se denomina a un gas constituido por partículas cargadas de iones libres y cuya
dinámica presenta efectos colectivos dominados por las interacciones
electromagnéticas de largo alcance entre las mismas. Con frecuencia se habla
del plasma como un estado de agregación de la materia con características
propias, diferenciándolo de este modo del estado gaseoso, en el que no existen
efectos colectivos importantes. Plasma, también llamado el cuarto estado de la
materia, es un gas que está constituido por electrones y por iones cargados
positivamente. Estos átomos se mueven libremente. Entre más alta la
temperatura, más rápido se mueven los átomos en el gas y al momento de
colisionar; la velocidad es tan alta que se produce un desprendimiento de
electrones. El plasma no es tan Conocido ya que existen muy pocos ejemplos en
nuestro planeta por lo tanto no recibe mucha atención. El estado Plasma a un no
sé a Sabido cómo funciona real mente. Un ejemplo de plasma presente en nuestro
universo es el Sol.
2. Propiedades de la materia
3. Cambios de estado de la materia
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2. Propiedades de la materia
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3. Cambios de estado de la materia
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MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS
Separación de mezclas de sólidos (S – S)
• Tamizado:
El método de tamizado o
separación manual, se emplea cuando la mezcla está conformada por partículas de
diferentes tamaños. Para ejecutar el
tamizaje, se hace pasar la mezcla por un tamiz, por cuyas aberturas caerán las
partículas más pequeñas, quedando el material más grueso dentro del tamiz. Este
método de separación sólido – sólido se usa en análisis de suelos y en la
industria de fabricación de harinas.
· Levigación:
La levigación es el método
de separación que consiste en pulverizar una mezcla sólida para posteriormente tratarla con un disolvente;
este tipo de separación se realiza basándose en
la diferencia de densidades de las sustancias que componen la mezcla. El levigado,
es un método de separación que complementa el
tamizado. Este método se emplea en industrias mineras, especialmente en
las industrias enfocadas a la extracción y separación del oro.
· Imantación:
Es un método de separación de mezclas tipo sólido – sólido que
consiste en realizar la separación mediante
las propiedades magnéticas presentes en las sustancias que la conforman, se
debe utilizar un material que contenga un campo magnético que permita separar
las sustancias metálicas en la mezcla, como la
extracción de las limaduras de hierro en una mezcla con arena.
Separación de mezclas entre sustancias sólidas y líquidas (S – L)
• Decantación:
Este tipo de separación es el
método más sencillo y se utiliza en casos donde se tienen líquidos que no se
disuelven entre sí o cuando se encuentran materiales sólidos insolubles en un
líquido. El aparato utilizado en el
proceso se conoce como embudo de decantación; para poder separar dos fases por
medio de la decantación, la mezcla se deja en reposo hasta que la sustancia con
mayor densidad se deposite en el fondo. La decantación se emplea como proceso
inicial en el tratamiento primario de aguas residuales, así mismo se emplea en
procesos de separación de petróleo en agua de mar y en separación de metales.
• Filtración:
La filtración se emplea para
separar un sólido insoluble presente en un líquido. El estado de subdivisión
del sólido es tal que lo obliga a quedar retenido en un filtro por donde se
pasa la mezcla. En el proceso de filtración, se hace pasar la mezcla
heterogénea a través de un filtro con un tamaño de poro adecuado, el sólido que
queda atrapado en el papel filtro se conoce como residuo y la sustancia que
pasa a través del papel se denomina filtrado.
Este método es ampliamente usado
en varias actividades humanas, especialmente en los procesos primarios de
purificación y de potabilización del agua, en actividades de la industria
cervecera y en actividades industriales que requieran filtros porosos de
cerámica, vidrio, arena o carbón.
· Cristalización:
Se conoce como cristalización a
un proceso químico en el que se transforma un gas, un líquido o una disolución,
en un conjunto de cristales sólidos. Dichos cristales consisten en un conjunto
ordenado de enlaces moleculares rígidos, puros en su naturaleza elemental, de
modo que la cristalización puede ser empleada para separar los ingredientes de
alguna mezcla homogénea.
