martes, 25 de abril de 2017

1. ENLACE QUÍMICO

Casi todas las sustancias que encontramos en la naturaleza están formadas por átomos unidos. Las fuerzas que mantienen unidos los átomos en las distintas sustancias se denominan enlaces químicos.

Los átomos se unen porque, al estar unidos, adquieren una situación más estable que cuando estaban separados. Esta situación suele darse cuando el número de electrones que poseen los átomos en su último nivel es igual a 8, estructura que coincide con la de los elementos del grupo 18 o gases nobles. Los gases nobles tienen muy poca tendencia a formar compuestos y suelen encontrarse en la naturaleza como átomos aislados.

Los átomos se unen para formar enlaces porque así consiguen que su último nivel tenga 8 electrones, la misma configuración electrónica que los átomos de los gases nobles. Este principio recibe el nombre de regla del octeto.

Las propiedades de las sustancias son consecuencia de los elementos que las forman y del tipo de enlace que se ha producido entre ellos.


sábado, 22 de abril de 2017

EL SISTEMA PERIÓDICO

La gran cantidad de elementos químicos que a lo largo de la historia se fueron descubriendo, llevó a diferentes científicos a establecer un orden que explicara por ejemplo, su número y la variedad en sus propiedades.

El primero en intentar establecer una clasificación fue Lavoisier, que a finales del siglo VXIII los dividió en metales y no metales.

Tras varios intentos, a finales del siglo XIX Meyer  y Mendeleiev, trabajando por separado llegaron a la misma conclusión, elaborando una tabla en la que los elementos se ordenaban por su masa atómica creciente.



Cuando se vio que era el número de protones el que determinaba el comportamiento químico de los elementos, se decidió ordenarlos por el número atómico creciente. Moseley en 1913 elaboró el primer sistema periódico tal como lo conocemos actualmente.






En la tabla actual podemos distinguir filas horizontales , a las que llamamos períodos  y columna verticales, llamadas grupos o familias.



Hay 18 grupos. Todos los elementos del mismo grupo tienen el mismo número de electrones de valencia en la capa externa. Por eso presentan propiedades similares.

Escribe la  configuracion electrónica de Li, Be, B, C, N, O, F y Ne. ¿Cuántos electrones de valencia tendrán los elementos de estos grupos? 

Los elementos del mismo período tienen el mismo número de niveles de energía, que coincide con el número de período.

Compruébalo con los elementos : Be y C;  Al y S.

Teniendo en cuenta la posición respecto del grupo y del período de los elementos Ba, Te y I, deduce cómo será la configuración electrónica de su última capa.

Además de grupos y períodos, también distinguimos los siguiente bloques:

  • Elementos representativos
  • Elementos de transición
  • Elementos de transición interna



Los elementos representativos terminan su configuración electrónica en orbitales s y p. Escribe la configuración electrónica del escandio (Sc) y del cerio (Ce) y deduce cuál es la característica en la configuración electrónica de los elementos de transición y en los elementos de transición interna.

Los elementos que se hacen estables perdiendo electrones se denominan metales, los elementos que se hacen estables ganando electrones se llaman no metales. Se denominan semimetales elementos que pueden comportarse como metales y como no metales. 



Calcula el porcentaje de elementos metálicos y el de elementos no metálicos que hay en la tabla periódica.

ACTIVIDAD VOLUNTARIA

Entre todos los elementos semimetálicos hay dos de gran importancia para la industria electrónica, el silicio y el germanio. Averigua para qué se utilizan estos elementos.

Puedes repasar estos conceptos en el siguiente vídeo:





Si quieres saber más cosas acerca de los elementos del Sistema Períodico, accede a una tabla interactiva en el siguiente enlace:







jueves, 20 de abril de 2017

9. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE IONES

Un ion es un átomo que ha perdido o ha ganado electrones, por lo que tiene carga eléctrica.

Un átomo pierde o gana electrones en su capa de valencia para conseguir la estabilidad química, esto es, tener 8 electrones en su capa externa. A esto se le llama completar el octete.

Si el átomo gana electrones, se queda con un exceso de carga negativa. Le llamamos ANIÓN.

Por ejemplo: el átomo de cloro tiene la configuración electrónica


Para completar el octete necesita un electrón en la capa externa (nivel 3). Si capta un electrón tendrá 17 protones en el núcleo y 18 electrones en la corteza, y por tanto, un exceso de una carga negativa. Se formará el anión cloruro Cl-


Los aniones se nombran añadiendo la terminación -uro al nombre del elemento 

Si el átomo pierde electrones, se queda con un exceso de carga positiva. Le llamamos CATIÓN.

