àtoms i molècules

1

3-ÀTOMS I MOLÈCULES

Lurdes Morral

2

0-SUBSTÀNCIES PURES

Diferència entre compost i mescla

Mescla: Els constituents es poden trobar en qualsevol proporció i mantenen les seves propietats característiques.

Compost: Els constituents es troben sempre en la mateixa proporció i la substància final és una nova substància pura de propietats totalment diferents.

www

3

0-SUBSTÀNCIES PURES

Per separar els components d’una mescla s’utilitzen mètodes físics.

Compost

Mescla

4

0-SUBSTÀNCIES PURES

5

0-SUBSTÀNCIES PURES

6

0-SUBSTÀNCIES PURES

www

7

• La matèria està formada per àtoms.

• Els àtoms són indivisibles i no es modifiquen en les reaccions químiques.

• Els àtoms d’elements químics diferents són diferents.

• Els compostos es formen per la unió d’àtoms d’elements diferents en una relació numèrica senzilla.

1-MODELS ATÒMICS

1.1-MODEL ATÒMIC DE DALTON (1803)

• Tots els àtoms d’un mateix element químic són iguals.

8

L’àtom és una esfera uniformed’electricitat positiva on s’hi trobenels electrons com panses de corinti.

1-MODELS ATÒMICS

1.2-MODEL ATÒMIC DE THOMSON (1904)

Llança partícules α sobre làmina d’or:•La majoria, travessen sense desviar-se•Algunes es desvien•1 de cada 20000 rebota

Experiència de Rutherford:

www

9

• La major part de la massa i tota la càrrega positivade l’àtom està concentrada en el nucli. (10-15m)

• L’àtom molt més gran (10-10m) que el nucli té una escorçaelectrònica on hi ha els electrons en òrbites circulars.

• L’àtom és neutre perquè el nombre d’electrons és igual al de protons.

1-MODELS ATÒMICS

1.3-MODEL ATÒMIC DE RUTHERFORD (1911)

L’àtom no pot ser massís

Àtom/Rutherford

www

10

1-MODELS ATÒMICS

1.4-MODEL ATÒMIC DE BOHR (1913)

Chadwick, 1932 descobreix el neutró

Bohr proposa un model de l’àtom de tipus planetari, on els electrons giren al voltant del nucli distribuïts en diferents òrbites circulars. A cada òrbita li correspon un nivell d’energia.

Els àtoms són elèctricament neutres

Àtom/Bohr

www

11

1-MODELS ATÒMICS

www

www

12

Protons: p, tenen càrrega positiva ⊕

Nucli:Neutrons: n, no tenen càrrega

Escorça: Electrons: e, tenen càrrega negativa - massa molt petita

Nombre d’electrons = Nombre de protons

1-MODELS ATÒMICS

L’INTERIOR DELS ÀTOMS

tenen masses semblants

(molt petit, té quasi tota la massa)

13

2-NOMBRE ATÒMIC I NOMBRE MÀSSIC

2.1- NOMBRE ATÒMIC, Z

És el nombre de protons que hi ha en el nucli d’un àtom.Identifica els àtoms d’un element.Si l’àtom és neutre nº protons= nº electrons

2.2- NOMBRE MÀSSIC, A

És el nombre de partícules que té el nucli

A= nº protons + nº neutrons

Pràcticament coincideix amb la massa de l’àtom (els electrons tenen una massa molt petita)

nº neutrons = A - Z XAZ

estructura i construir átomos

www

14

2-NOMBRE ATÒMIC I NOMBRE MÀSSIC

2.3- ISÒTOPS

Àtoms que tenen el mateix nombre atòmic, Z (mateix element), però diferent nombre màssic, A.Igual nº de protons però nombre diferent de neutrons.

H11

H21

H31

15

2-NOMBRE ATÒMIC I NOMBRE MÀSSIC

2.4- MASSA ATÒMICA RELATIVA D’UN ELEMENT, Ar

16

3-ESCORÇA ATÒMICA

Ocupa quasi tot el volum de l’àtom.Els electrons es distribueixen en capes o nivells.

3.1- ELECTRONS DE VALÈNCIA

Són els electrons de l’ultima capa i són els responsables de les propietats i de la reactivitat dels elements.

