qmc. 4to. (2015)

Qumica general - 1 -

Cap. 1

RESUMEN:

NOMENCLATURA QUMICA

CONTENIDO:

- 2 - Qumica general

OBJETIVO HOLSTICO ESPECFICO:

Fortalecemos la importancia del conocimiento de los compuestos inorgnicos, practicando en talleres de trabajo de escritura y nomenclatura, para potenciar los conocimientos de nuestros estudiantes.

TICs para QUMICA (Laboratorio virtual) - Ingresa a Educaplus en el buscador de paginas, luego la pestaa qumica - En la barra que aparece hacer clic en Ionizacin - Luego trabaja en lnea - Existen otras actividades en la misma pgina, juega y aprende.


a) Formacin de xidos bsicos:

Oxgeno + Metal -----> xido metlico (xido bsico)

Ejemplo:

4 Fe

+ 3 O2 ---------> 2 Fe2O3

Hierro Oxigeno Oxido frrico

b) Formacin de hidrxidos:

xido metlico

+ Agua -----> Hidrxido

Ejemplo:

Fe2O3

+ 3 H2O ---------> 2 Fe(OH)3

xido frrico

Agua Hidrxido

frrico

c) Formacin de xidos cidos (anhdridos):

Oxgeno + No metal -----> xido no metlico (xido cido)

Ejemplo:

2 Cl2

+ 5 O2 ---------> 2 Cl2O5

Cloro Oxigeno Anhdrido

clrico d) Formacin de oxcidos:

xido no metlico

+ Agua -----> Oxcido

Ejemplo:

Cl2O5

+ H2O ---------> 2 HClO3

Anhdrido clrico

Agua cido clrico

e) Formacin de sales metlicas:

Hidrxido + Oxcido > Sal neutra

+ Agua

Ejemplo:

2Fe(OH)3

+ 3H2SO4 --> Fe2(SO4)3 + 6H2O

Hidrxido frrico

cido

sulfrico

Sulfato frrico

Agua

f) Hidruros (metlicos-no metlicos):

Hidrgeno + No metal -----> Hidruros no metlicos

Solo con halgenos y anfgenos. Ejemplo:

S

+ H2 ---------> H2S

Azufre Hidrgeno Sulfuro de hidrgeno

Estos hidruros disueltos en agua (solucin acuosa), se denominan hidrcidos.

H2S cido sulfhdrico

g) Combinacin del hidrgeno con la familia de los nitrogenoides:

Hidrgeno + Nitrgeno -----> Amoniaco

Ejemplo:

3 H2

+ N2 ---------> 2 NH3

Hidrgeno Nitrgeno Amoniaco

e) Formacin de hidrosales:

Hidrxido + Hidrcido > Hidrosal neutra

+ Agua

Ejemplo:

NaOH

+ HCl > NaCl + H2O

Hidrxido de sodio

cido

clorhdrico

Cloruro de sodio

Agua


TABLA DE VALENCIAS DE LOS ELEMENTOS QUMICOS

NO METALES

Grupo 17 (HALGENOS) VII A GRUPO 15 (NITROGENOIDES) V A

Flor F -1 Nitrgeno N -3 +1, +2, +3, +4, +5

Cloro Bromo Yodo stato

Cl Br I At

-1 +1, +3, +5, +7

Fsforo Arsnico Antimonio Bismuto

P As Sb Bi

-3 +3, +5

Grupo 16 (ANFGENOS) VI A GRUPO 14 (CARBONOIDES) IV A

Oxgeno O -2 Carbono C -4 +2, +4

Azufre Selenio Teluro

S Se Te

-2 +2, +4, +6

Silicio Si -4 +4

GRUPO 13 (TRREOS) III A

Hidrgeno H -1, +1 Boro B -3 +3

METALES DE LOS GRUPOS 1 AL 12 ( I A ----> II B )

Litio Sodio Potasio Rubidio Cesio Francio

Li Na K Rb Cs Fr

+1

Berilio Magnesio Calcio Estroncio Bario Radio

Be Mg Ca Sr Ba Ra

+2

Mercurio Cobre

Hg Cu

+1, +2 Cinc Cadmio

Zn Cd

+2

Estao Plomo Platino Paladio

Sn Pb Pt Pd

+2, +4 Hierro Cobalto Nquel

Fe Co Ni

+2, +3

Oro Galio

Au Ga

+1, +3 Manganeso* Mn +2, +3, +4, +6, +7

Plata Ag +1 Cromo** Molibdeno**

Cr Mo

+2, +3, +6 +2, +3, +4, +5, +6

Aluminio Al +3 Vanadio** V +2, +3, +4, +5

* El manganeso toma las valencias +4, +6, +7 cuando trabaja como No-Metal. ** Valencias altas como No-metal.


A) HIDRUROS METLICOS:

1) Hidruro de cesio

2) Hidruro de magnesio

3) Hidruro de sodio

4) Hidruro de zinc

5) Hidruro de nquel (II)

6) Hidruro de plomo (IV)

B) XIDOS:

7) xido de litio

8) Oxido de berilio

9) Oxido de calcio

10) Oxido de magnesio

11) Oxido de aluminio

12) Oxido de plomo(IV)

13) Oxido ferroso

14) Oxido de cromo(V I)

15) Monxido de dinitrgeno

16) Dixido de nitrgeno

17) Dixido de azufre

18) Oxido de dicloro

19) Anhdrido carbnico

20) Oxido de calcio

C) OTRAS COMBINACIONES BINARIAS:

21) Difluoruro de calcio

22) Cloruro de hierro (II)

23) Bromuro de cobre (I)

24) Cloruro frrico

25) Siliciuro de nquel (II)

26) Boruro de cromo (III)

27) Trifluoruro de bromo

28) Disulfuro de carbono

29) Fosfuro de boro

30) Boruro de hierro (III)

31) Bromuro de plata

32) Yoduro de oro (III)

D) CIDOS:

33) Fluoruro de hidrgeno

34) Sulfuro de hidrgeno

35) Yoduro de hidrgeno

36) Acido perclrico

37) Trioxoclorato (V) de hidrgeno

38) Tetraoxoyodato (VII) de hidrgeno

39) Acido sulfuroso

40) Tetraoxosulfato (VI) de hidrgeno

41) Trioxonitrato (V) de hidrogeno

42) cido ntrico

43) Acido nitroso

44) Trioxocarbonato (IV) de hidrogeno

45) Acido mangnico

46) cido ortosilcico

47) Trioxoborato (III) de hidrogeno

E) CATIONES:

48) Ion hidrgeno

49) Ion aluminio

50) Ion cuproso

51) Ion hierro (II)

52) Ion ferroso

53) Ion cobre (II)

54) Ion magnesio

55) Ion berilio

56) Ion litio

57) ion amonio

F) ANIONES:

58) Ion hidruro

59) Ion cloruro

60) Ion nitruro

61) Ion sulfuro

62) Ion hidrxido

63) Ion hipoclorito

64) Ion dioxoclorato (III)

65) Ion bromato

EJERCICIOS PROPUESTOS ESCRIBIR LAS FRMULAS DE LOS SIGUIENTES COMPUESTOS:


66) Ion sulfito

67) Ion tetraoxosulfato (VI)

68) Ion hidrgenotrioxosulfato (IV)

69) Ion sulfato

70) Ion dihidrgenofosfato

71) Ion hidrgenosulfuro

72) Ion tetraoxocromato (VI)

73) Ion carbonato

74) Ion silicato

75) Ion trioxocarbonato (IV)

76) Ion nitrato

G) HIDRXIDOS:

77) Hidrxido de litio

78) Dihidrxido de bario

79) Hidrxido de cerio (III)

80) Hidrxido de hierro (II)

81) Trihodrxido de cerio

82) Hidrxido de amonio

83) Hidrxido de bismuto (III)

84) Hidrxido de calcio

85) Hidrxido de nquel (II)

86) Hidrxido de plomo (II)

H) SALES

87) Cloruro sdico

88) Tricloruro de hierro

89) Fluoruro de calcio

90) Tricloruro de aluminio

91) Bromuro de litio

92) Yoduro de potasio

93) Bromuro de berilio

94) Hipoclorito de sodio

95) Dioxoclorato (III) de sodio

96) Trioxobromato (V) de litio

97) Tetraoxoyodato (III) de berilio

98) Perclorato de magnesio

99) Sulfito de potasio

100) Tetraoxosulfato (VI) de potasio

101) Tetraoxosulfato (VI) de hierro (II)

102) Sulfuro de magnesio

103) Hidrgenosulfuro de bario

104) Carbonato sdico

105) Hidrgenotrioxocarbonato (IV) de litio

106) Bisulfato ferroso

107) Bifosfato potsico

108) Hidrgenotetraoxosulfato (VI) de sodio

109) Bromato de litio

110) Bromato de berilio

111) Bisulfato sdico

112) Monohidrgenofosfato de potasio

113) Cromato de cobre (II)

114) Clorato de mercurio (II)

115) Monoxoclorato (I) de hierro (II)

116) Trioxonitrato (V) de cromo (III)

117) Hidrgenotrioxocarbonato (IV) de calcio

118) Trioxosulfato (IV) de sodio

ESCRIBIR LOS NOMBRES:

A) NOMENCLATURA SUSTANCIAS SIMPLES

1) H2

2) O2

3) P4

4) Cl2

5) Cu

B) HIDRCIDOS:

6) HF

7) H2S

8) H2Te

9) HI

10) HCl(Aq)

C) HIDRUROS:

11) NH3

12) PH3

13) SiH 4

14) H2O

15) CH4

16) LiH

17) SnH2


D) XIDOS:

18) Na2O

19) MgO

20) FeO

21) Fe2O3

22) HgO

23) Co2O3

24) CuO

25) PbO2

26) CO2

27) NO2

28) N2O4

29) SO2

30) SO3

31) Cl2O

E) OTRAS COMBINACIONES BINARIAS:

32) CaF2

33) FeCl2

34) LiF

35) Li3N

36) MnS

37) BrF3

38) NCl3

39) CS2

F) OXCIDOS:

40) HNO3

41) H2SO4

42) HClO 4

43) HIO3

44) H2SeO4

45) HNO2

46) HBrO

47) H3PO3

48) H2S2O4

49) HMnO4

50) H4P2O7

51) H3PO4

52) H4Sb2O5

53) H4SiO4

G) CATIONES:

54) Li+

55) Mg2+

56) Fe2+

57) Co3+

58) Sn2+

59) Ag+

60) H3O+

61) NH4+

H) ANIONES:

62) H

63) Cl

64) O2

65) I

66) N3

67) S2

68) ClO

69) ClO 3

70) SO42

71) HCO3

72) NO3

73) HSO4

74) OH

75) HS

I) HIDRXIDOS:

76) NaOH

77) Zn(OH)2

78) KOH

79) NH4OH

J) SALES:

80) CuCO3

81) NH4Br

82) NaHCO3

83) KClO 2

84) FeSO3

85) Fe2(SO4)3

86) Ca(ClO)2

87) PbSO3


K) COMPLETAR E IGUALAR LAS ECUACIONES:

