Unidad 3. Átomos y moléculas


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1 Unidad 3. Átomos y moléculas Índice de contenido 1. Elementos y compuestos Teoría atómica de Dalton El átomo Número atómico y número másico Isótopos, unidad de masa atómica y masa atómica Configuración Enlace químico Enlace iónico Enlace covalente Enlace metálico...10 Actividades...12 Autoevaluación. Átomos y moléculas...13 Página 1 de 15

2 1. Elementos y compuestos 1.1. Teoría atómica de Dalton Actividades 1) Toda la materia está formada por átomos. Los átomos son indivisibles e indestructibles. 2) Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y propiedades. Átomos de diferentes elementos son diferentes en masa, tamaño y propiedades. 3) Los compuestos están formados por la combinación de dos o más tipos diferentes de átomos. Un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo de tipos de átomos. 4) Los átomos de un elemento se combinan con los átomos de otros elementos para formar compuestos químicos, Los átomos no se pueden crear ni dividir en partículas más pequeñas, ni se destruyen en el proceso químico. Una reacción química simplemente cambia la forma en que los átomos se agrupan. 1. Escribe los símbolos de: plata, oro, hierro, flúor, oxígeno, sodio, azufre, calcio, magnesio, bromo, helio, yodo 2. Escribe a que elementos corresponden los siguientes símbolos: Li, K, Rb, Cs, Be, Sr, Ba,Ni, Co, Cu, Hg, Pb, C, Si, Al, B, N, Cl, P, As, Se, Ar, 3. Escribe: a) el elemento más abundante del universo: b) el elemento más abundante en la Tierra c) 6 elementos químicos básicos de los seres vivos d) 5 metales Página 2 de 15

3 2.-El átomo A finales del siglo XIX, se descubrieron dos partículas dentro del átomo: Partícula Masa Carga protón 1, kg +1, C electrón 9, kg -1, C En el siglo XX se descubrió una partícula más: Partícula Masa Carga neutrón 1, Kg 0 Entonces, cómo es el átomo? Se propusieron diferentes modelos atómicos en orden cronológico: Modelo atómico cuándo estructura representación Thomson 1897 Esfera sólida cargada positivamente con electrones incrustados Rutherford 1911 Modelo nuclear con dos zonas bien diferenciadas: núcleo cargado positivamente y con la mayor parte de la masa (con los protones y ya se intuía la existencia de los neutrones) y corteza con electrones girando en órbitas circulares. Entre el núcleo y la corteza mucho espacio vacío. Bohr 1913 Similar pero con órbitas circulares bien definidas. Los electrones sólo podían girar en determinadas órbitas denominadas estacionarias: a unas determinadas distancias del núcleo y con energías específicas. Modelo atómico actual s. XX Modelo nuclear con 2 áreas definidas: núcleo cargado positivamente con la mayor parte de la masa del átomo. En él estaban los protones y neutrones. Y la corteza con electrones distribuidos en orbitales. Página 3 de 15

4 3.-Número atómico y número másico Número atómico, Z: El número de protones que tiene un átomo Número másico, A: suma de protones y neutrones de un átomo Cálculo de número de protones, electrones y neutrones de átomos e iones Nombre del elemento hidrógeno 1 1 A Z Nº de protones Nº de electrones Nº de neutrones carbono 6 8 magnesio litio 3 4 cloro oxígeno bromo potasio nitrógeno Aluminio cobalto arsénico plata hierro hierro Helio 4 2 Neón Sodio yodo plomo cesio mercurio Símbolo 23 11Na 9 Be S 2 1 1H P Au F Página 4 de 15

5 4.-Isótopos, unidad de masa atómica y masa atómica Isótopos: átomos con el mismo número atómico pero diferente número másico. El Kilogramo es una unidad demasiado grande para medir átomos, por eso usamos la unidad de masa atómica. Es la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12 y coincide aproximadamente con la masa de un protón o neutrón. La masa atómica de un elemento es la media ponderada, de acuerdo con la abundancia de las diferentes masas de sus isótopos, que constituyen el elemento. La masa atómica es la que aparece en el sistema periódico. 5.-Configuración Es la distribución de los electrones de un átomo en sus diferentes orbitales atómicos. Tipo de orbitales Número de orbitales Capacidad s 1 2 p 3 6 d 5 10 f 7 14 Orden de energía de los orbitales: 1.- Escribe el nombre y la configuración de los siguientes elementos: a) N (Z=7) c) Cl (Z=17) e) P (Z=15) g) Ca (Z=20) i) Ne (Z=10) k) Fe (Z=26) b) Sr (Z=38) d) Mg (Z=12) f) Be (Z=4) h) Br (Z=35) j) Si (Z=14) l) I (Z=54) Son los electrones de la última capa. El número de electrones de la capa de es lo que condiciona el comportamiento químico de un átomo. 2.- Escribe los electrones de de los elementos del ejercicio anterior Página 5 de 15

