QUÍMICA. Es la ciencia que trata de la composición, estructura, propiedades y transformaciones de la materia, así como de las leyes que rigen esos cambios y transformaciones. Es una ciencia experimental que abarca el estudio de la materia, la energía y sus cambios. La química forma parte de nuestra vida cotidiana y nos ayuda a vivir mejor, pues existe una gran variedad de productos químicos que facilitan muchas de nuestras tareas, como disolventes, colorantes, fertilizantes, materiales sintéticos, etcétera. Cambio físico. - Cuando las modificaciones no alteran la composición íntima de las sustancias, dichos cambios desaparecen cuando cesa la causa que los originó. En este tipo de cambios se modifica la forma, el tamaño, el estado de movimiento o el estado de agregación; la energía implicada es pequeña. Ejemplos: formación del arcoíris, fusión de la cera, disolución del azúcar, dilación de un metal, transmisión del calor, cambios de estado, la elasticidad, el magnetismo, la propagación de la luz. Cambio químico. - Cuando el cambio experimentado modifica la naturaleza íntima de las sustancias y no es reversible. Antes y después del cambio se tienen substancias diferentes con propiedades diferentes. La energía desprendida o absorbida es mayor que el cambio físico. Ejemplos: corrosión de metales, explosión de una bomba, uso de un acumulador, revelado de una fotografía, ÁTOMO. - Partícula invisible e indivisible y es la más pequeña característica de un elemento. y está conformado por tres partículas. Neutrones, protones y electrones. EL PROTÓN deriva de la palabra griega protos que significa primera que, el protón es la primera aparecida o electrón positivo. El protón pesa aproximadamente una uma (unidad de masa atómica) 1836 veces más pesada que el electrón. Sufre pequeños desplazamientos con relación al centro del átomo y puede ser expulsado del sistema al que pertenece en forma violenta para ya libre convertirse en partícula alfa. El protón tiene una energía potencial alta; cuando el núcleo es grande y es poco estable se da lugar las fisiones espontáneas, pero puede ser separada del átomo al bombardear el núcleo con neutrones. EL NEUTRÓN pesa poco menos que el neutrón, carece de carga. La desintegración depende del número de protones y número de neutrones que hay en el núcleo. La relación de protones y neutrones en los elementos oxígeno, helio, nitrógeno, hasta el calcio es igual a 1. EL ELECTRÓN. Es una partícula ligera a comparación del protón, tiene una carga negativa y gira alrededor del núcleo presentando un movimiento de rotación llamado spin. Cuando un fotón choca con un electrón, le cede su energía, la absorbe alejándolo del núcleo o fuera del sistema, si queda dentro del sistema se deshace de su sobrecarga en forma de fotón irradiando energía, volviéndose a un nivel anterior. A este fenómeno se llama activación del átomo. 1 Estructura del átomo La estructura de un átomo es análoga a la de nuestro sistema solar. El núcleo del átomo contiene los protones y los neutrones, que tienen cargas relativas de más uno y cero, respectivamente, y cuyas masas son más o menos iguales. Sin embargo, en la actualidad se conoce, que en el átomo existen 7 diferentes niveles de energía, en los cuales los electrones pueden tener diferentes tipos de movimientos, de estos tipos de movimientos también conocidos como subniveles de energía se designan las siguientes letras s=2, p=6, d=10, f=14. MOLÉCULA. - Son partículas formadas por la combinación de átomos en una proporción de números enteros. En química, las moléculas de cada sustancia se representan con fórmulas, por ejemplo: H2O (agua), NaCl (sal común) capaz de existir independientemente y que conserva sus propiedades Químicas, se componen de átomos unidos químicamente de acuerdo con su valencia, pueden ser diatómicas (O3) o poliatómicas (Na2SO4), se representa con fórmulas