1 QUIMICA II TABLA DE LOS PRINCIPALES ELEMENTOS QUÍMICOS METALES GRUPO I ELEMENTO S VALENCIA Litio Li 1 Sodio Na 1 Potasio K 1 Rubidio Rb 1 Cesio Cs 1 Francio Fr 1 Cobre Cu 1-2 Plata Ag 1 Oro Au 1-3 GRUPO II ELEMENTO Berilio Magnesio Calcio Estroncio Bario Radio Zinc Cadmio Mercurio S Be Mg Ca Sr Ba Ra Zn Cd Hg VALENCIA 2 2 2 2 2 2 2 2 1-2 GRUPO III ELEMENTO Aluminio Galio Indio Talio S Al Ga In Tl VALENCIA 3 3 3 3 GRUPO IV ELEMENTO Germanio Estaño Plomo S Ge Sn Pb VALENCIA 2-4 2-4 2-4 GRUPO V ELEMENTO Vanadio Tantalo S V Ta VALENCIA 3-5 3-5 GRUPO VI ELEMENTO Cromo Molibdeno Wolframio Uranio S Cr Mo W U VALENCIA 2-3-6 6 6 4-6 GRUPO VII ELEMENTO Manganeso S Mn VALENCIA 2-3-4-6-7 GRUPO VIII ELEMENTO Hierro Cobalto Níquel Platino S Fe Co Ni Pt VALENCIA 2-3 2-3 2-3 2-4 NO METALES FAMILIA HALOGENOS ELEMENTO S VALENCIA Fluor F 1 Cloro Cl 1-3-5-7 Bromo Br 1-3-5 Iodo I 1-3-5-7 2 FAMILIA CALCOGENOS ELEMENTO Azufre Selenio Teluro S S Se Te VALENCIA 2-4-6 2-4-6 2-4-6 FAMILIA NITROGENOIDEOS ELEMENTO S VALENCIA Nitrógeno N 1-3-5 Fósforo P 1-3-5 Arsénico As 3-5 Antimonio Sb 3-5 Boro B 3 FAMILIA CARBONOIDEOS ELEMENTO S VALENCIA Carbono C 2-4 Silicio Si 2-4 INTRODUCCION 1. QUIMICA: Ciencia Natural que estudia la Materia en su estructura, composición, propiedades, transformaciones y leyes que rigen estas transformaciones 2. RAMAS: a. GENERAL b. INORGANICA c. ORGANICA d. ANALITICA: CUALITATIVA CUANTITATIVA e. BIOQUIMICA f. FISICO-QUIMICA g. RADIOQUIMICA 3. METODO CIENTIFICO: a. Observación b. Hipótesis c. Experimentación d. Conclusión 4. ATOMO: Historia: -Antigüedad -Alquimia -Iatroquímica -Teoría Flogística -Lavoisier -Química Orgánica -Química Moderna 5. MATERIAL DE LABORATORIO a. Tubo de ensayo b. Probeta c. Pipeta d. Bureta e. Embudo de vidrio f. Vaso de PP. g. Matraz h. Balón i. Soporte Universal j. Rejilla de asbesto 3 k. Pinzas de sujeción l. Gradilla m. Luna de Reloj 6. CONCEPTO DE ATOMO Voces griegas: a = sin Tomein = partes Porción más pequeña de un cuerpo simple Mínima parte que se separa de una sustancia. Sistema Energético en equilibrio cuyo centro contiene al núcleo que es el responsable de la masa del átomo y portador de la carga eléctrica positiva, en la vecindad de este existe una sucesión de REEMPES en las cuales existe la mayor probabilidad de encontrar electrones. 7. MODELOS ATOMICOS Se han presentado una serie de modelos: a. Leucipo y Demócrito.- Siglo IV a.C. Proponen una teoría filosófica “La materia está formada por pequeñas partículas llamadas átomos”. b. John Dalton.- 1808, 25 siglos después, Teoría científica cuyos postulados son: -Materia formada por partículas básicas e indivisibles – Los elementos están formados por átomos –Los átomos de un mismo elemento son idénticos – Los átomos de diferentes elementos son diferentes – Los compuestos químicos se forman de la unión de átomos en relación sencilla 1:1 1:2 c. Joseph Thompsom: 1898 (Descubre los e- en 1897) Es una esfera (+) en cuyo interior hay cargas eléctricas (-) Pudín con pasas, Uvas en gelatina [utilizando los tubos de Croques descubre los e- con el fenómeno efecto fotoeléctrico] d. Jean Perrín.