Este documento presenta una introducción al estudio de la química. Explica que la química estudia la materia a nivel atómico y molecular, sus propiedades e interacciones. Además, resume brevemente la historia de la química desde sus orígenes relacionados con el dominio del fuego hasta avances como la metalurgia, la cerámica y el descubrimiento de elementos como el cobre, el aluminio y el vidrio. Finalmente, enfatiza la importancia de la química para el desarrollo de la humanidad
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PRESENTACIÓN
Bienvenido al estudio de la materia, el átomo y las moléculas que componen
todo lo que puedes tocar, ver u oler. Estos átomos están presentes en los
materiales que utilizas todos los días. El conocimiento de las características e
interacciones de estos materiales se sitúa en el corazón de la química, y esta se
encuentra en todo el universo.
Muchos de ustedes creen que la química es difícil. Como facilitador del
conocimiento te digo que el estudio de la química es divertido y muy emocionante,
y además, que es una ciencia muy útil y práctica. Estoy convencido de que tú
también llegarás a apreciar la importancia que tiene la química en el desarrollo de
la humanidad, y aprenderás a aplicar muchos de sus fundamentos si estás
dispuesto a estudiar activamente.
No basta con desear ser excelente estudiante. Sólo el trabajo arduo y constante
produce los resultados deseados en cualquier campo que te desempeñe. Es
importante que tomes la decisión consciente de triunfar y te fijes metas para
alcanzarlas. Por ejemplo, una meta diaria podría ser leer cierta sección, resolver
los ejercicios del módulo.
Como estudiante, debes saber que los estudios sobre el aprendizaje han
demostrado que pueden ser necesarios varios niveles de razonamiento para
responder diversos tipos de pregunta o resolver ejercicios. Los procesos mentales
que debe tener en cuenta son los siguientes: El conocimiento, comprensión,
aplicación, el análisis, síntesis y la evaluación
El razonamiento activo y creativo es indispensable para su estudio provechoso.
Ver televisión, no exige mucho razonamiento activo. El aprendizaje se forma activo
cuando lees y te planteas preguntas, cuando escuchas la clase y te formulas
preguntas, cuando comentas con los demás lo que ha leído y escuchado y cuando
desarrolla los ejercicios planteados.
En el módulo encontrarás todos los temas que se analizarán en el Primer año de
bachillerato común. Que están organizados sistemáticamente, de una manera fácil
para que usted se apropie de estos conocimientos. Al finalizar cada unidad hay
una evaluación que tienes que desarrollar y presentarla al profesor
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UNIDADES DE MEDIDAS
Nombres de las unidades fundamentales SI y las unidades complementarias
MAGNITUD
FÍSICA
NOMBRE DE
LA UNIDAD
SÍMBOLO MAGNITUD
FÍSICA
NOMBRE DE LA
UNIDAD
SÍMBOLO
DE LA
UNIDAD
Longitud metro m Temperatura Centígrado C0
Masa Kilogramo Kg Densidad Gramo/litro g/L
Volumen Metro cúbico m3
Velocidad Metro/segundo m s-1
Tiempo Segundo s Aceleración Metro/segundo2
m s2
Corriente Ampere A Fuerza Newton N (Kg m s2
Ctd materia Mol mol
Superficie Metro
cuadrado
m2
Constantes fundamentales
Constante Símbolo Valor
Velocidad de la luz c 2.9979·108
m·s-1
Carga elemental e 1.6021·10-19
C
Masa en reposo del electrón me 9.1091·10-31
kg
Masa en reposo del protón mp 1.6725·10-27
kg
Constante de Planck h 6.6256·10-34
J·s
Constante de Avogadro NA 6.0225·1023
mol-1
Constante de Boltzmann k 1.3805·10-23
J·K-1
Constante de los gases R 8.3143 J·K-1
·mol-1
Permitividad del vacío ε0 8.8544·10-12
N-1
·m-2
·C2
Permeabilidad del vacío μ0 1.2566·10-6
m·kg·C-2
Constante de gravitación G 6.670·10-11
N·m2
·kg-2
Aceleración de la gravedad a
nivel del mar
g 9.7805 m·s-2
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TABLAS DE EQUIVALENCIAS PARA CONVERSION DE MEDIDAS
PARA CONVERTIR EN MULTIPLICAR POR
CAPACIDAD
Litro Onzas (LS) 33.8147
LS galones Litros 3.7853
LONGITUD
Centímetros pulgadas 0.3937
Centímetros Metros 0.01
Centímetros Milímetros 10
Metro Centímetros 100
Metro Pie 3.2808
Metro Pulgada 39.37
Metro Yarda 1.093613
Metro ³ Pie ³ 35.31
Metro ³ Pulgada ³ 61023,3779
Milímetro centímetros 0.1
Milímetro Pulgada 0.0394
Millas Yardas 1760
Millas Pies 5280
Millas Metros 1609.344
Millas Kilómetros 1.609344
Onza (US) milímetros 29.5729
Pie Centímetros 30.48
Pie Metros 0.3048
Pie Pulgadas 12
Pulgada Centímetros 2.54
Yardas Pie 3
Yardas Metros 0.9144
PESO
Gramos Miligramos 1000
Kilogramos Libras 2.2046
Kilogramos por
centímetro ²
Libras por pulgada ² 14.2234
Libras Onzas 16
Libras Gramos 453.5924
Libras Kilos 0.4536
Kilogramos gramos 1000
Tonelada larga Kilogramos 1016
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TEMPERATURA
Centígrados o Celsius Fahrenheit 9/5 y sumar 320
F
Fahrenheit
Centígrado o
Celsius
Restar 320
F mult. x
5/9
VOLUMEN
Pie ³ centímetro ³ 28320
Pie ³ Pulgada ³ 1728
Pie ³ Litros 28.32
Pulgada ³ Centímetro ³ 16.38706
Pulgada ³ Onzas (LS) 0.5541
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UNIDAD. I
TÍTULO:
LA QUÍMICA EN EL DESARROLLO DE LA HUMANIDAD.
OBJETIVO.
Analizar la importancia de la química en el desarrollo de la humanidad, el proceso
de evolución de esta ciencia a través de la lectura científica con la finalidad de
comprender el proceso de transformación de la materia
CONTENIDOS.
Lectura de introducción
¿Qué es química?
Historia de la química
Importancia de la química y relación con otras ciencias
División de la química
El método científico
El laboratorio de química
Evaluación
PARA REFLEXIONAR
El aprendizaje se da en pasos pequeños. Comienza aquí y ahora, y no mañana, a
estudiar y resolver problemas.
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1.1Efectos que produce la influencia de la química en el medio ambiente.
Las propiedades de los aerosoles que más afectan a los proceso de contaminación
atmosférica son el tamaño de sus partículas, la forma y la composición química.
Como tóxico se entiende cualquier sustancia que, introducida en el cuerpo en una cierta
cantidad, ocasiona la muerte o graves trastornos.
Los efectos tóxicos pueden variar entre reacciones alérgicas más o menos leves y la
muerte, con todo tipo de enfermedad o
daño temporal o permanente en el entremedio.
Son muy escasos los casos de que una contaminación ambiental causa una
intoxicación tan grave que se produce la muerte instantánea o en poco tiempo (aunque se
conocen casos extremos de este tipo).
Más común es que contaminaciones del agua o del suelo producen algún tipo de
enfermedad (incluyendo cáncer) o reacciones alérgicas.
Existen numerosos sustancias que, en pequeña dosis, son necesarios o beneficiosos
para el cuerpo / la salud y que ingeridas en dosis superior a un cierto límite pueden dañar
al organismo.
La ciencia que estudia las propiedades venenosas (o tóxicas) de las sustancias y sus
efectos en seres vivos es la toxicología.
La meta principal de la toxicología es la definición del límite (o sea, de la concentración)
en que una sustancia comienza a tener efectos nocivos.
Medio ambiente debe entenderse como el conjunto integrado por cultura, sociedad y
naturaleza. Las personas pueden considerarse un medio interno que está en continua
interacción con el medio exterior y esto determina su condición de salud-enfermedad. Si
las actividades que realiza el hombre fueran positivas y constructivas, el medio en que
viviría sería más saludable, pero si sus actividades son destructivas y negativas, el
hombre se encuentra en un medio hostil, extraño y poco saludable.
De ahí la decisión que el hombre tiene que adoptar conductas conservacionista para
llegar a una armonía con la naturaleza
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1.2. ¿Qué es química?
Química es una ciencia natural, que estudia la materia a un nivel atómico y
molecular, sus propiedades, estructura y transformaciones.
La ubicuidad de la química en las ciencias naturales hace que sea considerada
como una de las ciencias básicas. La química es de gran importancia en muchos
campos del conocimiento, como la ciencia de materiales, la biología, la farmacia,
la medicina, la geología, la ingeniería y la astronomía, entre otros.
Los procesos naturales estudiados por la química involucran partículas
fundamentales (electrones, protones y neutrones), partículas compuestas (núcleos
atómicos, átomos y moléculas) o estructuras microscópicas como cristales y
superficies.
Desde el punto de vista microscópico, las partículas involucradas en una
reacción química pueden considerarse como un sistema cerrado que intercambia
energía con su entorno. En procesos exotérmicos, el sistema libera energía a su
entorno, mientras que un proceso endotérmico solamente puede ocurrir cuando el
entorno aporta energía al sistema que reacciona. En la gran mayoría de las
reacciones químicas hay flujo de energía entre el sistema y su campo de
influencia, por lo cual podemos extender la definición de reacción química e
involucrar la energía cinética (calor) como un reactivo o producto.
1.3. Historia de la química
La historia de la química está ligada al desarrollo del hombre y el estudio de la
naturaleza, ya que abarca desde todas las transformaciones de materias y las teorías
correspondientes.
1.3.1. Primeros avances de la química. El principio del dominio de la química es
el dominio del fuego. Hay indicios de que hace más de 500.000 años, en tiempos
del homus erectus, algunas tribus consiguieron este logro que aún hoy es una de
las tecnologías más importantes. No sólo daba calor en las noches de frío,
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también ayudaba a protegerse contra los animales salvajes y permitía la
preparación de comida cocida. Esta contenía menos microorganismos patógenos
y era más fácilmente digerirla. Así bajaba la mortalidad y se mejoraban las
condiciones generales de vida. Nuevamente, resultó imprescindible para el
desarrollo de la metalurgia, la madera, el carbón y la mayoría de los procesos
químicos. Es así como la química es considerada una ciencia importante para la
explicación de fenómenos de la vida cotidiana.
1.3.2. La metalurgia. La metalurgia es uno de los principales procesos de
transformación de la materia utilizados hasta 1991. Comenzó con el
descubrimiento del cobre, del oro y de la plata. Aunque existe en la naturaleza
como elemento la mayor parte se halla en forma de minerales como la calcopirita,
la azurita o la malaquita. Especialmente las últimas son fácilmente reducidas al
metal. Se supone que unas joyas fabricadas de alguno de estos minerales y
caídas accidentalmente al fuego llevaron al desarrollo de los procesos
correspondientes para obtener el metal.
Luego por experimentación o como resultado de mezclas accidentales se
descubrió que las propiedades mecánicas del cobre se podían mejorar en sus
aleaciones. Especialmente tuvo éxito la aleación del cobre con el estaño y trozos
de otros elementos como el arsénico conocido como bronce que se consiguió de
forma aparentemente independiente en oriente próximo y en China desde dónde
se extendió por casi todo el mundo y que dio el nombre a la edad de bronce.
Otro hito metalúrgico era la obtención del aluminio. Descubierto a principios del
siglo XIX y en un principio obtenido por reducción de sus sales con metales
alcalinos, destacó por su ligereza. Su precio superó el del oro y era tan apreciado
que unos cubiertos regalados a la corte francesa se fabricaron de este metal. Con
el descubrimiento de la síntesis por electrólisis y posteriormente el desarrollo de
los generadores eléctricos su precio cayó abriéndose nuevos campos para su uso.