La cristalización se puede llevar
a cabo mediante métodos diversos, que van desde la alteración selectiva de las
condiciones físicas de temperatura o de presión, así como la adición de ciertas
sustancias químicas. La forma, el tamaño y la calidad de los cristales así
obtenidos va a depender de las condiciones puntuales en que ocurra el proceso y
del tiempo durante el cual se lo deje ocurrir.
Los cristales obtenidos mediante
este método son formaciones sólidas, dotados de un patrón muy bien definido de
difracción. Dependiendo del elemento y de las condiciones en que ocurra la
cristalización, éstos tendrán una u otra forma, y podrán tener color,
transparencia y otras propiedades químicas.
Los cristales son comunes en la
naturaleza mineral y se clasifican de acuerdo a sus propiedades en: cristales
sólidos, cristales luminosos, cristales iónicos, cristales covalentes,
cristales moleculares y cristales metálicos.
· Centrifugación:
Este método de separación es un método que
separa un sólido insoluble de grano muy fino y de difícil sedimentación de una
sustancia líquida, la centrifugación consiste en someter una mezcla heterogénea a la
acción de la fuerza centrífuga girando el recipiente que contiene la mezcla a gran velocidad,
generando que el sólido sea depositado en el fondo del recipiente, mientras que
el componente líquido queda hacia la parte superior del recipiente y puede ser
separado mediante decantación. El equipo que realiza este tipo de
separaciones se conoce como centrífuga y se emplea frecuentemente en química
analítica, en industrias que realizan separación de componentes sólidos de los
lácteos y en laboratorios clínicos para la separación de plasma sanguíneo.
· Lixiviación selectiva:
Este tipo de separación se realiza
mediante un proceso en el que un disolvente líquido pasa a través de un sólido
pulverizado para que se genere la disolución de uno o más de los componentes
solubles del sólido. Este método de separación consiste
en extraer mediante disolventes de tipo orgánico, aceites esenciales de plantas
aromáticas o medicinales. La lixiviación selectiva es común en la industria
de fabricación de perfumes, productos de limpieza y medicamentos, así como en
la industria de extracción de minerales en las minas.
Separación de mezclas entre sustancias líquidas (L
– L)
· Destilación:
El método
de separación de líquidos mediante el proceso de destilación se emplea para
separar dos líquidos miscibles entre sí, que presentan distinto punto de
ebullición. El proceso de destilación inicia aplicando altas temperaturas a la
mezcla que se desea separar, el líquido más volátil se evaporará primero,
quedando el otro en estado puro, posteriormente, la fase evaporada se recupera
mediante condensación aplicando disminución de la temperatura.
Dependiendo
del tipo de mezcla que se requiera separar, este proceso se puede dividir en
dos tipos: la destilación simple en la cual se realiza la separación de una
fase sólida y una líquida; y la destilación fraccionada en la que el proceso se
realiza para dos fases líquidas. Los métodos de destilación son utilizados
principalmente en la industria licorera para la obtención de alcohol y la
industria petrolera para obtener productos derivados del petróleo, además se
emplea para el tratamiento de aguas residuales.
· Cromatografía:
La cromatografía se utiliza para
separar e identificar mezclas complejas que no se logran separar mediante
otros medios. Los métodos cromatográficos existentes pueden ser: papel, capa
fina, columnas y gases. Todos, emplean como principio de funcionamiento la
propiedad de capilaridad por la cual una sustancia se desplaza (fase móvil) a
través de un medio determinado conocido como fase estacionaria.
Para que la fase móvil se pueda
desplazar por la fase estacionaria debe existir atracción entre ellas; la
intensidad de la atracción varía de una sustancia a otra, por lo que el desplazamiento
de la sustancia se realiza a diferentes velocidades. La cromatografía,
aprovecha las diferencias de solubilidad entre las sustancias para poder
efectuar la separación: el componente más soluble se desplaza más rápido
mientras que los demás componentes quedan rezagados. Este tipo de método de
separación de mezclas es empleado para realizar análisis farmacéuticos,
análisis de calidad de agua y para obtener colorantes empleados en la industria
cosmética.