1) HNO3 + Mg(OH)2

2) HCl + NaOH

3) HI + LiOH

4) H2S + Ba(OH)2

5) H2SO4 + KOH

6) H2CO3 + Ca(OH)2

7) N2 + H2

8) Flor + hidrgeno

9) Oxido de aluminio + hidrxido de sodio

10) Hidrxido de aluminio + cido sulfrico

11) Oxido de aluminio + cido clorhdrico

12) Hidrxido de magnesio + cido ntrico

13) Bromo + hidrgeno

14) Acido yodhdrico + hidrxido de bario

15) Sulfuro de hidrgeno + hidrxido cprico

16) cido fosfrico + hidrxido de calcio

17) cido ortofosfrico + hidrxido de potasio

18) Hidrxido cprico + cido ntrico

19) Acido sulfuroso + hidrxido ferroso

20) cido sufhdrico + hidrxido cuproso

21) Hidrxido de potasio + cido dicrmico

22) Hidrxido de sodio + cido permangnico

L) ESCRIBIR LAS FRMULAS DE LOS SIGUIENTES COMPUESTOS E INDICAR DE QU TIPO DE SUSTANCIA SE TRATA:

1) Oxido de bromo (III)

2) Hidrgeno sulfito de cobre (II)

3) Dixido de carbono

4) Oxido de bario

5) Cloruro de nquel (II)

6) Trixido de dinitrgeno

7) Sulfato de amonio

8) Ioduro de calcio

9) Nitrito de hierro (II)

10) Hidrgeno carbonato de cromo (III)

11) cido perbrmico

12) Oxido de plomo (II)

13) Cloruro de mercurio (I)

14) Hidrxido de bario

15) Clorito de plomo (II)

16) Clorato de cobre (II)

17) Sulfuro de hidrgeno

18) Sulfito de calcio

19) Trixido de cromo

20) Hidruro de potasio

21) Pentxido de dicloro

22) Dihidrgeno fosfato de cinc

23) Nitrato de plata

24) Hipoclorito de aluminio

25) Hipoclorito de sodio

26) Acido sulfuroso


Cap. 2

ESTRUCTURA

DEL

NCLEO ATMICO

CONTENIDO:


OBJETIVO HOLSTICO ESPECFICO: Fortalecemos el esfuerzo de nuestros estudiantes mediante el conocimiento de la estructura del ncleo atmico, explicando el desarrollo cronolgico de las teoras atmicas y los diferentes tipos de nclidos que existen, para aplicar en la resolucin de problemas en el proceso de su formacin integral.

TICs para QUMICA (Laboratorio virtual)

Phet ofrece simulaciones divertidas e interactivas de forma gratuita, basados en la investigacin de los fenmenos fsicos y qumicos. Creemos que nuestro enfoque basado en la investigacin y la incorporacin de los hallazgos de investigaciones anteriores y nuestra propia prueba, permite a los estudiantes hacer conexiones entre los fenmenos de la vida real y la ciencia subyacente, profundizando sus conocimientos y apreciaciones del mundo fsico. - Ingresa a Phet en el buscador de paginas, luego la pestaa qumica - En la barra que aparece hacer clic en Qumica - Luego click en la pestaa de Istopos y masa atmica, descargue o experimente en

lnea - Ingrese a Mezclar istopos, pon a prueba tus conocimientos


El tomo.- El tomo es la partcula ms pequea de un elemento qumico que conserva las propiedades de dicho elemento qumico. - Es considerado como la unidad de la materia. - Al presenciar un smbolo, es equivalencia de

decir tomo.

- Est constituido de dos partes: ncleo y envoltura.

Modelos atmicos.- El modelo atmico es una explicacin a la estructura del tomo.

a) Modelo atmico de Dalton.- En 1808, Dalton

public sus ideas sobre el modelo atmico de la materia las cuales han servido de base a la qumica moderna. Los principios fundamentales de esta teora son: 1. Los elementos qumicos estn formados por

partculas muy pequeas e indivisibles llamadas tomos.

2. Todos los tomos de un elemento qumico dado son idnticos en su masa y dems propiedades.

3. Los tomos de diferentes elementos qumicos

son distintos, en particular sus masas son diferentes.

4. Los tomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios qumicos.

5. Los compuestos se forman cuando tomos de diferentes elementos se combinan entre s, en una relacin de nmeros enteros sencilla, formando entidades definidas (hoy llamadas molculas).

Para Dalton los tomos eran esferas macizas:

Oxgeno Hidrgeno Azufre

Cobre Carbono

Representacin de una reaccin qumica, segn Dalton:

+ Esto quera decir que un tomo de oxgeno ms un tomo de hidrgeno daba un tomo o molcula de agua. La formacin de agua a partir de oxgeno e hidrgeno supone la combinacin de tomos de estos elementos para formar "molculas" de agua. Dalton, equivocadamente, supuso que la molcula de agua contena un tomo de oxgeno y otro de hidrgeno. b) Modelo atmico de Thomson.- Joseph Thomson (1856-1940) partiendo de las informaciones que se tenan hasta ese momento present algunas hiptesis en 1898 y 1904, intentando justificar dos hechos:

1. La materia es elctricamente neutra, lo que hace pensar que, adems de electrones, debe de haber partculas con cargas positivas.

2. Los electrones pueden extraerse de los tomos, pero no as las cargas positivas.

Propuso entonces un modelo para el tomo en el que la mayora de la masa apareca asociada con la carga positiva (dada la poca masa del electrn en comparacin con la de los tomos) y suponiendo que haba un cierto nmero de electrones distribuidos uniformemente dentro de esa masa de


carga positiva (como una especie de pastel o calabaza en la que los electrones estuviesen incrustados como si fueran trocitos de fruta o pepitas).

Este modelo del pudin de pasas de Thomson fue aceptado durante varios aos, ya que explicaba varios fenmenos, por ejemplo los rayos catdicos y los canales. El modelo de Thomson fue bastante valorado ya que era capaz de explicar los siguientes fenmenos: La electrizacin: El exceso o defecto de electrones

que tenga un cuerpo es el responsable de su carga negativa o positiva. La formacin de iones: Un ion es un tomo que ha

ganado o perdido uno o ms electrones. Los electrones se pierden o se ganan con relativa facilidad, de manera que su nmero dentro del tomo puede variar, mientras que el nmero de protones es fijo siempre para cada tomo. c) Modelo atmico de Rutherford.- Ernest Rutherford (1871-1937) discpulo de Thomson y sucesor de su ctedra, junto con sus discpulos Hans Geiger (1882-1945) y Gregor Marsden (1890-1956), centraron sus investigaciones en las caractersticas de las radiactividad, diseando su famosa experiencia de bombardear lminas delgadas de distintas sustancias, utilizando como proyectiles las partculas alfa ( ) . Sir Ernest Rutherford (1871-1937), famoso hombre de ciencia ingls que obtuvo el premio Nobel de qumica en 1919, realiz en 1911 una experiencia que supuso en paso adelante muy importante en el conocimiento del tomo. La experiencia de Rutherford consisti en bombardear con partculas alfa una finsima lmina

de oro. Las partculas alfa atravesaban la lmina de oro y eran recogidas sobre una pantalla de sulfuro de cinc. La importancia del experimento estuvo en que mientras la mayora de partculas atravesaban la lmina sin desviarse o siendo desviadas solamente en pequeos ngulos, unas cuantas partculas eran dispersadas a ngulos grandes hasta 180.

El hecho de que slo unas pocas radiaciones sufriesen desviaciones hizo suponer que las cargas positivas que las desviaban estaban concentradas dentro de los tomos ocupando un espacio muy pequeo en comparacin a todo el tamao atmico; esta parte del tomo con electricidad positiva fue llamado ncleo.

Rutherford posea informacin sobre el tamao, masa y carga del ncleo, pero no tena informacin alguna acerca de la distribucin o posicin de los electrones. En el modelo de Rutherford, los electrones se movan alrededor del ncleo como los planetas alrededor del sol. Los electrones no caan en el ncleo, ya que la fuerza de atraccin electrosttica era contrarrestada por la tendencia del electrn a continuar movindose en lnea recta. Este modelo fue satisfactorio hasta que se observ que estaba en contradiccin con una informacin ya conocida en aquel momento: de acuerdo con las leyes del electromagnetismo, un electrn o todo objeto elctricamente cargado que es acelerado o cuya direccin lineal es modificada, emite o absorbe radiacin electromagntica.

El electrn del tomo de Rurherford modificaba su direccin lineal continuamente, ya que segua una trayectoria circular. Por lo tanto, debera emitir radiacin electromagntica y esta radiacin causara la disminucin de la energa del electrn, que en consecuencia debera describir una trayectoria en espiral hasta caer en el ncleo. El modelo de

Lmina de oro

Fuente de

partculas Recubrimiento interior

de sulfuro de zinc.

Cuando las partculas

alfa chocan contra el

recubrimiento interior

se produce un chispazo


Rutherford fue sustituido por el de Bohr unos aos ms tarde. Con las informaciones que dispona y de las obtenidas de su experiencia, Lord Rutherford propuso en el 1.911 este modelo de tomo: 1. El tomo est constituido por una zona central,

a la que se le llama ncleo, en la que se encuentra concentrada toda la carga positiva y casi toda la masa del ncleo.

2. Hay otra zona exterior del tomo, la corteza, en la que se encuentra toda la carga negativa y cuya masa es muy pequea en comparacin con la del tomo. La corteza est formada por los electrones que tenga el tomo.

3. Los electrones se estn moviendo a gran

velocidad en torno al ncleo.

4. El tamao del ncleo es muy pequeo en comparacin con el del tomo (unas 100.000 veces menor)

d) Modelo Atmico de Bohr.- El fsico dans Niels

Bohn (1885-1962), premio Nobel de Fsica en 1922 presento en 1913 el primer modelo de un tomo basado en la cuantizacin de la energa. 1. El electrn tena ciertos estados definidos

estacionarios de movimiento (niveles de energa) que le eran permitidos; cada uno de estos estados estacionarios tena una energa fija y definida.

2. Cuando un electrn estaba en uno de estos estados no irradiaba energa pero cuando cambiaba de estado absorba o desprenda energa.

3. En cualquiera de estos estados, el electrn se

mova siguiendo una rbita circular alrededor del ncleo.

4. Los estados de movimiento electrnico permitidos eran aquellos en los cuales el momento angular del electrn era un mltiplo

entero de

2

h , (h = Constante de Planck).

Niels Bohr se bas en el tomo de hidrgeno para realizar el modelo que lleva su nombre. Describi el tomo de hidrgeno con un protn en el ncleo, y girando a su alrededor un electrn. El modelo atmico de Bohr parta conceptualmente del modelo atmico de Rutherford y de las incipientes ideas sobre cuantizacin que haban surgido unos aos antes con las investigaciones de Max Planck y

Albert Einstein. Debido a su simplicidad el modelo de Bohr es todava utilizado frecuentemente como

una simplificacin de la estructura de la materia.