químicas. ELEMENTO. - Sustancia básica que no se descompone en sustancias más simples por métodos químicos ordinarios. Son 115 elementos, 92 naturales y el resto artificiales. La mayoría son sólidos, cinco son líquidos en condiciones ambientales y doce son gaseosos. Son abundantes otros no, algunos son raros, radiactivos y algunos se sintetizan en el laboratorio. ION. - Átomo con carga eléctrica que se forma por la ganancia o pérdida de electrones. Se clasifica en dos tipos: catión y anión. CATION. - ion con carga positiva. Se forma por la pérdida de electrones en átomos metálicos. ANION. - ion con carga negativa. Se forma por la ganancia de electrones en átomos no metálicos. COMPUESTO. - Es una sustancia formada por átomos de dos o más elementos unidos químicamente en proporciones definidas. Los compuestos sólo se pueden separar en sus componentes puros (elementos) por medios químicos. ISÓTOPO. - Son átomos que tienen el mismo número de protones, pero difieren en su número de neutrones, por lo tanto, estos elementos difieren en su número de masa. Los diferentes elementos de los isótopos no son estables y se presentan en la naturaleza en la misma proporción. Ejemplo: 1H1 Hidrogeno ligero o normal 1H2 Hidrogeno pesado o deuterio 1H3 Hidrogeno radiactivo o tritio SOLUCIÓN. - Mezcla homogénea formada por un disolvente y un soluto. MATERIA. - Materia es cualquier cosa que ocupa un espacio sin importar el tamaño que ocupe en el espacio y que tiene masa. 2 LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA En toda reacción química, la materia permanece constante antes y después de la reacción‖; esta ley implica, que la materia en realidad puede existir a partir de un estado previo, y por lo tanto no se puede crear, solo transformar. El contenido de materia en el universo siempre permanece constante. LEY de la Materia no se crea ni se destruye únicamente se transforma. MASA. - Es la cantidad de materia contenida en los cuerpos. ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERA. - La materia de acuerdo a sus propiedades físicas se clasifica en tres estados de agregación; fase sólida, liquida y gaseosa; los nuevos estados son el plasma y condensado de Bose-Einstein. Fase sólida. Fase que ocupa un volumen fijo y tiene una forma definida, la movilidad de las partículas es nula y la fuerza de cohesión entre ellas es muy alta. Fase liquida. Esta fase ocupa un volumen dado por la forma del recipiente, la movilidad y su cohesión de las partículas es intermedia. Fase gaseosa. Fase que no tiene, ni forma, ni volumen definido, tiende a ocupar el volumen del recipiente en el que se encuentra confinado y sus partículas tienen una gran energía cinética, presentan movimientos desordenados y la fuerza de cohesión es muy baja. Plasma. Cuando un gas se calienta a temperaturas cercanas a los 10000 grados, la energía cinética de las moléculas aumenta lo suficiente para que, al vibrar y chocar, las moléculas se rompan en átomos. A temperaturas más altas, los electrones se ionizan de los átomos y la sustancia se convierte en una mezcla de electrones e iones positivos: un plasma altamente ionizado. Podemos considerar al plasma como un gas que se ha calentado a temperatura elevada que sus átomos y moléculas se convierten en iones. La concentración de partículas negativas y positivas es casi idéntica, por lo que es eléctricamente neutro y buen conductor de la corriente eléctrica. CONDENSADO DE BOSE –EINSTEIN. Gas que se ha enfriado a una temperatura próxima al cero absoluto. Los átomos pierden energía, se frenan y se unen para dar origen a un súper átomo insólito. ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA La materia existe en tres estados físicos o estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso. - Los sólidos tienen forma propia y volumen definido; son rígidos y no pueden fluir - Los líquidos no tienen forma propia; toman la del recipiente que los contiene y su volumen es definido. - Los gases no tienen forma ni volumen definido; tienden a expandirse, llenan el recipiente que los contiene y pueden comprimirse cuando se ejerce una presión sobre ellos. ENERGÍA. - Capacidad de realizar trabajo TIPOS DE ENERGÍA. - Algunas manifestaciones energéticas comunes son: energía mecánica, energía Solar, energía química, energía eléctrica, energía hidráulica, energía calorífica, energía luminosa, energía nuclear, energía eólica, energía geotérmica. 3 LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA. - La energía puede ser convertida de una forma a otra, pero no se puede crear o destruir. En otras palabras, la energía total del universo es constante. Ley de La Energía no se crea ni se destruye únicamente se transforma. Tabla Periódica de los Elementos: La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, conforme a sus propiedades y características; su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB VIIIB VIIIB IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA 1 2 3 4 5 6 7 1 2 H He Hidrógeno 1,008 Helio 4,00 3 4 5 6 7 8 9 10 Li Be B C N O F Ne Litio 6,939 Berilio 9,01 Boro 10,8 Carbono Nitrógeno Oxígeno Flúor Neón 12,011 14,01 15,99 18,99 20,18 11 12 13 14 15 16 17 Na Mg Al Si P S Cl Ar Sodio 22,99 Magnesio 24,31 Aluminio Silicio 26,98 28,09 Fósf 30,97 Azufre 32,06 Cloro Argón 35,45 39,95 19 20 21 31 32 33 34 35 K Ca Sc Ti Ge As Se Br Kr Potasio 39,10 Calcio 40,08 Escan Titanio Vanadio Cromo Mangan. Hierro Cobalto Níquel Cobre Zínc 44,95 47,90 58,71 50,94 51,99 54,93 55,84 58,93 63,54 65,37 Ga Galio 69,72 Germnio Arsén 72,59 74,92 Selenio 78,96 Brom Cript. 79,91 83,80 37 38 39 40 41 42 49 50 51 52 53 54 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc In Sn Sb Te I Xe Rubidio 85,47 Estron 87,62 Itrio Circo Niobio 88,90 91,22 92,91 Molibd Tecnecio Ruten Rodio 95,94 99 101,1 102,9 Paladio Plata Cadmio Indio 106,4 107,9 112,4 115 Estaño 118,7 Antim 121,8 Telurio 127,6 Iodo Xenón 126,9 131,3 55 56 57 72 73 74 75 76 78 79 81 82 83 84 85 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Cesio 132,9 87 Bario 137,3 88 Lant. Hafn Tánt 138,9 178,5 180,9 89 104 105 Wolfr 183,8 106 Renio 186,2 107 Osmio Iridio 190,2 192,2 108 109 Platino Oro 195,1 197 110 111 Plomo 207 114 Bismuto 209 115 Polonio 210 116 Asta. Radón 210 222 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo Francio 223 Radio 226 Actinio Ruth. Dubnio 227 . . Seab . Bohrio . Hassio Meitnr . . Darms. Roentg Copern Unun . . . . Flerov . Unun . Liverm. . Unun. Ununo . . 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Cerio Prase. Neod. 140,12 140,9 144,2 90 91 92 Prom 147 93 Samario Europ Galod 150,4 141,9 157,2 94 95 96 Terbio Dispr Holmio Erbio 158,9 162,5 164,9 168 97 98 99 100 Tulio 168,9 101 Yterb 173 102 Lutecio 175 103 Th Pa Np Pu Cm Bk Md No Lr Torio 232 Proact Uranio 231 238 Nept 237 Plutonio Amer 242 243 Curio 247 Berkel. Califor Einstei Fermio Mende 247 249 254 253 256 Nobel 253 Lawre. 257 22 23 V U No metales Alcalinos Alcalinotérreos 24 Cr 25 Mn 43 26 27 28 29 Fe Co Ni Cu Zn 44 45 Ru Rh Am 77 30 46 47 Pd Ag Cd Cf 48 80 Mercur Talio 200,6 204 112 113 Es Metales de transición Lantánidos Actínidos 4 Fm 117 18 36 86 118 Metales del Bloque p Metaloides Gases Nobles Bloques de la Tabla Periódica: La Tabla Periódica se divide en cuatro bloques según el orbital que están ocupando los electrones más externos (bloque s, p, d y f) Bloque s: el orbital s permite 2 electrones → hay 2 elementos de este bloque en cada nivel Bloque p: el orbital p permite 6 electrones → hay 6 elementos de este bloque en cada nivel Bloque d: el orbital d permite 10 electrones → hay 10 elementos de este bloque en cada nivel Bloque f: el orbital f permite 14 electrones → hay 14 elementos de este bloque en cada nivel En la siguiente tabla periódica se señalan los bloques s, p, d y f en los que se estructura