Estructura Atmica Moderna

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Estructura Atómica Moderna

• Partículas subatómicas
• Núcleo protones ()
• neutrones
• Espacial electrones (-)
• 1.602x10-19 C
• Propiedades básicas
• Masa unidades de masa atómica (uma) ?1 uma
  1.66053x10-24 g
• Radio atómico (rat) angstrom (Å) ?1 Å
  1x10-10 m

Localización de partículas sub-atómicas
protón
rat
neutrón
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Estructura Atómica Moderna

• Todos los átomos de un elemento tienen el mismo
  número de protones, número al cual se le denomina
  NUMERO ATOMICO.(Z)
• Atomos de un mismo elemento que difieren en el
  número de neutrones, y por tanto en su masa, se
  denominan ISOTOPOS.
• El número total de protones más neutrones en el
  átomo, se denomina NUMERO DE MASA.(M)

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Estructura Atómica Moderna

• Algunos de los isótopos del átomo de carbono (C)
• símbolo nº protones nº electrones
  nº neutrones
• 11C 6 6 5
• 12C 6 6 6
• 13C 6 6 7
• 14C 6 6 8

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La Tabla Periódica

• Importantes esfuerzos de observación y
  clasificación de propiedades de los elementos,
  culminan en 1869 en el desarrollo de la tabla
  periódica
• Varios elementos exhiben fuertes similitudes, p.
  ej., Li, Na y K son todos metales muy reactivos.
  He, Ne y Ar son gases inertes. El arreglo en
  orden creciente de su N.A., muestra regularidades
  periódicas de sus propiedades.

Número atómico
Símbolo
gas inerte metal gas inerte metal gas
inerte metal muy reactivo
muy reactivo
muy reactivo
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El arreglo de elementos en orden creciente de Z
con elementos teniendo propiedades similares
ubicadas en columnas verticales, se conoce como
Tabla Periódica Moderna
Metal Metaloide No metal
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La Tabla Periodica propiedades

• Los elementos en una columna de la tabla se
  conocen como un grupo y, de acuerdo a la IUPAC
  (International Union of Pure and Applied
  Chemistry), la nueva convención numera los grupos
  de 1 a 18 sin designaciones adicionales de A o B.
• Los elementos de un mismo grupo exhiben similitud
  en sus propiedades físicas y químicas. Algunos
  grupos presentan un nombre específico
• Grupo Nombre Elementos
• 1A Metales alcalinos Li, Na, K, Rb,
  Cs, Fr
• 2A Metales alcalino-terreos Be, Mg, Ca,
  Sr, Ba,Ra
• 6A Calcógenos O, S, Se, Te, Po
• 7A Halógenos F, Cl, Br, I, At
• 8A Gases nobles (o raros) He, Ne, Ar,
  Kr, Xe,Rn

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Moléculas y Compuestos Moleculares

• Sólo los elementos de gases nobles se encuentran
  en la naturaleza como átomos aislados. La mayoría
  de la materia se compone de moléculas o iones,
  los cuales a su vez estan formados de átomos.
• Una molécula es una unión de dos o más átomos
  estrechamente enlazados unos a otros.
• A resultas de la unión, el ensamble de átomos se
  comporta como una única entidad de propiedades
  diferentes.

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Moléculas y Compuestos Moleculares

• Moléculas elementales. Dos o más átomos de la
  misma clase se combinan entre sí. Un caso típico
  lo constituye el oxígeno, cuyas fórmulas son
• O2 oxígeno normal, esencial para la vida,
  gas incoloro e inodoro
• O3 ozono, tóxico, de olor picante e irritante
  de las mucosas.
• Los elementos más comunes que existen como
  moléculas diatómicas son

H2
5A 6A 7A
N2 O2 F2
Cl2
Br2
I2
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Compuestos moleculares
Agua, H2O Dióxido de
carbono, CO2

• Compuestos moleculares. Contienen más de un tipo
  de átomos por ej., la molécula de agua
• H2O combinación de 2 átomos de H y 1
  átomo de O, o bien
• H2O2 Hidrógeno y Oxígeno en diferente
  proporción relativa.
• Algunas moléculas comunes simples se presentan en
  el esquema. Es importante observar que
• La composición de cada compuesto esta dada por su
  fórmula química
• Las sustancias aquí mostradas se com-ponen de
  elementos no-metálicos.