Tomado de:
https://www.fibrasynormasdecolombia.com/terminos-definiciones/mezclas-tipos-y-metodos-de-separacion/#METODOS_DE_SEPARACION_DE_MEZCLAS
https://www.fibrasynormasdecolombia.com/terminos-definiciones/mezclas-tipos-y-metodos-de-separacion/#METODOS_DE_SEPARACION_DE_MEZCLAS
TEORÍA Y ESTRUCTURA ATÓMICA (DÉCIMO 2019)
Descubrimiento de electrones, protones y neutrones
- Rubén Darío Osorio Giraldo
- Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
- Universidad de Antioquia
Los griegos, hace más de 2000 años, descubrieron que al frotar una varilla de ámbar con una tela, aquella atraía polvo o plumas ligeras. Dos varillas de ámbar frotadas se repelían entre sí, pero eran atraídas por una varilla de vidrio frotada con seda.
Otto Von Guericke, en el siglo XVII, encontró que al frotar una piedra de azufre con la mano, adquiría la propiedad de atraer trozos de papel y ocasionalmente despedía chispas. A este fenómeno, Guericke le dió el nombre de electricidad.
Tubo de rayos catódicos1
En el año 1897, el físico inglés Joseph J.Thompson estudió el comportamiento y los efectos de los rayos catódicos. En sus experimentaciones observó que cuando en un tubo de vidrio que tiene dos electrodos metálicos conectados a una fuente de alto voltaje (de 2000 a 10000 V) y donde se ha hecho el vacio (aproximadamente 0,001 mm Hg), al producirse una descarga se aprecia una luminosidad o fluorescencia verdosa en la pared localizada frente al cátodo, que los investigadores supusieron que era debida a la existencia de unos rayos procedentes del electrodo negativo, que llamaron rayos catódicos.
(ZATONYI, 2002). Tubo de rayos catódicos
Según las observaciones de Thomson, los rayos catódicos:
- Son invisibles y se propagan en línea recta.
- Se pueden observar por su efecto sobre pantallas fluorescentes.
- Son desviados por campos eléctricos hacia la zona positiva.
- Producen efectos mecánicos, térmicos, químicos y luminosos.
(GALEANO, 2011c). Modelo atómico de Thomson
Posteriormente, a los rayos catódicos se les dio el nombre de electrones, término propuesto por George Stoney en 1874.
Experimento de Rutherford2
El experimento de Rutherford, también llamado experimento de la lámina de oro, fue realizado por Hans Geiger y Ernest Marsden en 1909, y publicado en 1911 bajo la dirección de Ernest Rutherford en los Laboratorios de Física de la Universidad de Manchester. Los resultados obtenidos y el posterior análisis tuvieron como consecuencia la rectificación del modelo atómico de Thomson (modelo atómico del pudin con pasas) y la propuesta de un modelo nuclear para el átomo.
(JUZAM, 2005). Experimento de Rutherford
El experimento consistió en bombardear con un haz de partículas alfa una fina lámina de oro y observar cómo las láminas de diferentes metales afectaban a la trayectoria de dichos rayos.
Las partículas alfa se obtenían de la desintegración de una sustancia radiactiva, el polonio. Para obtener un fino haz se colocó el polonio en una caja de plomo, el plomo detiene todas las partículas, menos las que salen por un pequeño orificio practicado en la caja. Perpendicular a la trayectoria del haz se interponía la lámina de metal. Y, para la detección de trayectoria de las partículas, se empleó una pantalla con sulfuro de zinc que produce pequeños destellos cada vez que una partícula alfa choca con él. Según el modelo de Thomson, las partículas alfa atravesarían la lámina metálica sin desviarse demasiado de su trayectoria:
Pero se observó que un pequeño porcentaje de partículas se desviaban hacia la fuente de polonio, aproximadamente una de cada 8.000 partícula al utilizar una finísima lámina de oro con unos 200 átomos de espesor. En palabras de Rutherford ese resultado era "tan sorprendente como si le disparases balas de cañón a una hoja de papel y rebotasen hacia ti".
Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío, que la desviación de las partículas alfa indica que el deflector y las partículas poseen carga positiva, pues la desviación siempre es dispersa. Y el rebote de las partículas alfa indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa.