- 1903 Modifica el modelo de Thompsom: Los 4 e- están distribuidos en la superficie de la esfera(+) e. Ernest Rutherford.1911 (1906 se descubre el núcleo) Se le llama modelo planetario, el átomo tiene dos partes: -Núcleo que tiene carga positiva (p+) está situado en la parte central (1 a 10 000). – Envoltura o Corona los electrones rodean al núcleo y giran en forma circular y concéntrica. Los átomos neutros tienen igual cantidad de p+ y e-. Toda su masa está concentrada en el núcleo f. Niels Bohr (1913).Basado en la teoría Cuántica de Max Planck. Los e- se mueven en órbitas o niveles estacionarios de energía. Un eganará energía cuando pasa a un nivel superior y emite energía cuando baja a otro nivel (Cuanto). Fórmula de la Teoría Cuántica: E= h.v E = Energía (cuanto o fotón). H = Constante de Planck: 6,62 x 10-34js. V = Frecuencia de la onda luminosa g. Arnold Sommerfeld 1916 (Usa el espectroscopio). Descubrió que los niveles se dividen en subniveles a partir del 2do. Nivel los e- ocupan órbitas elípticas y circulares. 8. Modelo Mecánico Cuántico.- Se basa en la Teoría Mecánica Cuántica o Mecánica Ondulatoria: 1920. Intervinieron: Heissemberg, Schrodinger, Dirac, De Broglie, Jordan y otros. Este modelo se fundamenta en tres conceptos: a. Estados estacionarios de energía del e(Bohr): Los niveles de energía son las regiones del espacio donde los e- no 5 ganan ni pierden energía. Si salta de un nivel a otros se produce ganancia o pérdida de energía. b. La naturaleza Dual de la Materia: PartículaOnda (De Broglie): La materia tiene doble carácter corpuscular y ondulatoria c. Principio de Incertidumbre (Heissemberg): Es imposible conocer al mismo tiempo la posición y velocidad de un electrón. Solo hay que conformarse con tener una idea de su ubicación en los REEMPE: R= Región E= Espacio E= Energética M= Manifestación P = Probabilística E = Electrónica 9. Actividad ESTRUCTURA ATÓMICA 1. ÁTOMO: Porción más pequeña y última de la materia. Actúa como un sistema integral. 2. PARTES: Tiene dos partes fundamentales: a. Núcleo atómico: contiene a los nucleones p+ y eb. Envoltura, corona o nube electrónica: e- A.-Núcleo: Parte central esférica Hay corpúsculos subatómicos : Nucleones p+ y n°. Está concentrada casi el total de la masa atómica. 6 Casi todo el átomo es vacío. Luego: Masa Nuclear = Masa atómica. Tamaño comparado 1:10000 con el átomo. Corpúsculos descubrió Protón Neutrón Mesón Wein Chadvick Anderson Carga electrica +1 0 +- Masa símbolo 1 1 0 P+ n° PROPIEDADES DEL NUCLEO. a. Número Atómico: -Se le representa por la letra Z -Indica: N° de p+ N° de eUbicación en la Tabla periódica Ejemplo: El Calcio Z Ca 20Ca Tiene: 20 p+ 20 eCasillero 20 de la Tabla periódica El átomo es un sistema neutro N° de p+ = N° de n° b. Número Masa: -Se le representa por la letra A. -Indica el total de nucleones A= N° de p++ N° de n° n° = A – Z p+ = A – n° n° = A – Z Representación de un Núcleo: A c.e Z X n N Masa N Atómico c arg aeléctrica Elementoneutrones 27 Al 3 El Aluminio: 13 14 c. Átomos Isótopos o Hílidos: Son átomos del mismo elemento pero que tienen la masa atómica diferente: =Z y ≠ A Ejemplo: 235U 92 236U 92 238U 92 d. Átomos Isóbaros: Son átomos de diferentes elementos que tienen la masa atómica igual. ≠ Ze=A Ejemplo: 14C 6 