3.2- IONS

Àtoms que han perdut o guanyat electrons. Poden ser:

CATIONS: ió positiu (l’àtom perd electrons) ex: Ca2+

ANIONS: ió negatiu (l’àtom guanya electrons) ex: F-

www

www

17

4-LA TAULA PERIÒDICA

18

4-LA TAULA PERIÒDICA

19

4-LA TAULA PERIÒDICA

Va trobar similituds de propietats físiques i químiques similars en grups de 3 elements. El del mig tenia propietats intermèdies dels altres dos

Tríades de Dobereiner (1829)

20

4-LA TAULA PERIÒDICA

Newlands (1863)

Llei de les octaves: Observa una variació gradual de les propietats en disposar els elements en files de set elements ordenats per massa atòmica. El vuitè element té propietats similars al primer de la fila anterior

No es coneixien els gasos nobles i no es trobaven llocs per elements acabats de descobrir

21

4-LA TAULA PERIÒDICA

Meyer (1869) i Mendelejev

Simultàniament, l’alemany Meyer i el rus Mendelejev van proposar una taula on ordenaven els elements en ordre creixent de massa atòmica. Col·locaven en la mateixa columna els que tenen propietats semblants.Van deixar espais buits en previsió de posteriors descobriments

22

Va predir l’existència de l’ekaalumini= gal.li i del ekasilici=germani, i de les seves propietats

Quan es van descobrir el Sc, Ga i Ge entre 1874 i 1885, es va demostrar la gran exactitud de les prediccions de Mendeleiev

4-LA TAULA PERIÒDICA

Mendelejev

Un inconvenient de la taula de Mendeleiev era que alguns elements els havia de col·locar en desordre de massa per tal que les propietats coincidissin

Moseley, 1913

1871 - 63 elements

Proposa ordenar-los per nombre creixent de nombre atòmic

23

4-LA TAULA PERIÒDICA

En vida va tenir un element amb el seu nom

24

4-LA TAULA PERIÒDICA

Moseley, proposa ordenar els elements pel nombre atòmic, Z.

7 períodes

18 grupsZ

ACTUAL

www

www

25

Metalls No-metallsAlumini: Al Argent plata: Ag Bari: Ba Calci: Ca Coure: CuCobalt: Co Crom: Cr Estany: Sn Ferro: Fe Liti: Li Magnesi: MgManganès: Mn

Mercuri: HgNíquel: NiOr : AuPlatí: PtPlom: PbPotassi: KSodi: NaTitani: TiTungstè: WUrani: UZinc: Zn

Argó : ArArsènic: AsBor: BBrom : BrCarboni: CClor: ClFluor: FFòsfor: PHeli: HeHidrogen: HIode : I

Neó: NeNitrogen: NOxigen: O Silici: SiSofre: S

Sòlid- Líquid- Gas

4-LA TAULA PERIÒDICA

26

5-PROPIETATS DELS ELEMENTS

5.1-METALLS I NO-METALLS

Els elements d’un mateix grup tenen els mateixos electrons de valència i per tant, tenen propietats químiques semblants

27

Nombre atòmic

Massa atómica (U)

Símbol

Nom

Metalls

No metalls

Gasos nobles

Lantànids

Actínids

Alcalins

Alcalino-terris

Metalls de transició

Halogens

Gasos nobles

5-PROPIETATS DELS ELEMENTS

28

METALLS

5-PROPIETATS DELS ELEMENTS

Fotos elements

www

www

www

29

METALLS

5-PROPIETATS DELS ELEMENTS

30

METALLS

5-PROPIETATS DELS ELEMENTS

31METALLS

NO-METALLS

5-PROPIETATS DELS ELEMENTS

32

NO-METALLS

5-PROPIETATS DELS ELEMENTS

33

•Excepte el mercuri que és líquid la resta són sòlids •Són dúctils (formar fils) i mal·leables (formar làmines)•Acabats de tallar presenten un aspecte brillant.•Són bons conductors de la calor i l’electricitat.•Normalment s’utilitzen en forma d’aliatges.

Propietats dels no-metalls:

•Són mals conductors de la calor i l’electricitat (excepte grafit).•Molts d’ells són gasos (nitrogen, oxigen). El brom és líquid i la resta són sòlids.

Propietats dels metalls:

5-PROPIETATS DELS ELEMENTS

www

34

6-REGULARITAT EN LES PROPIETATS

MIDA DELS ÀTOMS:

Disminueix en un període

Augmenta en baixar en un grup

35

7-PER QUÈ S’UNEIXEN ELS ÀTOMS?

36

7-PER QUÈ S’UNEIXEN ELS ÀTOMS?

37

7-PER QUÈ S’UNEIXEN ELS ÀTOMS?

Es denomina enllaç químic la unió entre àtoms, molècules o ions.

38

7.1-REGLA DE L’OCTET

7-PER QUÈ S’UNEIXEN ELS ÀTOMS?

Els àtoms volen tenir 8 electrons a l’ultima capa, és a dir, 8 electrons de valència , OCTET (distribució electrònica més estable, de menys energia).

En funció del grup on estan els elements tenen un nombre d’electrons a la capa de valència.

1 2 13 14 15 16 17 18

39

7-PER QUÈ S’UNEIXEN ELS ÀTOMS?

