Ejercicios para entregar del tema 8

Ya podéis empezar a hacer los ejercicios para entregar del tema 8. Hay que entregarlos antes del día 19 de mayo.

Repaso de formulación

La próxima semana vamos a repasar la formulación y nomenclatura de los compuestos inorgánicos. Al final del libro de texto hay un anexo de formulación igual al que traía el libro de 3º de eso. Vamos a utilizar también el tutorial realizado por el Departamento de Química de la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de Valladolid.

Los átomos son muy pequeños

Se han imaginado muchos ejemplos para familiarizar al público con la idea de que los átomos son muy pequeños:

• Supongamos que pudiéramos marcar las moléculas de un vaso de agua; vertamos entonces el contenido del vaso en el océano y agitemos de forma que las moléculas marcadas se distribuyan uniformemente por los siete mares; si después llenamos un vaso de agua en cualquier parte del océano, encontraremos en él alrededor de un centenar de moléculas marcadas. Lord Kelvin.

• Cualquier persona que haya vivido del orden de 65 años. Imaginad que todos los átomos que hubiera exhalado esa persona a lo largo de su vida se hubieran distribuido por igual por toda la atmósfera. Pues bien, cada vez que tomamos aire, cada uno de nosotros inhalaría aproximadamente unos 50 millones de moléculas de aire de estas. Así que puedes estar orgulloso, porque entre esos átomos se encuentran los respirados por Leonardo da Vinci o Albert Einstein, por ejemplo.

• Cada uno de los átomos que poseemos casi seguro que ha pasado por varias estrellas (de ahí la frase de Sagan que "somos polvo de estrellas") y ha formado parte de millones de organismos. Los átomos, en principio, viven para siempre (si a eso se le puede llamar vivir). Al morir, nuestros átomos se redistribuyen por todo el mundo así que no debería sorprenderte, después de las curiosidades dichas anteriormente, que más de 1000 millones de átomos que nos componen pertenecieran en otro momento a Arquímedes, Newton, Galileo o cualquier personaje histórico que conozcas.


Fuente: http://historias-de-la-ciencia.bloc.cat/post/1052/85134

Repasando las propiedades de los distintos tipos de sustancias

Enlace metálico

Un metal sólido está formado por una red de iones positivos que está inmersa en una "nube de electrones" constituida por los electrones que han perdido los átomos al transformarse en iones, y que es la responsable de las PROPIEDADES de los metales:

* Son ductiles y maleables. Es decir, se pueden estirar en forma de hilos y extender en forma de láminas.
* Presentan brillo metálico.
* Conducen la corriente eléctrica y el calor.

Propiedades de los compuestos con enlace covalente

Hay dos tipos de susutancias diferentes que presentan enlaces covalentes: las sustancias moleculares y los cristales covalentes.
En los cristales covalentes se forman redes tridimensionales (cristales) en las que los átomos se unen entre sí por enlaces covalentes.
El enlace covalente es muy fuerte y, por tanto, difícil de romper; esto hace que los cristales covalentes presenten las siguientes propiedades:

* Presentan elevados puntos de fusión
* Muy poco solubles en cualquier tipo de disolvente.
* Suelen ser duros.
* Suelen ser malos conductores de la electricidad.

Son sustancias de este tipo el diamante, SiO₂ (cuarzo), carburo de silicio (Si₂C), nitruro de boro (BN), etc.

Las sustancias moleculares se caracterizan porque un número definido de átomos se unen mediante enlaces covalentes formando MOLÉCULAS. Como el enlace covalente es muy fuerte, se necesita una energía muy grande para poder romper las moléculas. En cambio, las moleculas se unen entre sí por fuerzas intermoleculares que son fuerzas débiles. Estas fuerzas intermoleculares son las responsables de la mayoría de las propiedades de estas sustancias:

* Se pueden presentar en estado sólido, líquido o gaseoso a temperatura ambiente.
*En general, sus puntos de fusión y ebullición no son elevados, aunque serán mayores cuando las fuerzas intermoleculares que unen a las moléculas sean más intensas.
* Suelen ser blandas, pues al rayarlas se rompen las fuerzas intermoleculares.
* La solubilidad es variable.
* En general, son malos conductores de la electricidad.

Son muchas las sustancias de este tipo: H₂, Br₂, H₂O, NH₃, compuestos orgánicos, etc.

Enlace covalente

Los átomos de los no metales tienen tendencia a captar electrones para ser estables. Cuando se unen dos átomos de elementos no metálicos comparten pares de electrones para adquirir la configuración electrónica del gas noble más cercano.