El modelo atómico de Rutherford mantenía el planteamiento de Thomson, de que los átomos poseen electrones, pero su explicación sostenía que todo átomo estaba formado por un núcleo y una corteza. El núcleo debía tener carga positiva, un radio muy pequeño y en él se concentraba casi toda la masa del átomo. La corteza estaría formada por una nube de electrones que orbitan alrededor del núcleo.
Según Rutherford, las órbitas de los electrones no estaban muy bien definidas y formaban una estructura compleja alrededor del núcleo, dándole un tamaño y forma indefinida. También calculó que el radio del átomo, según los resultados del experimento, era diez mil veces mayor que el núcleo mismo, lo que implicaba un gran espacio vacío en el átomo.
Rayos canales
Hasta el descubrimiento del electrón, no tenía sentido buscar una partícula subatómica positiva, pero de hecho el protón podía haberse descubierto antes que el electrón, puesto que el físico alemán Eugen Goldstein (1850-1931), al estudiar los rayos catódicos, observó en 1886, que empleando un tubo de rayos catódicos modificado, con el cátodo perforado, pasaban unos rayos catódicos y podían ser estudiados en su avance hacia una pantalla, situada detrás del cátodo, y en la cual producían una fluorescencia característica. Los denominó rayos canales.
(GALEANO, 2011d). Rayos canales
En 1895 el francés Jean Perrin (1870-1942) demostró que los rayos canales consistían en partículas del gas dentro del tubo, cargadas positivamente, debido a que los rayos catódicos las ionizaban al extraerles electrones. Estas partículas positivas sufrían desviaciones hacia la placa negativa de un campo eléctrico externo al que podían ser sometidos. A estos rayos J.J. Thomson les dio, en 1907, el nombre de rayos positivos.
Los rayos canales o positivos están pues constituidos por iones positivos y dependen del gas encerrado en el tubo. Si el gas es hidrógeno, la relación carga/masa es la mayor de todas las encontradas para los rayos positivos, lo cual sugirió que el ion positivo del átomo de hidrógeno era otra partícula subatómica:el protón, denominado asé por Ernest Rutherford en 1914. La masa del protón es 1836 veces mayor que la del electrón, siendo su carga igual pero de signo contrario.
Descubrimiento del neutrón
Persistía un problema relacionado con el núcleo atómico: los núcleos eran muy pesados. Los núcleos de helio tenían el doble de carga que un protón pero 4 veces su masa. Por un tiempo los científicos se preguntaron si los núcleos de helio contenían 4 protones y 2 electrones. Entonces, en 1932, Chadwick descubrió el neutrón lanzando partículas veloces contra núcleos estáticos que permitieron detectar y aislar los neutrones y fue cuando se comprendió que los núcleos de helio contenían 2 protones, 2 neutrones y ningún electrón. Una forma de fuerza nuclear ("la fuerza nuclear débil") controlaba la relación entre neutrones y protones.
La existencia de las partículas subatómicas denominadas neutrones ya había sido predicha y aceptada con anterioridad, pero el hecho de que no tuvieran carga eléctrica hacía bastante difícil su detección efectiva.
Tubo de rayos catódicos.
Experimento de Rutherford.
Descubrimiento del Electrón, Protón y Neutrón: Documento completo con vídeos.