En este modelo los electrones giran en rbitas circulares alrededor del ncleo, ocupando la rbita de menor energa posible, o sea la rbita ms cercana al ncleo posible. El electromagnetismo clsico predeca que una partcula cargada movindose de forma circular emitira energa por lo que los electrones deberan colapsar sobre el ncleo en breves instantes de tiempo. Para superar este problema Bohr supuso que los electrones solamente se podan mover en rbitas especficas, cada una de las cuales caracterizada por su nivel energtico. Cada rbita puede entonces identificarse mediante un nmero entero n que toma valores desde 1 en

adelante. Este nmero "n" recibe el nombre de Nmero Cuntico Principal.

Cada rbita tiene electrones con distintos niveles de energa obtenida que despus se tiene que liberar y por esa razn el electrn va saltando de una rbita a otra hasta llegar a una que tenga el espacio y nivel adecuado, dependiendo de la energa que posea, para liberarse sin problema y de nuevo volver a su rbita de origen. El modelo atmico de Bohr constituy una de las bases fundamentales de la mecnica cuntica. Sin embargo no explicaba el espectro de estructura fina que podra ser explicado algunos aos ms tarde gracias al modelo atmico de Sommerfeld.

Histricamente el desarrollo del modelo atmico de Bohr junto con la dualidad onda-corpsculo

permitira a Erwin Schrdinger descubrir la ecuacin fundamental de la mecnica cuntica. d) Modelo atmico de Schrdinger.- Llamado tambin modelo atmico probabilstico, fue desarrollado durante la dcada de 1920, sobre todo por Schrdinger y Heisenberg.


Es un modelo de gran complejidad matemtica, tanta que usndolo slo se puede resolver con exactitud el tomo de hidrgeno. Para resolver tomos distintos al de hidrgeno se recurre a mtodos aproximados.

Llamado tambin modelo atmico cuntico encaja

muy bien con las observaciones experimentales. No se habla de rbitas, sino de orbitales.

Un orbital es una regin del espacio en la que la

probabilidad de encontrar al electrn es mxima. Los orbitales atmicos tienen distintas formas geomtricas.

Concepto de tomo.- El tomo es la partcula ms pequea de un elemento qumico que conserva las propiedades de dichos elementos; es un sistema dinmico y energtico en equilibrio, constituido por

dos partes: 1. Ncleo: Es la parte central, muy pequeo y de carga positiva, contiene aproximadamente 200 tipos de partculas denominadas nucleones, de los cuales los protones y neutrones son los ms

importantes (nucleones fundamentales). Estos poseen una gran masa en comparacin de otras partculas, el ncleo atmico concentra casi la totalidad de la masa atmica (99.99% de dicha masa).

Los nucleones se mantienen unidos mediante la fuerza nuclear o fuerza fuerte, que es la fuerza

natural ms grande que se conoce y tiene corto alcance, slo para dimensiones nucleares. 2. Envoltura o Nube electrnica: Es un espacio

muy grande (constituye el 99.99% del volumen atmico), donde se encuentran los electrones ocupando ciertos estados de energa (orbitales, subniveles y niveles). Los electrones se encuentran a distancias no definidas respecto al ncleo y se desplazan en torno a ella en trayectorias tambin indefinidas. Ejemplo: tomo de litio

MASAS DE LAS PARTCULAS SUBATMICAS

1 u.m.a. = 1.66x10 27 kg

Protn: 1.0073 u.m.a. = 1.6621x10 27 kg

Neutrn: 1.0087 u.m.a. = 1.6744x10 27 kg

Electrn: = 9.11x10 31 kg

Estudio del ncleo.- Es la parte central del tomo, muy pequeo y con carga positiva. Contiene dos tipos de partculas fundamentales, los protones y los neutrones (excepto el hidrogeno).

El ncleo posee casi la totalidad de la masa atmica (99.99% de dicha masa). A las partculas fundamentales del ncleo tambin se les conoce como nucleones, que son un

conjunto de protones y neutrones. Protones ( p+ ).- Son partculas elementales de carga elctrica positiva que se hallan en el ncleo, sus caractersticas son:

Masa = 1.67x1027 kg

Carga = + 1.60x1019 culombios

Neutrones ( n0 ).- Son partculas elementales sin carga elctrica que se hallan en el ncleo, su masa

es aproximadamente igual a la del protn. Los tomos de un mismo elemento qumico tienen igual nmero de protones que de electrones, sin embargo, pueden poseer distinto nmero de neutrones.

Nmero atmico ( Z ).- Se denomina al nmero de

protones que tiene el ncleo de un tomo.

Z = Numero de p+

Para un tomo neutro, tambin se cumple:

Z = Nro. de p+ = Nro. de e Nmero de masa ( A ).- Se denomina a la suma de

protones y neutrones que tiene el ncleo de un tomo.

A = Nro. de p+ + Nro. de n0

A = Z + N


El nmero de neutrones de un elemento, se puede calcular despejando de la anterior frmula:

N = A Z Ejemplo:

Un elemento con nmero atmico 6 y numero de masa 14, por cuantos protones y neutrones est formado? Solucin:

Z = 6, entonces: Nro. de protones = 6, Nro. de electrones = 6 Neutrones: A = 14, entonces:

8614 NZANNZA

Nclido.- Es la representacin del ncleo de un

tomo de un elemento qumico con la cantidad de protones y neutrones definidos. Representacin:

EAZ

Z = Nmero atmico A = Nmero de masa E = Smbolo del elemento

Tipos de nclidos.- De acuerdo a ciertas

caractersticas, se pueden formar los siguientes grupos: a) Istopos.- Son tomos que pertenecen a un mismo elemento qumico, se caracterizan por tener diferente nmero de neutrones, pero igual nmero de protones.

Los istopos de un elemento tienen iguales sus propiedades qumicas pero diferentes propiedades fsicas. Ejemplos:

Nclido Cl3517 Cl37

17

Neutrones 18 20

Notacin Cloro 35 Cloro 37

Abundancia 75% 25%

La mayora de los elementos tiene dos o ms istopos, por lo tanto la diferencia entre dos istopos de un elemento es el nmero de neutrones en el ncleo. Abundancia isotpica natural.- La denominada masa atmica de un elemento es la media de las masas de sus istopos naturales ponderada de acuerdo a su abundancia relativa.

A = Masa atmica del elemento natural Ai = Masa atmica de cada istopo xi = Porcentaje de cada istopo en la mezcla

Ejemplo:

La plata natural est constituida por una mezcla de dos istopos de nmeros msicos 107 y 109. Sabiendo que abundancia isotpica es la siguiente: 107 Ag = 56% y 109 Ag = 44%. Deducir el peso atmico de la plata natural. Solucin:

88.107

100

4410956107

100

ii

xAA

Verifique, en la tabla peridica este valor calculado para la plata. b) Isobaros.- Son tomos que pertenecen a diferentes elementos qumicos, se caracterizan por tener diferente nmero atmico, diferente nmero de neutrones pero tienen igual nmero de masa.

Los isobaros tienen diferentes propiedades fsicas y qumicas. Ejemplos:

Nclidos K4019 Ca40

20

Nmero de masa

40

40

Nmero atmico

19

20

Nmero de neutrones

21 20

100

ii

xAA


c) Istonos.- Son tomos que pertenecen a diferentes elementos qumicos, se caracterizan por tener diferente nmero de masa, diferente nmero de protones pero tienen igual nmero de neutrones. Ejemplos:

Nclidos Na2311 Mg24

12

Nmero de masa

23 24

Nmero atmico

11 12

Nmero de neutrones

12 12

Tipos de tomos en funcin a sus electrones:

a) Isoelctricos.- Son tomos que poseen el

mismo nmero de electrones.

Ejemplos:

Ambos elementos tienen 16 electrones, entonces son isoelctricos. b) Iones positivos.- Llamados tambin cationes, se genera cuando un tomo neutro pierde uno o ms electrones y su carga neta es positiva.

Ejemplo:

El in calcio contiene: 20 protones, 20 neutrones y 18 electrones.

c) Iones negativos.- Llamados tambin aniones, se genera cuando un tomo neutro gana uno o ms electrones y su carga neta es negativa.

Ejemplo:

El in bromuro contiene: 35 protones, 45 neutrones

y 36 electrones.

Ejemplos resueltos: 1) Observe el siguiente cuadro:

Nclido Z A Protones Neutrones

Cl3717 17 37 17 20

K3919 19 39 19 20

U23892 92 238 92 146

Se7439 34 79 34 45

Na2311 11 23 11 12

Para calcular el nmero de neutrones solo se resta el nmero de masa y el numero atmico:

Neutrones = A Z 2) Calcular el nmero de nucleones fundamentales del elemento oxgeno (tomo neutro), si tiene 8 neutrones. Solucin: Nos piden calcular el nmero de nucleones fundamentales. A los nucleones fundamentales tambin se les conoce como nmero de masa (A)

Representamos el Nclido: OA

Z

Dato: Nro. de neutrones (N) = 8 Para calcular Z, solo tenemos que buscar en la tabla peridica. El nmero atmico del oxgeno es 8. Aplicamos la frmula que tendremos que recordar en este captulo:

A = Z + N = 8 + 8 = 16 El tomo tiene 16 nucleones fundamentales. 3) Cierto tomo tiene 40 neutrones y su nmero de

masa es el triple de la de su nmero de protones. Determinar el nmero atmico. a) 18 b) 20 c) 25 d) 22 e) 16 Solucin:

N = 40 ----- (1) A = 3p ----- (2)

Luego: A = Z + N Reemplazando: 3p = p +40 P = 20 Resp: (b)

OO 321631

16

eCaCa 22402040

20

1803580

35 1 BreBr


LABORATORIO VIRTUAL

Ingresa al link dado a continuacin, donde podrs encontrar, en la primera pestaa, informacin sobre la historia de los modelos atmicos; luego en la segunda puedes resolver las preguntas planteadas; en la tercera podrs "construir" tomos y por ltimo en la cuarta pestaa, encontrars un modelo interactivo sobre la estructura electrnica y algunos ejercicios, que te sern tiles una vez estudiada la segunda unidad: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/estructura.htm Tambin puede, por Google, luego: concurso.cnice.mec.es, luego selecciones la pgina modelos atmicos

LO BUENO DE ESTA APLICACIN, ES INGRESAS A LA PAGINA LUEGO PUEDES DESCONECTAR EL INTERNET Y LA APLICACIN CONTINA, PUEDES TRABAJAR CON ELLA SIN GASTAR CRDITO.

Ingresa a educaplus, luego la pestaa qumica, luego partculas de los atomos e iones.


1. Cules son los modelos atmicos estudiados? Resp: Modelos de Jhon Dalton; J. J. Thomson;

E. Rutherford; Niels Bohr 2. Haz un dibujo del tomo de Thomson. 3. Cul fue modelo atmico propuesto por Bohr? 4. Qu partcula atmica no puede variar en una

clase de tomos?