Propiedades de los compuestos iónicos

Los compuestos iónicos presentan las siguientes propiedades:
- Son duros, ya que el enlace iónico es un enlace fuerte.
- Son frágiles, pues si se aplica una fuerza sobre ellos se deslocaliza la estructura cristalina.
- Son solubles en agua.
- Conducen la corriente eléctrica disueltos y fundidos, debido a la movilidad que presentan los iones.

Enlace iónico

En el enlace iónico se produce una transferencia de electrones desde los átomos de un metal (que tienen tendencia a perder electrones) a los átomos de un no metal (que tienen tendencia a ganarlos), formándose iones positivos y negativos. Las interacciones eléctricas entre los iones hacen que se distribuyan de manera ordenada en las tres direcciones del espacio originando un red cristalina (un cristal).

Enlace químico

Los átomos se unen entre sí formando enlaces químicos para tener la misma configuración electrónica que el gas noble más cercano y así ser más estable, o lo que es lo mismo, para que disminuya su energía.
Vamos a estudiar tres tipos de enlaces entre átomos: el enlace iónico, el enlace covalente y el enlace metálico.

Regularidades en las propiedades de los elementos del sistema periódico

Los átomos de los elementos químicos tienden a adquirir la configuración electrónica del gas noble más cercano, porque así disminuye su energía y son más estables.
A los elementos de la izquierda de la tabla los llamamos METALES y tienden a perder electrones para adquirir la configuración electrónica del gas noble más cercano, que es el que se encuentra en el periódo anterior.
A los elementos que se encuentran a la derecha los llamamos NO METALES y tienden a captar electrones para adquirir la configuración electrónica del gas noble de su período.
Los elementos de un mismo GRUPO tienen la misma configuración electrónica en el último nivel de energía, lo que hace que presenten propiedades químicas similares. Por ejemplo, todos los elementos alcalinos reaccionan con el agua desprendiendo calor ,aunque la reacción es más violenta a medida que descendemos en el grupo, ya que las propiedades metálicas se acentúan; cuando se combinan con el hidrógeno o con el oxígeno lo hacen en la misma proporción (LiH, NaH, KH, RbH, CsH); etc.
A lo largo de un PERÍODO las propiedades químicas y físicas varían regularmente.

Soluciones de los ejercicios para entregar del tema 6

Tabla periódica de los elementos

En la tabla periódica actual, los elementos están ordenados según su número atómico ya que, el número de protones en el núcleo, es lo que caracteriza a los átomos de un mismo elemento. Los elementos conocidos hasta hoy se distribuyen en filas o períodos y en columnas o grupos. En la misma fila se sitúan los elementos cuyos átomos tienen el mismo número de niveles energéticos y cuyas propiedades varían periódicamente. En el mismo grupo se sitúan los elementos que tienen la misma configuración electrónica en los últimos niveles y que, por tanto, presentan propiedades químicas similares.



Tabla periódica 1
tabla periodica 2
Tabla periódica 3

Clasificación periódica de Mendeleiev

En 1869, el químico ruso Mendeleiev ordenó los elementos que se conocían siguiendo el orden creciente de sus masas atómicas y encontró que los que tenían propiedades parecidas aparecían periódicamente. Construyó la tabla de modo que los elementos que se parecían estuvieran colocados en la misma línea horizontal.
Alteró el orden de las masas atómicas para situar elementos al lado de otros a los que se parecían (Te y I). Cuando las propiedades de un elemento no se correspondían con su posición, dejó huecos que más tarde fueron ocupados por elementos que no se conocían en su época (Ga y Ge).

Número atómico, número másico y masa atómica

El número atómico de un elemento es el número de protones de un átomo de dicho elemento. Se representa por la letra Z e identifica a los elementos químicos. Los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de protones.
El número másico es la suma del número de protones y de neutrones de un átomo. Los átomos de un mismo elemento que se diferencia en el número de neutrones se llaman isótopos.
Para representar un átomo se escribe delante de su símbolo el número atómico como subindice y el número másico como superindice.
Como el gramo es una unidad demasiado grande para medir la masa de los átomos, se estableció como unidad de masa atómica (uma)
la doceava parte de la masa de un átomo de C- 12 ( 6 protones, 6 neutrones, 6 electrones).
Por ejemplo, la masa de un átomo de O-16 es 16 uma, porque su masa es 16 veces mayor que la doceava parte de la masa de un átomo de C-12.
La masa atómica de un elemento es el promedio de la masa de los distintos isótopos de ese elemento, teniendo en cuenta la abundancia relativa de los mismos.
En el siguiente enlace puedes jugar a construir átomos.