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1. TALLER DE REPASO N° 1
2. TALLER DE REPASO N° 2
3. DOCUMENTO: PROPIEDADES DE LA MATERIA, Masa, Peso, Volumen
4. LABORATORIO LA MATERIA: ACTIVIDAD DE RECUPERACIÓN
MODELOS ATÓMICOS (DÉCIMO - 2019)
HISTORIA:
REPASO:
NÚMEROS CUÁNTICOS
TABLA PERIÓDICA
TABLA PERIÓDICA
Historia de la tabla periódica
Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a la complejidad de la materia que nos rodea. Al principio se pensaba que los elementos de toda materia se resumían al agua, tierra, fuego y aire. Sin embargo al cabo del tiempo y gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física y química, nos dimos cuenta de que la materia es en realidad más compleja de lo que parece. Los químicos del siglo XIX encontraron entonces la necesidad de ordenar los nuevos elementos descubiertos. La primera manera, la más natural, fue la de clasificarlos por masas atómicas, pero esta clasificación no reflejaba las diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la tabla periódica que es utilizada en nuestros días.Cronología de las diferentes clasificaciones de los elementos químicosDöbereinerEste químico alcanzó a elaborar un informe que mostraba una relación entre la masa atómica de ciertos elementos y sus propiedades en 1817. Él destaca la existencia de similitudes entre elementos agrupados en tríos que él denomina “tríadas”. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo. Pone en evidencia que la masa de uno de los tres elementos de la triada es intermedia entre la de los otros dos. En 1850 pudimos contar con unas 20 tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.Chancourtois y NewlandsEn 1862 Chancourtois, geólogo francés, pone en evidencia una cierta periodicidad entre los elementos de la tabla. En 1864 Chancourtois y Newlands, químico inglés, anuncian la Ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a los elementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódica comienza a ser diseñada.MeyerEn 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el volumen atómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en relación con los otros elementos. Los metales alcalinos tienen por ejemplo un volumen atómico importante.MendeleïevEn 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. El se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía 63 elementos. Para poder aplicar la ley que él creía cierta, tuvo que dejar ciertos huecos vacíos. Él estaba convencido de que un día esos lugares vacíos que correspondían a las masas atómicas 45, 68, 70 y 180, no lo estarían más, y los descubrimientos futuros confirmaron esta convinción. El consiguió además prever las propiedades químicas de tres de los elementos que faltaban a partir de las propiedades de los cuatro elementos vecinos. Entre 1875 y 1886, estos tres elementos: galio, escandio y germanio, fueron descubiertos y ellos poseían las propiedades predecidas. Sin embargo aunque la la clasificación de Mendeleïev marca un claro progreso, contiene ciertas anomalías debidas a errores de determinación de masa atómica de la época. |
LA TABLA PERIÓDICA ACTUAL
Problemas en la Tabla de MendeleyevLa Tabla Periódica propuesta por Mendeleyev presentaba ciertas deficiencias y más de un problema. En las décadas posteriores, finales del siglo XIX y principios de XX, se producen descubrimientos de más elementos: los denominados gases nobles, las "tierras raras" o lantánidos y elementos radioactivos. A duras penas, la tabla de Mendeleyev podia encajar tantos elementos nuevos. Además, había problemas o incoherencias dentro de la propia tabla, en concreto, la ordenación de los elementos por su peso (masa) atómico y la agrupación a su vez en familias era inviable en los casos telurio–yodo, argón–potasio y cobalto–níquel. En efecto, si se seguía a rajatabla la ordenación por los pesos atómicos se llegaba a absurdos tales como que el teluro sería un halógeno, el argón un metal alcalino, el yodo un anfígeno y el potasio un gas noble. Si por el contrario se agrupaban de acuerdo a su similitud desde el punto de vista químico, el criterio de ordenación de los elemntos no sería el correcto.La ordenación de los elementos por su número atómico
En 1913 Henry Mosley, haciendo un estudio de espectros de rayos X de sustancias elementales, descubrió que había una relación entre la frecuencia de la radiación emitida y el número de orden del elemento en la Tabla Periódica. De ello dedujo que el número de orden en la tabla era una propiedad intrínseca de los núcleos de los átomos y lo que "distinguía" un elemento de otro no era precisamente su peso (masa) atómico, sino que a diferencia de éste, se trataba de un número entero. Posteriormente, ese número se identificó con el número de protones que tiene el átomo en su núcleo (lo que llamamos número atómico).
Quizá, el golpe definitivo a la ordenación por masas atómicas lo dió el descubrimiento de los isótopos. En efecto, si dos átomos del mismo elemento químico podían tener masas distintas, la masa atómica no podía ser un criterio para ordenar y agrupar a su vez por similitud de sus propiedades químicas.
Durante el primer cuarto del siglo XX Niels Bohr, entre otros, propuso la ordenación por número atómico y la agrupación por familias de propiedades químicas semejantes.