Propiedades Periódicas de los Elementos: Radio Atómico: el radio atómico de los elementos aumenta hacia abajo y hacia la izquierda en la Tabla Periódica. Esto es así debido a: 1. A medida que se aumenta el periodo hay nuevas capas de electrones por lo que aumenta el radio 2. A medida que se aumenta el número atómico en el mismo periodo el radio disminuye debido al aumento de atracción entre el núcleo y los electrones 5 Energía de Ionización: mide la energía necesaria para ceder electrones y convertirse en iones positivos. La energía de Ionización aumenta hacia arriba y hacia la derecha en la Tabla Periódica. Esto es debido a que : 1. aumenta a medida que disminuye el radio atómico 2. aumenta a medida que disminuye el periodo Carácter Metálico: aumenta hacia abajo y hacia la izquierda en la Tabla Periódica. Esto es así ya que la naturaleza metálica de los elementos viene dado por: a) Pocos electrones en la capa externa b) Mayor radio atómico c) Baja energía de Ionización TABLA DE VALENCIAS A continuación se muestran los números de valencia de los diferentes elementos químicos. 6 Elemento Símbolo Número de Valencia Elemento Símbolo Número de Valencia Aluminio Al 3 Antimonio Sb 3y5 Arsénico As 3y5 Astato At 1, 3, 5 y 7 Azufre S 2, 4 y 6 Bario Ba 2 Berilio Be 2 Bismuto Bi 3y5 Boro B 3 Bromo Br 1y5 Cadmio Cd 2 Calcio Ca 2 Carbono C 2y4 Cesio Cs 1 zinc Zn 2 Circonio Zr 4 Cloro Cl 1, 3, 5 y 7 Cobalto Co 2y3 Cobre Cu 2y1 Cromo Cr 2, 3, 4, 5 y 6 Escandio Sc 3 Estaño Sn 2y4 Estroncio Sr 2 Flúor F 1 Fósforo P 1,3 y 5 Galio Ga 3 Germanio Ge 2,4 y -4 Hafnio Hf 4 Hidrógeno H 1 y -1 Hierro Fe 2y3 Iridio Ir 2, 3, 4 y 6 Itrio Y 3 Lantano La 3 Litio Li 1 Magnesio Mg 2 Manganeso Mn 2, 3, 4, 6, 7 Mercurio Hg 1y2 Molibdeno Mo 2, 3, 4, 5 y 6 Niobio Nb 3 Níquel Ni 2y3 Nitrógeno N 2, 3, 4 y 5 Oro Au 1y3 Osmio Os 2, 3, 4 y 6 Oxígeno O 2 Plata Ag 1 Platino Pt 2y4 Plomo Pb 2y4 Potasio K 1 Renio Re 1, 2, 4, 6 y 7 Rodio Rh 2, 3 y 4 Rubidio Rb 1 Rutenio Ru 2, 3, 4, 6 y 8 Selenio Se 2, 4 y 6 Silicio Si 4 Sodio Na 1 Talio Tl 1y3 Tántalo Ta 5 Tecnecio Tc 7 Telurio Te 2, 4 y 6 Titanio Ti 3y4 Vanadio V 2, 3, 4 y 5 Yodo I 1,3, 5 y 7 7 Grupos de Elementos Químicos: A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos. Hay 18 grupos en la tabla periódica estándar, de los cuales diez son grupos cortos y los ocho restantes largos, que muchos de estos grupos correspondan a conocidas familias de elementos químicos: la tabla periódica se ideó para ordenar estas familias de una forma coherente y fácil de ver: GRUPO DESCRIPCION Y PROPIEDADES Litio (Li), Sodio (Na), Potasio (K), Rubidio (Rb), Cesio(Cs), Francio (Fr): Número de oxidación +1, configuración electrónica es ns1 1 Metales Forman Hidróxidos al reaccionar con agua (IA) Alcalinos Son metales blandos, de baja densidad y con puntos de fusión bajos Se obtienen por electrolisis de sales fundidas. Berilio (Be), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Estroncio(Sr), Bario (Ba) y Radio (Ra): 2 Número de oxidación +2, configuración electrónica es ns2 Metales (II Baja energía de ionización Alcalinotérreos A) Forman compuestos claramente iónicos Son metales de baja densidad, coloreados y blandos Escandio (Sc), Itrio (Y), Lantano (La), Actinio (Ac), Elementos de transición interna (Actínidos y Lantánidos o Tierras raras). Propiedades: 3 Familia del Tendencia a oxidarse y ser muy reactivos (III Escandio Propiedades similares al aluminio B) Dan lugar a iones incoloros. 