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Departamento de Ciencias y TecnologíaGEST 2020Jimmy Peña
Materia y EnergíaIntroducción a la Química
Contenido
• El átomo• Elementos• Tabla periódica• Orbitales• Enlaces químicos• Unidad fórmula• Molécula• Compuestos• Referencias
El átomo
• El átomo
• Núcleo
El átomo
• La materia esta compuesta por átomos
• La unidad mas pequeña en que se divide la materia sin perder sus propiedades es el átomo (Rodríguez et al. 2009)
• Se compone de partículas subatómicas (electrones, protones y neutrones
• Núcleo– Protones- tienen carga positiva– Neutrones- no tienen carga
• Orbitales – Electrones- tienen carga negativa
• Numero atomico: cantidad de protones, es unica para cada elemento
• Masa atomica: suma de la masa de protones y neutrones
• Nivel de energia: orbitales especificos a cierta distancia del nucleo
• Los atomos mas grandes tienen mas electrones
Elementos
• Elementos
• Numero atómico
• Masa atómica
• Peso atómico
• Tabla periódica
Los elementos
• Un elemento es una sustancia que no se puede descomponer por reacciones quimicas.
• Hay 118 elementos; 92 naturales y los demas artificiales
• Estan representados en la Tabla Periodica
• Los elementos son:– Metales: buenos conductores de electricidad
y magnetismo, ductiles y maleables– No metales: malos conductores de
electricidad y magnetismo – Metaloides: propiedades intermedias entre
ambos
Número Atómico
• Cantidad de protones
• Le da las características al elemento
• Único para cada elemento
Masa Atómica
• Suma de la masa de protones y neutrones
• Los electrones se descarta porque casi no tienen masa
Peso atómico
• No es lo mismo que masa atómica
• Depende de la gravedad
• Es incorrecto utilizar peso atómico para referirse a la masa
Orbitales
• Niveles de E• Modelo Planetario• Modelo de Bohr• Orbitales s, p, d, f,• Orden de llenado de orbitales• Modelo de Schrodinger• Principio de Aufbau
• Principio de Pauli
Orbital
• Descripción ondulatoria del tamaño, forma y orientación de una región del espacio disponible para un e-
• Cada uno tiene diferentes valores de n y tiene E específica para su estado
• Probabilidad de encontrar su posición en un punto determinado del espacio se define por coordenadas del plano cartesiano
• Cada orbital puede ser ocupado por dos electrones
• Se diferencian en el número cuántico de espín (s). Uno gira para un lado y otro para el otro lado (imagínese un giro parecido al del trompo).
Número Cuántico
Rango de valores
Describe
Principal, n 1, 2, 3, .... Nivel energético
Secundario, l, Desde 0 hasta n-1
Forma del orbital
Magnético, m Desde - l hasta + l
Orientación espacial
Espín, s ± ½ Espín del electrón
Niveles de E
Modelo Planetario
Modelo de Bohr
• Explica el átomo de hidrogeno
• Muestra la E según el largo de onda (λ)
Orbitales s (esfera)
Orbitales p (forma lobular, dumbell)
Orbitales d (cinco tipos de
orbitales)
Orbitales f (l=3) aspecto multilobular. Hay siete tipos
Orden de llenado de orbitales
1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6
Modelo atómico plenamente cuántico de Schrodinger
• Aplica a todos los átomos
• Las gráficas de Ψ2 en tres dimensiones generan las formas conocidas de los orbitales atómicos s, p, d y f. Ejes de X, Y, Z
Ejes de los orbitales de H
(Paul Falstad)
Tercera capa
Principio de construcción de Aufbau
• En su estado fundamental la distribución electrónica del elemento se construye a partir del inmediato anterior, añadiéndole un electrón que le confiera la máxima estabilidad (menor energía)
Principio de exclusión de Pauli
• En sistema cuántico (átomo o molécula) no pueden existir dos electrones con los mismos cuatro números cuánticos
• En un orbital sólo caben dos electrones que compartirían tres números cuánticos y se diferenciarían en el número cuántico de spin (s)
Enlaces químicos
• Iónico
• Covalente
• Metálico
• Unidad fórmula
• Molécula
• Compuestos
Enlaces químicos
Enlace Iónico
• Dos iones con cargas diferentes se atraen y se enlazan (ej. NaCl, sal de mesa)
Enlace Covalente
• Unen los no metales (elementos a la derecha en la tabla periódica, ej. -C, O, F, Cl)
• Muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia), tienden a ganarlos más que a cederlos, para adquirir estabilidad
• Se convierten en iones negativos (ej. -Cl, -C)
Enlace metálico
• Modelo de la nube o del mar de electrones explica propiedades de los metales (conductividad eléctrica y térmica, ductilidad y maleabilidad)
• Pocos electrones de valencia (1, 2 ó 3), los pierden fácilmente
• Se convierten en iones positivos (Na+, Cu2+, Mg2+)
Unidad Fórmula
• Es inorgánica (ej. NaCl, sal de mesa)
Molécula
• Átomos unidos por enlaces fuertes• Pueden ser átomos del mismo elemento o
diferentes• Expresión mínima del compuesto o sustancia• Mantiene propiedades químicas específicas del
compuesto o sustancia• Unidad más pequeña de la sustancia que
muestra las características químicas de la sustancia.
H2O
Parte parcialmente positiva
Parte parcialmente negativa
Compuesto
• Sustancia compuesta por moléculas con dos o más elementos (ej. CO2, H2O)
Refetencias • http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/cur
so/materiales/enlaces/covalente.htm• http://www.liceoagb.es/quimiorg/atomos.html• https://www.google.com.pr/url?
sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAYQjB0&url=http%3A%2F%2Fies.isidradeguzman.alcala.educa.madrid.org%2Fdepartamentos%2Ffisica%2Ftemas%2Fenlace%2Fenlace_ionico.html&ei=Un70VP31D9OOyASpiYDIBg&bvm=bv.87269000,d.aWw&psig=AFQjCNG_o94Veivu3xmBbQzbFe51SphgRA&ust=1425395440039338
• https://www.google.com.pr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAYQjB0&url=http%3A%2F%2Fwww.educarchile.cl%2Fech%2Fpro%2Fapp%2Fdetalle%3FID%3D139509&ei=D3_0VLuTD46gyASQzILICA&bvm=bv.87269000,d.aWw&psig=AFQjCNG_o94Veivu3xmBbQzbFe51SphgRA&ust=1425395440039338
• http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Molecula.htm• http://rabfis15.uco.es/weiqo/Tutorial_weiqo/Hoja6P1.html• http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tutorial-11.html• http://iiquimica.blogspot.com/2006/02/orbitales-y-nmeros-cunticos.html