ELEMENTOS Y COMPUESTOS

H2 O AguaOxígeno O2

Cobre CuDiamante , carbono C

Cloruro de Sodio NaCl

Elementos: Sustancias formadas por un solo tipo de átomos. Ejemplos: todos los de la Tabla periódica

•Compuestos: Sustancias que resultan de la unión de átomos de distintos elementos.

H2O NaCl CH4C13H18O2 Ibuprofeno

Clasificación de los elementos

¿Cómo están organizados los elementos? En columnas llamadas grupos. Tienen el mismo número de electrones

en la última capa. En filas llamadas periodos, Tienen sus últimos electrones en el mismo

nivel. Aunque los conocimientos actuales sobre la estructura electrónica de los átomos son bastante complejos, las ideas básicas son las siguientes:

1. Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones, numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo. Se les designa por el número cuántico principal n = 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7

2. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f. Vienen dados por el número cuántico secundario s(0) ; p(1); d(2) ;f(3)

3. En cada subnivel hay un número determinado de orbitales (2l+1) que pueden contener, como máximo, 2 electrones cada uno. Así, hay 1 orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f. De esta forma el número máximo de electrones que admite cada subnivel es: 2 en el s; 6 en el p (2 electrones x 3 orbitales); 10 en el d (2 x 5); 14 en el f (2 x 7).

La distribución de orbitales y número de electrones posibles en los 4 primeros niveles se resume en la siguiente tabla:

La configuración electrónica en la corteza de un átomo es la distribución de sus electrones en los distintos niveles y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta completarlos. Es importante saber cuantos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para formar compuestos. Los niveles de más baja energía son aquellos que tienen el valor más bajo de los números cuánticos n+l , a igualdad de valor tiene menos energía el de mayor valor de n. Así el orbital 3d ( n+l=5 , tienen más baja energía que el 4p ( n+l=5)

Ejemplos . Calcio : Ca (Z= 20), 20 electrones. Estructura electrónica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

¿Cómo se agrupan los elementos?Átomos aislados, no unidos a otros. Los elementos del

grupo 18. Los gases nobles.

Moléculas: grupos de átomos unidos por medio de unas uniones llamadas enlaces químicos.

Estructuras gigantes (cristales) . Un cristal es una estructura de átomos, moléculas o iones unidos entre ellos formando una estructructura tridimensional ordenada .

Moléculas: grupos de átomos unidos por medio de unas uniones llamadas enlaces químicos. El grupo de átomos puede ser grande o pequeño. Pueden formar elementos (formados por átomos iguales. H2, O2 , P4, S8, F2, Cl2, N2, etc) o compuestos (formados por átomos diferentes. CO2 , N2O5, SF3, CH4, Aspirina, ADN). Se forman por unión de no metales.

Su estado es gas, líquido o sólido, dependiendo de si hay o no unión entre moléculas, de lo fuerte que es esta unión y también del tamaño ( las grandes son sólidos). Ejemplos: Agua líquida, sólida o gas. Azufre sólido, sacarosa, Cloro , etanol, teflón , cloruro de hidrógeno , amoniaco.

Estructuras gigantes (cristales) . Un cristal es una estructura de átomos, moléculas o iones unidos entre ellos formando una estructura tridimensional ordenada . Todos los cristales son sólidos, debido al gran número de átomos unidos que forman estructuras rígidas. Iónicos . Formados por metales ( que forman iones positivos ) y no metales ( forman iones

negativos) la unión entre iones se forma por atracción entre cargas opuestas. Ejemplos : Cloruro de sodio NaCl, Sulfuro de Zinc: ZnCl2 , Hidróxido de cobre Cu (OH)2

Covalentes. Formados por uniones de no metales. La unión entre átomos se forma por compartición de electrones. Carbono ( diamante y grafito) , dióxido de silicio SiO2 , Silicio (Si)

Metálicos. Formados por metales, los metales ceden los electrones más externos a toda la red, de forma que estos se mueven entre los centros positivos, sirviendo de unión entre estos centros positivos. Ejemplos: Aluminio , Cobre, Oro, Níquel , Aleación de cobre y Zn

Sustancia Fórmula Estructura Estado Físico

Tª fusión Tª Ebullición

Metano CH4 Molecular Gas -182 -161

Agua H2O Molecular Líquida 0 100

Iodo I2 molecular sólido 114 184

naftaleno C10H8 Molecular sólido 84 218

Hierro Fe Cristal metálico

Sólido 1539 2887

Cloruro de sodio

NaCl Cristal iónico

Sólido 808 1465

Dióxido de silicio (cuarzo)

SiO2 Cristal covalente

Sólido 1610 2230

¿Qué relación hay entre la estructura y las propiedades de una sustancia

Predicción de la estructura a partir de la tª de fusión

Sustanci Fórmula Tª Fusión/ºC

Tª ebullición /ºC

Estado Físico

Estructura

Oxígeno O2 -219 -183 gas molécular

Alcohol etílico

CH3CH2OH -114 78 líquido molecular

Glucosa C6H12O6 146 Se descompone

sólido molecular

Sosa caústica

NaOH 318 1340 sólido Cristal iónico

Aluminio Al 659 2477 sólido Cristal metálico

Silicio Si 1410 2677 sólido Cristal covalente

Las sustancias moleculares son gases, líquidos o sólidos de bajo punto de fusión. Cuando se funde una sustancia molecular se rompe el enlace intermolecular y no el intramolecular

Sustancias puras

Elementos Compuestos

Metales No metalesUn metal y uno o más no metales

Elementos no metálicos

Estructura cristalina metálica, enlace metálico

Estructura molecular, enlace covalente

Estructura cristal covalente

Estructura iónica. Enlace iónico Estructura

molecular, enlace covalente

EstructuraCristalinas covalentes

Ag, Na, Mg, Cu, In, Ca, Mn, W

O2 H2 As, P4, S8

C, Si NaCl, Al2O3

MgCl2, K2SO4,

NaOH, CO2, H2O, NH3, CH4, C6H12O6

SiO2, GeO2

Tienen Tienen

Por ejemplo Por ejemploPor ejemplo Por ejemplo

Por ejemplo Por ejemplo

Tienen

La mayoría Unos cuantosTienen

Formados por

Son sólidos, Conducen la electricidad, son dúctiles y maleables, altos puntos de fusión y ebullición

Son gases, líquidos o sólidos de bajo punto de fusión y ebullición, no conducen la corriente

Son sólidos, de altos puntos de fusión, no conducen la corriente

Son sólidos de altos puntos de fusión, frágiles, no conducen la corriente sólidos, si en disolución o fundidos. Solubles en disolventes polares.

Son gases, líquidos o sólidos de bajo punto de fusión, no conducen la corriente

Son sólidos, de altos puntos de fusión, no conducen la corriente