.La mecánica cuántica, la estructura electrónica de los átomos y la "ley periódica"Durante el primer tercio del siglo XX se desarrolla una teoría denominada Mecánica Cuántica o Mecánica Ondulatoria que explica la estructura electrónica de los átomos. Es decir, su ordenación en niveles y capas de energía. Esto posibilitó explicar el hecho de que elementos distintos pudieran tener propiedades químicas semejantes y que además esto se diera con cierta periodicidad (como ya habían señalado científicos del siglo XIX y, por supuesto, Mendeleyev). En el capítulo siguiente veremos que la estructura en periodos (filas) y grupos (columnas) , así como el número de éstos, corresponde a la configuración electrónica actual.La Tabla Periódica actual, su estructura en grupos, periodos y bloques.La Tabla Periódica actual, también conocida como tabla de Werner-Paneth está formada por los 112 elementos que se conocen (más bien se admiten) actualmente y está constituida por siete periodos (filas) y 18 grupos (columnas), además se suele sacar de la tabla una pequeña tira con dos filas de 10 elementos simplemente por razones prácticas, estos son las llamadas "tierras raras", formada por los grupos de elementos llamados lantánidos y actínidos.
En 1913 Henry Mosley, haciendo un estudio de espectros de rayos X de sustancias elementales, descubrió que había una relación entre la frecuencia de la radiación emitida y el número de orden del elemento en la Tabla Periódica. De ello dedujo que el número de orden en la tabla era una propiedad intrínseca de los núcleos de los átomos y lo que "distinguía" un elemento de otro no era precisamente su peso (masa) atómico, sino que a diferencia de éste, se trataba de un número entero. Posteriormente, ese número se identificó con el número de protones que tiene el átomo en su núcleo (lo que llamamos número atómico).
Quizá, el golpe definitivo a la ordenación por masas atómicas lo dió el descubrimiento de los isótopos. En efecto, si dos átomos del mismo elemento químico podían tener masas distintas, la masa atómica no podía ser un criterio para ordenar y agrupar a su vez por similitud de sus propiedades químicas.
Durante el primer cuarto del siglo XX Niels Bohr, entre otros, propuso la ordenación por número atómico y la agrupación por familias de propiedades químicas semejantes.
.La mecánica cuántica, la estructura electrónica de los átomos y la "ley periódica"Durante el primer tercio del siglo XX se desarrolla una teoría denominada Mecánica Cuántica o Mecánica Ondulatoria que explica la estructura electrónica de los átomos. Es decir, su ordenación en niveles y capas de energía. Esto posibilitó explicar el hecho de que elementos distintos pudieran tener propiedades químicas semejantes y que además esto se diera con cierta periodicidad (como ya habían señalado científicos del siglo XIX y, por supuesto, Mendeleyev). En el capítulo siguiente veremos que la estructura en periodos (filas) y grupos (columnas) , así como el número de éstos, corresponde a la configuración electrónica actual.La Tabla Periódica actual, su estructura en grupos, periodos y bloques.La Tabla Periódica actual, también conocida como tabla de Werner-Paneth está formada por los 112 elementos que se conocen (más bien se admiten) actualmente y está constituida por siete periodos (filas) y 18 grupos (columnas), además se suele sacar de la tabla una pequeña tira con dos filas de 10 elementos simplemente por razones prácticas, estos son las llamadas "tierras raras", formada por los grupos de elementos llamados lantánidos y actínidos.
Descripción general:
1. Los 112 elementos reconocidos por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) están ordenados según el número atómico creciente, en 7 periodos y 16 grupos (8 grupos A y 8 grupos B). Siendo el primer elemento Hidrógeno (Z = 1) y el último reconocido hasta el momento meitnerio (Z = 109); pero se tienen sintetizados hasta el elemento 118.
2. Periodo, es el ordenamiento de los elementos en línea horizontal. Estos elementos difieren en propiedades, pero tienen la misma cantidad de niveles en su estructura atómica.
Tener presente que:
Número de periodos = Número de niveles del átomo
- Cada periodo (excepto el primero) comienza con un metal alcalino y termina con un gas noble.
- El séptimo periodo esta incompleto.
- El sexto periodo es el que posee mayor cantidad de elementos (es el periodo mas largo)
3. Grupo o Familia, Es el ordenamiento de los elementos en columna. Estos elementos presentan similar disposición de sus electrones externos; de allí que forman familias de elementos con propiedades químicas similares.
Grupos “A”
Están formados por los elementos representativos donde los electrones externos o electrones de valencia estan en orbitales “s” y/o “p”; por lo tanto sus propiedades dependen de estos orbitales.
