ÁTOMO
Es la parte más pequeña de un elemento, que conserva las propiedades del mismo.
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON
El
modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, fue el primer
modelo atómico con bases científicas, formulado en
1808 por
John Dalton. El siguiente modelo fue el
modelo atómico de Thomson.
Postulados de Dalton
Dalton explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples:
1
- La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
- Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
- Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
- Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
- Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
- Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.
Éxitos del modelo
- El modelo atómico de Dalton explicaba por qué las sustancias se combinaban químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones.
- Además el modelo aclaraba que aún existiendo una gran variedad de sustancias, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos.
- En esencia, el modelo explicaba la mayor parte de la química orgánica del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría combinatoria.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
Hasta
1897, se creía que los átomos eran la división más pequeña de la materia, cuando J.J Thomson descubrió el
electrón mediante su experimento con el
tubo de rayos catódicos.
1 El tubo de rayos catódicos que usó Thomson era un recipiente cerrado de vidrio, en el cual los dos
electrodos estaban separados por un vacío. Cuando se aplica una diferencia de tensión a los electrodos, se generan
rayos catódicos, que crean un resplandor fosforescente cuando chocan con el extremo opuesto del tubo de cristal. Mediante la experimentación, Thomson descubrió que los rayos se desviaban al aplicar un
campo eléctrico (además de desviarse con los
campos magnéticos, cosa que ya se sabía). Afirmó que estos rayos, más que
ondas, estaban compuestos por partículas cargadas negativamente a las que llamó "corpúsculos" (más tarde, otros científicos las rebautizarían como
electrones).
El tubo de rayos catódicos deThomson, en el que observó la desviación de los rayos catódicos por un
campo eléctrico.
Thomson creía que los corpúsculos surgían de los átomos del electrodo. De esta forma, estipuló que los átomos eran divisibles, y que los corpúsculos eran sus componentes. Para explicar la carga neutra del átomo, propuso que los corpúsculos se distribuían en estructuras anilladas dentro de una nube positiva uniforme; éste era el
modelo atómico de Thomson
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.
La experiencia de Rutherford consistió en bombardear con partículas alfa una finísima lámina de
oro. Las partículas alfa atravesaban la lámina de oro y eran recogidas sobre una pantalla de sulfuro de cinc.
La importancia del experimento estuvo en que mientras la mayoría de partículas atravesaban la lámina sin desviarse o siendo desviadas solamente en pequeños ángulos, unas cuantas partículas eran dispersadas a ángulos grandes hasta 180º.
El hecho de que sólo unas pocas radiaciones sufriesen desviaciones hizo suponer que las cargas positivas que las desviaban estaban concentradas dentro de los átomos ocupando un espacio muy pequeño en comparación a todo el tamaño atómico; esta parte del átomo con
electricidad positiva fue llamado núcleo.
Rutherford poseía
información sobre el tamaño, masa y carga del núcleo, pero no tenía información alguna acerca de la
distribución o posición de los electrones.
En el modelo de Rutherford, los electrones se movían alrededor del núcleo como los planetas alrededor del sol. Los electrones no caían en el núcleo, ya que la
fuerza de atracción
electrostática era contrarrestada por la tendencia del electrón a continuar moviéndose en línea recta. Este modelo fue satisfactorio hasta que se observó que estaba en contradicción con una información ya conocida en aquel momento:
de acuerdo con las leyes del electromagnetismo, un electrón o todo objeto eléctricamente cargado que es acelerado o cuya dirección lineal es modificada, emite o absorbe radiación electromagnética.
El electrón del átomo de Rurherford modificaba su dirección lineal continuamente, ya que seguía una trayectoria circular. Por lo tanto, debería emitir
radiación electromagnética y esta radiación causaría la disminución de la energía del electrón, que en consecuencia debería describir una trayectoria en espiral hasta caer en el núcleo.
Número atómico:
Es el número entero positivo que es igual al número total de protones en el núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z . El número atómico es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo: su carga nuclear.
En un átomo el número de electrones ha de ser igual al de protones. De este modo, el número atómico también indica el número de electrones y define la configuración electrónica de los átomos.
Número másico:
o número de masa representa el número de los protones y neutrones del átomo. Se simboliza con la letra A
A= Z+ N
Masa atómica= Protones + Neutrones
Un átomo se representa colocando como subíndice el nº atómico (Z) y el nº másico (A) como superíndice
A X
Z
Ejemplo: 40 K
19
Isótopos:
Los isótopos son átomos que tienen igual número atómico (número de protones en el núcleo) pero diferente número másico (suma del número de neutrones y el de protones en el núcleo). Por lo tanto difieren en el número de neutrones.
(eso explica los pesos atómicos con decimales)
Masa atómica
La masa atómica puede ser considerada como la masa total de protones y neutrones en un solo átomo
Actualmente se define la unidad de masa atómica (uma) como 1/12 de la masa del C12.
