Atomos, Moléculas

y Vida

Cuatro Términos Claves

¡¡¡Debes conocerlos bien!!!

• Elemento

• Átomo

• Compuesto

• Molécula

La Terminología de la Materia

Materia: Término común para “sustancia”

Átomo: Menor cantidad de “materia”

Hay 92 tipos de átomos diferentes.

Forman 92 elementos distintos

• Materia que no puede ser subdividida

• Hierro, Oxígeno, Carbono, etc.

Tres Partículas Subatómicas

Protón:Protón:

Neutrón:Neutrón:

Electrón:Electrón:

• PesadoPesado• PositivoPositivo

• PesadoPesado• NeutroNeutro

• LivianoLiviano• NegativoNegativo

Los átomos difieren en elnúmero de protones

Los elementos pueden variar en electrones y neutrones, pero no en protones

El elemento carbono está formado por átomos con 6 protones

• Número Atómico = 6• Todos los átomos con 6 protones = carbono• Todos los átomos de carbono tienen 6 protones

Variación en el nº de electrones: iones

Chapter 2 6

El número atómico (Z) corresponde al número de El número atómico (Z) corresponde al número de protones contenido en el núcleo y determina a protones contenido en el núcleo y determina a qué elemento pertenece un átomo. Como en un qué elemento pertenece un átomo. Como en un átomo neutro la cantidad de protones es igual a átomo neutro la cantidad de protones es igual a la de electrones, el Z de un átomo también la de electrones, el Z de un átomo también describe el número de electrones.describe el número de electrones.

El número másico (A) es la suma del número de El número másico (A) es la suma del número de protones y de neutrones que hay en el núcleo y protones y de neutrones que hay en el núcleo y determina la masa atómica. determina la masa atómica.

A = p+ + nA = p+ + n

Chapter 2 7Ejemplo: Ejemplo: Describir la estructura electrónica del Describir la estructura electrónica del átomo de cloro, y la de su núcleo, átomo de cloro, y la de su núcleo, sabiendo que A = 35 y Z=17.sabiendo que A = 35 y Z=17.Z = 17 significa que el átomo posee 17 Z = 17 significa que el átomo posee 17 electrones.electrones.

Para el núcleo: Para el núcleo: A=35 (protones + A=35 (protones + neutrones)neutrones)

Z=17 (Protones)Z=17 (Protones) n=18 (neutrones)n=18 (neutrones)

Chapter 2 8

Se sugiere escribir A y Z como supraíndice y Se sugiere escribir A y Z como supraíndice y subíndice, respectivamente, del símbolo que subíndice, respectivamente, del símbolo que representa al elemento. Por ejemplo, para el cloro:representa al elemento. Por ejemplo, para el cloro:

En un átomo neutro la cantidad de protones es igual a En un átomo neutro la cantidad de protones es igual a la cantidad de electrones. En determinadas la cantidad de electrones. En determinadas condiciones, es posible que los átomos pierdan o condiciones, es posible que los átomos pierdan o ganen electrones transformándose en especies ganen electrones transformándose en especies químicas denominadas iones.químicas denominadas iones.

Un ión es un átomo o grupo de átomos que tienen Un ión es un átomo o grupo de átomos que tienen carga eléctrica positiva o negativa.carga eléctrica positiva o negativa.

Chapter 2 9

EjerciciosEjerciciosConteste estas preguntas sin consultar en el texto.Conteste estas preguntas sin consultar en el texto.1- ¿Qué partículas subatómicas principales constituyen el átomo?1- ¿Qué partículas subatómicas principales constituyen el átomo?

2- ¿Qué carga tiene cada una de las partículas?2- ¿Qué carga tiene cada una de las partículas?

3- ¿Cuál de las partículas tiene mayor masa?3- ¿Cuál de las partículas tiene mayor masa?

4- ¿Cuál de las partículas tiene menor masa?4- ¿Cuál de las partículas tiene menor masa?

Chapter 2 10

Cuando los átomos de un elemento pierden Cuando los átomos de un elemento pierden uno o más electrones, quedan con un uno o más electrones, quedan con un mayor número de cargas positivas mayor número de cargas positivas (protones), dando origen a los iones (protones), dando origen a los iones positivos. Un ión positivo se llama catión. positivos. Un ión positivo se llama catión.

Chapter 2 11

Si los átomos de un elemento no metálico Si los átomos de un elemento no metálico reciben uno o más electrones, quedan con reciben uno o más electrones, quedan con un exceso de cargas negativas un exceso de cargas negativas (electrones), dando origen a los iones (electrones), dando origen a los iones negativos. Un ión negativo se llama anión.negativos. Un ión negativo se llama anión.