Las propiedades de los elementos representativos dentro del grupo o familia varían de manera muy regular, a ello se debe el nombre de elemento representativo.
Los electrones de valencia, para un elemento representativo, es el número de electrones a nivel externo que interviene en los enlaces químicos.
Las propiedades químicas similares o análogas de los elementos de un grupo, se debe a que poseen igual número de electrones de valencia, lo cual indica a su vez el número de grupo.
Grupos “B”
Están formados por elementos de transición, en cuyos átomos el electrón de mayor energía relativa están en orbitales “d” o “f”; y sus electrones de valencia se encuentran en orbitales “s” (del último nivel) y/o orbitales “d” o “f”; por lo tanto sus propiedades químicas dependen de estos orbitales.
Se denominan elementos de transición, porque se consideran como tránsito entre elementos metálicos de alta reactividad que forman generalmente bases fuertes (IA y IIA) y los elementos de menor carácter metálico que poseen más acentuado su tendencia a formar ácidos (IIIA, IVA, … VIIA).
Las propiedades de los elementos de transición dentro del grupo o familia varia en forma irregular.
El grupo VIIIB abarca tres columnas (familia del Fe, Co y Ni). Los elementos del grupo IB (Cu, Ag, Au), así como también los elementos del grupo VIB (Cr y Mo) no cumplen la distribución electrónica, como ya se analizará oportunamente.
Los elementos del mismo grupo generalmente difieren en sus propiedades. Los elementos de transición interna (tierras raras), poseen electrones de mayor energía relativa en orbitales “f” y pertenecen al grupo IIIB; a estos se les denomina lantánidos y actínidos, cuya abundancia en la naturaleza es muy escasa y muchas veces solo se encuentran en forma de trazas combinados con otros elementos, razón por lo cual se llama “tierras raras”.
Lantánidos (lantanoides): comienza con lantano (Z=57) y termina en lutecio (Z=71), poseen propiedades semejantes al lantano.
Actínidos (actinoides): comienza con el actinio (Z=87) y termina con lawrencio (Z=103), poseen propiedades semejantes al actinio
VÍDEO:
Descubrimiento de los elementos químicos
PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS ELEMENTOS
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ENLACE QUÍMICO
1. Aspectos generales sobre los enlaces químicos:
2. Enlace iónico o electrovalente:
3. Enlace covalente:
- TALLER: ENLACE QUÍMICO
- TALLER: ENLACE QUÍMICO 2
- TALLER: ENLACE QUÍMICO 3
- TALLER: ENLACE QUÍMICO 4
- TALLER: ENLACE QUÍMICO 5
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NOMENCLATURA INORGÁNICA
ÁCIDOS ESPECIALES
ÁCIDOS DEL FÓSFORO, ARSÉNICO Y
ANTIMONIO
Cuando a cualquiera de los anhídridos de estos elementos se le añade
agua se obtiene una mezcla de ácidos en la que el anhídrido se une no solo a
una molécula de agua, sino también a dos o a tres para dar, en cada caso, un
ácido distinto:
- Cuando el anhídrido se une a una molécula de agua, el ácido se nombra
con el prefijo META delante del nombre del anhídrido.
- Si son dos las moléculas de agua, el prefijo será PIRO.
- Si son tres las moléculas de agua, el prefijo utilizado será ORTO
Ejemplos:
- ácido metafosfórico: P2O5
+ H2O
à H2P2O6
à HPO3
- ácido piroarsenioso: As2O3
+ 2H2O à H4As2O5
- ácido ortoantimónico: Sb2O5
+ 3H2O
à H6Sb2O8
à H3SbO4
(El prefijo ORTO se puede omitir, y, así, un ácido de estos no metales,
P, As o Sb, que no lleve prefijo hemos de suponer que se trata de la forma
ORTO).