Por ejemplo: el átomo de sodio tiene la configuración electrónica


Para completar el octete pierde el electrón de la capa externa (nivel 3) y se queda con la capa 2, que tiene 8 electrones, como capa externa. Se formará el catión sodio Na+



¿Qué iones formarán los siguientes elementos? Escribe su símbolo, su configuración electrónica y su nombre:  K, P, O, Mg, N

   Página 29: ejercicios 7, 8,9


lunes, 17 de abril de 2017

8. CONFIGURACIONES ELECTRÓNICAS


El comportamiento químico de un elemento  viene determinado por su configuración electrónica, principalmente por la capa más externa , denominada capa de valencia. Los electrones que se sitúan en esta capa reciben el nombre de electrones de valencia.
Si nos fijamos en la configuración electrónica, por ejemplo, del potasio o del nitrógeno


Podemos ver que el potasio:

- Tiene 4 niveles de energía
- Su capa de valencia es "s1"
- Tiene 1 electrón de valencia

Y el nitrógeno:

- Tiene 2 niveles de energía
- Su capa de valencia es "s2p3"
- Tiene 5 electrones de valencia


Escribe las configuraciones electrónicas de: Cloro, Carbono, Calcio, Azufre. Indica en cada caso: cuántos niveles de energía tiene; cuál es su capa de valencia; cuántos electrones de valencia tienen.

En 1916 G. Lewis propuso un método para representar la capa de valencia de los elementos químicos: las estructuras de Lewis. Consisten en representar los electrones de la capa de valencia mediante puntos:


A partir de las correspondientes configuraciones electrónicas, justifica las estructuras de Lewis de: H, Li, N, O, F, Ne.


 Ejercicios página 29 : 1,2,3,4,6

domingo, 26 de marzo de 2017

7. MODELOS ATÓMICOS: MODELO ATÓMICO ACTUAL


Los modelos anteriores no acababan de justificar el comportamiento de átomos polielectrónicos, por lo que era necesario plantearse modificaciones o buscar un nuevo modelo de átomo.

Diversos descubrimientos producidos tanto en el ámbito de la Química como de la Física, llevan a proponer un nuevo modelo atómico, basado en unas nuevas leyes de la mecánica, la Mecánica Cuántica:

Hipótesis de Planck : La luz está formada por partículas o cuantos de energía denominados fotones. 

Dualidad onda-partícula de De Brooglie: A nivel cuántico la materia se comporta como onda y como partícula a la vez.

Principio de Indeterminación de Heisenberg: No es posible determinar simultáneamente la posición y la velocidad de un electrón.



Ecuación de onda de Scrödinger: Ecuación del movimiento ondulatorio aplicada al electrón.

Principio de exclusión de Pauli: En un orbital atómico, se pueden situar como máximo dos electrones. 



Según el modelo atómico actual:

- El átomo consta de dos partes, el núcleo, en el que se encuentran los protones y los neutrones (y por tanto la masa del átomo)

- La corteza, separada del núcleo por espacio vacío. En ella se encuentran los electrones.

- El concepto de órbita, como un recorrido circular plano entorno al núcleo se ha sustituido por el de orbital atómico: zona del espacio en torno al núcleo en la cual la probabilidad de encontrar a un electrón es máxima.

Los orbitales atómicos son zonas de probabilidad, esto es, no podemos localizar con exactitud y precisión la posición del electrón en su movimiento entorno al núcleo.

Adoptan diferentes formas, según el recorrido que realice el electrón, y así hablamos de orbitales tipo s, tipo p, tipo d o tipo f:


Para hacer la CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA, la distribución en la corteza de los electrones de un átomo, tenemos que tener en cuenta el número de electrones que caben, como máximo en cada tipo de orbital:


Y seguir el orden indicado en el diagrama de Moeller:


Ejemplos: 

Distribución electrónica de un átomo con 15 electrones (fósforo, P):

1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

Distribución electrónica del cromo (Cr) que tiene 24 electrones:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4

Distribución electrónica del elemento de Z = 34:

Se trata del Selenio (Se) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p4


1. Escribe la configuración electrónica de los elementos siguientes:

a) Cloro

b) Elemento de Z = 40

c) Potasio

3. Un elemento químico tiene número atómico Z= 26 y número másico A = 56. Indica cuántas partículas tiene en el núcleo, de qué tipo  y cuál es la configuración electrónica de su corteza.