8 4 (IV B) 5 (V B) 6 (VI B) 7 (VII B) 8 (VIII B) 9 (IX B) 10 (X B) 11 (I B) 12 (II B) 13 (III A) 14 (IV A) 15 (V A) Familia del Titanio Titanio (Ti), Circonio (Zr), Hafnio (Hf), Rutherfordio(Rf). Propiedades: Estos metales son bastante reactivos Al estar compactos son casi inatacables por agentes atmosférico. Familia del Vanadio Vanadio (V), Niobio (Nb), Tántalo (Ta), Dubnio (Db). Propiedades: Todos tienen comportamientos representativos del vanadio. Familia del Cromo Cromo (Cr), Molibdeno (Mo), Volframio o Tungsteno(W), Seaborgio (Sg) : todos tienen comportamientos representativos del cromo Familia del Manganeso Manganeso (Mn), Tecnecio (Tc), Renio (Re), Bohrio(Bh). Propiedades: Todos tienen comportamientos representativos del manganeso Familia del Hierro Hierro (Fe), Rutenio (Ru), Osmio (Os), Hassio (Hs). Propiedades: todos los elementos tienen comportamientos del hierro Familia del Cobalto Cobalto (Co), Rodio (Rh), Iridio (Ir), Meitnerio (Mt). Propiedades: Todos los elementos tienen comportamientos del cobalto Familia del Níquel Níquel (Ni), Paladio (Pd), Platino (Pt), Darmstadio(Ds). Propiedades: Todos los elementos tienen comportamientos del níquel Familia del Cobre Cobre (Cu), Plata (Ag), Oro (Au), Roentgenio (Rg). Propiedades: Todos los elementos tienen comportamientos del Cobre Familia del Zinc Zinc (Zn), Cadmio (Cd), Mercurio (Hg), Copernicio(Cn). Propiedades: Todos los elementos tienen comportamientos del zinc Familia del Boro Boro(B), Aluminio(Al), Galio (Ga), Indio (In), yTalio(Ti). Propiedades: Ninguno muestra tendencia a formar aniones simples. Tienen estado de oxidación +3 y también +1 Carbono (C), Silicio (Si), Germanio (Ge), Estaño (Sn) y Plomo (Pb) Al bajar en el grupo van teniendo características más metálicas: el Carbonoideos carbono es un no metal, el silicio y el germanio son semimetales, y el estaño y el plomo son metales. Nitrógeno (N), Fósforo (P), Arsénico (As), Antimonio(Sb), Bismuto (Bi) A alta temperatura son muy reactivos. Suelen formarse enlaces covalentes entre el N y el P y enlaces iónicos Nitrogenoideos entre Sb y Bi y otros elementos. 16 (VI A) Anfígenos o Calcógenos 17 Halógenos El nitrógeno reacciona con O2 y H2 a altas temperaturas. Oxígeno (O), Azufre (S), Selenio (Se), Telurio (Te) yPolonio (Po). tienen seis electrones de valencia (última capa s2p4) sus propiedades varían de no metálicas a metálicas, al aumentar su número atómico flúor, cloro, bromo, yodo y ástato 9 (VII A) Helio (He), Neón (Ne), Argón (Ar), Kriptón (Kr), Xenón(Xe) y Radón (Rn) 18 a su capa electrónica de electrones valentes se la considera completa, (VIII Gases Nobles A) dándoles poca tendencia a reacciones químicas Los Períodos: Los Períodos o Familias son las filas horizontales de la Tabla Periódica. Los Períodos representan los niveles energéticos que tiene un átomo. Así, como el hierro (Fe) tiene cuatro niveles energéticos, pertenece por lo tanto al cuarto período. La Tabla Periódica consta de 7 Periodos: Periodo 1 Periodo 2 Periodo 3 Periodo 4 Periodo 5 Periodo 6 Periodo 7 Elementos del Periodo 1: Un elemento pertenece al Periodo 1 cuando está situado en la 1ª fila de la Tabla Periódica El Periodo 1 indica que el átomo posee electrones en un único nivel de energía. Los elementos que pertenecen al Periodo 1 son: Hidrogeno (Z=1) posee características similares a las de los alcalinos, por lo que se lo incluye en ese grupo. Helio (Z=2) siguiendo los mismos criterios que los demás elementos, iría en la segunda columna, pero cómo se comporta como gas noble al tener su último orbital completo, se lo incluye en la columna de los gases nobles. Elementos del Periodo 2: Un elemento pertenece al Periodo 2 cuando está situado en la 2ª fila de la Tabla Periódica El Periodo 2 indica que el átomo posee electrones distribuidos en dos niveles de energía. Existen 8 elementos pertenecientes al Periodo 2 son: Litio (Z=3): perteneciente al Grupo IA, es un metal alcalino, blando, que se oxida fácilmente en el agua o en el aire. Berilio (Z=4): pertenece al Grupo IIA, es un metal alcalinotérreo, ligero y duro pero a la vez es también quebradizo. Boro (Z=5): pertenece al Grupo IIIA, es un metaloide, de aspecto negruzco que tiene propiedades de semiconductor. 