Resp: El nmero de protones

5. Cuntas veces es mayor la masa del protn

que la del electrn?

Resp: Aproximadamente 1840 veces

6. Indica la diferencia entre nmero msico y nmero atmico. Resp: Numero msico = protones + neutrones

Numero atmico = protones 7. Si un tomo neutro tiene 14 protones y 14

neutrones: Cuntos electrones tendr? Cul ser su nmero atmico? y su nmero msico?

Resp: 14; 14; 28

8. Dibujar un tomo tal que Z = 11 y A = 21,

utilizando el modelo de Rutherford.

9. Puede tener un tomo menos neutrones que protones? Buscar un ejemplo en la tabla peridica de los elementos qumicos.

Resp: Si; Ejemplo H

10. Indicar el nmero de protones, electrones y neutrones de los siguientes tomos: Cloro, Zinc, y Plata. Busca los nmeros atmicos y msicos en la tabla peridica de los elementos qumicos.

Resp: Cl: 17; 17; 18

Zn: 30; 30; 35 Ag: 47; 47; 61

11. Indicar el nmero de partculas atmicas de los siguientes tomos:

, ,

Resp: P: p+ = 15; e- = 15; n0 = 16

Mg: p+ = 12; e- = 12; n0 = 12 Ba: p+ = 56; e- = 56; n0 = 74

12. Un tomo neutro con 10 protones pierde 2 electrones: En qu se transforma? Sigue siendo el mismo elemento qumico? Mantiene el mismo nmero atmico?

Resp: En ion positivo; si, si

13. Un tomo neutro con 16 protones gana 2 electrones: En qu se transforma? Sigue siendo el mismo elemento qumico?

Resp: En ion negativo; si

14. Indica el nmero de protones, neutrones y electrones de los siguientes tomos:

, , , .

Resp: N: p+ = 7; e- = 10; n0 = 7

Al: p+ = 13; e- = 10; n0 = 14 Cu: p+ = 29; e- = 27; n0 = 35 Au: p+ = 79; e- = 78; n0 = 118

15. Sabiendo que un tomo neutro contiene 36

protones y 47 neutrones, indica sus nmeros msico y atmico, as como los electrones que presenta.

Resp: A = 83; Z = 36; Nro. de e- = 36

16. El tomo de azufre tiene 16 protones y su nmero msico es 32. Calcular cuntos neutrones y electrones contiene.

Resp: n0 = 16; e- = 16

17. Qu es un istopo?

Resp: Es un tomo que pertenece a un mismo elemento qumico, tiene diferente nmero de neutrones, pero igual nmero de protones.

18. Por qu las masas atmicas de los elementos son decimales si contienen un nmero entero de partculas? Resp: Es una media aritmtica porcentual

19. El cloro tiene dos istopos, l y el , que se presentan en la naturaleza con una abundancia del 75.5% y del 24.5%, respectivamente. Calcular la masa atmica relativa del cloro y compararla con la de la tabla peridica.

Resp: 35.55

P31

15 Mg24

12 Ba130

56

-314

7N327

13 Al264

29 Cu1197

79 Au

Cl3517 Cl37

17

EJERCICIOS PROPUESTOS


20. Averiguar la masa atmica media del litio

sabiendo que, en estado natural, este elemento se presenta en un 7.42% de istopo de masa atmica relativa 6 y un 92.58% de istopo de masa atmica relativa 7.

Resp: 6.93

21. El magnesio natural se presenta segn tres

istopos: el primero de masa atmica relativa 24 y abundancia 78.70%, el segundo de masa atmica relativa 25 y abundancia 10.13% y el tercero de masa atmica 26 y abundancia 11.17%. Hallar la masa atmica relativa media del magnesio y compararla con la de la tabla peridica.

Resp: 24.32

22. Determinar la masa atmica del galio, sabiendo

que existen dos istopos 69Ga y 71Ga, cuya abundancia relativa es, respectivamente: 60.2 % y 39.8 %. Indica la composicin de los ncleos de ambos istopos sabiendo que el nmero atmico del galio es 31.

Resp: 69.80

23. Completar el siguiente cuadro:

Repr. Nro. de protones

(Z)

Nro. de electrones

(e-)

Nro. de neutrones

(N)

24. Identifique cules de las especies son tomos neutros o iones; en caso de ser iones, a que tipo corresponden. a)

b)

c)

d)

e) f)

g)

h)

Resp: Neutros:

Iones:

25. Indicar la pareja de istopos:

a)

b)

c)

d)

Resp:

26. Indicar qu pareja de elementos son istonos:

a)

b)

c)

d)

Resp:

27. Indicar qu pareja de elementos son isoelctricos:

a)

b)

c)

d)

Resp:

28. Completar el siguiente cuadro:

Elemento

Repres.

Nro. atm.

( Z )

Nro. elect.

( e- )

Nro. masa

( A )

Nro. neut.

( N )

Magnesio

12 12 24

Sodio

11 23

Nen

10 20

Azufre

79 78 118

Bario

56 137

29. Escribe un smbolo adecuado para la especie

con 53 protones, 54 electrones y 78 neutrones.

Resp: 1131

53I

Cl3317

Ca4020

X7145

Y5013

W52

Ne2210

O3116

C6Cl3317 Au Pt

2

20

Ca3Sb 2O 2Sn

C6 Au Pt

Cl33172

20

Ca3Sb 2O 2Sn

Ge7732 Ca40

20 Ge79

32 Al40

13

Ge7732 Ge79

32

Ge7732 Ca40

20 Ge79

32 Al58

13

Ge7732 Al58

13

Ge7732240

20Ca Ar35

18

358

13Al

240

20Ca Ar35

18

P3115

190

47Ag

3101

52Te


30. Un ion negativo tiene carga 3, siendo su

nmero total de electrones 36, y su nmero msico, 75. Calcula su nmero de protones y de neutrones.

Resp: protones = 33; neutrones = 42

31. El litio de masa atmica 6.941 u.m.a. posee dos istopos naturales, litio-6 y litio-7, con masas atmicas 6.01513 y 7.01601 u.m.a., respectivamente. Cul de ellos tiene mayor abundancia natural?

Resp: El ms abundante es el litio-7, con un 92.5%

32. Considere un tomo neutro que tiene 50 electrones y 69 neutrones: a) Cuntos protones tiene en el ncleo? b) Cul es el nmero de masa del tomo? c) Cmo representa su notacin isotpica

?

Resp: a) 50, b) 119, c) X119

50

33. Al ver el siguiente elemento en la tabla

peridica, Cul es la informacin que presenta?

Resp: Zn = cinc; Z= 30; A = 65.37

34. Para el siguiente istopo del plomo 82, determine:

a) Nmero de protones b) Nmero de neutrones c) Nmero de electrones d) Nmero atmico e) Nmero de masa. Resp: a) 82, b) 126, c) 82, d) 82, e) 208

CENTRAL NUCLEAR

Una central o planta nuclear es una instalacin industrial empleada para la generacin de energa elctrica a partir de energa nuclear. Se caracteriza por el empleo de combustible nuclear fisionable que mediante reacciones nucleares, proporciona calor que a su vez es empleado, a travs de un ciclo termodinmico convencional, para producir el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecnico en energa elctrica. Estas centrales constan de uno o ms reactores. El ncleo de un reactor nuclear consta de un contenedor o vasija en cuyo interior se albergan bloques de un material aislante de la radioactividad, comnmente se trata de grafito o de hormign relleno de combustible nuclear formado por material fisible (uranio-235 o plutonio-239). En el proceso se establece una reaccin sostenida y moderada gracias al empleo de elementos auxiliares que absorben el exceso de neutrones liberados manteniendo bajo control la reaccin en cadena del material radiactivo; a estos otros elementos se les denominan moderadores. Rodeando al ncleo de un reactor nuclear est el reflector cuya funcin consiste en devolver al ncleo parte de los neutrones que se fugan de la reaccin. Cuando un tomo pesado (como por ejemplo el Uranio o el Plutonio) se divide o rompe en dos tomos ms ligeros, la suma de las masas de estos ltimos tomos obtenidos, ms la de los neutrones desprendidos es menor que la masa del tomo original, y de acuerdo con la teora de Albert Einstein: Se desprende una cantidad de Energa que se puede calcular con la expresin:

E = m c2

XAZ

30

Zn

65.37

Pb20882


SELECCIONE LA RESPUESTA CORRECTA: 1. Dos tomos con el mismo nmero de protones

y diferente nmero de neutrones reciben el nombre de:

a) Isotpicos b) Isbaros c) Isostricos d) Istopos

2. Recibe el nombre de "nuclen":

a) Una partcula que aparece cuando se unen

un protn y un neutrn para formar el ncleo de un tomo.

b) Se aplica a los protones, neutrones y electrones que pueden encontrarse en el ncleo de un tomo cualquiera.

c) Este nombre se aplica solamente a las partculas con masa que componen el ncleo atmico.

d) Son los ncleos de mayor volumen entre los de los istopos de un mismo elemento.

3. Respecto a la masa de un tomo, cul de las

siguientes alternativas es falsa:

a) Depende del nmero de nucleones del tomo

b) El neutrn aporta masa al tomo c) La masa de un tomo depende del nmero

protones d) La masa de un tomo siempre es la suma

de electrones y protones 4. El nmero atmico es:

a) El nmero de nucleones que tenga b) El nmero de protones que hay en el ncleo

atmico, y que siempre coincide con el nmero de electrones de la corteza.

c) El nmero de electrones que hay en la corteza atmica

d) El nmero de protones que hay en el ncleo atmico

5. El nmero msico es:

a) El nmero entero ms prximo al peso

atmico del elemento b) El nmero que nos indica la masa de un

tomo determinado c) El nmero de veces que la masa de ese

tomo contiene a la unidad de masa atmica d) El nmero de nucleones que tiene dicho

tomo

6. Si comparamos los valores del nmero atmico

y del nmero msico de un determinado tomo, podremos observar que:

a) Siempre son diferentes b) El nmero msico es siempre mayor que el

nmero atmico c) El nmero msico es siempre igual o mayor

que el nmero atmico d) El nmero atmico es siempre mayor o igual

que el nmero msico 7. Si nos indican un elemento de la forma

siguiente: , podemos decir que est

constituido por:

a) 89 protones, 89 electrones y 38 neutrones b) 38 protones, 38 electrones y 89 neutrones c) 51 protones, 51 electrones y 38 neutrones d) 38 protones, 38 electrones y 51 neutrones

8. Cul es la composicin del tomo de: Sn127

50 ?

a) 77 protones, 77 electrones y 50 neutrones b) 50 protones, 50 electrones y 77 neutrones c) 127 protones, 127 electrones y 50 neutrones d) 50 protones, 50 electrones y 127 neutrones

9. Indicar cul es la composicin del tomo:

a) 5 protones, 5 electrones y 12 neutrones

b) 12 protones, 5 electrones y 5 neutrones

c) 7 protones, 7 electrones y 5 neutrones

d) 5 protones, 5 electrones y 7 neutrones

10. Un elemento de nmero atmico 30 y de masa

atmica 65.37 tiene dos istopos cuyas masas

atmicas son 65 y 66, cul es el nmero de

neutrones del istopo ms abundante?

a) 66 b) 65 c) 30 d) 35

11. Un elemento con nmero atmico 79 y nmero

msico 197 tiene:

a) 79 protones, 118 neutrones y 79 electrones b) 78 protones, 119 neutrones y 79 electrones c) 79 protones, 118 neutrones y 197 electrones d) 118 protones, 118 neutrones y 79 electrones

Sr8938

B125

PREGUNTAS DE RAZONAMIENTO


12. Uno de los componentes ms dainos de los

residuos nucleares es un istopo radiactivo del estroncio 90Sr38; puede depositarse en los huesos, donde sustituye al calcio. Cuntos protones y neutrones hay en el ncleo del Sr-90?

a) Protones 90; neutrones 38 b) Protones 38; neutrones 90 c) Protones 38; neutrones 52 d) Protones 52; neutrones 38

13. El nen tiene 2 istopos: uno de masa atmica

20 uma y abundancia del 90 % y otro de masa atmica 22 uma y abundancia del 10%. Cul es la masa atmica media ponderada del nen?

a) 20 uma b) 20.2 uma c) 22 uma d) N.A.

