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Unidad Didáctica para la asignatura de Química de 4ºESO, Estructura y propiedades de las sustancias
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El átomo tiene estructura interna y es divisible Varios modelos atómicos trataron de explicar la
estructura del átomo. El primero fue… Modelo nuclear al bombardear una lámina de metal
con partículas . Ideado por… La masa de los átomos se mide en… La primera clasificación de los elementos fue en…
Cuando se unen dos o más elementos para formar un compuesto resulta una sustancia…
Las propiedades de las sustancias dependen de cómo estén unidos sus átomos
¿Qué recordamos de Química?
El modelo de Thomson
Ernest RutherfordUnidad de masa atómica
Metales y no metales
con propiedades completamente distintas a las sustancias iniciales
La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos.
En los átomos se distinguen dos partes:
El núcleo atómico:
La corteza atómica:
Estructura del átomo
Formado por protones yneutrones Se encuentra la carga
positivay casi toda la masa del
átomo Ocupa un volumen de
unasdiez mil veces menor que
elvolumen del mismo Lo que diferencia dos
átomosde distintos elementos es
el número de protones
El núcleo atómico
El núcleo atómico 2
El núcleo atómico 3
Ejercicios:Completa la siguiente tabla:
De los siguientes átomos, justifica cuáles son isótopos y cuáles no:
A construir átomos
Protones Neutrones
Electrones
Z A
30 669 19
21 1918 22
El núcleo atómico 4
36 30 30 9 10 919 19 40
18 18 40
El modelo atómico de Rutherford debía ser modificado
La corteza atómica y su estructura
Descubrimiento de espectrosde rayas
El electrón en su giro emitiría energía en forma
de radiaciónque llevaría a la
autodestrucción del átomo Espectro: registro fotográfico de la energía
que desprenden los cuerpos
Espectro continuo: la luz se hace pasar por una rendija estrecha y después por un prisma, se forman los colores del arco iris
Espectro discontinuo: la luz de un elemento muy caliente se pasa por un prisma, se obtienen unas líneas de colores brillantes sobre un fondo negro
La corteza atómica y su estructura 2
Estos espectros que registran la luz que emite un cuerpo se llaman espectros de emisión
Espectros de absorción son aquellos que registran la energía que atraviesa a un cuerpo, apareciendo unas rayas negras que indican la energía absorbida por dicho cuerpo
La corteza atómica y su estructura 3
Modificó el modelo atómico de Rutherford, para poder explicar los espectros de líneas de emisión y absorción
Se basa:- Cuando los electrones giran alrededor del
núcleo atómico no emiten energía
Modelo atómico de Bohr
- Los electrones no pueden girar alrededor del núcleo a cualquier distancia, sólo lo hacen en aquellas órbitas donde su energía tiene unos valores determinados (órbitas estacionarias)- Los electrones se distribuyen alrededor del núcleo en distintos niveles de energía- Cuando el electrón adquiere la energía suficiente salta de una órbita a otra superior y cuando deja de recibir esa energía regresa a su órbita primitiva y emite la energía que le sobra en forma de radiación
Modelo atómico de Bohr 2
Átomos de cada elemento químico producen espectros de rayas
Los espectros revelan emisión de energíaLos átomos emiten energía a saltos y no de
manera continua
Número máximo de electrones que pueden alojarse en cada nivel de energía:
Nº máximo de e- por nivel = 2n2
donde n es el número de orden del nivel de energía
Modelo atómico de Bohr 3
Algunas de las rayas no eran una sola, sino que estaban desdobladas en dos bandas (doblete) o en tres bandas (triplete) y muy próximas entre síA esto se le llama estructura fina de los espectros
Modificaciones al atómico de Bohr
Arnold Sommerfeld modifica y completa el átomo de Bohr:-Los desdoblamientos de las rayas de los espectros se corresponden con un mayor número de saltos electrónicos-Alrededor del núcleo existen capas electrónicas: conjunto de órbitas de energía muy próximas-La primera capa está formada solo por una órbita circular, pero las demás contienen órbitas circulares y elípticas-A cada capa le corresponde un nivel de energía que, menos el primero, se desdobla en varios subniveles (tantos como órbitas contiene)-Las capas electrónicas se nombran con letras: K, L, M, N, O, P y Q (de más a menos cercanas al núcleo)-Los subniveles de estas capas electrónicas reciben los nombres: s, p, d y f
Modificaciones al atómico de Bohr 2
Distribución de los electrones en los subniveles:
Modificaciones al atómico de Bohr 3
Capa Nivel de energía
Nº e- máx. por nivel
Subnivel de energía
Nº e- máx. por
subnivelK 1º 2 1 s 2
L 2º 82 s 22 p 6
M 3º 183 s 23 p 63 d 10