10 Carbono (Z=6): pertenece al Grupo IVA, es un no metal de aspecto y propiedades variables según se sus átomos a nivel molecular. Nitrógeno (Z=7): pertenece al Grupo VA, es un no metal que posee una alta electronegatividad y se encuentra en forma de gas a temperatura ambiente Oxígeno (Z=8): pertenece al Grupo VIA, es un no metal que se encuentra en forma de gas a temperatura ambiente Flúor (Z=9): pertenece al Grupo VIIA, es un halógeno, es el elemento más electronegativo y se encuentra en forma de gas a temperatura ambiente Neón (Z=10): pertenece al Grupo VIIIA, es un gas noble ya que tiene su última capa completa de electrones. Elementos del Periodo 3: Un elemento pertenece al Periodo 3 cuando está situado en la 3ª fila de la Tabla Periódica El Periodo 3 indica que el átomo posee electrones distribuidos en tres niveles de energía. Existen 8 elementos pertenecientes al Periodo 3 son: Sodio (Z=11) Magnesio (Z=12) Aluminio (Z=13) Silicio (Z=14) Fósforo (Z=15) Azufre (Z=16) Cloro (Z=17) Argón (Z=18) Elementos del Periodo 4: Un elemento pertenece al Periodo 4 cuando está situado en la 4ª fila de la Tabla Periódica El Periodo 4 indica que el átomo posee electrones distribuidos en cuatro niveles de energía. Existen 18 elementos pertenecientes al Periodo 4 son: Potasio (Z=19) Calcio (Z=20) Escandio (Z=21) Titanio (Z=22) Vanadio (Z=23) Cromo (Z=24) Manganeso (Z=25) Hierro (Z=26) Cobalto (Z=27) 11 Níquel (Z=28) Cobre (Z=29) Cinc (Z=30) Galio (Z=31) Germanio (Z=32) Arsénico (Z=33) Selenio (Z=34) Bromo (Z=35) Kriptón (Z=36) Elementos del Periodo 5: Un elemento pertenece al Periodo 5 cuando está situado en la 5ª fila de la Tabla Periódica. El Periodo 5 indica que el átomo posee electrones distribuidos en cinco niveles de energía. Existen 18 elementos pertenecientes al Periodo 5 son: Rubidio (Z=37) Stroncio (Z=38) Itrio (Z=39) Circonio (Z=40) Niobio (Z=41) Molibdeno (Z=42) Tecnecio (Z=43) Rutenio (Z=44) Rodio (Z=45) Paladio (Z=46) Plata (Z=47) Cadmio (Z=48) Indio (Z=49) Estaño (Z=50) Antimonio (Z=51) Telurio (Z=52) Iodo (Z=53) Xenón (Z=54) Elementos del Periodo 6: Un elemento pertenece al Periodo 6 cuando está situado en la 6ª fila de la Tabla Periódica El Periodo 6 indica que el átomo posee electrones distribuidos en seis niveles de energía. Existen 32 elementos pertenecientes al Periodo 6 son: Cesio (Z=55) Bario (Z=56) Lantano (Z=57) Cerio (Z=58) Praseodimio (Z=59) Neodimio (Z=60) Prometió (Z=61) Samario (Z=62) Europio (Z=63) Gadolinio (Z=64) Terbio (Z=65) Disprosio (Z=66) Holmio (Z=67) Erbio (Z=68) Tulio (Z=69) Iterbio (Z=70) Lutecio (Z=71) Hafnio (Z=72) Tantalio (Z=73) Wolframio (Z=74) Renio (Z=75) Osmio (Z=76) 12 Iridio (Z=77) Platino (Z=78) Oro (Z=79) Mercurio (Z=80) Talio (Z=81) Plomo (Z=82) Bismuto (Z=83) Polonio (Z=84) Ástato (Z=85) Radón (Z=86) Elementos del Periodo 7: Un elemento pertenece al Periodo 7 cuando está situado en la 7ª fila de la Tabla Periódica El Periodo 7 indica que el átomo posee electrones distribuidos en seis niveles de energía. Existen 32 elementos pertenecientes al Periodo 7 son: Francio (Z=87) Radio (Z=88) Actinio (Z=89) Torio (Z=90) Protactinio (Z=91) Uranio (Z=92) Neptunio (Z=93) Plutonio (Z=94) Americio (Z=95) Curio (Z=96) Berkelio (Z=97) Californio (Z=98) Einstenio (Z=99) Fermio (Z=100) Mendelevio (Z=101) Nobelio (Z=102) Lawrencio (Z=103) Rutherfordio (Z=104) Dubnio (Z=105) Seaborgio (Z=106) Bohrio (Z=107) Hassio (Z=108) Meitnerio (Z=109) Darmstadio (Z=110) Roentgenio (Z=111) Copérnico (Z=112) Ununtrio (Z=113) Flevorio (Z=114) Unumpentio (Z=115) Livermorio (Z=116) Unumseptio (Z=117) Ununoctio (Z=118) Las Tierras Raras: Las Tierras Raras es un nombre que se le da a un grupo de 17 elementos de la Tabla Periódica que comprenden a todos los 15 elementos Lantánidos y también al Escandio y al Itrio: Escandio (Z=21) Itrio (Z=39) Lantano (Z=57) Cerio (Z=58) Praseodimio (Z=59) Neodimio (Z=60) Prometió (Z=61) Samario (Z=62) Europio (Z=63) Gadolinio (Z=64) Terbio (Z=65) Disprosio (Z=66) Holmio (Z=67) Erbio (Z=68) Tulio (Z=69) Iterbio (Z=70) Lutecio (Z=71) Nota: aunque son llamadas "raras", realmente no son los elementos más escasos de la naturaleza. Las Tierras Raras son metales de transición que tienen multitud de aplicaciones industriales sobre todo en aleaciones. 