14. El magnesio tiene 3 istopos: uno de masa

atmica 24 uma y abundancia del 78.7 %, otro de masa atmica 25 uma y abundancia del 10.13 % y otro de masa atmica 26 uma y abundancia 11.17 %. Cul es la masa atmica media ponderada del magnesio?

a) 24 uma b) 26 uma c) 24.32 uma d) 24.68 uma

15. La siguiente pareja de tomos corresponde a

un par de:

y

a) Istopos b) Istonos c) Isobaros d) Isoelectrnicos

16. Si el hierro tiene de nmero atmico (Z) 26 y de

nmero msico (A) 55. Entonces, las partculas del tomo Fe3+ son:

a) Nmero de neutrones 55 b) Nmero de protones 26 c) Nmero de electrones 26 d) Nmero de nucleones 29

17. Si un elemento tiene 3 istopos de masas 102,

105 y 110 que se encuentran en unas proporciones del 15%, 30% y 55% respectivamente. Cul es su masa atmica promedio?

a) 107.3 b) 104 c) 110 d) 105.5

18. Cul es el nmero de electrones del siguiente

in si tiene 16 neutrones y su A = 31.

a) 18 b) 22 c) 16 d) 15

19. De acuerdo a los siguientes tomos mostrados,

marque la alternativa correcta:

220

10 X 265

55Y

a) Ambos ganan electrones b) Ambos pierden electrones c) Son isobaros d) Son isoelectrnicos.

20. Cul es el nmero de electrones de la

especie?

a) 24 b) 22 c) 10 d) 14

21. Las siguientes especies qumicas tienen igual

nmero de: ,

a) Protones + electrones b) Electrones c) Protones + neutrones d) Neutrones


seleccione la alternativa correcta

a) Son istopos b) Tienen igual nmero de nucleones

fundamentales (nmero de masa) c) Ambos ganan dos electrones d) Ambos pierden dos electrones



a) Son istopos b) Tienen igual nmero de nucleones

fundamentales (nmero de masa) c) Ambos ganan electrones d) Ambos pierden dos electrones



a) Son istopos b) Son isoelctricos c) Tienen igual nmero de nucleones

fundamentales (nmero de masa) d) Son istonos

224

12Mg216

8O

3P

224

12Mg

S3516 Cl35

17

263

29X265

30Y

275

29X165

29Y

X335233

8Y


Cap. 3

ESTRUCTURA DE LA

NUBE ELECTRNICA

CONTENIDO:



Fortalecemos el esfuerzo de nuestros estudiantes mediante el conocimiento de la nube electrnica, explicando las caractersticas de los niveles, subniveles y orbitales para la distribucin electrnica de cualquier elemento conociendo el nmero atmico, para aplicar en la resolucin de problemas en el proceso de su formacin integral.

TICs para QUMICA (Laboratorio virtual)

Phet ofrece simulaciones divertidas e interactivas de forma gratuita, basados en la investigacin de los fenmenos fsicos y qumicos. Creemos que nuestro enfoque basado en la investigacin y la incorporacin de los hallazgos de investigaciones anteriores y nuestra propia prueba, permite a los estudiantes hacer conexiones entre los fenmenos de la vida real y la ciencia subyacente, profundizando sus conocimientos y apreciaciones del mundo fsico. Otra pgina con las mismas caractersticas es Educaplus, tiene aplicaciones en Mat-Fis-Qmc, etc. - Ingresa a Phet en el buscador de paginas, luego la pestaa qumica - En la barra que aparece hacer clic en Qumica - Luego click en la pestaa de Construir un tomo, descargue o experimente en lnea - Ingrese a juego, pon a prueba tus conocimientos


Nube electrnica.- La nube electrnica, tambin llamado envoltura o zona extranuclear, es la zona

energtica del espacio exterior al ncleo y en donde se encuentran las partculas denominadas electrones (e-). Los electrones son de carga elctrica negativa que van girando a grandes velocidades, no pudindose definir con exactitud su velocidad y su posicin. El volumen de la nube electrnica abarca prcticamente todo el tomo.

Los electrones se ubican en la REEMPE u orbitales, siendo el conjunto de orbitales un

subnivel de energa; un conjunto de subniveles de energa forman un nivel de energa. Electrones ( e ).- Son partculas elementales muy pequeas de carga elctrica negativa que se

hallan en la envoltura, sus caractersticas son:

Masa = 9.11x1031 kg

Carga = 1.60x1019 culombios

Masa de protn 1830 Masa de electrn

Cuando los electrones se separan del tomo, dejando de girar alrededor de su ncleo, se transforman en electrones libres. a) Niveles de energa ( n ).- Es la regin en la nube electrnica donde se hallan los electrones con similar valor energtico. n = 1 2 3 4 5 6 7

Nivel = K L M N O P Q El nmero mximo de electrones en un nivel ( n ) se calcula con la regla de Rydberg.

Nro. mximo de (e) en cada nivel = 2n2

Esta regla se cumple hasta el 4to. nivel de energa.

Ejemplos:

Nivel (n)

Regla de Rydberg

Nro. mximo

de electrones

K (1) 2 x 12 2

L (2) 2 x 22 8

M (3) 2 x 32 18

N (4) 2 x 42 32

O (5) ---- 32

P (6) ---- 18

Q (7) ---- 8

b) Subniveles de energa ( l ).- Cada nivel de

energa est formado por subniveles, es la regin que contiene a los electrones que presentan la misma energa relativa.

Designacin: l = 0 1 2 3 Subnivel = s p d f En un subnivel ( l ), el nmero mximo de electrones en cada subnivel es: Nro. mximo de (e) en cada subnivel = 2(2 l + 1)

Ejemplos:

Designacin Valor

cuntico

Nmero de

orbitales:

(2 l + 1)

Nro. mx. de

electrones:

2(2 l + 1)

sharp

(s) s (l = 0 )

(2x0 + 1)

= 1

2

principal

(p) p (l = 1)

(2x1 + 1)

= 3

6

difuso

(d) d (l = 2)

(2x2 + 1)

= 5

10

fundamental

(f) f (l = 3)

(2x3 + 1)

= 7

14


c) Orbital atmico (REEMPE).- De acuerdo al

principio de incertidumbre, no es posible determinar una trayectoria definida para el electrn; por lo tanto se hace necesario definir una regin espacial energtica donde existe la mayor probabilidad de encontrar el electrn, llamado orbital o nube electrnica. Cada orbital puede contener un mximo de 2 electrones con spin o rotacin (alrededor de su eje imaginario) opuestos. Orbital es la regin donde existe la mayor probabilidad de encontrar al electrn.

Cuando se dice que un electrn se encuentra con mayor probabilidad en el orbital, debe entenderse que el electrn pasa mayor tiempo en dicha regin espacial. Cada orbital puede contener como mximo dos electrones, con spines contrarios.

orbital orbital orbital vaco desapareado apareado

Donde la flechita hacia arriba representa a un electrn con spin o giro antihorario alrededor de

su eje, y la flechita hacia abajo representa a un electrn con spin horario. Formas de los orbitales.- Algunos son los siguientes: - Los orbitales s son esfricos. Su volumen

depende del valor de n.

- Los orbitales p son 3, tienen forma de 2 lbulos unidos por los extremos y orientados en la direccin de los 3 ejes del espacio.

- Los orbitales d son 5, cuya disposicin y

orientacin dependen de los valores de m.

ORBITALES s

1s 2s 3s

ORBITALES p Orbital px Orbital py Orbital pz

ORBITALES d

d) spin.- El nmero cuntico spin magntico indica

el sentido de rotacin del electrn alrededor de su propio eje. Sus valores permitidos son:

ms = +/- 1/2

Cuando un electrn gira o rota genera un pequeo campo magntico, es decir acta como un pequeo microimn.


Nmeros cunticos.- Los nmeros cunticos son parmetros que describen el estado energtico de un electrn y las caractersticas de un orbital. Estos nmeros son 4:

Nmero cuntico

Determina para el electrn

Define para el orbital

Principal (n)

Su nivel principal Su tamao o volumen.

Secundario o

Azimutal (l)

El subnivel de energa donde se encuentra, y que est contenido en un determinado nivel de energa.

La forma geomtrica espacial.

Magntico

(m)

El orbital al cual pertenece y que es parte de un subnivel de energa.

La orientacin espacial que adopta bajo la influencia de un campo magntico externo intenso.

Spin magntico

(ms)

Su sentido de rotacin alrededor de su eje imaginario.

a) Nmero cuntico principal (n).- Nos indica: Para el electrn.- El nivel de energa principal que ocupa el electrn. Por ejemplo: Si : n = 2 ; entonces el electrn ocupa el nivel 2 Si : n = 5 ; entonces el electrn ocupa el nivel 5 Para el Orbital.- El tamao o volumen del orbital, por lo cual a mayor valor de n, mayor es tamao del orbital. Por ejemplo: Sean los orbitales: (2s) y (5s) Por lo tanto, el orbital (5s) es de mayor tamao que el orbital (2s). Valores Permitidos: El nmero cuntico principal toma valores enteros positivos, sin considerar el cero:

n = 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5

El nmero cuntico principal tambin define el volumen de un orbital; por lo tanto, a mayor valor de n , mayor es el tamao del orbital. Cuanto ms alejado del ncleo se encuentre un electrn, ocupar un nivel con mayor energa y ser menos estable. b) Nmero cuntico secundario ( l ).- Tambin es denominado nmero cuntico azimutal o del

momento angular. Para el electrn determina el subnivel de energa donde este debe encontrarse dentro de un nivel n. Adems define la forma geomtrica del orbital o nube electrnica. Para cada nivel de energa se cumple que l puede tomar valores enteros desde cero hasta (n1)

l = 0 ; 1 ; 2 ; 3 ; (n1)

Subniveles Valor de

l Forma de los

orbitales

sharp (s)

0 Esfrica

principal (p)

1 Dilobular

difuso (d)

2 Tetralobular

fundamental (f)

3 Compleja

Para hallar el nmero de subniveles en un nivel: En el nivel 1 (n = 1), existen 1 subnivel (s) En el nivel 2 (n = 2), existen 2 subnivel (s, p) En el nivel 3 (n = 3), existen 3 subnivel (s, p, d) En el nivel 4 (n = 4), existen 4 subnivel (s, p, d, f)


c) Numero cuntico magntico (m).- El nmero cuntico magntico nos describe la cantidad de formas y orientaciones del orbital en el espacio.