Monóxido de carbono, CO
Metano CH4
Peróxido de hidrógeno, H2O2
Oxígeno, O2
Ozono, O3 Etileno C2H4
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Moléculas y Compuestos Moleculares

• Fórmula Molecular Indica el número y tipo real
  de átomos en la molécula. Las fórmulas anteriores
  son moleculares. Los subíndices son siempre
  multiplos enteros de los subíndices de las
  fórmulas empíricas correspondientes.
• Fórmula Empírica Indica sólo el número relativo
  de átomos de cada tipo en la molécula. Aquí, los
  subíndices indican siempre la relación de números
  enteros más pequeña.
• Fórmula Molecular Fórmula Empírica
• H2O2 HO
• C2H4 CH2

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Moléculas y Compuestos Moleculares

• Fórmula Estructural Muestra qué átomos estan
  unidos a cuales dentro de la molécula. Las líneas
  entre los símbolos de los elementos representan
  las uniones químicas entre átomos.
• Una fórmula estructural no exhibe la geometría
  real de la molécula, esto es, los ángulos
  verdaderos a los cuales están unidos los átomos.
  Sin embargo, se puede representar como un dibujo
  en perspectiva para dar un sentido tridimensional.

Agua Peróxido de
hidrógeno Metano
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Representaciones Moleculares
estructural
perspectiva
modelo
esferas
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Iones y Compuestos Iónicos

• El núcleo de un átomo permanece inalterado en los
  procesos químicos, pero el átomo puede ganar o
  perder electrones con facilidad originando
  partículas cargadas denominadas IONES. Si la
  carga es positiva se llama CATION, si la carga
  es negativa se llama ANION.
• Sea, por ejemplo, el átomo de sodio
• Ahora, el átomo de cloro

pierde un
electron
ion de Na
átomo de Na
gana un
electron
ion de Cl-
átomo de Cl
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Iones y Compuestos Iónicos

• En general, los átomos de metales pierden
  electrones con facilidad y los átomos de los no
  metales tienden a ganar electrones.
• Dé el símbolo químico completo de a) un ion con
  26 p?, 30 n? y 24 e b) el ion fósforo con 16
  n? y 18 e .
• a) El elemento con 26 p? (nº atómico 26) es
  Fe, cuyo nº de masa 26 p? 30 n? 56. Hay 2
  cargas () en exceso, por tanto, la carga neta
  del ion es 2 . El símbolo completo será
• b) El P tiene un nº atómico de 15, luego
  entonces tiene 15 p?, y un nº de masa de (15 p?
  16 n?) 31. Tiene además una carga neta de 18 e
  - 15 p? 3 e ,o sea 3- , así que el símbolo
  será

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Iones y Compuestos Iónicos

• Iones Poliatómicos.- Consisten de átomos unidos
  como en una molécu-la, pero con una carga neta
  positiva o negativa, p. ej.
• Cómo se predicen las cargas ionicas?
• Se parte de la idea de que la ganancia o pérdida
  de electrones conduce a un átomo a adquirir una
  configuración de gas noble, como en el caso del
  Na y del Cl.

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Iones y Compuestos Iónicos

• La tabla periodica es una herramienta útil para
  recordar las cargas de los iones, en especial los
  de los extremos de la misma.

gases nobles
Metales de transición
Metales alcalinos (2)
Calcógenos (-2)
Metales alcalinos (1)
Halógenos (-1)
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Iones y Compuestos Iónicos

• Compuestos iónicos.- Aquellos que contienen iones
  cargados positivamen-
• te y iones cargados negativamente.
• De la composición podemos saber, frecuentemente,
  si es compuesto iónico (constituido por iones) o
  molecular (constituido por moléculas).

pierde un electron
Atomo de Na neutro
gana un electron
Atomo de Cl neutro
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Iones y Compuestos Iónicos

• En general, los metales forman catiónes y los
  no-metales aniónes. Por tanto, los compuestos
  iónicos son en general combinaciones de metales y
  no-metales (p.ej. NaCl), en tanto que los
  moleculares se componen en general únicamente de
  no-metales (H2O).
• Qué especies se espera sean iónicas? N2O, Na2O,
  CaCl2 y SF4.
• Qué especies se espera sean moleculares? Cl2,
  FeS, PbF2 y P4O6.

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Iones y Compuestos Iónicos

• Sólo se pueden escribir fórmulas empíricas para
  los compuestos iónicos, y si no estan en forma
  iónica, siempre son eléctricamente neutros, así
  que las cargas deberán estar balanceadas.
• Cuáles son las fórmulas empíricas de los
  compuestos formados por los iones?
• a) Al3 y Cl- b) Al3 y O2-
  c) Mg2 y NO3-