2. Indica qué elemento químico tiene la configuración electrónica fundamental: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p65s1   


TRABAJO VOLUNTARIO

Elabora un póster con los diferentes modelos atómicos


6. MODELOS ATÓMICOS: MODELO ATÓMICO DE BOHR


Cuando se hace pasar la luz blanca  por un prisma, ésta se descompone en las radiaciones monocromáticas que la forman, en un proceso denominado dispersión:





Al calentar un elemento hasta que llega a la incandescencia, se produce una emisión de luz que, al hacerla pasar por un prisma, se descompone en forma de un espectro discontinuo, que consta de una serie de líneas correspondientes a determinadas frecuencias y longitudes de onda. Cada elemento químico tiene un espectro propio y característico, diferente de los espectros de los demás elementos, por lo que sirve para identificarlo.
En este vídeo puedes ver los colores producidos por diferentes sustancias al calentarlas a la llama:

Al pasar las radiaciones emitidas en la llama a través de un espectroscopio:
 se pueden obtener los espectros de los diferentes elementos. Por ejemplo:

La espectroscopia es una técnica habitual de estudio aplicada tanto en Química como en Física.





El origen de los espectros era desconocido hasta que en 1913 el físico Niels Bohr  asoció la emisión de radiación por parte de los átomos con el comportamiento de los electrones, en concreto con la distancia a la que éstos se encuentran del núcleo.
Bohr propuso un nuevo modelo atómico (Modelo de energía cuantizada), que se basa en los siguientes  postulados:
1. Los electrones giran alrededor del átomo en órbitas estacionarias, sin emitir energía. 
2. La energía asociada a cada órbita aumenta desde el núcleo hacia el exterior.
3. Para que un electrón pase de una órbita interna a otra más externa, hay que suministrarle energía. Si el electrón pasa de una órbita externa a otra más interna, la diferencia de energía se emite en forma de radiación electromagnética. Cuando los electrones se encuentra en su órbita, se dice que están en estado fundamental; cuando pasan a una órbita de mayor energía, se encuentran en estado excitado.
4. Sólo son posibles órbitas con determinados valores de energía (energía cuantizada).
5. Cómo máximo, un átomo solo pueden contener 7 órbitas, esto es, 7  niveles de energía.

1. Basándote en los postulados del modelo de Bohr, trata de justificar:
- La emisión de los espectros electromagnéticos
- La dilatación de los metales por el calor
2. ¿Por qué se dice que los espectros son la "huella dactilar" de los elementos químicos?
3. ¿Qué idea nueva introduce Bohr dentro del átomo?
4. Elabora una tabla de doble entrada situando, por una parte, los modelos atómicos (Thomson, Rutherford, Bohr) y por otra, los siguientes aspectos: nombre del modelo ;  hechos experimentales en los que se basa; postulados del modelo; nueva idea que introduce en la estructura del átomo.

PROPUESTA DE TRABAJO:


  • Construcción de un espectroscopio casero

sábado, 25 de marzo de 2017

ALGUNAS REACCIONES QUÍMICAS ...

1. Pasta de dientes para elefantes

Vamos a hacer una reacción de descomposición utilizando un catalizador: descomposición del peróxido de hidrógeno (H2 O2), catalizada por permanganato de potasio. La reacción de descomposición del agua oxigenada es:


2H2O2 (aq) ® 2H2O(l) + O2 (g)

- Vamos a necesitar:

- Un vaso alto
- Vaso de precipitados
- Frasco lavador
- Varilla de vidrio
- Permanganato de potasio, KMnO4
- Agua
- Fairy

- Cómo lo vamos a hacer:

1. Disolver en el vaso de precipitados el permanganato de potasio. Agitar.
2.  Echar un poco de fairy en el vaso alto
3. Añadir la disolución de permanganato de potasio. Mezclar con la varilla
4. Echar el agua oxigenada

2. Inflador de globos 

Vamos a realizar una reacción ácido-base utilizando vinagre y bicarbonato de sodio. Recuerda que en esta reacción se desprende un gas CO2, dióxido de carbono, que vamos a utilizar para inflar el globo.

- Vamos a necesitar:

- Globo de cumpleaños.

- Botella de PVC de 500 mL.
- Espátula
- Embudo
- Bicarbonato de sodio.
- Ácido acético (Vinagre).

- Cómo lo vamos a hacer:

1. Introducir unos 50 mL de vinagre en la botella
2. Colocar el globo sobre la botella, ajustándolo al cuello de la botella.
3. Levantar lateralmente el glbo y con rapidez, introducir 2 cucharadas de bicarbonato.
4. Ajustar el globo a la botella.