Para el electrn, indica el orbital donde se encuentra dentro de un determinado subnivel de energa. Para el orbital, determina la orientacin especial que adopta cuando el tomo es sometido a la accin de un campo magntico externo. En cada subnivel (l), m puede tomar valores permitidos:

0 , +/- 1 , +/- 2 , +/- 3 , . +/- l Los valores que toma el nmero cuntico magntico para cada subnivel ( l ) son:

Para el subnivel s : m = 0 Para el subnivel p : m = 1 , 0 , +1 Para el subnivel d : m = 2 , 1 , 0 , +1 , +2 Para el subnivel f : m = 3, 2, 1, 0, +1, +2,+3

Numero cuntico spin (ms).- El nmero

cuntico spin magntico indica el sentido de rotacin del electrn alrededor de su propio eje. Sus valores permitidos son:

ms = +1/2 ; -1/2

RESUMEN

K L M N O P Q

2e- 8e- 18e- 32e- 32e- 18e- 8e-

s sp spd spdf spdf spd sp

2e- 2e- 2e- 2e- 2e- 2e- 2e-

6e-

6e-

6e-

6e-

6e-

6e-

10e-

10e-

10e-

10e-

14e-

14e-

Distribucin de los orbitales en los subniveles:

Cada subnivel s tiene 1 orbital:

Cada subnivel p tiene 3 orbitales:

Cada subnivel d tiene 5 orbitales:

Cada subnivel f tiene 7 orbitales:


Ejemplos resueltos: 1) Calcular los cuatro nmeros cunticos del orbital:

4d6

Paso 1: Identificar los elementos:

El Nmero Cuntico Principal (n) es: 4 Paso 2: Clculo del Nmero cuntico secundario ( l ):

Tipo de

orbital

Valor l

Con esta tabla se determina el valor del nmero cuntico secundario ( l )

s 0

p 1

d 2

f 3

El Nmero Cuntico Secundario ( l ) es: 2 Paso 3: Clculo del Nmero Cuntico Magntico (m): Con la siguiente tabla, nos damos cuenta que el subnivel d tiene 5 orbitales:

Dibujamos los 5 orbitales vacos

-2 -1 0 +1 +2

Los valores de los nmeros cunticos magnticos son:

-2 ; -1; 0; +1, +2

Ubicamos los 6 electrones que tienen dentro los orbitales. Se empiezan por los electrones de un mismo spin, es decir primero la flecha hacia arriba desde el primer orbital hasta el quinto, luego se sigue con la flecha hacia abajo.

Nos interesa el ltimo electrn:

-2 -1 0 +1 +2

El Nmero Cuntico Magntico (m) = 2 Paso 4: Clculo del Spin Magntico (ms):

Vemos que la flecha hacia abajo tiene un Spin Magntico igual a: 1/2

El Nmero Cuntico Spin Magntico (ms) = 1/2

Nmero de electrones4 d6Niveles de energa (n)Subnivel de energa (l )

4 d6

Nmero secundario:

l = 2


RESUMEN

Nmeros cunticos de: 4 d6

a) Principal: n = 4

b) Secundario: l = 2

c) Magntico: m = 2

d) Spin: ms =

2) Calcular los 4 nmeros cunticos de: 3p5 Paso 1: Nmero cuntico principal (n): El nmero cuntico principal (n) = 3

Paso 2: Clculo del Nmero Cuntico Secundario (m):

Tipo de

orbital

Valor

l Con esta tabla se determina

el valor del nmero cuntico secundario ( l )

3p5

s 0

p 1

d 2

f 3

El nmero cuntico secundario ( l ) = 1 Paso 3: Clculo del Nmero Cuntico Magntico (m): Con la siguiente tabla, nos damos cuenta que el subnivel p tiene 3 orbitales:

Dibujamos los 3 orbitales vacos

-1 0 +1 Ubicamos los 5 electrones que tienen dentro los orbitales. Nos interesa el ltimo electrn:

-1 0 +1

El Nmero Cuntico Magntico (m) = 0 Paso 4: Clculo del Spin Magntico (ms):

Vemos que la ltima flecha es hacia abajo, tiene un Spin Magntico igual a: 1/2

El Nmero Cuntico Spin Magntico (ms) = 1/2 3) Calcular los 4 nmeros cunticos de 4d3 a) Nmero cuntico principal (n) = 3

Tipo de

orbital

Valor l

b) Numero cuntico

secundario ( l ) = 2 s 0

p 1

d 2

f 3

c) Nmero cuntico magntico (m): El subnivel d, tien 5 orbitales, que deben ser llenado por 3 electrones:

-2 -1 0 +1 +2


Nmero cuntico magntico ( m ) = 0

d) Clculo del Spin Magntico (ms): La ltima flecha es hacia arriba:

El Nmero Cuntico Spin Magntico (ms) = +1/2 Energa de los orbitales.- El tomo de hidrgeno,

que tiene un solo electrn, la energa de ste estar marcada solo por un nmero cuntico, esto quiere decir que la energa de los orbitales atmicos se diferenciara nicamente por el nmero cuntico principal (n). Los orbitales de una misma capa electrnica se encuentran en el mismo nivel energtico. Esto se cumple para tomos monolectrnicos. Pero el diagrama de energa para los tomos polielectrnicos es mucho ms complejo. La

energa de un electrn en estos tomos depende del nmero cuntico principal (n), pero tambin del nmero cuntico secundario (l).

El orden de llenado de los subniveles atmicos en un tomo polielectrncio. Se empieza con el orbital 1s y se contina con el orbital 2s, siguiendo la direccin de las flechas. Esto es lo que se conoce como la "regla del serrucho" o de Moeller.

Configuracin electrnica.- Conociendo el nmero atmico de un elemento qumico, se puede hallar la distribucin que sus electrones toman en los subniveles, segn el orden ascendente de energa.

Los electrones ocupan primero los subniveles de menor energa, en orden ascendente, indicando los niveles, subniveles y orbitales:

Ejemplos:

6p3 Significa que hay 3 electrones en el subnivel principal (p) del sexto nivel de energa. 5s1 Significa que hay 1 electrn en el subnivel sharp (s) del quinto nivel de energa.

Regla de Moeller.- Es una forma prctica para realizar la distribucin electrnica por subniveles, se lo llama tambin regla del serrucho.

Se empieza conociendo el nmero atmico (Z), es el nmero de protones que contiene el ncleo; para un tomo neutro, ser tambin igual al nmero de electrones que se encuentran distribuidos en los niveles, subniveles y orbitales del tomo. Tomar en cuenta los electrones de cada subnivel, estudiados son los mximos; pudiendo contener una cantidad menor. Ejemplos:

Nro. de electrones 4p5

Nivel (n) Subnivel (l)


1) Determinar la distribucin electrnica del fluor:

De la tabla, se ubica el nmero atmico, luego se aplica la regla de Moeller:

522

9 221 pssF

2) Determinar la distribucin electrnica del calcio:

262622

20 433221 spspssCa Principio de mxima multiplicidad (Regla de Hund).- Es una regla emprica que enuncia lo

siguiente: Al distribuir electrones en orbitales del mismo subnivel, primero se trata de ocupar todos estos orbitales antes de terminar de llenarlos, esto es, los electrones deben tener igual sentido de spin (espines paralelos) antes de aparearse. Ejemplos:

Elem. Z Configuracin electrnica

N

7 1s2 2s2 2p3

Diagrama de orbitales

1s2 2s2 2px 2py 2pz

Elem. Z Configuracin electrnica

S 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Diagrama de orbitales

1s 2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz

3) Hallar la distribucin electrnica para el siguiente

elemento:

11Na

11Na

- Es un tomo neutro. - 11 indica el nmero atmico (Z) y

nmero de protones. - Los electrones son iguales a los

protones en nmero. - Tenemos que distribuir 11 e.

Aplicamos la regla del serrucho o de Moollier: 1s2 ---> Van 2 electrones

1s2 2s2 ---> Van 4 electrones

1s2 2s2 2p6 ---> Van 10 electrones

1s2 2s2 2p6 3s2 ---> Van 12 electrones Quitamos 1 electrn, del ltimo nivel y orbital: 1s2 2s2 2p2 3s2-1 Esta es la configuracin electrnica del:

11Na = 1s2 2s2 2p2 3s1

4) Hallar la distribucin electrnica para el siguiente

elemento:

29Zn Solucin:

29Zn

- Es un tomo neutro. - 29 indica el nmero atmico (Z) y

nmero de protones. - Tenemos que distribuir 29

electrones.

Aplicamos la regla del serrucho o de Moeller: 1s2 = 2 e-

1s2 2s2 = 4 e-

1s2 2s2 2p6 = 10 e-

1s2 2s2 2p6 3s2 = 12 e-

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 = 18 e-

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 = 20 e-

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 = 30 e-

Quitamos 1 electrn, del ltimo nivel y orbital:

29Zn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9


Anomalas en la configuracin electrnica.- Al desarrollar la configuracin electrnica, encontramos una serie de excepciones, a las cuales consideramos como anomalas, entre estas tenemos los antiserruchos. Se presenta en los elementos de los grupos IB y VIB.

Ejemplo:

Realizar la configuracin electrnica del Cromo:

24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 (inestable)

= 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 (estable)

Salta 1 electrn del subnivel 4s2 al subnivel 3d4

Configuracin electrnica abreviada.- se utilizan las configuraciones estables de los gases nobles:

HesHe 21 1

NepssNe 62210 221

ArpspssAr 6262218 33221

KrpsKr 6236 4......................1

XepsXe 6254 5.........................1

RnpsRn 6286 6...........................1

La caracterstica de un gas noble es que termina su

configuracin en np6, excepto el helio que es 1s2

Al efectuar la configuracin electrnica abreviada se debe elegir el gas noble cuyo nmero atmico se aproxime al nmero atmico del tomo del cual se va a efectuar su configuracin electrnica. Ejemplos:

2622

12 3221 spssMg 2

12 3sNeMg

510253 545 pdsKrI

Propiedades magnticas del tomo: a) Paramagnetismo.- Propiedad que tienen las

sustancias simples o compuestas de manifestar propiedades magnticas por lo cual son atrados por un campo magntico externo (imn), pero cuando se retira el campo magntico no manifiesta propiedades magnticas. El paramagnetismo es debido a que el tomo

tiene electrones desapareados. Ejemplo:

6226 34 dsArFe

- Es paramagntico - Tiene 4 electrones desapareados

b) Diamagnetismo.- Propiedad que tienen las

sustancias simples o compuestas de no manifestar propiedades magnticas an en presencia de un campo magntico externo. El diamagnetismo es debido a que el tomo tiene todos sus electrones apareados. Ejemplo:

10230 34 dsArZn

- Es diamagntico - Todos los electrones estn apareados

PARA TRABAJAR EN CLASE: Completar la

siguiente tabla:

Nro.

atm. Nro. masa

Nro. protones

Nro. electro.