Corteza atómica
Es la parte externa de un átomo, región que rodea al núcleo atómico, y en la cual gravitan los electrones. Los electrones poseen carga eléctrica negativa, están distribuidos en capas y cabe un máximo de 2n2 electrones siendo n el nº de la capa.
¿Como se rellenan las capas del átomo con electrones?
DIAGRAMA DE MOELLER : Se trata de una regla mnemotécnica para conocer el orden de llenado de los orbitales :
Electrones de valencia
La unión entre los átomos se realiza mediante los electrones de la última capa exterior, que reciben el nombre de electrones de valencia.
La unión consiste en que uno o más electrones de valencia de algunos de los átomos se introduce en la esfera electrónica del otro.
Los átomos tienden a tener la última capa completa. Es decir 8 electrones en la última capa.
Iones
Un ión es un átomo o molécula que tienen una carga eléctrica. Los iones con carga negativa se denomina aniones. Cl- y los que tienen carga positiva se denominancationes. Na+
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Historia de la
Tabla periódica
Clasificación de elementos químicos
Un elemento químico es un tipo de materia, constituida por átomos de la misma clase.
Se conocen más de 103 y se ordenan en una tabla en orden creciente de números atómicos...
En el Sistema Periódico se distinguen:
Grupos o familias ( son 18 columnas verticales)
Periodos (son 7filas)
Clasificación de los elementos por su aspecto:
Metal: Se usa para denominar a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, tiene un color característico y brillo metálico, son dúctiles y maleables, poseen alta densidad, y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes en disolución...)
Clasificación de los elementos por su aspecto:
No metal:Se usa para denominar a los elementos químicos caracterizados por ser malos conductores del calor y la electricidad, no tienen un color característico , no son dúctiles y maleables, sus sales forman iones electronegativos (aniones en disolución...).
Dentro de este grupo se incluyen los gases nobles.
Enlaces químicos
Un enlace químico es el proceso físico (fuerza) responsable de las interacciones atractivas entre átomos y moléculas, y que confiere estabilidad a los compuestos químicos
Iónico
Covalente
Metálico
La clasificación más fundamental de los elementos químicos es en metales y no metales.
Los metales se caracterizan por su apariencia brillante, capacidad para cambiar de forma sin romperse (maleables) y una excelente conductividad del calor y la electricidad.
Los no metales se caracterizan por carecer de estas propiedades físicas aunque hay algunas excepciones (por ejemplo, el yodo sólido es brillante; el grafito, es un excelente conductor de la electricidad; y el diamante, es un excelente conductor del calor).
Las características químicas son: los metales tienden a perder electrones para formar iones positivos y los no metales tienden a ganar electrones para formar iones negativos. Cuando un metal reacciona con un no metal, suele producirse transferencia de uno o más electrones del primero al segundo.
Propiedad de los metales
Poseen bajo potencial de ionización y alto peso específico
Por regla general, en su último nivel de energía tienen de 1 a 3 electrones.
Son sólidos a excepción del mercurio (Hg), galio (Ga), cesio (Cs) y francio (Fr), que son líquidos
Presentan aspecto y brillo metálicos
Son buenos conductores del calor y la electricidad
Son dúctiles y maleables, algunos son tenaces, otros blandos
Se oxidan por pérdida de electrones
Su molécula está formada por un solo átomo, su estructura cristalina al unirse con el oxígeno forma óxidos y éstos al reaccionar con el agua forman hidróxidos
Los elementos alcalinos son los más activos
Propiedades generales de los no-metales
Tienen tendencia a ganar electrones
Poseen alto potencial de ionización y bajo peso específico
Por regla general, en su último nivel de energía tienen de 4 a 7 electrones
Se presentan en los tres estados físicos de agregación
No poseen aspecto ni brillo metálico
Son malos conductores de calor y la electricidad
No son dúctiles, ni maleables, ni tenaces
Se reducen por ganancia de electrones
Sus moléculas están formadas por dos o más átomos
Al unirse con el oxígeno forman anhídridos y éstos al reaccionar con el agua, forman oxiácidos
Los halógenos y el oxígeno son los más activos
La tabla periódica de los elementos fue propuesta por Dimitri Mendeleiev y Julius Lothar Meyer quienes, trabajando por separado, prepararon una ordenación de todos los 64 elementos conocidos, basándose en la variación de las propiedades químicas (Mendeleiev) y físicas (Meyer) con la variación de sus masas atómicas. En la Tabla periódica de Mendeleiev los periodos (filas diagonales y oblicuas) no tenían siempre la misma longitud, pero a lo largo de los mismos había una variación gradual de las propiedades, de tal forma que los elementos de un mismo grupo o familia se correspondían en los diferentes periodos. Esta tabla fue publicada en 1869, sobre la base de que las propiedades de los elementos son función periódica de sus pesos atómicos.