Per aconseguir 8 electrons de valència, hi ha 2 possibilitats.

Element de l’esquerra (metall) amb element de la dreta (no-metall).

generós

egoista

Li sobra un electró, per tenir la capa plena

Li falta un electró, per tenir la capa plena

ENLLAÇ IÒNIC

2 elements de la dreta (no-metalls) o no-metall + hidrogen

egoista

egoista

Li falten 2 electrons, per tenir la capa plena

Li falten 2 electrons, per tenir la capa plena

ENLLAÇ COVALENTcomparteixen

40

8-MOLÈCULES I CRISTALLS

8.1-LES MOLÈCULES

Formades per un nombre definit d’àtoms.Diatòmiques, triatòmiques....

Molècules d’elements: formades per àtoms iguals (boles del mateix color)

Molècules de compostos: formades per àtoms diferents (boles de diferent color)

Molècules

www

41

8-MOLÈCULES I CRISTALLS

8.2-CRISTALLS O XARXES CRISTAL·LINES

Formades per un nombre variable, molt gran, d’àtoms, molècules o ions.

42

9-ENLLAÇ IÒNIC

Els metalls perden electrons, formant cations.Els no-metalls guanyen electrons, formant anions.

Transferència d’electrons

Els ions, amb càrregues oposades, s’uneixen per forces elèctriques, formant cristalls iònics.

Atracció elèctrica entre ions de diferent signe.

A+ B-

Àtoms de METALL (generós) (Cedeixen e- )

Àtoms de NO-METALL (egoista) (Agafen e-)

CATIONS (Càrrega positiva)

A+

ANIONS (Càrrega negativa)

B-

43

9-ENLLAÇ IÒNIC

9.1-ESQUEMA DE FORMACIÓ D’ENLLAÇ IÒNIC

44

EXEMPLE: Formació del clorur de sodi

Na Cl

Na+Cl-

Cedeix el seu electró de la última capa al clor

Agafa l’ electró del sodi i completa la última capa

9-ENLLAÇ IÒNIC

www

www

45

-

--

-

--

-

-

-

-

+

++

+++

+ + +

9-ENLLAÇ IÒNIC

Cristall de clorur de sodi

46

•Són sòlids a temperatura ambient.

•Tenen punts de fusió elevats.

•Són durs (difícils de ratllar).

•Són solubles en aigua .

•Fosos o en dissolució,

condueixen el corrent elèctric En

canvi, en estat sòlid no són

conductors.

Les entitats fonamentals d’aquests compostos són els ions; per tant, no formen molècules.Ex: sal (NaCl)

9.2-PROPIETATS DELS COMPOSTOS IÒNICS

9-ENLLAÇ IÒNIC

47

10-ENLLAÇ COVALENT

Compartició d’electrons2 no-metalls o no-metall i hidrogen. Volen completar l’octet, però cap cedeix electrons. Cal compartir-los.

F F

Molècula de fluor F- F

F2

Cada àtom de fluor té 7 electrons. N’hi falta 1 per l’octet. Comparteix un electró amb l’altre àtom de fluor formant una molècula.

48

10-ENLLAÇ COVALENT

Li falten 4 electrons.S’ha d’unir a 4 hidrògens.

49

10-ENLLAÇ COVALENT

10.1-PROPIETATS DELS COMPOSTOS COVALENTS

Substàncies moleculars

•Formades per molècules. Ex: H2, O2, H2O, NH3, S8

•Gasos,líquids o sòlids amb punts de fusió baixos i tous•No condueixen calor ni electricitat•Poc solubles en aigua•Solubles en dissolvents apolars

50

11- L’ENLLAÇ METÀL·LIC

Els àtoms dels metalls, cedeixen els electrons per completar l’octet. Aquests electrons formen un núvol electrònic o gas electrònic en què es troben immersos els ions positius.

Els cations formen xarxes tridimensionals compactes.

www

51

11- L’ENLLAÇ METÀL·LIC

11.1-PROPIETATS DELS METALLS

•Són sòlids excepte el mercuri.•Bons conductors de la calor i l’electricitat (electrons lliures)•Són dúctils i mal·leables. •Tenen lluïssor metàl·lica

52

12-FÓRMULES. MASSA MOLECULAR.

12.1- FÓRMULA MOLECULAR

Indica el nombre real d’àtoms de cada element que hi ha a la molècula.

CCl4

12.2- FÓRMULA EMPÍRICA

Indica la proporció en què es troben els àtoms de cada element.

53

12-FÓRMULES. MASSA MOLECULAR.

12.2- MASSA MOLECULAR

12.3- COMPOSICIÓ CENTESIMAL

Indica el % de la massa que correspon a cada element del compost.