1.3.3. La cerámica. Otro campo de desarrollo que ha acompañado al hombre
desde la antigüedad hasta el laboratorio moderno es el del vidrio y de la cerámica.
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Sus orígenes datan de la prehistoria cuando el hombre descubrió que los
recipientes hechos de arcilla, cambiaron sus características mecánicas e
incrementaron su resistencia frente al agua si eran calentados en el fuego. Para
controlar mejor el proceso se desarrollaron diferentes tipos de hornos.
En Egipto se descubrió que recubriendo la superficie con mezclas de
determinados minerales (sobre todo mezclas basadas en feldespato y galena)
esta se cubría con una capa muy dura y brillante, el esmalte, cuyo color se podía
variar añadiendo pequeñas cantidades de otros minerales o las condiciones de
aireación en el horno. Estas tecnologías se difundieron rápidamente. En China se
perfeccionaron las tecnologías de fabricación de las cerámicas hasta dar con la
porcelana en el siglo VII. Durante siglos china mantenía el monopolio en la
fabricación de este producto. Tan sólo en el siglo XVIII Johann Friedrich Böttger
reinventó el proceso en Europa.
Relacionado con el desarrollo de la cerámica es el desarrollo del vidrio a partir
de cuarzo y carbonato de sodio o potásico. Su desarrollo igualmente empezó en el
antiguo Egipto y fue perfeccionado por los romanos. Su producción masiva a
finales del siglo XVIII instó al gobierno francés a promocionar un concurso para la
obtención del carbonato sódico ya que la fuente habitual -las cenizas de madera-
no se obtuvieron en cantidades suficientes como para cubrir la creciente demanda.
Sobre todo las necesidades de la industria óptica de vidrio de alta calidad llevaron
al desarrollo de vidrios especiales con añadidos de boratos, aluminosilicatos,
fosfatos etc. Así se consiguieron vidrios con constantes de expansión térmica
especialmente bajas, índices de refracción muy elevados o muy pequeños etc.
Este desarrollo empujó por ejemplo la química de los elementos de las tierras
raras. Aún hoy en día la cerámica y el vidrio son campos abiertos de investigación.
1.3.4. La química como ciencia. El filósofo griego Aristóteles pensaba que las
sustancias estaban formadas por cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego.
Paralelamente discurría otra corriente, el atomismo, que postulaba que la materia
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estaba formada de átomos, partículas indivisibles que se podían considerar la
unidad mínima de materia
Entre los siglos III a. C. y el siglo XVI D.C la química estaba dominada por la
alquimia. El objetivo de investigación más conocido de la alquimia era la búsqueda
de la piedra filosofal, un método hipotético capaz de transformar los metales en
oro y el elixir de la vida. En la investigación alquímica se desarrollaron nuevos
productos químicos y métodos para la separación de elementos químicos. De este
modo se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una futura
química experimental.
La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII. En
esta época se estudió el comportamiento y propiedades de los gases
estableciéndose técnicas de medición. Poco a poco fue desarrollándose y
refinándose el concepto de elemento como una sustancia elemental que no podía
descomponerse en otras. También esta época se desarrolló la teoría del flogisto
para explicar los procesos de combustión.
A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de
una ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición cuidadosos que
permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la combustión
de la materia, descubriendo Lavoisier el oxígeno y sentando finalmente los pilares
fundamentales de la química moderna.
1.3.5. El vitalismo y el comienzo de la química orgánica. Después de que se
comprendieran los principios de la combustión, otro debate de gran importancia se
apoderó de la química: el vitalismo y la distinción esencial entre la materia
orgánica e inorgánica. Esta teoría asumía que la materia orgánica sólo puede ser
producida por los seres vivos, atribuyendo este hecho a una vis vitalis inherente a
la propia vida. Base de esta asunción era la dificultad de obtener materia orgánica
a partir de precursores inorgánicos.
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Este debate fue revolucionado cuando Friedrich Wohler descubrió
accidentalmente en 1828 cómo se podía sintetizar la urea partir de cianato de
amonio, mostrando que la materia orgánica podía crearse de manera química.
1.4. Importancia de la química y relación con otras ciencias
La industria química es uno de los sectores más productivos, considerada dentro
del sector secundario de la economía, el cual corresponde a las industrias de
transformación y procesamiento de materiales. Dada la tendencia mundial hacia la
globalización comercial, la industria nacional deberá incrementar la productividad
de sus plantas y elevar la calidad de sus productos para competir en el mercado
internacional.
La sociedad y la industria generan millones de toneladas de residuos peligrosos
y no-peligrosos anualmente, por ello es indispensable el uso adecuado y eficiente
de materias primas y energéticos, el desarrollo de nuevos procesos con
tecnologías limpias, así como la optimización del uso de recursos y de la
operación de los procesos existentes. Indudablemente la ingeniería química ha
contribuido al bienestar económico moderno, y estos cambios lo transformarán en
calidad de vida.
Para lograr esto es necesario realizar investigación en áreas como: síntesis y
catálisis química, ingeniería y ciencia de procesos, bioquímica y metrología. Esta
investigación debe realizarse enfatizando el análisis, síntesis y desarrollo de
tecnología considerando restricciones económicas, ambientales y energéticas.
Con esto el rango de investigación-aplicación es considerable tomando en cuenta
que en la actualidad los mayores problemas son generados por desechos
industriales.
Existen empresas con nuevos conceptos y retos para una agricultura inteligente.
Que son conscientes de la necesidad que tiene la moderna agricultura de
productos de acción específica para ayudar, tanto al técnico como al agricultor, a
desarrollar técnicas para aumentar la calidad de los frutos y mejorar la producción.
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Para el medio ambiente y la ecología trabajan con los métodos más modernos
para ofrecer al agricultor soluciones concretas, innovadoras y rentables en el
ámbito de la nutrición y protección vegetal, compatibles con el medio ambiente
para mantener sus cultivos sanos y hacerle partícipe de las últimas técnicas para
conseguir el máximo beneficio.
Una agricultura basada en el respeto al medio ambiente, elaboran productos que
no deterioran la calidad de nuestra ecología, rechazando productos tóxicos y
utilizando productos naturales en los métodos biotecnológicos de formulación.
1.5. División de la química
Química General: Estudia los fenómenos comunes a toda la materia, sus
propiedades y leyes.
Química Inorgánica: Estudia las sustancias constituyentes de la materia
sin vida.
Química Orgánica: Estudia las sustancias de la materia viviente.
Bromatología: Control y producción de alimentos
Química Analítica: Estudia la comprensión y estructura de las sustancias.
Bioquímica: Estudia los procesos químicos que ocurren en los seres vivos.
Físico-Química: Estudia los fenómenos comunes a estas dos ciencias.
Quimiurgia: Estudia la aplicación de la química en la agricultura.
Astroquímica: Estudia la composición sustancial existente en el universo.
Radioquímica: Estudia las transformaciones de los elementos y sustancias
radioactivas.
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Química Aplicada: Estudia la utilización de elementos y compuestos en los
diferentes campos.
Petroquímica: Industria del petróleo
Farmacéutica: Fabricación de medicina
1.6. El método científico
1.6. El laboratorio
Un laboratorio es un lugar dotado de los medios necesarios para realizar
investigaciones, experimentos, prácticas y trabajos de carácter científico,
tecnológico o técnico. Los laboratorios están equipados con instrumentos de
medidas o equipos con los que se realizan experimentos, investigaciones o
prácticas diversas, según la rama de la ciencia a la que se dedique. También
puede ser un aula o dependencia de cualquier centro docente acondicionada para
el desarrollo de clases prácticas y otros trabajos relacionados con la enseñanza.
MÉTODO CIENTÍFICO
Observación Experimentación Ley Hipótesis Teoría
Recolección y
ordenamiento
de datos
Práctica en el
laboratorio
Comportamie
nto de la
observación
Conjunto de
conocimient
o que de
explicar el
problema
La
confirmación
de la
hipótesis
Es un proceso ordenado que nos permite investigar
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1.7. Evaluación formativa de la unidad:
Para contestar y desarrollar las siguientes preguntas, tiene que realizar una lectura
científica de los contenidos de la unidad e investigar en el internet, libros,
profesores, tus padres y desarrollar el pensamiento lógico. Te deseo suerte.
1.- En un organizador del conocimiento realizar con tus propias palabras una definición
de química y su clasificación.
2.- Escriba cuatro ejemplos de fenómenos químicos y físico, y establezca cuatro
diferencias entre estas dos ciencias y cuatro semejanzas.
3.- ¿Qué es una reacción química? Escriba dos ejemplos
4.- Escriba una V o F en el paréntesis si considera que la respuesta es verdadera o falsa
de los siguientes ítems.
1. ¿Química es transformación de materia? ( )
2. ¿El metabolismo de la sustancias es proceso físico? ( )
3. ¿La oxidación del hierro es un proceso físico? ( )
4. ¿Los alquimistas buscaban petróleo? ( )
5. ¿Del arroz se puede obtener combustible? ( )
6. ¿La hipótesis es parte del método científico? ( )
5.- En un cuadro de doble entrada realiza un resumen de la evolución de la química
6.- Realiza un resumen de la importancia que tiene la química y su relación con otras
ciencias.
7.- Cree que la química contribuye en usted, en su hogar y en la salud. Argumente
8.- Utilizando el método científico investiga los materiales que se utilizan en el laboratorio
de química, dibújalo, e indica sus usos, y cuáles son las normas que debes cumplir para
la realización de prácticas.
9.- El ser humano desde que nace viene a contaminar el Ambiente. Explique qué haría
usted para tratar de evitar hacerle menos daño a este planeta.
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UNIDAD II
TÍTULO:
PROPIEDADES Y TRANSFORMACIÓN DE LA MATERIA
OBJETIVO:
Interpretar que es materia, su transformación, cambios, composición, clasificación
y unidades de medidas mediante el análisis y ejercicios con la finalidad de que
comprenda el proceso de transformación que ocurre en la naturaleza.
CONTENIDOS:
¿Qué es materia?
División de la materia
Unidades de medida de la materia
Propiedades de la materia
Clasificación de la materia
Cambios de estados de la materia
Actividad
PARA REFLEXIONAR:
Asiste a todas las clases, tanto mental como físicamente. Donde quiera que estés,
procura estar plenamente ahí.
Sonríe. Aprender es estimulante y divertido. Aprende a aceptar y a estar
satisfecho de ti mismo, de tu familia y de tus triunfos.
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Cuento sobre el agua
"Todo por una gota de agua"
Hace mucho tiempo por la rivera del río Teaone vivían muchas familias utilizaban
el agua para lavar su ropa, para regar sembríos, lavar corrales y carros; sobre su
rivera se ubicaron ganaderías chancheras, se les talaron los árboles por todo su
alrededor, se implantaron piscinas recreativas, ciudadelas, refinería, fabricas Y
todos sus afluentes descargaban en las aguas de este importante ecosistema
acuático.
Le echaban basura al río para que este se la lleve lejos, sin saber que estaban
ensuciando el agua, contaminándolo con muchas sustancias tóxicos, detergentes,
basuras y todo material sólido que utilizaban, un día se dieron cuenta que el río
no tenía mucho caudal y poco apoco se estaba secando y cambiando de color,
hasta que se secó y todos los animales empezaron a morirse y ellos también,
entonces lloraron tanto que ya no tenían lagrimas y estaban sin fuerzas sus
almacenes de agua se acabaron pronto.
Entonces de tanto llorar la lágrima de un niño cayó como una gota de agua al
suelo y sucedió un milagro, desde ese momento empezó a expandirse hasta
convertirse en un río de agua dulce, todos se asombraron del milagro y
preguntaron al niño de dónde había salido el agua y él contestó mis lágrimas se
convirtieron en río.