N 4º 324 s 24 p 64 d 104 f 14
Distribución de los electrones de un átomo en sus diferentes niveles y subniveles de energía
Configuración electrónica
Configuración electrónica
En 1869 Mendeleiev ordenó los elementos según masas atómicas crecientes y comprobó que las propiedades variaban de forma regular con la masa
Dejó algunos huecos en la tabla (elementos no descubiertos en su tiempo) y predijo las propiedades que tendrían
En 1913 se descubrió que las propiedades de los elementos estaban relacionadas con su número atómico
El sistema periódico
Vídeo Tabla periódica Tabla periódica Tabla periódica
La tabla periódica
Regularidades periódicas Tabla periódica
Carácter metálico Reactividad Punto de fusión Punto de ebullición Densidad Electronegatividad: capacidad de un
átomo para atraer hacia él electrones.En un grupo, desciende de arriba hacia
abajo, mientras que en un periodo aumenta de izquierda a derecha
La tabla periódica 2
Los átomos se unen para conseguir una mayor estabilidad, un menor contenido en energía
La regla del octeto establece que los átomos se unen para adquirir ocho electrones en su última capa
Un enlace químico es una fuerza de tipo electrostático que mantiene unidos a los átomos
Se puede llevar a cabo compartiendo electrones o cediendo/ganando electrones
El enlace químico
Representación de la variación de energía correspondiente al acercamiento de dos átomos
El enlace químico 2
Se forma por compartición de electrones
Generalmente átomos no metálicos a los que les falta un número pequeño de electrones para adquirir la estructura electrónica de gas noble
Enlace covalente
Átomos iguales:
Átomos diferentes:
Formación de moléculas
Mediante un diagrama de puntos (estructura de Lewis) se representan los electrones de la última capa rodeando a cada símbolo
Ejercicios:¿Cómo son las estructuras de Lewis de las moléculas de O2 y N2?
Representación de moléculas: diagramas de Lewis
Se caracterizan porque las fuerzas que mantienen unidos los átomos en la molécula son muy fuertes en comparación con las fuerzas que mantiene unidas las moléculas
A temperatura ambiente la mayoría son gases (H2, O2, N2, CO2, SO) y en algunos casos líquidos (H2O, Br2) o sólidos (I2)
Tienen bajas densidades
No conducen la corriente eléctrica
Generalmente no se disuelven en agua
Propiedades de las sustancias moleculares
Un cristal es la asociación de un número elevado de átomos o de moléculas ordenadas en las tres direcciones del espacio cumpliendo ciertas reglas de simetría
Dos tipos de cristales:-Cristales moleculares-Cristales covalentes o atómicos
Formación de cristales
Formados cuando las sustancias moleculares se encuentran a una temperatura inferior a su punto de fusión
Cristales moleculares
No son sólidos a temperatura ambiente, sino que hay que elevar considerablemente la temperatura para que fundan.
Diamante:
Cristales covalentes o atómicos
Grafito:
Cuarzo (SiO2): cada átomo de silicio se una a cuatro de oxígeno formando una estructura tetraédrica en el espacio
Cristales covalentes o atómicos 2
Son muy duros
Puntos de fusión y ebullición muy altos
No son solubles en agua
El diamante no es conductor, pero el grafito sí
El diamante es transparente y refleja la luz; el grafito es negro porque absorbe la luz
Propiedades de los cristales atómicos
Se forma entre átomos de metales Los metales pierden los electrones de
valencia y se forma una nube de electrones entre los núcleos positivos. Esto da lugar a una red metálica
El enlace se debe a la atracción entre los electrones de valencia de todos los átomos y los cationes que se forman
Enlace metálico
Tienen un brillo característico
Son buenos conductores de electricidad y calor
Son dúctiles y maleables
Son sólidos a temperatura ambiente salvo el mercurio
Puntos de fusión, ebullición y dureza aumentan hacia el centro de la tabla para luego disminuir
Propiedades de los metales
Se forma entre elementos metálicos y no metálicos
El metal alcanza configuración electrónica de gas noble perdiendo electrones (se convierte en catión).
El no metal gana electrones (se convierte en anión)
Se da entre iones de distinto signo, ya que las cargas de distinto signo se atraen
Enlace iónico
Se forma entre elementos metálicos y no metálicos
El metal alcanza configuración electrónica de gas noble perdiendo electrones (se convierte en catión)
El no metal gana electrones (se convierte en anión)
NaCl
NaCl
Enlace iónico 2
Son sólidos a temperatura ambiente
Se disuelven en agua porque se rompe la red cristalina y los iones quedan en libertad
Cuando están disueltos o fundidos son conductores de electricidad
Son frágiles
Propiedades de los compuestos iónicos