Nro. neutron.

Be 4 9

Na 11 12

Ca 20 20

Cu 63 29

Br 80 35

Fe3+ 56 26

Mg2+ 24 12

P3- 31 18

Ag+ 47 60


Hibridacin de orbitales.- Durante una reaccin se

produce un proceso de hibridacin o recombinacin de orbitales atmicos puros, resultando nuevos orbitales atmicos hbridos. Dichos orbitales se caracterizan por: 1. Se produce el mismo nmero de orbitales

hbridos que orbitales atmicos de partida.

2. Son todos iguales, energticamente y formalmente. Slo se diferencian en su orientacin espacial.

3. Para que pueda existir hibridacin, la energa de

los orbitales atmicos de partida debe ser muy similar.

4. Los ngulos entre ellos son iguales. a) Hibridacin sp: Hidruro de berilio: BeH2 El Berilio tiene de nmero atmico Z = 4 y su estructura electrnica es:

Con lo que al no tener electrones desapareados, no podra formar enlaces covalentes. Sin embargo, con un poco de energa, adquiere la siguiente configuracin:

Al tener los orbitales atmicos 2s y 2p energas muy parecidas, resulta fcil que un electrn de los

situados en el orbital 2s pase a ocupar un orbital 2p vaco evitando as la repulsin que podra existir al haber dos electrones en el mismo orbital 2s. De esta manera, al tener dos electrones desapareados

podra formar dos enlaces covalentes. Al unirse con el hidrgeno, al estar los dos electrones en orbitales atmicos distintos (en energa, forma, tamao y orientacin), los enlaces sean distintos, pero experimentalmente se comprueba que los dos enlaces son idnticos. Existe una homogeneizacin de un orbital s y otro p (hibridacin sp).

Se forman dos orbitales hbridos sp:

La molcula de hidruro de berilio es lineal.

b) Hibridacin sp2: Borano: BH3 El Boro tiene de nmero atmico Z = 5 y su estructura electrnica es:

Al tener un electrn desapareado, slo podra

formar un enlace. Sin embargo, por la misma razn que en el caso anterior, con un poco de energa,

adquiere la siguiente configuracin:

Al tener tres electrones desapareados puede formar tres enlaces covalentes. Los tres enlaces son iguales a pesar de que los orbitales atmicos en los que estn los electrones a compartir son distintos. En este caso se produce una homogeneizacin de un orbital s y dos p (hibridacin sp2). Se forman tres orbitales hbridos sp2:

La molcula de trihidruro de boro o borano es trigonal, cada enlace est separado del otro formando un ngulo de 120:


c) Hibridacin sp3: Metano: CH4 El Carbono tiene de nmero atmico Z = 6 y su estructura electrnica es:

Tiene dos electrones desapareados y puede

formar dos enlaces. As es su configuracin cuando acta con valencia 2. Pero la mayora de los compuestos del carbono tienen lugar cuando ste acta con valencia 4, adquiriendo la siguiente

configuracin:

As, al tener cuatro electrones desapareados puede formar cuatro enlaces covalentes. Experimentalmente, se ha comprobado que los cuatro enlaces son iguales, producindose una homogeneizacin de un orbital s y tres p (hibridacin sp3). Se forman cuatro orbitales hbridos sp3:

La molcula de tretrahidruro de carbono o metano es tretragonal.

d) Hibridacin sp3d2: Hexafluoruro de azufre: SF6 El Azufre tiene de nmero atmico Z = 16 y su estructura electrnica es:

Tiene dos electrones desapareados y puede

formar dos enlaces. As es su configuracin cuando acta con valencia 2. Pero, al tener los orbitales 3d una energa similar a la de los 3s y 3p, con un poco ms de energa, desaparea todos sus

electrones adquiriendo la configuracin:

Los seis enlaces que puede formar son iguales, producindose una homogeneizacin de un orbital s, tres p y dos d, es decir, se forman seis orbitales hbridos sp3d2:

La molcula de hexafluoruro de azufre tiene una estructura espacial octodrica.


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1. Qu le sucede a un electrn si cae a un nivel de energa inferior?

2. Cmo puede un electrn cambiar a un nivel de

energa superior? 3. Explica brevemente el modelo atmico de Bohr. 4. Qu es una rbita? 5. Qu es un orbital? 6. Cuntos orbitales hay en el nivel de energa

n = 4?

Resp: 4 orbitales (s, p, d, f)

7. Cuntos orbitales hay en el nivel de energa

n = 2?

Resp: 2 orbitales (s, p) 8. Cul es el mximo nmero de electrones que

pueden caber en el nivel de energa n = 1? Resp: 2 electrones

9. Indica a qu tomos neutros corresponden las

siguientes configuraciones electrnicas:

a) 1s2 2s2 2p4

b) 1s2 2s2 2p5 c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2

Resp: a) O; b) F; c) Ca; d) Mn

10. En qu se diferencian y en que se parecen los

orbitales 3px, 3py, y 3pz?

Resp: Diferencias: Sus ejes forman 90

Semejanzas: Son lobulares

11. Cul es el mximo nmero de electrones que pueden caber en el nivel de energa n = 3?

Resp: 18 electrones

12. En qu se diferencian y en que se parecen los

orbitales 2s, 3s, y 4s?

Resp: Son esferas de distintos radios: 2s < 2s < 4s; Todas ellas son esfricas

13. Indica a qu iones elementos corresponden las siguientes configuraciones electrnicas:

a) 1s2 2s2 b) 1s2 2s2 2p4 c) 1s2 2s2 2p6 3s1 d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Resp: a) Be; b) O; c) Na; d) Ar

14. Escribe la estructura electrnica de los elementos Be (Z = 4) y Cl (Z = 17) por medio de la notacin de subniveles energticos.

Resp: 1s2 2s2; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

15. Escribe la estructura electrnica de los elementos F (Z = 9) y Na (Z = 11) por medio de la notacin de subniveles energticos.

Resp: 1s2 2s2 2p2X 2p2y 2p1z

1s2 2s2 2p6 3s1

16. Escribe la configuracin electrnica del 74W.

Cules son los electrones de inters en qumica?

Resp: 74W = [54Xe] 6s2 4f14 5d4

17. Explica cules de estas afirmaciones son correctas y cules son falsas:

a) Un tomo se transforma en su ion negativo

cuando pierde protones en el ncleo. b) Un tomo se transforma en su ion positivo

cuando pierde electrones en su corteza. c) Un tomo se transforma en su ion negativo

cuando pierde electrones en la corteza. d) Un tomo se transforma en su ion positivo

cuando gana protones en el ncleo. e) Un tomo se transforma en su ion negativo

cuando gana electrones en la corteza.

Resp: a) Falso, b) Cierto, c) Falso, d) Cierto

18. Calcula el nmero atmico y el nmero msico,

as como el nmero de protones, neutrones y electrones de los siguientes cationes:

a)

256

26Fe b) 327

13Al c) 29

4Be d) K3919

Resp:

a) A = 56, p+ = 26, N = 30, e = 24

b) A = 27, p+ = 13, N = 14, e = 10

c) A = 9, p+ = 4, N = 5, e = 2

d) A = 39, p+ = 19, N = 20, e = 18

EJERCICIOS PROPUESTOS


19. Calcula el nmero atmico y el nmero msico, as como el nmero de protones, neutrones y electrones de los siguientes aniones:

a)

Cl3517 b) Br8035 c)

216

8O d) 331

15P

Resp:

a) Z = 17, A = 35, p+ = 17, N = 18, e = 18 b) Z = 35, A = 80, p+ = 35, N = 45, e = 36 c) Z = 8, A = 16, p+ = 8, N = 8, e = 10 d) Z = 15, A = 31, p+ = 15, N = 16, e = 18

20. Calcula el nmero atmico y el nmero msico, as como el nmero de protones, neutrones y electrones de los siguientes tomos:

a) Li73 b)

As7533 c) B105 d)

C126 Resp: a) Z = 3, A = 7, p+ = 3, N = 4, e = 3 b) Z = 33, A = 75, p+ = 33, N = 42, e = 33 c) Z = 5, A = 10, p+ = 5, N = 5, e = 5 d) Z = 6, A = 12, p+ = 6, N = 6, e = 6

21. Complete la siguiente tabla:

Partcula Masa Carga Smbolo

1 u.m.a. 0

Protn

Electrn Casi nula 1

22. Para el istopo ( X80

35 ), responda:

a) Nmero de protones: b) Nmero de electrones:. c) Nmero de neutrones:.

23. Para el istopo ( X20

10 ), responda:

a) Nmero de protones: b) Nmero de electrones:. c) Nmero de neutrones:.

24. Indique cul es el nmero de electrones para

cada uno de los siguientes niveles de energa:

a) 3; b) 6 ; c) 4 ; d) 7

25. Indique que subniveles hay (s, p, d,f) en cada uno de los siguientes niveles de energa: a) 3; b) 4 ; c) 2

26. En cada uno de los siguientes diagramas de

Bohr, escriba el nmero de electrones en cada nivel de energa. Los primeros dos le

servirn de ejemplo.

1

1

Z = 1

1 p+

Hidrgeno

1 e-1

1

Z = 2

2 p+

Helio

2 e-2 n

1

1

Z = 3

3 p+

Litio

4 n 1

1

Z = 4

4 p+

Berilio

5 n

1

1

Z = 5

5 p+

Boro

6 n

1

1

Z = 6

6 p+

Carbono

6 n

1

1

Z = 7

7 p+

Nitrgeno

7 n

1

1

Z = 8

8 p+

Oxgeno

8 n

1

1

Z = 9

9 p+

Flor

10 n

1

1

Z = 10

10 p+

Nen

10 n

Z = 11

11 p

12 n

+

Sodio

Z = 12

12 p

12 n

+

Magnesio

Z = 13

13 p

13 n

+

Aluminio

Z = 14

14 p

14 n

+

Silicio


27. Escriba el diagrama orbital y la configuracin electrnica para cada uno de los siguientes iones:

In

2 p 3 p

1 s 2 s 2 px 2 py 2 pz 3 s 3 px 3 py 3 pz

4 s

Ca

Configuracin electrnica

1 s2 2 s2 2 p2x 2 p2y 2 p2z 3 s2 3 p2x 3 p2y 3 p2z

4 s2

Ca2+

Configuracin

electrnica

1 s2 2 s2 2 p2x 2 p2y 2 p2z 3 s2 3 p2x 3 p2y 3 p2z

N


N3-

Configuracin

electrnica

O


O 2 -

Configuracin

electrnica

P


P3-

Configuracin

electrnica

Mg

Configuracin

electrnica

Mg2+

Configuracin

electrnica


SELECCIONE LA RESPUESTA CORRECTA:

1. Cuntos electrones caben como mximo en el

tercer nivel?

a) 18 b) 8 c) 14 d) N. A. 2. En el nivel tercero, qu subniveles existen?

a) Un subnivel s y otro p b) Tres subniveles: s, p, d c) Slo un subnivel s d) Cuatro subniveles s, p, d, f.