Desde ese momento comprendieron que el agua era el compuesto más
importante en la vida de nuestro planeta y que era el regalo más preciado que
dios nos había dado y que hay que cuidarlo mucho y no se debe contaminarlo con
materiales sólidos y otros desechos para que todos gocemos del agua y la vida,
así aprendieron la lección estas familias y aprendieron a cuidar el agua y vivieron
muy felices
17. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 17
2.1. ¿Qué es materia?
MATERIA
La materia es todo aquello que nos rodea, ocupa un lugar en el espacio y tiene masa,
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2.2. División de la materia:
La materia es discontinua por eso la podemos dividir de la siguiente manera: por
método mecánico se obtiene partículas, por el método físico moléculas, por el
método químico átomo y por el físico químico protones, neutrones y electrones
2.3.- Magnitudes de medida de la materia
Una magnitud física es una propiedad o cualidad de un objeto sistema físico a la
que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición
cuantitativa. Seguramente entre las primeras magnitudes definidas resultan la
longitud de un segmento y la superficie de un cuadrado. Las magnitudes físicas se
cuantifican usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando
como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por
ejemplo, se considera que la longitud del metro patrón es 1.
Existen magnitudes básicas y derivadas, y constituyen ejemplos de magnitudes
físicas: la masa, la longitud, el tiempo, la carga eléctrica, la densidad, la
temperatura, la velocidad, la aceleración, y la energía.
2.3.1. Ejercicios de longitud para realizar:
1. Convertir 6km a m
2.- Convertir 38 pies a metros
3.- Un avión viaja de Esmeraldas a Quito a una altura de 12500pie determinar la
altura en Km
6 Km
1000m
1km
= 6000Km
38 pies
0.3048m
1pie
= 11,58m
19. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 19
4.- Convertir 15m a cm y pulgadas
5.- Determinar cuantos centímetros hay en 8 pies
6.- Convertir a m las siguientes equivalencias: 30050mm, 12 pulgadas
7.- ¿En 7 km cuantos metros, pies y centímetros hay?
2.3.2. Ejercicios propuestos de masa
1.- Convertir 100libras a Kilogramos y gramos
2.- ¿En 3Kg cuantos gramos hay?
3.- Determinar cuántos Kg tiene una persona si tiene de peso 186.5Lbrs
4.-Convertir 8976 gramos a mg, Kg y Lbrs
5.- ¿En 4 toneladas cuantos Kg hay?
2.3.3. Ejercicios propuestos de volumen.
1.- Convertir 6m3
a litros
2.- Un tanque tiene las siguientes dimensiones. 70.5 cm por 105mm por 0.6m.
¿Cuál es su volumen en litros
3.- ¿En 200barriles cuantos litros hay?
4.- Convertir 300litros a m3
5.- Investigue cuantos m3
de agua consume al mes en su hogar y cuanto debe
pagar mensualmente, si el litro de agua cuesta $0.12 centavos de dólares
6.- Convertir 36 galones a litros
7.- En 6litros de leche cuantos cm3
hay
2.3.4. Ejercicios de densidad.
En física y química, la densidad de una sustancia es una magnitud escalar
referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.
La densidad de una sustancia es el cociente entre la masa y el volumen:
Densidad = Masa/Volumen d = m/V
20. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 20
La masa y el volumen son propiedades generales o extensivas de la materia,
es decir son comunes a todos los cuerpos materiales y además dependen de la
cantidad o extensión del cuerpo. En cambio la densidad es una propiedad
característica, ya que nos permite identificar distintas sustancias. Por ejemplo,
muestras de cobre de diferentes pesos 1,00 g, 10,5 g, 264 g, ... todas tienen la
misma densidad, 8,96 g/cm3
.
1.- Determinar la densidad de un cuerpo que pesa 462g que desplaza 62.6ml de
agua
2.- La masa de un vaso vacío es 274 g. Se mide, con una probeta graduada, 200
ml de aceite de oliva y se vierten en el vaso. Se pesa el vaso con su contenido,
obteniendo un valor de 456 g. ¿Cuál es la densidad del aceite? Exprésala en g /
cm3, en kg / l y en unidades del SI.
3.- Completa la tabla siguiente:
SUSTANCIAS MASA (g) VOLUMEN cm3
DENSIDAD (g/cm3
)
Hielo 184 0.92
Poliestireno expandido 10 1000
Vidrio 50 2.60
Agua de mar 510 1.02
4.- Calcula el volumen en litros que tendrán 2 kg de poliestireno expandido
(densidad = 0,92 g / cm3).
5.- Calcula el volumen que tendrán 3 kg de vidrio (densidad = 2,60 g /ml)
6.- Un masa de azufre que pesa 11.00g, desplaza 5.4ml de agua. ¿Cuál es la
densidad del azufre?
2.3.5. Temperatura.
Es la medida de la cantidad de calor que tiene un cuerpo. La escala Celsius al
igual que las escalas Fahrenheit y la escala Kelvin o absoluta sirven para
determinar la temperatura de un cuerpo. Guardan la siguiente relación
°C = 5/9 (°F – 32 ) °F = 9/5 °C + 32
°K = °C + 273
21. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 21
comparación de los termómetros en las escalas Kelvin, Celsius y Fahrenheit
Punto de
ebullición del
agua
Punto de
congelación del
agua
Cero absoluto de
Temperatura
373 K
273 K
0 K
100°C
0°C
-273°C
100°
=
180°F
212°F
32°F
-460°F
Kelvin
(escala
absoluta)
Celsius
(centígrado)
Fahrenheit
1.- Transformar las siguientes temperaturas:
75 C0
a F0
98,6 F0
a C0
230 F0
a K
2.- ¿A qué temperatura darán la misma lectura un termómetro Celsius y un
termómetro Fahrenheit?
3.- la tempera tura promedio en la ciudad de Esmeraldas es de 28C0
. Transformar
esa temperatura en Kelvin y Fahrenheit
4.- En la capital del Ecuador (Quito) un termómetro en la escala Celsius marca
12C0
. ¿Cuánto indicara un termómetro en la escala Fahrenheit?
5.- Transformar -40F0
a C0
22. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 22
2.4. Propiedades de la materia
Todo lo que nos rodea y que sabemos cómo es se le llama materia. Aquello que
existe pero no sabemos cómo es se le llama no-materia o antimateria. Al observar
la materia nos damos cuenta que existen muchas clases de ella porque la materia
tiene propiedades generales y propiedades particulares.
Propiedades generales. Las propiedades generales son aquellas que
presentan características iguales para todo tipo de materia. Dentro de las
propiedades generales tenemos:
Masa = Es la cantidad de materia que posee un cuerpo
Peso =
Es la fuerza de atracción llamada gravedad que ejerce la tierra sobre la
materia para llevarla hacia su centro.
Extensión =
Es la propiedad que tienen los cuerpos de ocupar un lugar determinado
en el espacio.
Impenetrabilid
ad =
Es la propiedad que dice que dos cuerpos no ocupan el mismo tiempo
o el mismo espacio.
Inercia= Es la propiedad que indica que todo cuerpo va a permanecer en estado
de reposo o movimiento mientras no exista una fuerza externa que
cambie dicho estado de reposo o movimiento.
Porosidad =
Es la propiedad que dice que como la materia esta constituida por
moléculas entre ellas hay un espacio que se llama poro.
Elasticidad =
Es la propiedad que indica que cuando a un cuerpo se le aplica una
fuerza esta se deforma y que al dejar de aplicar dicha fuerza el cuerpo
recupera su forma original; lógicamente sin pasar él limite de
elasticidad. "limite de influenza "
Divisibilidad = Esta propiedad demuestra que toda la materia se puede dividir.
Propiedades Específicas. Todas las sustancias al formarse como materia
presentan unas propiedades que las distinguen de otras y esas
propiedades reciben el nombre de especificas y dichas propiedades reciben
el nombre de color, olor, sabor, estado de agregación, densidad, punto de
ebullición, solubilidad, etc.
23. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 23
El color, olor y sabor demuestra que toda la materia tiene diferentes colores,
sabores u olores.
El estado de de agregación indica que la materia se puede presentar en estado
sólido, liquido o gaseoso.
La densidad es la que indica que las sustancias tienen diferentes pesos y que por
eso no se pueden unir fácilmente.
2.5. Clasificación de la materia
Materia
heterogéneo
Es una mezcla de sustancias en más de
una fase o que son físicamente
distinguibles.
EJEMPLO: mezcla
de agua y aceite.
Material
homogéneo: Constituido por una sola sustancia o por
varias que se encuentran en una sola fase
EJEMPLO: mezcla
de sal y agua.
24. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 24
Solución:
Es un material homogéneo constituido por
más de una sustancia. Son transparentes,
estables y no producen precipitaciones.
Una característica muy importante es la
composición, la cual es igual en todas sus
partes. Sin embargo, con los mismos
componentes es posible preparar muchas
otras soluciones con solo variar la
proporción de aquellos
EJEMPLO: las
gaseosas.
Sustancia
pura:
Es un material homogéneo cuya
composición química es invariable.
EJEMPLO:
alcohol (etanol)
Elemento: Sustancia conformada por una sola clase
de átomos
EJEMPLO:
nitrógeno gaseoso
(N2), la plata (Ag)
Compuesto:
Sustancia conformada por varias clases
de átomos
EJEMPLO:
dióxido de carbono
(CO2)
2.6. Cambios de la materia
Cambio físico. Cambio que sufre la materia en su estado, volumen o forma
sin alterar su composición. Emp. En la fusión del hielo, el agua pasa de
estado sólido a líquido, pero su composición permanece inalterada
Cambio químico. Cambio en la naturaleza de la materia, variación en su
composición. Emp. En la combustión de una hoja de papel, se genera CO,
CO2 y H2O a partir de celulosa, cambiando la composición de la sustancia
inicial.
2.7. Cambios de estado
El estado en que se encuentre un material depende de las condiciones de
presión y temperatura, modificando una de estas variables o ambas, se puede
pasar la materia de un estado a otro. La materia se presenta en los estados de:
sólido, liquido, gaseoso, plasma y radiante
25. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 25
CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES ESTADOS DE LA MATERIA
SÓLIDOS LÍQUIDOS GASES
COMPRESIBILIDAD
No se pueden
comprimir
No se pueden
comprimir
Sí pueden comprimirse
VOLUMEN
No se adaptan al
volumen del
recipiente
Se adaptan al
volumen del
recipiente
Se adaptan al volumen del
recipiente
GRADOS DE
LIBERTAD
Vibración
Vibración,
rotación
Vibración, rotación,
traslación
EXPANSIBILIDAD No se expanden No se expanden Sí se expanden
26. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 26
2.8. Actividad
Sobre las propiedades de la materia
1. Señala la afirmación correcta.
a) El volumen es una propiedad específica de la materia.
b) La masa es una propiedad general de la materia.
c) La densidad es una propiedad general de la materia.
2. ¿Qué es la densidad?
a) Masa dividida entre volumen.
b) Volumen dividido entre masa.
c) Masa por volumen.
d) Ninguna de las respuestas es correcta
3. ¿Cuál o cuáles de estas afirmaciones son correctas?
a) La densidad se mide en kg/m3 en el sistema internacional.
b) El kg/m3 es igual al kg/l.
c) El kg/m3 es superior al g/l
d) El kg/l es mayor que el g/cm3
Estados de agregación
* Estado de agregación en el que las fuerzas de atracción entre partículas son
muy
Débiles: (1) _______.
* Estado de agregación con forma definida: (2) _______.
* Estado de agregación con forma indefinida pero con volumen definido:
(3) _______.
Gas Líquido Sólido
Cambios de estado (I).
1. En qué proceso un líquido se convierte en gas
a) Fusión.
b) Vaporización.
c) Condensación.
d) Sublimación.
2. ¿En qué proceso un líquido se convierte en sólido?
a) Solidificación.
b) Condensación.
c) Sublimación regresiva.
d) Fusión.
27. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 27
Cambio de estado (II) corrija los errores
Paso de sólido a líquido Vaporización
Paso de líquido a gas Fusión
Paso de gas a líquido Solidificación
Paso de líquido a sólido Sublimación regresiva
Paso de sólido a gas Condensación
Paso de gas a sólido Sublimación
Vaporización
La vaporización es el paso de líquido a gas, que se puede producir de dos formas:
por
(1)___________ o por ebullición?
La (2)___________ tiene lugar a cualquier temperatura mientras que la
(3)___________
tiene lugar a una temperatura determinada.
La (4)___________ tiene lugar en cualquier lugar del líquido mientras que la
(5)___________ tiene lugar en la superficie.
La (6)___________ se produce de forma tumultuosa mientras que la
(7)___________ se
Produce lentamente.
ebullición ebullición ebullición evaporación evaporación evaporación
Contaminación ambiental
Escribe un cuento sobre contaminación ambiental con la ayuda de tu familia
Defina cada uno de los estado de la materia
28. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 28
UNIDAD. III
TÍTULO:
MEZCLA Y COMBINACIÓN DE SUSTANCIAS
OBJETIVO.
Diferenciar lo que es una mezcla de una combinación mediante la
experimentación con la finalidad de comprobar los cambios que se producen
CONTENIDOS.
Cuerpo puro
Mezcla
Combinación
Diferencias entre mezcla y combinación
Métodos de separación de mezclas
Actividad
PARA REFLEXIONAR
Cuida de ti mismo.
Físicamente: necesitas dormir, hacer ejercicio y alimentarte correctamente.
Mentalmente: ejercita tu cerebro leyendo, relacionando lo que aprende en
diferentes clases y concentrando tu atención en cómo te incumbe todo ello
29. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 29
Ecosistema
Ecosistema es el conjunto de sistemas interactivos conformados por elementos
bióticos y abióticos, cuyas interrelaciones permiten el equilibrio en el desarrollo de
los procesos vitales naturales; el ecosistema es más, un sistema funcional que
incluye una comunidad de seres vivos y su medio, según su permeabilidad se
puede hablar de ecosistemas abiertos y cerrados.
Cuando la permeabilidad es muy grande y los flujos externos ponen en peligro el
equilibrio interno del ecosistema, se habla fragilidad. A nivel general se aplica el
término fragilidad para aquellos ecosistemas que por acción del ser humano están
en peligro de desaparecer.
La mayor unidad ecológica marina la constituyen los océanos con sus costas y
estuarios. En el océano se identifican sistemas ecológicos de diferente magnitud.
Estos sistemas ecológicos tienen extensiones o límites que están dados por
factores como: barreras físicas, que favorecen el mantenimiento de comunidades;
factores del medio, que disminuyen el área de la comunidad biótica, la salinidad e
incluso la capacidad reproductiva de la comunidad. El equilibrio dinámico entre los
factores bióticos y abióticos son los que dan un grado de estabilidad y
permanencia al océano.
Las aguas oceánicas poseen sustancias sólidas (en disolución) que son utilizadas
como alimento por las especies que allí habitan.
30. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 30
3.1. Cuerpo puro
Es aquel que no tiene la más mínima impureza y tiene valores fijos en sus
constantes físicas como: el punto de fusión, de ebullición. Se llama QP
químicamente puro. Un cuerpo puro puede ser un elemento químico o una
molécula (compuesto). Ejemplos. El oro, plata, C12H22H11, H2O
3.2. Mezcla.
Es la unión de dos o más cuerpos simples o compuestos que intervienen en
cualquier cantidad, sin que los componentes sufran la más mínima transformación
de su estructura molecular.
3.3. Combinación.
Es una reacción química, donde sus componentes intervienen en cantidades
fijas sufriendo una transformación de sus componentes.
3.3. Diferencias entre mezcla y combinación.
MEZCLA COMBINACIÓN
1. Los componentes intervienen en
cualquier cantidad
2. No hay alteración química de los
componentes
3. Los componentes se separan fácil-
mente
4. es un proceso físico
5. el producto final es igual a sus
componentes
1. Los componentes intervienen en
cantidades fijas
2. Hay alteración química de los
componentes
3. los componentes son difícil de
separarlos
4. es un proceso químico
5. el producto final es diferente a sus
componentes
3.4. Métodos de separación de mezclas
3.4.1. Mezcla de sólido-sólido.
Los componentes de una mezcla se pueden separar por método físico y
mecánico:
Flotación. Es un método mecánico, consiste en disolver los componentes
en un disolvente; uno de ellos se disuelve y flota el otro por mayor densidad
31. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 31
se deposita en el fondo del recipiente y se procede a la separación, por
ejemplo una mezcla de azufre con arena
Atracción mecánica. Es un proceso físico, se utiliza un imán y se acerca a
la mezcla, ejemplo una mezcla de polvo de azufre con limadura de hierro
Solubilidad. Uno de los componentes de la mezcla se disuelve en un
líquido.
Tamización. Un tamiz es un colador o una malla metálica que permite la
separación de cuerpo sólidos de diferente tamaño o grosor.
3.4.2. Mezcla líquido-líquido
Decantación. Sirve para separar dos o más líquidos que no se mezclan;
como el agua con el aceite, que tienen diferente densidades.
Destilación. Es un proceso físico que permite la separación de líquidos
miscibles. hay destilación: simple, fraccionada y por arrastre de vapor
(al vacío). Ejemplo destilación del petróleo
3.4.3. Mezcla de sólido-líquido.
Filtración. Consiste en hacer pasar a través de un cuerpo poroso como
papel filtro una mezcla de sólido con líquido.
Centrifugación. Permite separar un sólido que ha formado una solución
estable con el líquido. Ejemplo la separación de los componentes de la
sangre.
3.4.5. Mezcla gas-gas.
Cromatografía. Permite destilar o separar mezclas muy complejas de
gases
3.5. Actividad.
1. Subraye la respuesta correcta y explique él porque.
Un fenómeno químico es:
Evaporación del agua
Mezcla de azúcar con agua
Destilación de alcohol
Dilatación de un metal por el calor
Oxidación del hierro con el aire
32. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 32
2. Cuando la materia cambia de estado gaseoso al estado líquido, el fenómeno es:
Fusión
Condensación
Solidificación
Evaporación
Sublimación
3.- La oxidación del cobre es un cambio químico porque:
Se forma una nueva sustancia
Se descompone
Desprende calor
Absorbe calor
Tiene composición definida
4.- Un material que tiene propiedades similares en todas sus partes, tiene
composición definida y no puede dividirse en partes más pequeñas es:
Una mezcla heterogénea
Una solución
Un elemento químico
Un compuesto
Una mezcla homogénea
5.- En el siguiente esquema la fusión y la sublimación están representados
respectivamente por los números
1 y 2
2 y 3
1 y 5
2 y 5
1 y 6
33. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 33
6.- Una forma de materia que tiene propiedades similares en todas sus partes es:
Una mezcla
Una emulsión
Una suspensión
Homogénea
Heterogénea
7.- La forma más conveniente de separar una mezcla homogénea líquido-líquido
es:
Fusión
Decantación
Filtración
Destilación
Tamización
8.- Una mezcla difiere de un compuesto en que:
Su composición es fija
No se puede separar por medio químico
Siempre es heterogénea
Está formada por dos o más elemento
9.- En un esquema de doble entrada escriba 7 diferencias entre Mezcla y
combinación.
10.- Explique dos ejemplo donde usted diariamente haya realizado una mezcla y
como lo separaría
11.- ¿Qué ocurre cuando las sustancias combusten?
34. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 34
UNIDAD IV
TÍTULO:
MATERIA Y ENERGÍA COMO PROCESO DE TRANSFORMACIÓN
OBJETIVO:
Comprender el proceso de transformación de la energía a través del análisis de
los diferentes tipos de energía con la finalidad de determinar la importancia de
esta en el desarrollo de la tecnología
CONTENIDOS:
Termoquímica
¿Qué es energía?
Equivalencia de unidades de energía
Leyes de conservación de la materia y energía
Clases de energía
Transformación de energía
Energía limpia
Actividad
PARA REFLEXIONAR:
Busca un compañero (a) de estudio o únete a un grupo de estudio. Las
calificaciones aumentan cuando los estudiantes enseñan a los compañeros. Una
mejor forma de aprender es enseñando.
35. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 35
Problemas comunes de los humedales
Los humedales han sido destruidos porque la sociedad erróneamente los ha
considerado como tierras marginadas, inaccesibles, anegadas y plagadas de
mosquitos portadores de enfermedades.
Sin embargo, la perdida de humedales ha ocasionado un alto costo social. En
gran parte esta pérdida ha sido deliberada, incluso planificada por autoridades
locales y nacionales, quienes han tomado decisiones al margen del valor total que
poseen estos ecosistemas en su estado natural.
Son obstáculos para la conservación de los humedales, generalmente: escasa
difusión de la información técnica, deficiente conceptos de planificación, políticas
incongruentes, estructura institucional débil, inadecuada organización sectorial del
manejo de los humedales, metodología de trabajo inapropiada, poco personal
calificado, deficiente legislación específica y recursos económicos limitados.
En corto tiempo los humedales se ven afectados en la población de peces y
otras especies acuáticas, así como de aquellas que dependen de éstas para su
supervivencia, éste es el caso de las aves migratorias.
La sobrepesca afecta directamente al ciclo de vida de las especies utilizadas y
otra capturas incidentales. Las comunidades locales y la demanda de otros
usuarios agotan el recurso y al final sus necesidades económicas y alimentación
se agravan. Al no haber esta fuente de alimento e ingresos, algunas familias se
ven obligadas a emigrar dentro y fuera del país.
36. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 36
4.1. Termoquímica
Uno de los aspectos más importante de la química es la producción y flujo de
energía. Nos alimentamos a fin de producir la energía necesaria para mantener
nuestras funciones biológicas. Quemamos combustible fósiles con objeto de
producir energía eléctrica, producir calor para nuestros hogares y generar potencia
para aviones, carros, etc. Fabricamos explosivos y propelentes que liberan
grandes cantidades de energía, con repercusiones tanto productivas como
aterradoras.
Las reacciones químicas implican cambios de energía, m{as del 90% de la
energía producida en nuestra sociedad proviene de reacciones químicas, en su
mayor parte de la combustión de la hulla, productos del petróleo y gas natural
4.2. Energía
La energía es la capacidad que tiene un cuerpo o un sistema para realizar un
trabajo. Se presenta en diferentes formas: potencial, cinética, eléctrica, calórica,
lumínica, nuclear y química.
4.3. Equivalencias de las unidades de energía
1 caloría = 4.184 joule = 4.184 J
1 kilocaloría = 1000 calorías = 1kcal
1 joule = 1 newton x 1 metro
(unidad de
fuerza)
(unidad de longitud)
1 newton = 1 kilogramo x
1
metro
x ( 1 segundo) -2
1 joule = 1 kilogramo x
1
metro
2
x ( 1 segundo) -2
1 J = 1 kg m2
s-2
37. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 37
Caloría =
Es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1º C un gramo de
agua.
Calor =
Es una forma de energía que fluye entre cuerpos debido a una
diferencia de temperatura. El calor fluye de un cuerpo caliente a uno
frío, hasta que los dos alcanzan igual temperatura.
Calor
específico =
Es la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura
de un gramo de una sustancia en un grado centígrado. Ejemplo: Cp
del oro: 0.129 J/ g ºC, lo cual indica que son necesarios 0.129 J para
elevar en 1°C la temperatura de 1 g de oro.
4.4. Leyes de conservación de la masa y la energía
PRIMERA:
(Ley de
Lavoisier)
En una reacción química ordinaria la
masa de todos los productos es igual a
la masa de las sustancias reaccionantes
SEGUNDA :
(ley de la
Termodinámica
)
La energía no se crea ni se destruye ,
solo se transforma.
