Elementos y compuestos. El enlace químico

Presentación en Impress de OpenOffice para trabajar el tema de Física y Química de 4º de ESO (15-16 años). Incluye un recorrido por la evolución de los modelos atómicos hasta Sommerfeld, caracterización de los átomos (nº atómico, nº másico, etc.), iones, isótopos, configuración electrónica. Se trata el concepto de elemento y su organización en la tabla periódica, el concepto de compuesto y los tipos de enlace (iónico, covalente, metálico) así como sus propiedades. Termina con las nociones de masa molecular y composición centesimal de un compuesto. Puede descargarse directamente, sin tener que registrarse en Slideshare, desde el blog www.fqrdv.blogspot.com; buscad en etiquetas "fisicayquimica4º".

1. FÍSICA Y QUÍMICAFÍSICA Y QUÍMICA
4º ESO4º ESO
TEMA 1: ELEMENTOS Y TEMA 1: ELEMENTOS Y
COMPUESTOS. EL ENLACE COMPUESTOS. EL ENLACE
QUÍMICOQUÍMICO

2. MODELOS ATÓMICOSMODELOS ATÓMICOS
La idea de que la materia
está constituida por
partículas microscópicas
indivisibles es muy antigua,
ya en la antigua Grecia
Demócrito (460 al 370 a.
C.), (discípulo de Leucipo)
propuso esta idea.

3. MODELO ATÓMICO DE DALTONMODELO ATÓMICO DE DALTON
En 1808:
1. La materia está formada por minúsculas
partículas indivisibles llamadas átomos.
2. Hay distintas clases de átomos que se
distinguen por su masa y sus propiedades. Todos
los átomos de un elemento poseen las mismas
propiedades químicas. Los átomos de elementos
distintos tienen propiedades diferentes.
3. Los compuestos se forman al combinarse los
átomos de dos o más elementos en proporciones
fijas y sencillas. De modo que en un compuesto los
átomos de cada tipo están en una relación de
números enteros o fracciones sencillas.
4. En las reacciones químicas, los átomos se
intercambian de una a otra sustancia, pero ningún
átomo de un elemento desaparece ni se
transforma en un átomo de otro elemento.

4. ESTUDIOS SOBRE LA ELECTRICIDADESTUDIOS SOBRE LA ELECTRICIDAD
●La primera evidencia de que
los átomos no eran
indivisibles la proporcionaron
los estudios de Faraday.
●Una corriente eléctrica podía
descomponer las sustancias
en partículas cargadas
(aniones y cationes).
●Debe existir una partícula
común a la química y la
electricidad.

5. MODELO ATÓMICO DE THOMSONMODELO ATÓMICO DE THOMSON
dedujo que el átomo debía
de ser una esfera de
materia cargada
positivamente, en cuyo
interior estaban incrustados
los electrones.
Tras el descubrimiento del electrón, usando tubos de descarga

6. MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORDMODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
Basándose en
los resultados del
bombardeo de
láminas
metálicas
delgadas
estableció su
modelo:
El átomo estaría formado por una
parte central pequeñísima, con
casi toda la masa y toda la carga
positiva, el núcleo; y una parte
externa, la corteza,
prácticamente vacía y enorme en
relación al núcleo, en la que
estarían girando los electrones
+
-
-

7. MODELO ATÓMICO DE BOHRMODELO ATÓMICO DE BOHR
El modelo de Rutherford no era capaz de explicar los espectros de
emisión de los elementos
Espectro de la
luz visible
Espectro del
hidrógeno
●Bohr establece que los electrones sólo
pueden girar en unas órbitas estacionarias
determinadas en las que el electrón no emite
energía.
●La energía de la órbita es mayor cuanto más
alejada del núcleo esté.
●Los electrones pueden pasar a órbitas de
energía mayor absorbiendo energía e
inmediatamente la emiten en forma de
radiación electromagnética (luz) volviendo a la
órbita inferior.
+
-
-
-
E
-
luz
-

8. MODELO ATÓMICO DE SOMMERFELDMODELO ATÓMICO DE SOMMERFELD
Sommerfeld propuso que
las órbitas podían ser
elípticas y, dentro de un
mismo nivel, habría varias
con diferentes formas y
distintas inclinaciones.