14 N 7 e. Átomos Isótonos: Son átomos que tienen el mismo número de neutrones y diferente número atómico: ≠Z e =n° Ejemplo: 11Na f. 1 9F 1 Átomos Isoelectrónicos: Son átomos neutros, iones positivos y negativos, tienen igual distribución electrónica e igual número de electrones: 7 = e- y ≠ Z Ejemplo: 1 11 Na 9 F 1 10e- = 10eg. Fuerzas Nucleares: En el núcleo hay dos fuerzas: Fuerza de atracción que une las partículas nucleares. – Fuerza de repulsión eléctrica que separa a los protones. Si las fuerzas son iguales el átomo es estable y tiene bajo número atómico. Si el átomo tiene muchos p+ la fuerza R es mayor que la A, el átomo estalla y se disgrega por la radiactividad Ejercicios PROPIEDADES DE LA ENVOLTURA 1. Nube Electrónica: Corona o Envoltura.- Es el espacio exterior que rodea al núcleo del átomo. Ahí se encuentran los een movimiento: Se divide en Niveles de energía o Capas, Subniveles o subcapas y Orbitales o REEMPE 2. Electrón: Es la partícula que posee la mínima cantidad de carga eléctrica negativa. Fue descubierto por Thompson. Tiene una masa de 9,1 x 10-28 g 3. Nivel de Energía: Introducido por Bohr para designar las regiones donde se hallan los e- girando sin ganar ni perder energía. Está identificado con la letra “n”, se le representa de dos formas y son 7: -Con letras mayúsculas: K-L-M-N-O-P-Q –Con Números: 12-3-4-5-6-7 (se les llama los Números Cuánticos principales) Cada Nivel puede contener un número determinado de esegún la ley de RydBerg 2(n)2 N° eNivel N° 12 2 K 1 22 8 L 2 32 18 M 3 42 32 N 4 42 32 O 5 32 18 P 6 4. Subniveles de Energía: descubiertos por Sommerfeld utilizando el espectroscopio. En el nivel hay electrones que se diferencian por 22 8 Q 7 8 su energía de ahí que un nivel puede tener más de un subnivel a los que se les representa por las letras: s subnivel de forma esférica (sharp) p subnivel de forma elíptica (principal) d subnivel elíptico de más excentricidad (difuso) –f subnivel elíptico de máxima excentricidad (fundamental) Número máximo de e- en cada subnivel: -s hasta 2 e-p hasta 6 e-d hasta 10 e-f hasta 14 e- Regla: 2(2l + 1) 5. Orbitales o REEMPEs: Son regiones de espacio en la Nube Electrónica donde se puede hallar como máximo 2 e-: Orbitales tipo s 1 Orbitales tipo p 3 px – py - pz Orbitales tipo d 5 d1-d2-d3-d4d5 Orbitales tipo f 7 f1-f2-f3-f4-f5-f6-f7 6. Cuadro Resumen CAPA O NIVEL L N° N° DE e- SUBNIVELES ORBITALES K L M N O P Q 2 8 18 32 32 18 8 s s s s s s s 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 – – – – – – p p p p p p – – – – d d–f d–f d – – – – – – 3 3 3 3 3 3 – – – – 5 5- 7 5- 7 5 7. Números Cuánticos: Llamados Parámetros cuánticos, estos caracterizan el movimiento de los e- en las inmediaciones del núcleo. Son: a. N° Cuántico Principal: n Indica el tamaño del nivel de energía. Se refiere a la distancia del e- al núcleo. Señala el valor energético del nivel: n = 1-2-3-4-5-6-7 b. N° Cuántico Secundario o Azimutal: l Indica la posición del e- en el subnivel. Sus valores van desde 0 hasta n-1. 9 l = 0,1,2,3 … n - 1 sn = s,p,d,f Nivel 1óK Subnivel 0 2óL 0,1 3óM 0,1,2 4óN 0,1,2,3 c. Observación Nivel 1 1 subnivel Nivel 2 2 subniveles Nivel 3 3 subniveles Nivel 4 4 subniveles