TERCERA :
( Ley de
Einstein )
La materia y al energía pueden
transformarse mutuamente , pero la
suma total de la materia y la energía del
universo es constante
4.5. Clases de energía.
Existen varios tipos de energía:
Energía potencial o de reposo: Es aquella energía almacenada que tiene
un cuerpo cuando está en reposo, por ejemplo el agua estancada en una
represa, etc
Energía cinética o de movimiento: es aquella que tiene un cuerpo o un
sistema en movimiento, ejemplo el viento, un coche en movimiento, etc.
Ec = ½ m * V2
38. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 38
Energía térmica o calórica: está relacionada con la temperatura de un
cuerpo, ejemplo un horno
Energía nuclear: es aquella que por efecto de ruptura o fusión del núcleo
de los átomos radiactivo se libera
4.6. Trasformación de energía
Los procesos que ocurren en el universo se reducen, en general, al cambio en el
movimiento de algunos cuerpos.
La energía es un concepto que usamos para analizar los procesos y no una
cosa, la energía es algo que pasa de un cuerpo a otro, cambia de forma y se
almacena. Así cuando un cuerpo cae decimos que la energía potencial
gravitacional del mismo cuerpo-tierra se transforma en energía cin{ética y a la
inversa cuando sube.
Todos los cuerpos en el universo poseen cierta energía. Si consideramos un
átomo, éste tiene energía cinética de traslación, energía cinética y potencial
eléctrica de sus electrones y energía de su núcleo.
Los procesos que el hombre produce o estimula, como consecuencia del
desarrollo tecnológico, en su mayoría pretenden es producir movimiento de un
cuerpo, de un líquido o de un gas. Es decir, transformar energía que posee un
sistema con un momentum cero en energía; por ejemplo.
En una estación hidroeléctrica, la energía cinética del agua, ganada a expensa
de su energía potencial gravitacional al caer desde cierta altura, mueve un
generador eléctrico, que a su vez pone en movimiento a los electrones en un
cable, dando lugar a una corriente eléctrica
4.7. Energía limpia
El efecto sobre el medio ambiente de la contaminación, por los residuos humo,
gases, materiales radioactivos, etc, y los cambios climáticos, afectado por la
necesidad de dispersar la energía degradada. Resulta imperioso, establecer una
política global o mundial tendiente a nivelar el consumo de energía sin afectar la
calidad de vida y reducir las diferencias entre los consumos de energía de los
países desarrollados y de los países en vías de desarrollo. Entre las diferentes
clases de energía tenemos:
Solar: producida por los rallos solares
Corriente marinas: por las mareas
Eólica: por los vientos
Hidráulica: por el agua
39. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 39
Nuclear: fusión de los átomos
Biomasa: material orgánico
4.8. Actividad
1.- En la escala Farenheit el punto de ebullición del agua equivale
10000
F
1500
F
1800
F
2120
F
2200
F
2.- Determinar la energía cinética de un cuerpo que tiene una masa de 350g y se
mueve a una velocidad de 75m/s2
3.- Escriba una V o F dentro del paréntesis si considera que el enunciado es
verdadero o falso
1. La materia se destruye ( )
2. La energía se transforma ( )
3.-El relámpago tiene energía potencial ( )
4.- Un cuerpo pesa igual en la tierra y en la luna ( )
5.- La energía radiante se presenta en forma de luz ( )
4.- Escriba 2 ejemplos de energía potencial y dos de energía cinética
5.- Realice un diagrama que explique la transformación de energía
6.- ¿qué es energía eólica?
7.- Explique porque la energía proveniente del carbono es contaminante
8.- ¿Qué tipo de energía propone usted para evitar la contaminación ambiental y
por qué? Argumente
9.- Escriba 5 importancias de la energía
40. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 40
UNIDAD V
TÍTULO:
CUERPOS SIMPLES Y COMPUESTOS
OBJETIVO.
Diferenciar entre cuerpo simple y compuestos a través de ejemplos con la finalidad
de comprender como está formado el universo.
CONTENIDOS.
¿Qué es un elemento químico?
Nombre de algunos elementos químicos
Años en que se descubrieron los elementos químicos
¿Qué es un compuesto?
Representación de los compuestos
Unidades químicas
Determinación de fórmulas mínimas y molecular
Actividad para desarrollar
PARA REFLEXIONAR.
Produce una inmensa tristeza pensar que la naturaleza habla mientras el género
humano no escucha.
Víctor Hugo
41. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 41
La vejez. ¿Un problema de radicales libres?
Una de las preocupaciones del ser humano desde época antigua ha sido el
cómo detener el envejecimiento. La dos cosas que siempre buscaron los
alquimistas fueron la piedra filosofal para convertir los metales en oro y el elixir de
larga vida para conseguir la juventud perenne.
Varias teorías se han esbozado para explicar el fenómeno de la vejez e incluso
hay una ciencia, la gerontología, que estudia los achaques propios de esta etapa y
trata de mejorar la vida del anciano.
La vejez es una etapa de la vida caracterizada por el menoscabo en el
funcionamiento de varios órganos vitales, en la rigidez de las articulaciones, en la
aparición de arrugas, pérdida de la coloración del cabello, reducción del agua y de
la grasa en el organismo, estrechamiento de las arterias y otros síntomas de
deterioro.
Los llamados radicales libres son átomos o grupos de átomos de carga eléctrica
neutra que poseen un electrón libre y en consecuencia tienden a reaccionar de
forma muy rápida con otras sustancias. Algunos de ellos son los radicales de
hidrógeno, H+
, es decir un ión de hidrógeno con su único electrón desapareado, el
radical metilo CH3
-
, y en general todos los provenientes del carbono cuando
pierden uno de sus sustituyentes. Algunos son más o menos estables.
La teoría que explica la vejez como un problema de radicales libres establece
que éstos se forman en el organismo por diversos factores ambientales tales como
la luz, que en efecto se ha comprobado favorece dicha formación y las reacciones
correspondientes, y la contaminación, sobre todo atmosférica, que llevan con el
tiempo a causar reacciones químicas erróneas puesto que producen sustancias
indeseables en la célula que causan su disfunción.
La acumulación progresiva de tal tipo de sustancias es responsable del proceso
de envejecimiento. Basta observar cómo envejece la piel expuesta en forma
continua a la luz solar, que se ha comprobado favorece la formación de radicales
libres. Tratamientos modernos para evitar o al menos retardar el envejecimiento,
consisten en el suministro continuo al organismo de sustancias tales como las
hidroxiladas, de comprobada eficacia contra los radicales libres.
42. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 42
5.1. Elementos químicos
Es un cuerpo simple formado por una sola clase de átomo
5.2. Nombre de algunos elementos químicos
5.2.1. En honor a planetas y asteroides
Mercurio, su nombre se debe al planeta del mismo nombre, pero su abreviatura
es Hg. Dioscórides lo llamaba plata acuática (en griego hydrárgyros).
Uranio (U): del planeta Urano.
Neptunio (Np): del planeta Neptuno.
Plutonio (Pu): del planeta Plutón.
Cerio (Ce): por el asteroide Ceres, descubierto dos años antes. (¿Sabíais que el
cerio metálico se encuentra principalmente en una aleación de hierro que se utiliza
en las piedras de los encendedores?).
Titanio (Ti): de los Titanes, los primeros hijos de la Tierra según la mitología
griega.
5.2.2. Nombres de lugares y similares
Magnesio (Mg): de Magnesia, comarca de Tesalia (Grecia).
Scandio (Sc), Escandinavia (por cierto, Vanadio (V): Vanadis, diosa escandinava).
Cobre (Cu): cuprum, de la isla de Chipre.
Galio (Ga): de Gallia, Francia.
Germanio (Ge): de Germania, Alemania.
Selenio (Se): de Selene, la Luna.
Estroncio (Sr): Strontian, ciudad de Escocia.
Rutenio (Ru): del latín Ruthenia, Rusia.
Terbio (Tb): de Ytterby, pueblo de Suecia.
Europio (Eu): de Europa.
Holmio (Ho): del latín Holmia, Estocolmo.
Tulio (Tm): de Thule, nombre antiguo de Escandinavia. (¿Pero porqué Tm?)
43. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 43
Lutecio (Lu): de Lutetia, antiguo nombre de Pans.
Polonio (Po): de Polonia, en honor de Marie Curie (polaca) codescubridora del
elemento junto con su marido Pierre.
Francio (Fr): de Francia.
Americio (Am): de América.
Berkelio (Bk): de Berkeley, universidad de California.
Californio (Cf): de California (estado estadounidense).
5.2.3. Referente a propiedades
Berilio (Be) de beriio, esmeralda de color verde.
Hidrógneno (H): engendrador de agua.
Nitrógeno (N): engendrador de nitratos (nitrum)
Oxígeno (O): formador de ácidos
Cloro (Cl) del griego chloros (amarillo verdoso).
Argón (Ar) argos, inactivo
Cromo (Cr): del griego chroma, color.
Manganeso (Mg): de magnes, magnético.
Bromo (Br): del griego bromos, hedor, peste.
Zinc (Zn): del aleman zink, que significa origen oscuro.
Arsenico (As): arsenikon, oropimente amarillo
Zirconio (Zr): del árabe zargun, color dorado.
Rubidio (Rb): de rubidius, rojo muy intenso (a la llama).
Rodio (Rh): del griego rhodon, color rosado.
Yodo (I): del griego iodes, violeta.
Oro (Au): de aurum, aurora
44. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 44
5.2.4. Nombres de científico
Curio (Cm): en honor de Pierre y Marie Curie.
Einstenio (Es): en honor de Albert Einstein.
Fermio (Fm): en honor de Enrico Fermi.
Mendelevio (Md): En honor al químico ruso Dmitri Ivánovich Mendeléiev
Nobelio (No): en honor de Alfred Nobel.
Lawrencio (Lr): en honor de E.O. Lawrence.
5.3. Años en que se descubrieron los elementos químicos
Antes de 1700 1700-1799 1800-1849 1850-
Antimonio
Plata
Arsénico
Carbono
Cobre
Estaño
Hierro
Mercurio
Oro
Fósforo
Plomo
Azufre
Nitrógeno
Berilio
Bismuto
Cloro
Cromo
Cobalto
Flúor Hidrógeno
Manganeso
Molibdeno
Níquel
Oxígeno
Platino
Estroncio
Telurio
Titanio
Tungsteno
Uranio
Itrio
Cinc
Circonio
Aluminio
Bario
Boro
Bromo
Cadmio
Calcio
Cerio
Erbio
Yodo
Lantano
Iridio
Litio
Magnesio
Niobio
Osmio
Paladio
Potasio
Rubidio
Selenio
Silicio
Sodio
Tantalio
Torio
Vanadio
Actinio
Argón
Cesio
Disprosio
Gadolinio
Galio
Germanio
Helio
Holmio
Indio
Criptón
Neodimio
Neón
Polonio
Praseodimio
Radio
Rodio
Rutenio
Samario
Escandio
Talio
Tulio
Xenón
Iterbio
45. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 45
5.4. Compuesto químicos.
Sustancia pura formado por la unión de dos o más elementos químicos
diferentes
5.5. Representación de los compuestos
Símbolo: es la letra o letras que se emplean para representar elementos
químicos. EJEMPLO: Al (aluminio)
Molécula: se forman por enlaces químicos de dos o más átomos y siempre en
proporciones definidas y constantes. Son la estructura fundamental de un
compuesto.
5.5.1. Fórmula:
Fórmula
química
Fórmula
empírica o
mínima
Fórmula
molecular
Fórmula
estructural :
Fórmula de
Lewis o
electrónica:
Es la
representación
de un
compuesto e
indica la clase y
la cantidad de
átomos que
forman una
molécula.
Está constituido
por el símbolo
de cada
elemento
presente en la
sustancia,
seguido por un
subíndice que
índica el número
relativo de
átomos.
Informa
sobre el tipo
de átomos
que forman
la molécula y
la relación
mínima en la
cual estos se
combinan.
Expresa la
composición real
de un compuesto,
indicando el
número de
átomos de cada
especie que
forma la
molécula. La
fórmula molecular
es un múltiplo de
la empírica.