9. MODELO ATÓMICO ACTUALMODELO ATÓMICO ACTUAL
Considera que los electrones no pueden localizarse con
exactitud en órbitas, sino en orbitales: determinadas
regiones del espacio en las que podemos encontrar al
electrón con una elevada probabilidad.
Hay 4 tipos de orbitales:
s: uno en cada nivel de energía, caben 2e
-
p: tres en cada nivel a partir del 2, caben 6e
-
d: cinco en cada nivel a partir del 3, caben 10e
-
f: siete en cada nivel a partir del 4, caben 14e
-

10. NÚCLEO
partícula símbolo Carga (C) Masa (kg)
protón p
+
1.602·10
-9
1.673·10
-27
neutrón n 0 1.675·10
-27
CORTEZA electrón e
-
1.602·10
-9
9.110·10
-31

11. quarks carga
u c t +2/3
d s b -1/3
p+ → 2 u + 1 d
n → 2 d + 1u

13. CARACTERIZACIÓN DE LOS ÁTOMOSCARACTERIZACIÓN DE LOS ÁTOMOS
Al
13
27
13
+3
Número másico
Número atómico
Carga

14. isótoposisótopos
Átomos de un mismo elemento (igual
número atómico) con distinto número
másico (distinto número de neutrones).
C
6
12
C
6
13
C
6
14
U
92
235
U
92
235
U
92
238

15. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICACONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
Distribución de los electrones en un átomo en sus niveles
de energía
●K 1s
●L 2s 2p
●M 3s 3p 3d
●N 4s 4p 4d 4f
●O 5s 5p 5d 5f
●P 6s 6p 6d
●Q 7s 7p
Ejemplo:
17
Cl: 1s
2
, 2s
2
2p
6
, 3s
2
3p
5

16. Sustancias puras formadas por un solo
tipo de átomos a partir de las cuales no
pueden obtenerse otras diferentes por
procesos químicos.
ELEMENTOSELEMENTOS

17. LA TABLA PERIÓDICALA TABLA PERIÓDICA

18. LEY PERIÓDICALEY PERIÓDICA:: Las propiedades de los
elementos químicos varían periódicamente al
disponerlos en orden creciente de sus números
atómicos.
Justificación: La configuración electrónica más externa
se repite para los elementos de cada grupo y esta
configuración es la responsable del comportamiento
químico de un elemento.
grupo 1 2 13 14 15 16 17
Configuración ns
1
ns
2
ns
2
np
1
ns
2
np
2
ns
2
np
3
ns
2
np
4
ns
2
np
5

19. Sustancias puras formadas por varios tipos de
átomos (dos o más elementos) a partir de las cuales
pueden obtenerse otras diferentes por procesos
químicos.
COMPUESTOSCOMPUESTOS
FÓRMULAS
Símbolos y subíndices que representan al
compuesto
NH
3
Los símbolos indican
los elementos que
forman el compuesto
Los subíndices indican el
número de átomos de cada
clase en el compuesto

20. EL ENLACE QUÍMICOEL ENLACE QUÍMICO
No es normal encontrar átomos aislados en la naturaleza,
salvo los elementos del grupo 18, los gases nobles, todos
aparecen formando agrupaciones.
Las uniones entre átomos se llaman enlaces.
Las agrupaciones de átomos unidos por enlaces son más
estables (tienen menos energía) que el conjunto de
átomos por separado.

21. EL ENLACE QUÍMICOEL ENLACE QUÍMICO
LOS GASES NOBLES
2
He: 1s
2
→ capa K completa
10
Ne: 1s
2
, 2s
2
2p
6
→ capa L completa
18
Ar: 1s
2
, 2s
2
2p
6
, 3s
2
3p
6
→ 8 e
-
en la última capa
36
Kr: 1s
2
, 2s
2
2p
6
, 3s
2
3p
6
3d
10
, 4s
2
4p
6
→ 8 e
-
última capa
REGLA DEL OCTETO

22. EL ENLACE QUÍMICO: EL ENLACE QUÍMICO: ENLACE IÓNICOENLACE IÓNICO
3
Li: 1s
2
, 2s
1
9
F: 1s
2
, 2s
2
2p
5
+1 -1
+

23. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS IÓNICASPROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS IÓNICAS
SÓLIDOS CRISTALINOS: Por la disposición de
los iones.
ELEVADOS PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN

24. DUROS PERO FRÁGILES:
PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS IÓNICASPROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS IÓNICAS
-
+-
+-
+
-
+-
+-
+
-
+-
+-
+
-
+-
+-
+
-
+-
+-
+
-
+-
+-
+
-
+-
+-
+
-
+-
+-
+

25. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS IÓNICASPROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS IÓNICAS
SOLUBLES EN AGUA:
+
¯

26. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS IÓNICASPROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS IÓNICAS
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DISUELTOS EN
AGUA O FUNDIDOS:

27. EL ENLACE QUÍMICO: EL ENLACE QUÍMICO: ENLACE COVALENTEENLACE COVALENTE
+
9
F: 1s
2
, 2s
2
2p
5
9
F: 1s
2
, 2s
2
2p
5
F
2
Se comparten uno o más pares de
electrones para formar una agrupación más
estable, la molécula.

28. MOLÉCULAS

29. REPRESENTACIÓN DE REPRESENTACIÓN DE
MOLÉCULAS:MOLÉCULAS:DIAGRAMAS DE LEWISDIAGRAMAS DE LEWIS
Cl+Cl ClCl
O+O OOOO OOOO=
ClCl
_

30. ENLACE COVALENTE: CAPAS O REDESENLACE COVALENTE: CAPAS O REDES

31. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS
COVALENTESCOVALENTES
●Se pueden presentar en los tres estados de
agregación. Los sólidos suelen ser blandos y
con puntos de fusión y ebullición bajos.

32. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS
COVALENTESCOVALENTES
●Suelen ser solubles en disolventes orgánicos y
poco solubles en agua.
●No suelen ser conductores de la electricidad

33. EL ENLACE QUÍMICO: EL ENLACE QUÍMICO: ENLACE METÁLICOENLACE METÁLICO
Unión entre átomos de un metal que, convertidos
en cationes, comparten los electrones cedidos.
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +
+ + + + +

34. PROPIEDADES DE LOS METALESPROPIEDADES DE LOS METALES
●En la mayoría de los casos son sólidos de
altos puntos de fusión.
●Buenos conductores de la electricidad.
●Son dúctiles y maleables.
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-

35. Es la masa de una molécula (expresada
en unidades de masa atómica).
En el caso de compuestos iónicos se habla
de masa fórmula (la masa de la mínima
relación de átomos a partir de cuya
repetición se puede formar la red iónica).
MASA MOLECULARMASA MOLECULAR

36. CÁLCULO DE LA MASA MOLECULARCÁLCULO DE LA MASA MOLECULAR
Calcula la masa molecular del ácido fosfórico,
de fórmula H
3
PO
4
.
Datos de masas atómicas: H =1 u, P = 31 u, O =
16 u.
3 átomos de hidrógeno (H): 3 x 1 = 3
1 átomo de fósforo (P): 1 x 31 = 31
4 átomos de oxígeno (O): 4 x 16 = 64 +
98
Solución: Masa molecular del H
3
PO
4
: 98 u

37. COMPOSICIÓN CENTESIMAL DE UN COMPUESTOCOMPOSICIÓN CENTESIMAL DE UN COMPUESTO
Tanto por ciento en masa de cada uno de
los elementos que forman el compuesto
Se puede calcular fácilmente a partir de la
fórmula del compuesto y las masas
atómicas.

38. COMPOSICIÓN CENTESIMAL DE UN COMPUESTOCOMPOSICIÓN CENTESIMAL DE UN COMPUESTO
CÁLCULO
Calcula la composición centesimal del nitrato de
potasio, cuya fórmula es KNO
3
.
1 átomo de K = 1 x 39,1 = 39,1
1 átomo de nitrógeno = 1 x 14 = 14
3 átomos de oxígeno = 3 x 16 = 48+
101,1
% de K = x 100 = 38,68 %
39,1
101,1
% de N = x 100 = 13,84 %
14
101,1
% de O = x 100 = 47,48 %
48
101,1

39. DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA NATURALEZA
IES RICARDO DELGADO VIZCAÍNO
POZOBLANCO
www.fqrdv.blogspot.com