Chapter 2 12

EJERCICIOSEJERCICIOS

3. ¿Cuántos protones, neutrones y electrones hay en los 3. ¿Cuántos protones, neutrones y electrones hay en los siguientes átomos?siguientes átomos?

Utilice su tabla periódica y el símbolo correspondiente.Utilice su tabla periódica y el símbolo correspondiente.

a) Silicio ____________________________________________a) Silicio ____________________________________________b) Fósforo_____________________________________________b) Fósforo_____________________________________________c) Cromo______________________________________________c) Cromo______________________________________________d) Yodo_______________________________________________d) Yodo_______________________________________________e) Níquel______________________________________________e) Níquel______________________________________________

Chapter 2 13

1.1. Modelos AtómicosModelos Atómicos

Hidrógeno (H)Hidrógeno (H) Helio (He)Helio (He)NúcleosNúcleos

Capa

Electrónica

Diferentes Diferentes Tipos de Atomos de Atomos

Helio

Max 2eMax 2e--Max 2eMax 2e--

Carbono

+7p+7p++

+4p+4p++

+2p+2p++

capa electrónica más interna

+4e+4e--

+4n+4n±±

+2n+2n±±

+2e+2e--

Oxígeno Max 8eMax 8e--Max 8eMax 8e--

+7e+7e--

+8n+8n±±

Fósforo

+5p+5p++

+5e+5e--

+4n+4n±±

Calcio

22ee--

22nn 22pp++6e6e--

66nn 6p 6p++

8e8e--

88nn 8p 8p++15e15e--

1616nn 15p 15p++20e20e--

2020nn 20p 20p++

Enlaces Químicos

Unión reversible entre átomos

Los átomos a menudo se unen entre sí

Resultado: una partícula más compleja

• Molécula — átomos unidos por enlaces químicos

• átomos idénticos — elemento

• átomos diferentes — compuesto

Enlace Covalente — electrones compartidos

Enlace Iónico — transferencia total de electrones

Enlaces Químicos

Los enlaces involucran a electronesLos enlaces involucran a electrones

Se requiere un par de electrones por enlace.

Se comportan según “ley del octeto”

Si se acercan a 8 en la capa más externa• Atraen más electrones

Si son menos de 4 en la capa externa• Atraen a menos electrones

Enlaces covalentes

(a) En el gas hidrógeno, se comparte un electrón de cada átomo de hidrógeno, para formar un enlace covalente sencillo. La molécula de hidrógeno resultante se representa como H–H ó H2.

(a) En el gas hidrógeno, se comparte un electrón de cada átomo de hidrógeno, para formar un enlace covalente sencillo. La molécula de hidrógeno resultante se representa como H–H ó H2.

(b) En el gas oxígeno, dos átomos de oxígeno comparten cuatro electrones, para formar un doble enlace.(O=O u O2).

(b) En el gas oxígeno, dos átomos de oxígeno comparten cuatro electrones, para formar un doble enlace.(O=O u O2).

Formación de la molécula de oxígenoFormación de la molécula de oxígeno

Átomo de OxígenoÁtomo de Oxígeno Átomo de OxígenoÁtomo de Oxígeno

Molécula de Oxígeno Molécula de Oxígeno (O2)

Enlace Iónico en NaCl

(b) El Sodio pierde un electrón; el cloro gana un electrón. El Sodio se convierte en ión positivo; el cloro en ión negativo.

(a) El Sodio tiene sólo un electrón en su última capa; el cloro tiene 7.

(a) El Sodio tiene sólo un electrón en su última capa; el cloro tiene 7.

±±++

––

±±++±±++±±++ ±±++±±++±±

++±±++

––

––

–– ––––

––

±±++

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±±++

––

±±++±±++±±++ ±±++±±++±±

++±±++

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±±++

––

––

––––

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––

––

––––

––

Enlace Iónico en NaCl

±±++

––

±±++±±++±±++ ±±++±±++±±

++±±++

––

––

–– ––––

––

±±++

––

––

––

––

SodioSodio#e=2+8+1=#p

±±++

––

±±++±±++±±++ ±±++±±++±±

++±±++

––

––

–– ––––

––

±±++

––

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––––

––

––

––

––––

––Cloro#e=2+8+7=#p

––

––

Ión sodio #e=#p-1

Cloruroion #e=#p+1

––

Electróntotalmente transferido

Carganegativa

Cargapositiva

El agua es CovalenteEl agua es Covalente

Un par de electrones forman enlace covalente

Pasan un tiempo conuno, luego con el

otro átomo.