Muestra el
ordenamiento
geométrico o
posición que
ocupa cada
átomo dentro
de la molécula.
Representa la
molécula
incluyendo todos
los electrones de
valencia de los
átomos
constituyentes,
estén o no
comprometidos
en enlaces.
46. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 46
EJEMPLO:
Fe2O3
La fórmula
mínima del
etano (C2H6)
es CH3
5.6. Unidades químicas:
Mol: Es el número de partículas igual al número de Avogadro
Número de Avogadro: 6.023 x 1023
partículas
Peso atómico: Es el peso de una mol de átomos de un elemento. Ejemplo En
un mol de Fe (hierro) hay 6.023 x 1023
átomos de hierro y estos pesan en total
55.8 g
1mol = 6.023 x 1023
= peso atómico del elemento.
Unidades de Masa Atómica u.m.a
Peso molecular: Es el peso de una mol de moléculas de un compuesto. Se
obtiene sumando el peso atómico de todos los átomos que forman la molécula.
Ejemplo En un mol de H2SO4 (ácido sulfúrico) hay 6.023 x 1023
moléculas de ácido
y estas pesan 98 g. Este resultado se obtiene teniendo en cuenta el número de
átomos y sus pesos atómicos, así
hidrógeno 2 x 1 = 2
azufre 1 x 32 = 32
oxígeno 4 x 16 = 64
Peso = 98
5.7. Determinación de formulas empíricas y moleculares
Ejemplo: Determine la Fórmula Empírica y la Fórmula Molecular de un
compuesto que contiene 40.0 % de C, 6.67 % de H y 53.3 % de O y tiene un peso
molecular de 180.2 g/mol .
5.7.1 Para determinar la fórmula empírica:
Cuando los datos se expresan como porcentaje, se pueden considerar 100
gramos del compuesto para realizar los cálculos. Los pesos atómicos son:
C = 12.0, O = 16.0 y H = 1.0
El primer paso para el cálculo es determinar el número de moles de cada
elemento.
47. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 47
# Moles de C = 40/12.0 = 3.33
# Moles de O = 53.3/16.0 = 3.33
# Moles de H = 6.67/1.0 = 6.67
El siguiente paso consiste en dividir cada valor entre el valor más pequeño.
C = 3.33/3.33 = 1
O = 3.33/3.33 = 1
H = 6.67/3.33 = 2
Puede apreciarse que los valores obtenidos son los números enteros más
pequeños y la fórmula empírica será: C1H2O1 o bien, CH2O.
5.7.2. Para determinar la formula molecular:
Para obtener la Fórmula Molecular, calculemos el peso de la Fórmula empírica:
C = (12.0) x (1) = 12.0
H = (1.0) x (2) = 2.0
O = (16.0) x (1) = 16.0
Suma = 30.0
Ahora se divide el Peso Molecular entre el Peso de la Fórmula Empírica
180/30 = 6
La Fórmula Molecular será igual a 6 veces la Fórmula empírica:
C6H12O6
En los casos en que una fórmula empírica dé una fracción, como por ejemplo:
PO2.5 habrá que multiplicar por un número entero que nos proporcione la relación
buscada, por ejemplo 2: P2O5
48. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 48
5.8 Actividad para desarrollar
1.- Calcule el peso fórmula del cloruro de bario (BaCl2)
2.- ¿Cuántos moles de Aluminio hay en 125 gramos de Aluminio?
3.- Un hidrocarburo contiene 85.63% de carbono y 14.37% de hidrogeno. Deducir
su formula empírica.
4.- Un compuesto contiene 63.53% de hierro y 36.47 % de azufre. Deducir su
formula empírica. (Para facilidad de los cálculos tómese por pesos atómicos Fe=
55.8 y S=32.1)
5.- Determinar el porcentaje de cada uno de los elementos que están
constituyendo la molécula de glucosa C6H12O6
6.- Determinar el peso molecular del sulfato de aluminio Al2(SO4)3
7.- Determinar la composición centesimal de los componentes del agua
8.- calcular el peso fórmula del carbonato férrico Fe2 (CO3)3
9.- Calcular la fórmula mínima y molecular, con los siguientes datos:
C = 61%; O = 27.12%; H = 11.88%
Masa molecular = 118g
49. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 49
UNIDAD VI
TÍTULO:
EL ÁTOMO
OBJETIVO:
Interpretar como se encuentra estructurado el átomo mediante el análisis y el
desarrollo de ejercicios con la finalidad de comprender su importancia en el
desarrollo de la tecnología.
CONTENIDOS:
Definición de átomo
Modelos atómicos
Conceptos atómicos
Estructura atómica
Distribución electrónica
Números cuánticos
Actividad para desarrollar
PARA REFLEXIONAR:
Para ser buen químico necesita, ser un buen observador y detallista trabajar
ordenadamente y con limpieza; anotar la mínima modificación que observes;
cualquier pequeño detalle puede ser el principio de un descubrimiento.
50. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 50
El riñón artificial
El organismo humano posee dos riñones que actúan a manera de filtros dejando
pasar al exterior en forma selectiva todos los productos de desecho que han
ingresado por las vías digestivas y han experimentado por lo tanto, los procesos
metabólicos necesarios para llegar a ser desechos.
Entre las sustancias que elimina el riñón y que son desechos metabólicos se
encuentran el agua, el bicarbonato de sodio, la urea, el ácido úrico y algunos
aminoácidos no asimilados por el organismo. Todos estos compuestos forman la
orina que es expulsada desde la vejiga.
El intercambio de sustancias entre las células renales y los vasos sanguíneos se
lleva a cabo por un proceso de osmosis o diálisis, que surge por la propiedad de
semipermeabilidad de las membranas celulares, es decir la propiedad de dejar
pasar en forma selectiva a algunas moléculas y otras no.
Las enfermedades renales, de uno o de los dos riñones, hacen que el organismo
pierda su capacidad de eliminar toxinas provenientes de los productos finales del
metabolismo de los diferentes nutrientes. Es así como, por ejemplo, si no se
elimina la urea, esta pasa a la sangre y causa una grave enfermedad que puede
llegar a ser mortal, llamada uremia.
El ingenio humano ha logrado construir un riñón artificial, que no es otra cosa que
una membrana semipermeable a través de la cual se bombea y recircula la sangre
con el fin de eliminar las sustancias tóxicas que la envenenan.
En un principio el riñón artificial o dializador era un aparato muy grande y costoso
que poseían unos pocos hospitales. En la actualidad hay riñones artificiales que
son para uso individual y aunque causan algunas incomodidades a los pacientes,
les permiten sobrevivir.
51. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 51
6.1. El átomo.
En química y física, átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico
que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante
procesos químicos
El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia
del universo fue postulado por la escuela atomista en la antigua Grecia. Sin
embargo, su existencia no quedó demostrada hasta el siglo XIX. Con el desarrollo
de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse
en partículas más pequeñas.
6.2. Modelos atómicos.
La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de
acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. A
continuación se hará una exposición de los modelos atómicos propuestos por los
científicos de diferentes épocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos
para explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera
de reseña histórica.
6.2.1. Modelo de Dalton
Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1805 por
John Dalton, quien imaginaba a los átomos como diminutas esferas. Este primer
modelo atómico postulaba:
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.
52. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 52
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.
Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos
catódicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones (p+).
6.2.2. Modelo de Thomson (1904)
Se le considera descubridor del electrón; propuso un átomo considerándolo una
esfera de 10-6
cm de diámetro cargado positivamente en toda su masa y flotando
las cargas negativas en igual número; por lo tanto el átomo es neutro
6.2.3. Modelo de Rutherford (1911)
Experimentando la proyección de rayos alfa (positivos) sobre una lámina de oro,
descubrió que en su mayor parte la atravesaban en líneas recta y algunas con
desviaciones leves. Propuso un átomo similar al sistema planetario. Se le
considera el descubridor del núcleo y del protón. Los postulados dicen:
El átomo está formado por un núcleo positivo y corteza negativa
En el núcleo reside la masa del átomo, está constituido por los
nucleones (protones y neutrones)
A gran distancia del núcleo, se encuentran los electrones (-) girando en
orbitas, en forma similar a los satélites planetarios, los cuales emiten
energía continua en forma radiante
El átomo es eléctricamente neutro, por lo tanto el número de protones
es igual al de los electrones.
53. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 53
6.2.4. Modelo de Bohr
Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como
punto de partida el modelo de Rutherford, Niels Bohr trata de incorporar los
fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva teoría de la
cuantización de la energía desarrollada por Max Planck y el fenómeno del efecto
fotoeléctrico observado por Albert Einsten.
“El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones
moviéndose alrededor del núcleo en órbitas bien definidas.” Las órbitas están
cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas órbitas)
Cada órbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor
energía.
Los electrones no radian energía (luz) mientras permanezcan en órbitas
estables.
Los electrones pueden saltar de una a otra órbita. Si lo hace desde una de
menor energía a una de mayor energía absorbe un cuanto de energía (una
cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada órbita. Si pasa de
una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación (luz).
El mayor éxito de Bohr fue dar la explicación al espectro de emisión del hidrógeno.
Pero solo la luz de este elemento. Proporciona una base para el carácter cuántico
de la luz, el fotón es emitido cuando un electrón cae de una órbita a otra, siendo
un pulso de energía radiada.
6.2.5. Modelo de Sommerfeld. (1915)
Analizando el espectro del hidrógeno, descubrió nuevas líneas más finas que no
habían sido prevista por Bohr, Sommerfeld, los considero como resultado de que
el electrón también se desplaza en orbitas elípticas en regiones denominadas
subniveles de energía.
54. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 54
6.2.6. Modelo de Schrödinger: modelo actual
Después de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la
materia en 1924 cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se
actualizó nuevamente el modelo del átomo
En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como
esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una
extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas
dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por
medio de una función de onda el cuadrado de la cual representa la probabilidad de
presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se
conoce como orbital
6.3. Conceptos atómicos.
Número atómico (Z). Indica el número de protones que tiene un átomo en
su núcleo, en átomos neutros es igual a los electrones.
Número de masa (A). Indica la suma de protones y neutrones que tiene un
átomo en su núcleo A = p + n
Isótopos o hílidos. Son conjuntos de átomos que pertenecen a un
elemento y que tienen igual número atómico y diferente número de masa,
difieren en el número de neutrones. Los isótopos tienen igual número de
masa.
Protio 1
1H = p = 1, n = 0
Deuterio 2
1H = p = 1; n = 1
Tritio 3
1H = p = 1; n = 2
Isóbaros. Son conjuntos de átomos de elementos diferentes que tienen
igual número de masa y diferente número atómico; tienen diferentes
propiedades.
30
14Si y 30
15P
Isótonos. Conjuntos de átomos que pertenecen a elementos diferentes,
poseen igual número de neutrones.
55. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 55
Isoelectrónicos. Son especies químicas (átomos e iones) que tienen igual
número de electrones y similar estructura electrónica.
12Mg+2
= 10ệ y 13Al+3
= 10 ệ
Ión. Átomo con carga eléctrica positiva o negativa
Anión. Ión con carga negativa, ha ganado electrones, se reduce 17Cl-1
Catión. Ión con carga positiva, ha perdido electrones, se oxida 11Na+1
Ejercicios para desarrollar:
1.- Un átomo tiene en su núcleo 19 protones. Determinar:
Número atómico
Carga nuclear
¿Qué elemento es?
2.-determinar la masa atómica de un elemento que tiene como número atómico 17
y 18.45 neutrones en su núcleo
3.- ¿Cuál es el número de neutrones de un átomo que tiene como masa atómica
72.59 uma?
4.- El átomo de calcio neutro contiene 20 protones y 20 electrones. Cuando este
átomo pasa a formar el catión 20Ca+2
¿Qué ha variado?