6 6.-Enlace químico Los átomos raramente se encuentran aislados. Excepto los gases nobles, los demás forman diferente tipo de agrupaciones. Si los átomos que se agrupan tienen el mismo número atómico, se forman elementos. si los átomos que se agrupan tienen diferente número atómico, se forman compuestos. Por qué? Los gases nobles tienen una gran estabilidad, son muy poco reactivos porque tienen su capa de completa. Esto significa 8 electrones en su última capa, excepto en el caso del Helio que son 2. Por eso, los átomos para alcanzar una máxima estabilidad buscan tener 8 electrones en su última capa ( ) y en función de lo que hagan para conseguirlo (ganar, perder o compartir electrones) formarán diferentes tipos de enlaces. Tipos de enlace químico En función de cómo los átomos consigan tener 8 electrones en su última capa, hay tres tipos de enlace químico: Enlace iónico Enlace covalente Enlace metálico Enlace iónico El enlace resulta de la atracción electrostática entre iones de diferente signo. Se produce una transferencia de electrones en el que un átomo queda cargado negativamente (al ganar electrones) y el otro positivamente (al perderlos). Cómo sería el enlace químico entre 11 Na y 17 Cl? Elemento Configuración Ion 11Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1 Na + NaCl 17Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 7 Cl - Cómo sería el enlace químico entre 11 Na y 8 O? Elemento Configuración Ion 11Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1 Na + Na 2 O 8O 1s 2 2s 2 2p 4 6 O 2- Página 6 de 15

7 Cómo sería el enlace químico entre 12 Mg y 8 O? Elemento Configuración Ion Cómo sería el enlace químico entre 17 Cl y 20 Ca? Ion Cómo sería el enlace químico entre 13 Al y 17 Cl? Ion Cómo sería el enlace químico entre 12 Mg y 7 N? Ion Cómo sería el enlace químico entre 9 F y 3 Li? Ion Propiedades de las sustancias con enlace iónico Altos puntos de fusión y ebullición Sólidos a temperatura ambiente Forman cristales Página 7 de 15

8 Duros pero frágiles No conducen la electricidad en estado sólido pero sí disueltos en agua Se disuelven bien en carga Ejemplo: sal de mesa 6.2. Enlace covalente Los átomos comparten uno o más pares de electrones. Este tipo de enlace se representa con diagramas de. Cómo sería el enlace químico entre 9 F y 9 F? 9F 1s 2 2s 2 2p F 2 9F 1s 2 2s 2 2p Cómo sería el enlace químico entre 8 O y 8 O? Cómo sería el enlace químico entre 7 N y 7 N? Cómo sería el enlace químico entre 1 H y 1 H? Página 8 de 15

9 Cómo sería el enlace químico entre 1 H y 8 O? Cómo sería el enlace químico entre 1 H y 7 N? Cómo sería el enlace químico entre 1 H y 6 C? Cómo sería el enlace químico entre 17 Cl y 15 P? Cómo sería el enlace químico entre 17 Cl y 8 O? Página 9 de 15

10 Propiedades de las sustancias con enlace covalente Pueden ser: Sustancias moleculares Sólidos, líquidos o gaseosos a temperatura ambiente Bajos puntos de fusión y ebullición No conducen la electricidad Algunos se disuelven en agua Ejemplos: agua, glucosa Cristales atómicos Sólidos a temperatura ambiente Altos puntos de fusión y ebullición No conducen la electricidad No se disuelven en agua Ejemplo: diamante 6.3. Enlace metálico En este tipo de enlace, cada átomo del metal cede uno o más electrones a la nube que se encuentra entre los intersticios de los átomos. Este enlace es la resulta de la atracción electrostática entre los átomos cargados positivamente del metal por haber perdido sus electrones de y la nube de electrones negativa. Los electrones son atraídos por los iones positivos pero no pertenecen a ningún átomo en particular. Cómo sería el enlace químico entre átomos de 11 Na? 11Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 1 Na + Na Ion Representación Cómo sería el enlace químico entre 12 Mg? Ion Representación Cómo sería el enlace químico entre 13 Al? Ion Representación Página 10 de 15

11 Cómo sería el enlace químico entre 3 Li? Ion Representación Propiedades del enlace metálico Forman cristales Brillo metálico Conducen bien la electricidad y el calor Dúctiles Maleables Página 11 de 15

12 Actividades 1.- a) Escribe la configuración de: Rb (Z=37), F (Z=9) y Ca (Z=20) b) Explica el enlace en las siguientes combinaciones de elementos a) Rb y F b) F y F c) F y Ca 2.- Cuál de las siguientes características está relacionada con las substancias iónicas: a) Forma moléculas b) Conducen la electricidad cuando están disueltas en agua c) No se disuelven en agua d) Altos puntos de fusión y ebullición 3.- Nombra las propiedades de los metales 4. Clasifica las siguientes sustancias según los datos de la tabla. Sustancia A B C Temperatura de fusión -60º C 1350º 800º C Solubilidad en agua No No Sí Conductividad No Sí Sí 5.- Nombra tres ejemplos de cada tipo de sustancia, 6.- Rodea los pares de isótopos: a) 12 C 14 C 14 N b) 35 A 35 B 37 C 7.- Explica cada modelo atómico, señalando las diferencias entre ellos. Página 12 de 15

13 1.- Completa la tabla: Autoevaluación. Átomos y moléculas Elemento Z A Nº protones Nº electrones Nº neutrones Símbolo azufre potasio níquel oro argón fósforo Fe Ne 24 12Mg 14 7N Realiza las siguientes configuraciones s; di cuantos electrones tienen en la última capa y cuál sería el ion más probable: a) Al (Z=13) b) Br (Z=35) c) Ca (Z=20) d) Cd (Z=48) e) P (Z=15) 3.- Explica el enlace iónico entre: a) El potasio (Z=19) y el oxígeno (Z=8) b) El nitrógeno (Z=7) y el magnesio (Z=12) 4.- Explica el enlace covalente entre: a) El oxígeno (Z=8) y el hidrógeno (Z=1) b) El nitrógeno (Z=7) y el nitrógeno 5. Propiedades del enlace metálico. Explícalo para el sodio (Z=11). Propiedades del enlace iónico 6. Explica brevemente los modelos atómicos de Thomson, Rutherford y Bohr. Página 13 de 15

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