Unidad 2. Estructura atómica y enlace

Unidad 2. Estructura atómica y enlace

1. Unidad 2. ESTRUCTURA ATÓMICA Y ENLACE 2.1 LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS.

2. El estudio de la estructura atómica de la materia sirve para explicar las propiedades de los materiales. La materia está compuesta por átomos, que a efectos prácticos se consideraban partículas esféricas de 10-10m de tamaño. El átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. 2.1 LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS

3. En el átomo distinguimos dos partes: El  núcleo y la corteza . - El núcleo: es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón. 2.1 LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS

4. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z . - La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón. 2.1 LA ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS

5. Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones. 2.1.1. NÚMEROS ATÓMICOS

6. En  física y química, el número atómico​ de un elemento químico es el número total de  protones que tiene cada  átomo de ese elemento. Se suele representar con la letra  Z 2.1.1. NÚMEROS ATÓMICOS.

7. Se conoce como masa atómica a la masa que posee un átomo mientras éste permanece en reposo . En otras palabras, puede decirse que la masa atómica es aquella que surge de la totalidad de masa de los protones y neutrones pertenecientes a un único átomo en estado de reposo. Dentro del Sistema Internacional, la unidad que permite calcularla y reflejarla es la masa atómica unificada. 2.1.2.MASAS ATÓMICAS

8. Hemos visto que los protones y neutrones se encuentran en el núcleo del átomo. Veremos a continuación, cómo se distribuyen los electrones en la corteza del átomo: Los electrones se encuentran en ORBITALES, en cada uno de los cuales cabe un máximo de 2 electrones. Los orbitales se agrupan en 7 NIVELES ENERGÉTICOS de orden creciente . Cada nivel energético está formado por SUBNIVELES ENERGÉTICOS, llamados s, p, d y f. 2.2. LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS.

9. 2.2. LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS.

10. 2.2. LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS. El número de orbitales de cada uno de los subniveles y el número de electrones que caben en cada subnivel es el siguiente :

11. 2.2. LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS.

12. El término enlace  químico  es utilizado para referirse a la unión que existe entre dos átomos(los cuales pueden ser iguales o diferentes) con el fin de formar una molécula. Los átomos están compuestos por un núcleo atómico y a la vez están rodeados por electrones (los cuales tienen carga eléctrica negativa). 2.3. TIPOS DE ENLACES ATÓMICOS Y ENLACES MOLÉCULARES.

13. En un enlace químico existe la participación entre los electrones que componen a los átomos que se están entrelazando, debido a que es a través de ellos que los enlaces se unan, en términos químicos se dice que es una transferencia de electrones entre átomos el fenómeno que ocurre en un enlace químico . Hay dos tipos de enlaces: los primarios y los secundarios; Primarios se dividen en tres: el metálico, el covalente y el iónico. Los enlaces secundarios: son subdivisiones de los enlaces, y se consideran más débiles. 2.3. TIPOS DE ENLACES ATÓMICOS Y ENLACES MOLÉCULARES.

14. Un  enlace iónico o  electrovalente  es el resultado de la presencia de atracción  electrostática entre los iones de distinto signo, es decir, uno fuertemente electropositivo (baja energía de ionización) y otro fuertemente electronegativo (alta afinidad electrónica).  Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro. La atracción electrostática entre los iones de carga opuesta causa que se unan y formen un compuesto químico simple, aquí no se fusionan; sino que uno da y otro recibe. 2.4. ENLACE IÓNICO

15. Para que un enlace iónico se genere es necesario que la diferencia (delta) de electronegatividades sea mayor que 1,7 o igual . Principales Características Físicas: Conducción Eléctrica: Cuando se encuentra en el estado líquido o disuelto, son conductores de la electricidad . Se produce gracias a la disociación de los iones, quedando estos libres . En estado sólido, por el contrario, son aislantes eléctricos. Puntos altos de fusión y ebullición. Es debido a que sus iones están unidos muy fuertemente. 2.4. ENLACE IÓNICO