Menos tiempo con H, más tiempo con el O

Causa la polaridad de la molécula de H2O

Molécula de agua HMolécula de agua H22OO

H HO

OxígenoOxígeno

HidrógenosHidrógenos

Chapter 2 25

Chapter 2 26

Mabel S.C.10/04/23

26

Según el Modelo Cinético MolecularModelo Cinético Molecular: Toda la materia esta formada por partículas muy pequeñas llamadas ÁTOMOSÁTOMOS, que están en continuo movimiento y pueden interactuar entre si con fuerzas de mayor o menor intensidad formando MOLÉCULASMOLÉCULAS

ÁTOMO

La materia está formada por átomos y produce electricidad

Chapter 2 27

Mabel S.C.10/04/23

27

Los elementos químicos están formados por átomos, pequeños e indivisibles

Un elemento químico esta formado por átomos idénticos en su masa y propiedades.

Los átomos conservan su identidad en los cambios químico, son indestructibles

Los compuestos se forman con átomos diferentes, formando moléculas

1. MODELO ATÓMICO DALTON

J. Dalton 1810, propone teoría atómica e indica que:

Chapter 2 28

Mabel S.C.10/04/23

28RAYOS CATÓDICOS: CARGAS (-) DE LOS ÁTOMOS

Tubo de vidrio al vacío, con fuente de alto voltaje, que conduce electricidad emitiendo una débil luz, el rayo catódico en la pared opuesta al cátodo

ánodo + Para conexión con bomba de vacío

Fuente de poder de energía

Cátodo (-)

J.Thomson, indica:

1. La luz de los rayos catódicos se producen en el anodo

2. Los rayos hacen girar una rueda en su trayectoria.

3. Eran desviados por acción eléctrica a la placa positiva.

4. Los rayos catódicos tienen las mismas características

W. Crookes invento el tubo de rayos catódicos en 1869

Chapter 2 29

Mabel S.C.10/04/23

29TUBO DE RAYOS CATÓDICOS, THOMSOM-STONEY

TUBO DE RAYOS CATÓDICOS CON CATODO PERFORADO

Chapter 2 30

Mabel S.C.10/04/23

30 2.MODELO ATÓMICO DE THOMSON

El átomo esta formado por una esfera con cargas positiva e incrustaciones de cargas negativas.

En 1904, Thomson, postuló que:

Thomson 1897, descubre las partículas subatómicas negativas del átomo y dice que no son indivisibles como decía Dalton

DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN

Chapter 2 31

Mabel S.C.10/04/23

31

TUBO DE RAYOS CANALES

Dice que hay rayos en dirección opuesta a los rayos catódicos, los rayos canales

Thomson experimenta con hidrógeno y obtiene partículas positivas, los protones, que tienen carga igual que los electrones pero con signo contrario.

RAYOS CANALES: LAS CARGAS (+) DEL ÁTOMO

Fuente de energía

Cátodo (-) perforado

Ánodo (+) Rayos catódicos

Rayos canales

Goldstein uso un tubo de rayos catódicos con cátodo perforado

Chapter 2 32

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32

Rutherford, Geiger y Marsden, 1910, bombardea una fina lámina de oro, con un haz de partículas sobre una pantalla de sulfuro de zinc produciendo luminosidad. Observo que: La partículas pasaban la lámina sin desviarse, unas rebotaban y otras desviaban la trayectoria.

3. MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

Chapter 2 33

Mabel S.C.10/04/23

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Distingue 2 zonas:

1.Núcleo, de gran masa con protones donde rebotan las partículas alfa y neutrones por la masa.

2.Envoltura electrónica formada por electrones que giran en torno al núcleo de masa pequeña. Las partículas no se desvían.

Núcleo Electrón

MODELO ATÓMICO PLANETARIO DE RUTHERFORD

Chapter 2 34

Mabel S.C.10/04/23

34EL MODELO ATÓMICO DE BOHR

En 1913 Bohr, se basó en el modelo de Rutherford y en las teorías cuánticas de Planck y Einstein y dice que los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo y tienen energía en diferentes niveles.

Cuando un electrón libera energía salta de una orbita a otra.

Erwin Schródinger completa estructura electrónica de los átomos, parte del modelo mecano-cuántico del átomo.

Chapter 2 35

Mabel S.C.10/04/23

35

APORTES DE LOS MODELOS ATÓMICOS•DALTON, reconoce átomos, elementos y compuestos

•THOMSON, descubre partículas (-) los electrones

•RUTHERFORD, los átomos tienen: núcleo con protones y una envoltura con electrones que giran en torno al núcleo.

•BOHR, señala que el electrón tiene energía, participó en el proyecto de la fabricación de la 1ª bomba nuclear.

•CHADWICK: descubre el neutrón en una reacción nuclear en 1932

Chapter 2

Fin