13 Estados de la Materia: Los estados de la materia o estados de agregación de la materia son la forma en que se agrupan las partículas que forman una sustancia (ya sea un elemento simple o un compuesto). La materia puede estar en cuatro Estados o Estados de Agregación sólido, líquido, gaseoso, plasmático. Veamos en detalle cada uno de ellos: ESTADO DESCRIPCION ESTRUCTURA Las sustancias en estado sólido suelen presentar las siguientes características: Sólido 1. Cohesión entre moléculas elevada. Las partículas están unidas por fuerzas de atracción muy grandes que hacen que permanezcan casi fijas. 2. Los sólidos tienen una forma y volumen constante a menudo formando estructuras geométricas características como las estructuras cristalinas 3. Son incompresibles. 4. Son resistentes a la fragmentación. 5. No poseen fluidez. Las partículas solo pueden vibrar alrededor de posiciones fijas 6. La vibración de las partículas aumenta con la temperatura 1. 2. 3. Líquido 4. 5. 6. 7. 8. 9. El estado líquido suele presentar las siguientes características: Menor cohesión entre moléculas que en el estado sólido. Están unidas por unas fuerzas de atracción menores. Las moléculas se mueven con libertad y poseen energía cinética Al aumentar la temperatura se aumenta la movilidad de las moléculas Son fluidos y toman la forma del recipiente que lo contiene Ocupan un volumen constante Son poco compresibles Poseen fluidez, viscosidad, tensión superficial y presión de vapor Posee una densidad constante El agua es el líquido más común de la Tierra Estado Sólido de la Materia Estructura molecular del estado sólido Estado Líquido de la Materia Estructura molecular del estado líquido . 14 Gas El estado gaseoso suele presentar las siguientes características: 1. Apenas existe cohesión entre las moléculas. 2. Las fuerzas de atracción son muy pequeñas entre las moléculas 3. No tienen una forma fija definida 4. Su volumen es variable 5. Son expansibles y compresibles 6. Poseen una densidad muy baja 7. Las moléculas se mueven a alta velocidad de manera libre y desordenada 8. Al aumentar la temperatura las partículas se mueven más deprisa por lo que además se aumentará la presión Estado Gaseoso de la Materia . Estructura molecular del estado gaseoso El Plasma es un estado parecido al gas, compuesto por átomos ionizados en el que los electrones circulan libremente. Se produce cuando un gas se calienta a temperaturas muy altas provocando colisiones entre los átomos que liberan electrones ionizando el gas. Plasma Al colisionar dichas partículas se emite luz como en el caso de los tubos fluorescentes o los letreros de neón. Los plasmas son buenos conductores de la electricidad Ejemplos de Plasmas: 1. Los rayos de una tormenta. 2. Las auroras boreales 3. Las estrellas y vientos solares 4. Arcos de soldadura 5. Tubos fluorescentes y pantallas de plasma 15 Estado Plasmático de la Materia Estructura molecular del estado plasmático Cambios de Estado de la Materia: Cambios de Estado o cambios físicos de la Materia Los Cambios de Estado de la materia, Cambios de Fase o Cambios Físicos de la materia son los procesos en los que su estructura molecular cambia de un estado a otro. Son los siguientes: Fusión: paso de sólido a líquido mediante la aportación de calor Solidificación: paso de líquido a sólido mediante el enfriamiento Vaporización: paso de líquido a gas mediante calentamiento Condensación: paso de gas a líquido mediante enfriamiento Sublimación: paso de sólido a gas directamente sin pasar por el estado líquido Ionización: paso de gas a plasma Des ionización: paso de plasma a gas Factores que Influyen en el Estado de la Materia: Los siguientes factores influyen en que una sustancia esté en un determinado estado de agregación de la materia: Temperatura Presión: la presión influye en los puntos de fusión y ebullición Disminuir la presión → aumentan los puntos de fusión y ebullición Aumentar la presión → disminuyen los puntos de fusión y ebullición Teoría Atómica de la Materia: El primero en utilizar el término de Átomo fue Demócrito (filósofo griego, del año 500 a.de C.), porque creía que los elementos estaban formados por pequeñas partículas indivisibles. De hecho, etimológicamente, la palabra "átomo" significa "indivisible" en griego. 16 Principales Modelos Atómicos: MODELO DESCRIPCION EJEMPLOS Modelo Atómico de Dalton: Modelo de Dalton (1803) La materia está formada por partículas indivisibles, indestructibles y extremadamente pequeñas llamadas átomos Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (igual masa y propiedades) Los átomos de elementos distintos tienen diferente masa y propiedades Los compuestos están formados por la unión de átomos en proporciones constantes y simples Átomo indivisible de Dalton Modelo Atómico de Thomson: Modelo de Thomson (1904) Descubre el electrón. En su modelo el átomo está formado por electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva como en un "pudin de pasas". Los electrones están repartidos de manera uniforme por todo el átomo El átomo es neutro de manera que las cargas negativas de los electrones se compensan con la carga positiva Modelo Atómico de Thomson Modelo Atómico de Rutherford: Modelo de Rutherford En este modelo el átomo está formado por dos regiones: una corteza y un núcleo En la corteza del átomo se encuentran los electrones girando a gran velocidad alrededor del núcleo El núcleo es una región pequeña que se encuentra en el centro del átomo que posee la carga positiva El núcleo posee la práctica totalidad de la masa del átomo (1911) 17 Modelo Atómico de Rutherford Modelo Atómico de Bohr: Modelo de Bohr (1913) El Modelo Atómico de Bohr postula que: Los electrones describen órbitas circulares estables alrededor del núcleo del átomo sin radiar energía Los electrones solo se pueden encontrar en ciertas órbitas (no todas las órbitas están permitidas). La distancia de la órbita al núcleo se determina según el número cuántico n (n=1, n=2, n=3...): radio de la órbita (en Ångströms) → r = 0,529 · n2 Los electrones solo emiten o absorben energía en los saltos entre órbitas. En dichos saltos se emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles determinada por la fórmula: Ea - Eb = h · v = h · (RM · [1/nb2 - 1/na2] Modelo Atómico de Bohr Modelo Atómico de Sommerfeld: El Modelo Atómico de Sommerfeld postula que: Dentro de un mismo nivel energético (n) existen subniveles diferentes. Modelo de No solo existen órbitas circulares sino también órbitas elípticas determinadas por el número cuántico Sommerfeld azimutal (l) que toma valores desde 0 a n-1: (1916) l = 0 → forma el orbital s l = 1 → forma el orbital p l = 2 → forma el orbital d l = 3 → forma el orbital f Adapta el modelo de Bohr a la mecánica relativista ya que los electrones se mueven a velocidades cercanas a las de la luz. Para Sommerfeld, el electrón es una corriente eléctrica 18 Modelo Atómico de Sommerfeld Modelo Atómico de Schrödinger: los electrones son ondas de materia que se distribuyen en el espacio según la función de ondas (Ψ): (δ2Ψ/δx2) + (δ2Ψ/δy2) + (δ2Ψ/δz2) + (8π2m/h2)(E-V)Ψ = 0 Modelo de Schrödinger los electrones se distribuyen en orbitales que son regiones del Modelo Atómico espacio con una alta probabilidad de encontrar un electrón. de Schrödinger (1924) Se tienen en cuenta los siguientes números cuánticos: o Número cuántico principal (n) o Número cuántico secundario o Azimutal (l) o Número cuántico magnético (m) o Número de espín (s) En un átomo no puede haber electrones con los cuatro números cuánticos iguales 19