16. Un   enlace covalente  entre dos átomos se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, compartiendo electrones del último nivel (excepto el hidrógeno que alcanza la estabilidad cuando tiene 2 electrones). La diferencia de electronegatividad entre los átomos no es lo suficientemente grande como para que se produzca una unión de tipo iónica. Para que un enlace covalente se genere es necesario que la diferencia de electronegatividad entre átomos sea menor a 1,7. 2.5. ENLACE COVALENTE

17. De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se producen entre átomos de un mismo elemento no metal, entre distintos no metales y entre un no metal y el hidrógeno. Cuando átomos distintos de no metales se unen en una forma covalente, uno de ellos resultará más electronegativo que el otro, por lo que tenderá a atraer la nube electrónica del enlace hacia su núcleo, generando un dipolo eléctrico. Esta polarización permite que las moléculas del mismo compuesto se atraigan entre sí por fuerzas electrostáticas de distinta intensidad. 2.5. ENLACE COVALENTE

18. Principales Características Físicas Conducción Eléctrica: No son conductores en estado líquido. Es debido a que, la molécula que se forma es neutra. Comparten Electrones . Ductilidad: No se observa, ya que al aplicar un esfuerzo se produce solo fractura frágil, principalmente debido a que un corrimiento de planos atómicos necesariamente conduce a la destrucción el ordenamiento cristalino . 2.5. ENLACE COVALENTE

19. Un  enlace metálico es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan alrededor de éstos como una nube) de los metales entre sí. Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas. Se trata de líneas tridimensionales que adquieren estructuras tales como: la típica de empaquetamiento compacto de esferas(hexagonal compacta), cúbica centrada en las caras o la cúbica centrada en el cuerpo . 2.6. ENLACE METÁLICO

20. En este tipo de estructura cada átomo metálico está dividido por otros doce átomos (seis en el mismo plano, tres por encima y tres por debajo). Además, debido a la baja electronegatividad que poseen los metales, los electrones de valencia son extraídos de sus orbitales. Este enlace sólo puede estar en sustancias en estado sólido. 2.6. ENLACE METÁLICO

21. Principales Características Físicas Gran Movilidad de electrones. Conducción Eléctrica: al aplicar un voltaje a través de un cristal, los electrones de la “nube” débilmente enlazados, se moverán con facilidad produciendo una corriente. Ductilidad: Si observamos los átomos ordenados y empacados compactamente por planos, es fácil imaginar lo que ocurriría al aplicar un esfuerzo cortante; un plano se deslizara sobre el otro, sin producir fractura, pues las mismas fuerzas interatómicas operan después del desplazamiento. 2.6. ENLACE METÁLICO

22. El enlace van der waals , conocido también como fuerzas intermoleculares o fuerzas de dispersión, se observa principalmente en los polímeros y en algunos materiales de carácter no metálico (por ejemplo las arcillas). Se trata de enlaces débiles de carácter electrostático. En los enlaces iónicos o covalentes, siempre existe algún desequilibrio en la carga eléctrica en la molécula (ej. Agua.. positivo en el H+ y negativo en el O-2). Este mismo fenómeno se observa en el polietileno donde se manifiesta en los átomos de C e H. 2.7. ENLACE SECUNDARIO

23. El efecto es particularmente importante en moléculas complejas donde existen diferentes elementos (polímeros: C, H, O, N, F, Cl, S y otros ). Empacados compactamente por planos, es fácil imaginar lo que ocurriría al aplicar un esfuerzo cortante; un plano se deslizara sobre el otro, sin producir fractura, pues las mismas fuerzas interatómicas operan después del desplazamiento. 2.7. ENLACE SECUNDARIO

24. Algunas características Físicas Conducción Eléctrica: Escasa o nula, ya que prevalece el enlace original (covalente ). Ductilidad: Si, en el caso de los termoplásticos, facilitado precisamente por las fuerzas de van der waals . Tipo de enlace secundario. Es mucho mas débil que los tres enlaces primarios principales (iónico, covalente y metálico) 2.7. ENLACE SECUNDARIO