5.- Cuantos electrones tienen los siguientes iones y clasifique en cationes y
aniones:
17Cl-1
; 26Fe+3
; 7N-3
; 8O-2
; 16S-2
; 29Cu+2
6.- Compruebe si los siguientes iones son isoelectronicos o no
(NO3)-1
; (CO3)-2
7.- Si la suma de electrones de los iones A-3
y B+2
es 58. Hallar la suma de
electrones de los iones A+1
y B-4
56. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 56
8.- si el ión X+3
es isoelectronico con 33Y-3
. Calcular el número de masa del átomo
X si contiene 42 neutrones
6.4. Estructura atómica
La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga
positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como
nucleones, alrededor del cual se encuentra una envoltura o niveles de energía
donde se alojan los electrones de carga negativa.
ÁTOMO
Es una partícula muy pequeña de un cuerpo que conserva las propiedades
del mismo, mediante el intercambio de electrones forma compuestos con
otros átomos diferentes
Núcleo Envoltura
Nucleones
Niveles de
energía
Orbitales
Partículas
Alfa
Beta
Gamma
Protones
Neutrones
Heliones
Positrones
Electrones
57. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 57
6.4.1. El núcleo atómico
El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser
de dos clases:
Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental,
y 1,67262 × 10–27
kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón.
Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco
mayor que la del protón (1,67493 × 10–27
kg).
6.4.2. Nube electrónica
Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas
elementales de carga negativa igual a una carga elemental y con una masa de
9,10 × 10–31
kg. La cantidad de electrones de un átomo en su estado basal es
igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número
atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene una carga eléctrica neta
igual a 0.
A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus
electrones sin modificar su identidad química, transformándose en un ión, una
partícula con carga neta diferente de cero.
El concepto de que los electrones se encuentran en órbitas satelitales alrededor
del núcleo se ha abandonado en favor de la concepción de una nube de
electrones des localizados o difusos en el espacio, el cual representa mejor el
comportamiento de los electrones descrito por la mecánica cuántica únicamente
como funciones de densidad de probabilidad de encontrar un electrón en una
región finita de espacio alrededor del núcleo.
58. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 58
Capa o nivel (n): son las regiones de mayor energía determinadas por el
electrón y en el espectro se representa por:
Capas: K L M N O P Q
Nivel (n): 1 2 3 4 5 6 7
Subcapa o subnivel (l): son regiones de menor energía y forma elíptica, y
en el espectro se representa por las letras: s, p, d, f
Orbital o Reempe (m): son regiones de mínima energía y una probabilidad
del 98% para encontrar a los electrones; como máximo contiene 2e
Subnivel s p d f
N0
Orbitales (m) 1 3 5 7
N0
Máximo de e 2 6 10 14
6.5. Distribución electrónica
Regla de Rydberg Stoner: se aplica para obtener el número máximo de
electrones: m = 2(n)2
Regla de Moller o del serrucho: se usa para distribuir el total de
electrones en la nube electrónica, usando la diferencia de energía ente los
subniveles
1s2
; 2s2
, 2p6
, 3s2
, 3p6
, 4s2
,3d10
, 4p6
, 5s2
, 4d10
, 5p6
,6s2
,4f14
………..
N = 1 2 3 4 5 6 7
s s s s s s s
p p p p p p
d d d d d
f f f f
59. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 59
Fórmula para distribución electrónica : ns2
; (n-2)f14
; (n-1)d10
; np6
Número atómico de los gases nobles:
Ne = 10 Ar = 18 Kr = 36 Xe = 54 Rn = 86
Anomalías de configuración electrónica
Se presenta en elementos de los grupos VIB y IB
Ejemplo:
Grupo VIB:
24Cr: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d4: es incorrecto
24Cr: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d5: es correcto
Grupo IB
29Cu: 1s2
, 2s2
, 2p6
, 3s2
, 3p6
, 4s2
, 3d9
: es incorrecto
29Cu: 1s2
, 2s2
, 2p6
, 3s2
, 3p6
, 4s1
, 3d10
: es correcto
Un gran número de elementos de transición interna presentan este
fenómeno, donde el subnivel <<f>> debe hacer transición al próximo
subnivel <<d>>
92U: (86Rn) 7s2
, 5f4
: es incorrecto
92U: (86Rn) 7s2, 5f3, 6d1
: es correcto
64Gd: (54Xe) 6s2
, 4f8
: es incorrecto
64Gd: (54Xe) 6s2
, 4f7
, 5d1
: es correcto
Ejercicios
1.- realizar la distribución electrónica del sodio
11Na = 1s2
; 2s2
, 2p6
; 3s1
60. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 60
2.- realizar la distribución electrónica del hierro
3.- Establecer la distribución electrónica de los siguientes elementos químicos: Cl,
S, P, Ca, k
4.- Realizar la distribución electrónica de los siguientes átomos: O, C, N, Mg, Cu y
determinar: período, grupo y valencias
5.- ¿Qué valor del número cuántico, es el que permite solamente orbitales s, p y d
6.- Cuantos electrones tiene un átomo en los subniveles s, sí en su configuración
electrónica posee 8 orbitales p apareados
6.6. Números cuánticos
Son 4 parámetros que se usan para determinar la probabilidad del átomo, forma
y orientación de la nube electrónica y son:
Número cuántico principal (n): determina el tamaño de la nube
electrónica y fija el valor de energía{
N = 1 2 3 4 5 6 7
Número cuántico secundario o acimutal (l): determina la forma de la nube
electrónica y fija el valor del subnivel de energía
Número cuántico magnético (m): determina la orientación de la nube
electrónica y fija el valor del orbital
m = - l………….o………..+ l
Número cuántico de rotación o spin (s): determina el sentido de giro del
electrón sobre su propio eje; sus valores son:
S = +1/2; S = -1/2
6.6.1. Principio de exclusión de Pauli: en un átomo no es posible tener 2
electrones con sus cuatros números cuánticos iguales, al menos deberán
diferenciarse en su spin
L = s p d f
Valor = 0 1 2 3
61. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 61
6.6.2. Regla de Hund o de la máxima multiplicidad: en un subnivel, los
electrones se distribuyen desapareando a todos sus orbitales antes de ser
apareado a uno de ellos.
6.7. Actividad.
1.- Determinar los 4 números cuánticos del último electrón del átomo de aluminio.
2.- Determinar los 4 números cuánticos del último electrón de los siguientes
átomos. P, Br, Fe, I, N
3.- Obtener el número atómico de un átomo; si los 4 números cuánticos de su
último electrón son: n = 4; l = 2; m = 0; s = -1/2
4.- Si los 4 números cuánticos del último electrón de un átomo son:
n = 5; l = 2; m = +2; s = +1/2. Determinar su masa atómica si contiene 62
neutrones
5.- determinar cuatro importancias del átomo
6.- Complete. Los átomos de un mismo elemento químico todos tienen en su
núcleo el mismo número de……………………..?
7.- Un átomo tiene 12 protones, 13 neutrones y 12 electrones. ¿Cuál es su
número atómico?
12
13
24
25
8.- Determinar los 4 números cuánticos de un anfígeno período 5
62. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 62
UNIDAD. VII
TÍTULO:
TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS Y ENLACES QUÍMICOS
OBJETIVO
Leer e interpretar las propiedades de la tabla periódica de los elementos químico
a través del análisis con la finalidad de entender el comportamiento de los
elementos químicos en la formación de compuestos.
CONTENIDOS:
Definición
Historia
Familia de los elementos químicos
Propiedades de la tabla
Enlace químico
Clases de enlaces
Actividad.
PARA REFLEXIONAR:
La observación contemplativa es la piedra angular del acercamiento a las
manifestaciones de Dios
63. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 63
EL AIRE QUE RESPIRAMOS
La población, puede hacer mucho para mejorar el aire que respiramos el uso
excesivo del automóvil provoca un alto grado de contaminación y si a eso le
sumamos que muchos de ellos se encuentran en mal estado y despiden gran
número de contaminantes que afectan directamente a la salud de los individuos,
podremos darnos cuenta de lo mucho que podemos contribuir al medio ambiente.
El aire que respiramos está compuesto por 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno,
0.093% de argón y una porción de vapor de aire, cuando hablamos de
contaminación, nos referimos a la alteración de esta composición, producida por
causas naturales o por el hombre, las primeras no se pueden evitar, pero las
segundas, es nuestra obligación evitarlas.
La industria y el transporte son las dos principales fuentes de contaminación
atmosférica. Datos oficiales revelan que el transporte público de pasajeros, de
carga y particulares, genera el 80 % del total de los contaminantes a la atmósfera,
el 3% lo representa la industria y el 10% restante el comercio y los servicios. Se
consumen 43 millones de litros de combustible al día, el 10% del presupuesto
oficial, se destina al sector salud, donde predomina la atención a enfermedades
cardiovasculares Y respiratorias
Los principales contaminantes que despiden los vehículos automotores y que
afectan la salud de la población, son: El monóxido de carbono, que se forma
debido a la combustión incompleta en los motores de los vehículos que usan
gasolina, Los hidrocarburos, que se forman por componentes de la gasolina y
otros derivados del petróleo, Los óxidos de nitrógeno, son contaminantes que por
sí mismos no representan problema, pero al hacer contacto con la luz solar,
producen compuestos tóxicos, El ozono, forma parte de la capa superior de la
tierra, y ayuda a filtrar los rayos ultravioletas provenientes del sol, pero si se
encuentra a nivel del suelo se convierte en un contaminante muy poderoso, El
plomo, se origina a partir de los combustibles, es usado como aditivo
antidetonante para gasolina y Las partículas, que pueden flotar o sedimentarse y
se conocen como partículas suspendidas totales.
Para tener un aire más limpio, es necesario que contribuyamos a mejorar nuestro
entorno, la naturaleza es de todos y está en nuestras manos conservarla para
legar a nuestros hijos un ambiente sano.
64. Dr. Miguel Ángel Mosquera Guagua.MsC Página 64
7.1. Tabla periódica.
La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos
elementos químicos, conforme a sus propiedades y características.
7.2. Historia
Tabla de los elementos escrita en orden secuencial de peso o número atómico y
dispuesta en hileras horizontales (periodos) y columnas verticales (grupos), para
ilustrar las semejanzas que se dan en las propiedades de los elementos como una
función periódica de la secuencia.
Cada elemento, representado por un símbolo y número atómico, ocupa un
cuadro separado, y la disposición secuencial sigue el orden del número atómico.
La tabla divide los elementos en nueve grupos, designados por encabezamientos
numéricos en cada columna, y en siete periodos. Siete de los nueve grupos se
suelen dividir, además, en las categorías A y B; los elementos A se clasifican
como grupo principal y los B como subgrupo. Dos hileras (lantánidos o tierras
raras y actínidos) ocupan posiciones especiales fuera del cuerpo principal de la
tabla, porque no pueden ser incluidos de manera adecuada en los periodos seis y
siete.
En general, los elementos de un mismo grupo exhiben una valencia semejante.
La tabla periódica efectúa también una división natural de los elementos en su
estado elemental o no combinado en metales y no metales. Entre el área ocupada
por los elementos meramente metálicos y la ocupada por los no metales hay un
límite mal definido de elementos cuyas propiedades son transicionales entre los
elementos metálicos y los no metálicos. A estos elementos indefinidos se les llama
metaloides. Pocas sistematizaciones en la historia de la ciencia pueden rivalizar
con el concepto
La historia de la tabla periódica está íntimamente relacionada con varios
aspectos del desarrollo de la química y la física:
El descubrimiento de los elementos químicosde la tabla periódica
El estudio de las propiedades comunes y la clasificación de los elementos
La noción de masa atómica (inicialmente denominada "peso atómico") y,
posteriormente, ya en el siglo XX, de número atómico
Las relaciones entre la masa atómica y las propiedades periódicas de los
elementos.
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7.3. Clasificación
Se clasifica en grupos y periodos
7.3.1. Grupos. A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce
como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma
valencia atómica, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí.