La tabla periódica es un esquema que incluye a los elementos químicos dispuestos por orden de número atómico creciente y en una forma que refleja la estructura de los elementos.
Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales, llamadas periodos, y en 18 columnas verticales, llamadas grupos.
El primer periodo (la primera hilera), que contiene dos elementos, el hidrógeno y el helio, y los dos periodos siguientes, cada uno con ocho elementos, se llaman periodos cortos.
Los periodos restantes, llamados periodos largos, contienen 18 elementos en el caso de los periodos 4 y 5, o 32 elementos en el del periodo 6.
El periodo largo 7 incluye el grupo de los actínidos, que ha sido completado sintetizando núcleos radiactivos más allá del elemento 92, el uranio.
Los grupos o columnas verticales de la tabla periódica se clasifican tradicionalmente de izquierda a derecha utilizando números romanos seguidos de las letras 'A' o 'B', en donde la 'B' se refiere a los elementos de transición.
Todos los elementos de un grupo presentan una gran semejanza y, por lo general, difieren de los elementos de los demás grupos. Por ejemplo, los elementos del grupo IA, a excepción del hidrógeno, son metales con valencia química +1; mientras que los del grupo VIIA, exceptuando el astato, son no metales, que normalmente forman compuestos con valencia -1.
TABLA PERIÓDICA INTERACTIVA
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TIPOS DE ENLACE
Es una unión que resulta de la presencia de fuerza de atracción electrostática entre los iones de distinto signo, es decir uno positivo y otro negativo . Eso se da cuando en el enlace, uno de los átomos capta electrones del otro.
Propiedades de los compuestos iónicos:
- Temperaturas de fusión y ebullición muy elevadas. Sólidos a temperatura ambiente.
- La red cristalina es muy estable por lo que resulta muy difícil romperla.
- Son duros (resistentes al rayado).
- No conducen la electricidad en estado sólido, los iones en la red cristalina están en posiciones fijas, no quedan partículas libres que puedan conducir la corriente eléctrica...
- Son solubles en agua por lo general, los iones quedan libres al disolverse y puede conducir la electricidad en dicha situación.
- Al fundirse también se liberan de sus posiciones fijas los iones, pudiendo conducir la electricidad.
Se produce por compartición de electrones entre dos átomos.
Propiedades de los compuestos covalentes:
- Se pueden presentar en estado sólido, líquido o gaseoso a temperatura ambiente.
- En general, sus puntos de fusión y ebullición no son elevados, aunque serán mayores cuando las fuerzas intermoleculares que unen a las moléculas sean más intensas.
- Suelen ser blandas, pues al rayarlas se rompen las fuerzas intermoleculares.
- La solubilidad es variable.
- En general, son malos conductores de la electricidad. (más información)
Los electrones de valencia desprendidos de los átomos forman una nube de electrones que puede desplazarse a través de toda la red. De este modo todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve.
Propiedades de los metales
- Son conductores de la electricidad.
- La mayoría de ellos son de color grisáceo
- Maleabilidad: capacidad de los metales de hacerse láminas al ser sometidos a esfuerzos de compresión.
- Ductilidad: propiedad de los metales de moldearse en alambre al ser sometidos a esfuerzos de tracción.
- Tenacidad: resistencia que presentan los metales a romperse al recibir golpes, etc.
Materiales para trabajar el tema
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Calificación general
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FORMULACIÓN
Es el conjunto de reglas que se emplean para la representación simbólica de los compuestos químicos
NOMENCLATURA
Es la forma de nombrar dichos compuestos.
VALENCIA
Es el número de electrones que puede ganar o perder un átomo al combinarse con otro
MASA MOLECULAR
La masa molecular se determina sumando las masas atómicas de los elementos cuyos átomos constituyen una molécula de dicha sustancia
Cálculo de la masa molecular de una sustancia
- Para calcularla debemos saber las masas atómicas de cada uno de los elementos que intervienen en el compuesto.
- Empezaremos por uno de los lados de la fórmula, por ejemplo el izquierdo...
- Multiplicaremos el subíndice del elemento (cuando no existe se asume que es 1) por la masa atómica del mismo.
- Procederemos de la misma forma con todos los elementos.
- Sumaremos los resultados de todas las multiplicaciones y de esta forma tendremos la masa molecular expresada en unidades de masa atómica ('uma' o 'u'). ejemplo
Más ejemplos resueltos
Ejemplos: Calcule la masa molar de los siguientes compuestos.
KOH (hidróxido de potasio)
| K | 1 x 39.10 = | 39.10 |
| O | 1 x 16.00 = | 16.00 |
| H | 1 x 1.01 = | 1.01 + |
| 56.11 g |
Cu3(PO4)2 (sulfato de cobre II)
| Cu | 3 x 63.55 = | 190.65 |
| P | 2 x 30.97 = | 61.04 |
| O | 8 x 16 = | 128 + |
| | 379.69 g |
|