3. Cuntos electrones caben como mximo en el

subnivel d?

a) 10 b) 2 c) 18 d) 14 4. Para la configuracin electrnica mostrada:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3

Indique el nivel de valencia y el nmero de electrones de valencia.

a) 3 y 3 b) 4 y 3 c) 4 y 15 d) 4 y 5

5. Indicar cul es la estructura electrnica del 14N7

: a) 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz1 b) 1s2 2s2 2px3 2py0 2pz0

c) 1s2 2s2 2px2 2py1 2pz0

d) 1s2 2s2 2p3

6. Indicar cul es la configuracin electrnica del

16O8:

a) 1s2 2s2 2px4 b) 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz0

c) 1s2 2s2 2p 4 d) 1s2 2s2 2px2 2py1 2pz1

7. Indicar cul es la estructura electrnica del 12C6.

a) 1s2 2s2 2p6 3s2 b) 1s2 2s2 2px1 2py1 c) 1s2 2s2 2px2 d) 1s2 2s2 2p2

8. Cul es la estructura electrnica externa del

carbono?

a) 2s2p2 b) 2s2p3 c) 2s3p3 d) 2s3p2 9. Cuntos electrones se pueden colocar en una

capa con nmero cuntico n = 3?

a) 2 electrones b) 18 electrones c) 8 electrones d) 32 electrones

10. Si solamente dos electrones se colocan en los

orbitales 3p lo harn:

a) En el mismo orbital con spines paralelos b) En el mismo orbital con spines antiparalelos c) En distintos orbitales con spines paralelos d) En distintos orbitales con spines antiparalelos

11. Seguidamente se exponen una serie de

configuraciones electrnicas correspondientes a un tomo con siete electrones. Sealar la que represente al tomo en estado fundamental:

a) 1s2 2s2 2px2 2py1

b) 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz1 c) 1s2 2s1 2px2 2py1 2pz1 d) 1s2 2s1 2px1 2py2 2pz1

12. Cuntos electrones desapareados hay en el

ion Co2+ en fase gaseosa y en su estado fundamental? (Nmero atmico del Co = 27):

a) 2 b) 3 c) 5 d) 7

13. Cuntos electrones desapareados hay en el

ion Fe2+ en fase gaseosa y en su estado fundamental?: (Nmero atmico del Fe = 26 )

a) 0 b) 2 c) 4 d) 6

14. Cul es la estructura electrnica del in Na+?

(Nmero atmico del Na = 11 )

a) 1 s2 2s2 2p6 3s1 b) 1s2 2s2 2p6 3s2 c) 1s2 2s2 2p6 d) 1s2 2s2 2p5 3s2

15. Cuntos electrones desapareados hay en el ion

Cr3+ en fase gaseosa y en su estado fundamental?: (Nmero atmico del Cr = 24)

a) 1 b) 2 c) 3 d) 5

PREGUNTAS DE RAZONAMIENTO


Cap. 4

LA TABLA PERIDICA

CONTENIDO:



Valoramos la importancia del manejo de la tabla peridica en el conocimiento de las propiedades de los elementos qumicos, identificando perodo, grupo, niveles de energa y valencia, que permita fortalecer los conocimientos de nuestros estudiantes y asumir nuevos retos.

TICs para QUMICA (Laboratorio virtual) - Ingresa a Educaplus en el buscador de paginas, luego la pestaa qumica - En la barra que aparece hacer clic en Puzzle Tabla peridica - Luego trabaja en lnea - Existen otras actividades en la misma pgina, juega y aprende. - Por ejemplo Tetris Tabla Peridica y Puzzle Tabla Peridica


Antecedentes.- En 1817 J. W. Doberiner, qumico alemn, recomend la clasificacin de los elementos por tradas, ya que encontr que la masa atmica del estroncio, se acerca mucho al promedio de las masas atmicas dos metales similares: calcio y bario. La distribucin ms exitosa de los elementos fue desarrollada por Dimitrii Mendeleev (1834-1907), qumico ruso. En la tabla de Mendeleev los elementos estaban dispuestos principalmente en orden de peso atmico creciente, aunque haba algunos casos en los que tuvo que colocar en elemento con masa atmica un poco mayor antes de un elemento con una masa ligeramente inferior. Por ejemplo, coloc el telurio (masa atmica 127.8) antes que el yodo (masa atmica 126.9) porque el telurio se pareca al azufre y al selenio en sus propiedades, mientras que el yodo se asemejaba al cloro y al bromo. Mendeleev dej huecos en su tabla, pero l vio stos espacios no como un error, sino que stos seran ocupados por elementos aun no descubiertos, e incluso predijo las propiedades de algunos de ellos. Despus del descubrimiento del protn, Henry G. J. Moseley (1888-19915), fsico britnico, determin la carga nuclear de los tomos y concluy que los elementos deban ordenarse de acuerdo a sus nmeros atmicos crecientes, de esta manera los que tienen propiedades qumicas similares se encuentran en intervalos peridicos definidos, de aqu se deriva la actual ley peridica: Los elementos estn acomodados en orden de sus nmeros atmicos crecientes y los que tienen propiedades qumicas similares se encuentran en intervalos definidos. Elementos de la tabla peridica.- Citaremos los siguientes: a) Periodos.- Son las filas horizontales de la tabla

peridica. Actualmente se incluyen 7 periodos en la tabla peridica. b) Grupos.- Son las columnas o filas verticales de la

tabla peridica. La tabla peridica consta de 18 grupos. stos se designan con el nmero progresivo, pero est muy difundido el designarlos como grupos A y grupos B numerados con

nmeros romanos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo poseen el mismo nmero de electrones en su ltimo nivel de energa.

c) Clases.- Se distinguen 4 clases en la tabla peridica: 1. Elementos representativos: Estn formados

por los elementos de los grupos "A".

2. Elementos de transicin: Elementos de los grupos "B", excepto lantnidos y actnidos.

3. Elementos de transicin interna: Lantnidos y

actnidos. 4. Gases nobles: Elementos del grupo VIII A

d) Familias.- Estn formadas por los elementos representativos (grupos "A") y son:

GRUPO FAMILIA

I A Metales alcalinos

II A Metales alcalinotrreos

III A Familia del boro

IV A Familia del carbono

V A Familia del nitrgeno

VI A Anfgenos o Calcgenos

VII A Halgenos

VIII A Gases nobles


e) Bloques.- Es un arreglo de los elementos de

acuerdo con el ltimo subnivel que se forma.

Bloque "s": Grupos IA y IIA: Bloque "p": Grupos IIIA al VIIIA Bloque "d": Elementos de transicin Bloque "f": Elementos de transicin interna

Relacin de la tabla peridica con la configuracin electrnica:

PERIODO: Representa el nivel de energa ms

externo BLOQUE: Representa el ltimo subnivel que se est llenando. NMERO DE GRUPO: Representa los electrones

de valencia.(para los representativos) ELEMENTOS DE GRUPOS "B": Tienen 2 electrones de valencia. Propiedades peridicas.- Ciertas propiedades de

los elementos pueden predecirse en base a su posicin en la tabla peridica. a) Electronegatividad.- Es una medida de la

traccin que ejerce un tomo de una molcula sobre los electrones del enlace. En la tabla peridica la electronegatividad en los periodos aumenta hacia la derecha y en los grupos aumenta hacia arriba.

b) Afinidad electrnica.- Cantidad de energa

desprendida cuando un tomo gana un electrn adicional. Es la tendencia de los tomos a ganar electrones. La afinidad electrnica aumenta en los periodos hacia la derecha, y en los grupos hacia arriba. c) Energa de ionizacin.- Cantidad de energa que se requiere para retirar el electrn ms dbilmente ligado al tomo. La energa de ionizacin en los periodos aumenta hacia la derecha y en los grupos, aumenta hacia arriba.

d) Radio atmico.- El radio atmico es la distancia

media entre los electrones externos y el ncleo. En trminos generales, el radio atmico aumenta hacia la izquierda en los periodos, y hacia abajo en los grupos. e) Carcter metlico.- El carcter metlico se

refiere a que tan marcadas son las propiedades metlicas o no metlicas con respecto a otros elementos. El carcter metlico aumenta en los periodos hacia la izquierda y en los grupos hacia abajo.

Ejemplos:

1) Decreciente de afinidad electrnica: Ra, Fe, N,

Cu, W: Decreciente significa de mayor a menor, si es afinidad electrnica, los ms grandes estn arriba a la derecha, entonces ordenamos hacia abajo y hacia la izquierda, usando el smbolo > (mayor que).

N > Cu > Fe > W > Ra


DETALLES DE LA TABLA PERIDICA

El hidrgeno, el elemento ms ligero, tiene propiedades singulares, por eso a menudo no se le coloca en ninguno de los grupos.

En la tabla peridica los elementos se clasifican en filas, periodos, y columnas, grupos o familias. Todos los elementos de un grupo tienen propiedades qumicas semejantes. Mendeleiev orden los elementos de menor a mayor masa atmica, (despus se orden de menor a mayor

nmero atmico) aunque en dos ocasiones (Ar y K, Te y I) tuvo que invertir el orden para que los elementos se situaran en el grupo que les correspondera por sus propiedades qumicas.

El nmero del periodo nos da el nmero total de capas u rbitas de los tomos. Configuracin de la ltima capa (n es el nmero de la ltima capa, coincide con el nmero del periodo):

Alcalinos: ns1 Alcalino-trreos: ns2 Boroideos: ns2p1

Carbonoideos: ns2p2 Nitrogenoideos: ns2p3 Anfgenos: ns2p4

Halgenos: ns2p5 Gases nobles: ns2p6 (excepto He)

Todos los elementos de un mismo grupo tienen la misma estructura electrnica en su ltima capa o

capa de valencia, de ah que tengan unas propiedades qumicas similares.

Las propiedades qumicas de los elementos estn ntimamente ligadas a la estructura electrnica de su ltima capa.

Los gases nobles tienen una estructura electrnica especialmente estable que se corresponde con ocho electrones en su ltima capa: ns2p6 (excepto el He que tiene dos).

Todos los elementos tiende a adquirir la estructura de gas noble. Para eso tratan de captar o perder electrones.

Los elementos, como los halgenos o anfgenos, a los que

qmc. 4to. (2015)

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