Por ejemplo, los elementos en el grupo IA tienen valencia de 1 (un electrón en su
último nivel de energía) y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse como
iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los
gases nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía (regla del octeto) y,
por ello, son todos extremadamente no reactivos.
Numerados de izquierda a derecha utilizando números arábigos, según la última
recomendación de la IUPAC, los grupos de la tabla periódica son:
Grupo 1 (I A): los metales alcalinos
Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos
Grupo 3 (III B): Familia del Escandio
Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio
Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio
Grupo 6 (VI B): Familia del Cromo
Grupo 7 (VII B): Familia del Manganeso
Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro
Grupo 9 (VIII B): Familia del Cobalto
Grupo 10 (VIII B): Familia del Níquel
Grupo 11 (I B): Familia del Cobre
Grupo 12 (II B): Familia del Zinc
Grupo 13 (III A): los térreos
Grupo 14 (IV A): los carbonoideos
Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos
Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos
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Grupo 17 (VII A): los halógenos
Grupo 18 (VIII A): los gases nobles
7.3.2 Períodos. Los períodos son 7 que indican los niveles de energía que tiene
un elemento químico
7.4. Propiedades Periódica.
Muchas propiedades físicas y químicas de los elementos varían con regularidad
periódica cuando se ordenan estos por orden creciente de su número atómico, las
propiedades son:
La configuración electrónica.
La energía de ionización.
La afinidad electrónica.
La electronegatividad.
El volumen atómico.
El carácter metálico y no metálico.
El número de oxidación.
7.4.1. Configuración electrónica. Los electrones están distribuidos en cada
átomo en niveles o capas de energía. Los elementos de un mismo período tienen
todos el mismo número de niveles electrónicos (completos o no), y este número
coincide con el número del período. El número máximo de electrones que caben
en un nivel es 2n2
, siendo n el número de nivel.
7.4.2. Energía de ionización. La energía de ionización se suele medir en
electronvoltios. El electronvoltio (eV) es la energía que tiene un electrón sometido
a la diferencia de potencial.
Se llama energía o potencial de ionización a la energía necesaria para separar
totalmente el electrón más externo del átomo en estado gaseoso, convirtiéndolo
en un ion positivo o catión. Como es lógico, cuanto menor sea su valor, tanto más
fácil será conseguir que un átomo pierda un electrón.
En el sistema periódico, la energía de ionización aumenta dentro de un
grupo de abajo hacia arriba, porque cuanto más cerca del nucleo esté el
electrón que se quiere separar, tanto más atraido estará por aquel. Esto
hace, por ejemplo, que la energía de ionización del Cs, situado al final del
segundo grupo, sea 1,4 veces más pequeña que la del Li, situado por el
principio de ese mismo grupo (elementos alcalinos).
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En un periodo, el análisis de la variación de la energía de ionización es más
complicado. En general, podemos decir que aumenta de izquierda a
derecha.
En resumen, cuanto menor sea la energía de ionización de un elemento, tanto
más fácilmente podrá perder un electrón y formar un ion positivo. Los elementos
más metálicos (que son los situados más a la izquierda y hacia abajo del sistema
periódico) son los que más fácilmente formarán iones positivos (son más
electropositivos), mientras que los más no metálicos (los situados más arriba y a la
derecha del sistema periódico) serán los que menos fácilmente pueden formar
iones positivos
7.4.3. Afinidad electrónica. Se llama afinidad electrónica, AE (o electroafinidad),
a la energía que libera un átomo en estado gaseoso cuando capta un electrón y se
transforma en un ion con carga -1, también en estado gaseoso.
Si un átomo tiene baja energía de ionización, cede con facilidad un electrón (no
tiende a ganarlo); por ello, su afinidad electrónica será baja. Cuando un átomo
tiene alta su energía de ionización, no tiene tendencia a perder electrones y sí a
ganarlos. La afinidad electrónica varía en el sistema periódico igual que la energía
de ionización.
La electronegatividad es una propiedad de los átomos que relaciona las
magnitudes anteriores y que tiene un gran interés desde el punto de vista químico.
Se dice que un elemento es muy electronegativo cuando la energía de ionización y
la afinidad electrónica son altas.
En general, la electronegatividad varía periódicamente, de forma que los
elementos situados más arriba y a la derecha del sistema periódico son los más
electronegativos y los situados más hacia abajo y a la izquierda son los menos
electronegativos. El elemento más electronegativo (más no metálico) es el flúor,
seguido del oxígeno y del cloro. El menos electronegativo (más metálico) es el
cesio. Los gases nobles son muy inertes, no se habla de electronegatividad de
estos elementos.
7.4.4. Volumen atómico. El volumen atómico fue definido por Meyer como el
espacio que ocupa el átomo de un elemento, y lo calculó dividiendo la masa
atómica del elemento entre su densidad. Pero como un mismo elemento químico
puede presentar varias estructuras sólidas diferentes, tendrá varios volúmenes
atómicos, según la definición de Meyer; de ahí que se caracterice ahora el tamaño
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de los átomos mediante el radio atómico, calculado en función de las distancias a
que se sitúan los átomos cuando forman enlaces para unirse entre sí.
El radio atómico da una idea del volumen atómico y se mide en nanómetros. La
variación del volumen atómico de los elementos es paralela a la de los radios
atómicos, y en un grupo del sistema periódico va creciendo a medida que aumenta
su número atómico. En un período.
7.4.5. Carácter metálico. Un elemento se considera metal desde un punto de
vista electrónico cuando cede fácilmente electrones y no tiene tendencia a
ganarlos; es decir, los metales son muy poco electronegativos.
Un no metal es todo elemento que difícilmente cede electrones y sí tiene
tendencia a ganarlos; es muy electronegativo.
Los gases nobles no tienen ni carácter metálico ni no metálico.
7.4.6. Número de oxidación. La capacidad de combinación o valencia de los
elementos se concreta en el número de oxidación. El número de oxidación de un
elemento es el número de electrones que gana, cede o comparte cuando se une
con otro u otros elementos. Puede ser positivo, negativo o nulo.
Los electrones del último nivel son los responsables de las propiedades de los
elementos, fundamentalmente de la reactividad. Los alcalinos son los metales más
reactivos. Ceden con muchísima facilidad el electrón solitario que tienen en su
último nivel y se combinan con otros elementos. Los alcalinotérreos son algo
menos reactivos, ya que reaccionan cediendo sus dos electrones del último nivel,
y esto es más complicado.
Entre los no metales, los más reactivos son los halógenos, grupo 17, con siete
electrones externos. A continuación, el grupo 16 del oxígeno. Los primeros tienden
a captar solo un electrón, y los segundos, dos.
Además de las ya nombradas, hay más propiedades que varían periódicamente.
Por ejemplo: los puntos de fusión, de ebullición y la densidad.
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7.7 Actividad
1.- Completar el siguiente cuadro
2.- El Br, como vemos en la tabla periódica tiene una masa
cercana a 80, pero el 80
Br no se encuentra en la naturaleza.
¿Cómo podemos explicar este concepto?
3).- El oxígeno tiene 3 isótopos 16
8O (99,759%) con masa atómica
15,99491 umas, 17
8O (0,037%) con un masa atómica de 16,99914
umas y 18
8O (0,204%) con una masa de 17,99916. ¿Cuál es la
masa atómica del oxígeno?
4.-) Indique cuál de estas especies son isoelectrónios entre sí: S-2
,
O-2
, F-
, K+
, Br -
, Li+
, Ar , Cl-
, Ne, Al+3
, Na+
, Ca+2
Símbolo Z A p e-
n Configuración
Electrónica
C 6 6
Fe 56 26
S 32 16
K+
20 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
O-2
10 8
Mn 25 55
Ag 108 [Kr] 5s2
4d9
Rb+
85 37
Zn 30 35
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8) Completar la siguiente tabla, donde la columna de masas
atómicas está referida a los que aparecen en la tabla periódica:
Elemento Masa
atómica
umas
Masa de un mol de átomos
umas gramos
Ca
79.904 umas
51.9961
P
5.- Dadas las siguientes configuraciones electrónicas:
i. 1s2
2s2
2p6
3s1
ii. 1s2
2s2
2p4
Indicar:
a) Grupo y período al que pertenecen los elementos
b) Número de protones
c) Indicar si la electronegatividad, potencial de ionización y
carácter metálico serán grandes o no.
6.- Determinar período grupo, familia y valencia de Z = 43
7.- Hallar los 4 números cuánticos probables del último electrón de un átomo de la
familia carbonoides período 4
8.- Dando el siguiente esquema de la Tabla Periódica en forma genérica, en la
que las letras no representan los símbolos de los elementos, encuadre la letra
V si la proposición es verdadera y la F si es falsa:
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a) A y B son elementos no metálicos V - F
b) N y E son elementos representativos V - F
c) Z pertenece al quinto período V - F
d) La electronegatividad de L es menor que la de N V - F
e) C es un elemento del segundo grupo V - F
f) Los elementos A, D, E, F y G pertenecen al primer período V - F
g) Los átomos del elemento L tienen menor electroafinidad que los de A V - F
h) El P.I. de F es menor que la de B V – F
10.- Un ion bivalente positivo posee 18 electrones y A = 41.
a) Cuántos neutrones, protones y electrones tienen el átomo neutro y el ion?.
b) Escriba la configuración electrónica del átomo neutro e indique en que grupo y
período se encuentra en la tabla periódica
c) Dar la fórmula química del compuesto que forma con el oxígeno e indicar: i) si
conducirá la corriente eléctrica, ii) en qué estado de agregación se encuentra a
temperatura ambiente y 1 atm de presión.
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7.8. Enlaces químicos.
Prácticamente todas las sustancias que encontramos en la naturaleza están
formadas por átomos unidos. Las intensas fuerzas que mantienen unidos los átomos
en las distintas sustancias se denominan enlaces químicos.
7.8.1. ¿Por qué se unen los átomos?
Los átomos se unen porque, al estar unidos, adquieren una situación más estable
que cuando estaban separados y completar el octeto
7.8.2. Tipos de enlaces
Existen tres tipos principales de enlaces químicos: enlace iónico, enlace covalente
y enlace metálico. Estos enlaces, al condicionar las propiedades de las sustancias
que los presentan, permiten clasificarlas en: iónicas, covalentes y metálicas o
metales.
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7.8.2.1. Enlace iónico.
Este enlace se produce cuando átomos de elementos metálicos (especialmente
los situados más a la izquierda en la tabla periódica -períodos 1, 2 y 3) se
encuentran con átomos no metálicos (los elementos situados a la derecha en la
tabla periódica -especialmente los períodos 16 y 17).
En este caso los átomos del metal ceden electrones a los átomos del no metal,
transformándose en iones positivos y negativos, respectivamente. Al formarse
iones de carga opuesta éstos se atraen por fuerzas eléctricas intensas, quedando
fuertemente unidos y dando lugar a un compuesto iónico. Estas fuerzas eléctricas
las llamamos enlaces iónicos.
7.8.2.2. Enlace covalente.
Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre sí los átomos
no metálicos los elementos situados a la derecha en la tabla periódica -C, O, F, Cl,
Estos átomos tienen muchos electrones en su nivel más externo (electrones de
valencia) y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la
estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no
metálicos no pueden cederse electrones entre sí para formar iones de signo
opuesto.
En este caso el enlace se forma al compartir un par de electrones entre los dos
átomos, uno procedente de cada átomo. El par de electrones compartido es común
a los dos átomos y los mantiene unidos, de manera que ambos adquieren la
estructura electrónica de gas noble. Se forman así habitualmente moléculas:
pequeños grupos de átomos unidos entre sí por enlaces covalentes.
7.8.2.3. Metálico
Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo
general 1, 2 ó 3. Estos átomos pierden fácilmente esos electrones (electrones de
valencia) y se convierten en iones positivos, por ejemplo Na+
, Cu2+
, Mg2+
. Los iones
positivos resultantes se ordenan en el espacio formando la red metálica. 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.