También podemos utilizar una formulación rápida para estos ácidos de la
siguiente manera:
- ácido META: HNMO (vNM+1)/2
(como un ácido normal de valencia impar)
- ácido PIRO: H4NM2O
(vNM*2+4)/2
- ácido ORTO: H3NMO
(vNM+3)/2
Ejemplos:
- ácido metafosfórico: HPO
(5+1)/2 à HPO3
- ácido piroarsenioso: H4As2O
(3*2+4)/2à H4As2O5
- ácido ortoantimónico: H3SbO
(5+3)/2 à H3SbO4
NOTA:
En los ácidos con valencia +1 que posean más de un hidrógeno solo UNO
es sustituible, y en los ácidos con valencia +3 son solo dos los hidrógenos
sustituibles.
Por eso a veces el ácido ortohipofosforoso se formula HPO2H2
y el ortofosforoso se formula H2PO3H
Los ácidos polifosfóricos se pueden formular según la formula general:
Hn+2 Pn O3n+1
Ejemplo: ácido trifosfórico: H5
P3O10
Los ácidos polimetafosfóricos responden a la fórmula general (HPO3)n
ÁCIDOS DEL TELURO, IODO,
SILICIO, AZUFRE, BORO Y METALES DE TRANSICIÓN
TELURO
Además de los ácidos corrientes de este elemento, se cita:
- ácido ortotelúrico: H2TeO4
+ 2H2O à H6TeO6
IODO
Dentro de los ácidos periodicos se cita:
- ácido metaperiódico. HIO4
- ácido ortoperiódico: HIO4
+ 2H2O àH5IO6
SILICIO
- ácido metasilícico: H2SiO3
- ácido ortosilícico: H4SiO4
AZUFRE
Además de los ácidos corrientes, el azufre tiene una serie de ácidos
importantes y son los siguientes:
- ácido sulfoxílico: H2SO2
(coincide
con el ácido hiposulfuroso, S con valencia +2)
- ácido ditionoso: H2S2O4
(el azufre
actúa con valencia +3 y hay dos azufres, ditio, lo indica)
- ácido tiosulfúrico: H2S2O3
(al ácido sulfúrico se le
cambia un oxígeno por un azufre H2SO4 -> H2S2O3)
- ácidos tiónicos: H2SxO6:
Si x=2 ácido ditiónico H2S2O6
Si x=4 ácido tetratiónico H2S4O6
- ácido disulfuroso o pirosulfuroso: H2S2O
(4*2+2)/2 à H2S2O5
- ácido disulfúrico o pirosulfúrico: H2S2O
(6*2+2)/2àH2S2O7
- ácido permonosulfúrico: SO3
+ H2O2 à H2SO5
- ácido perdisulfúrico: 2SO3
+ H2O2 à H2S2O8
BORO
- ácido metabórico: HBO2
- ácido ortobórico: H3BO3
Existen también :
- ácido pirobórico: H4B2O5
- ácido tetrabórico: H2B4O7
( 2 B2O3 + H2O àH2B4O7 )
CROMO, MOLIBDENO Y WOLFRAMIO
El cromo actúa con valencia +6 formando:
- ácido crómico: H2CrO4
- ácido dicrómico: H2Cr2O7
(*) (*)
[(6*2+2)/2 =7]
El molibdeno forma:
- ácido molíbdico: H2MoO4
El wolframio forma:
- ácido wolfrámico: H2WO4
-
MANGANESO, TECNECIO Y RENIO
El manganeso actúa con valencia +6, formando el ácido mangánico, H2MnO4 y con valencia
+7, formando el ácido permangánico. HMnO4
El tecnecio forma el ácido tecnético H2Tc O4 (con
valencia +6) y el ácido pertecnético HTcO4 (con valencia +7)
El renio forma así mismo los ácidos rénico: H2ReO4
y perrénico: HReO4
VANADIO, NIOBIO y TÁNTALO
El vanadio tiene los ácidos: metavanádico: HVO3 y
ortovanádico: H3VO4 (HVO3 + H2O)
Los de Nb y Ta igualmente.
ACIDOS CON ENLACES CARBONO -
NITRÓGENO
Entre estos se cita:
- ácido cianhídrico (cianuro de hidrógeno): HCN (H - CN)
- ácido ciánico: HOCN (H - OCN)
- ácido isociánico: HNCO (H - NCO)
- ácido tiociánico:
HSCN (H - SCN)
- ácido fulmínico: HONC (H - ONC)
REACCIONES Y ECUACIONES QUÍMICAS
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