117-142 19383D FYQ 3ESO RES.qxp:- 4/3/10 11:34 … · Galio 13 26,982 Al Aluminio 5 10,811 B Boro...
-
Upload
nguyencong -
Category
Documents
-
view
213 -
download
0
Transcript of 117-142 19383D FYQ 3ESO RES.qxp:- 4/3/10 11:34 … · Galio 13 26,982 Al Aluminio 5 10,811 B Boro...
Física y Química 3º ESO Ideas claras
LOS ÁTOMOS Y SUS UNIONES RESÚMENES Rs-0505
126
© M
ater
ial f
otoc
opia
ble
/ GEL
V
Clasificaciones de los elementos químicos
Triadas de Döbereiner Octavas de Newlands Tabla de Mendeleiev
En 1829, el químico alemán J. W. Dö-bereiner observó que había elemen-tos químicos tenían propiedades simi-lares. Como los elementos los podíaagrupar de tres en tres los llamó tria-das.
En 1864, el químico inglés J. A. New-lands al ordenar en columnas los ele-mentos químicos en orden crecientede masas atómicas cada siete ele-mentos las propiedades quedabantambién ordenadas.
A continuación, aparecía un octavoelemento con propiedades parecidasal primero, el noveno tenía propieda-des parecidas al segundo y así suce-sivamente. A esta ordenación la llamóley de las octavas.
En 1869, el químico ruso Dimitri Men-deleiev publicó una tabla en la que alcolocar los elementos en filas en or-den creciente de masas atómicas, laspropiedades también guardaban unorden, lo que le permitió enunciar laley periódica: las propiedades de loselementos químicos varían con lamasa atómica.
Dejó algunos huecos sin rellenar paraelementos que no se habían descu-bierto y predijo las propiedades quetendrían.
Sistema periódico actual
Contiene los 117 elementos conocidos según su número atómico crecien-te, es decir, según el número de protones que contienen sus núcleos, yaque esta es la característica que identifica a un elemento químico. Cadaelemento del sistema periódico se representa por su símbolo, que constade una o dos letras que hacen referencia a orígenes muy variados, peroque responden a normas adoptadas internacionalmente.
El sistema periódico está formado por 7 periodos (filas) y 18 grupos (co-lumnas).
Periodos o filas
Los elementos de un mismo periodo tienen idéntico número de capas electró-nicas, pero a medida que avanzamos en un mismo periodo tienen un electrónmás en su última capa, lo que influye en sus propiedades físicas.
Propiedades de los periodos
• El carácter metálico disminuye al avanzar hacia la derecha. Así, para el se-gundo periodo, mientras el litio y el berilio son metales, el boro es un semi-metal y el carbono, el nitrógeno, el oxígeno, el flúor y el neón son no metales.
• La reactividad es mayor en los elementos del grupo 1, seguidos por los delgrupo 2. La reactividad disminuye hasta llegar a los elementos del grupo 16,en los que vuelve a aumentar, con la excepción de los gases nobles que noson reactivos.
Triada Triada Triada
Cloro Calcio Azufre
Bromo Estroncio Selenio
Iodo Bario Telurio
Per
íodo
1
2
3
4
5
6
7
6*
** 7
1
2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17
18
GasesnoblesGrupo
1 1,008
HHidrógeno
3 6,941
LiLitio
57 138,91
LaLantano
89 (227)
AcActinio
* El número de masa atómica entre paréntesis es el del isótopo conocido de vida media más larga.
1 1,008
HHidrógeno
11 22,990
NaSodio
4 9,012
BeBerilio
12 24,305
MgMagnesio
19 39,098
KPotasio
37 85,468
RbRubidio
55 132,91
CsCesio
87 (223)
FrFrancio
20 40,078
CaCalcio
38 87,62
SrEstroncio
56 137,33
BaBario
88 (226)
RaRadio
21 44,956
ScEscandio
39 88,905
YItrio
57-71
*89-103
**
22 47,867
TiTitanio
40 91,224
ZrCirconio
72 178,49
HfHafnio
104 (261)
RfRutherfordio
58 140,12
CeCerio
90 232,04
ThTorio
59 140,91
PrPraseodimio
91 231,04
PaProtactinio
60 144,24
NdNeodimio
92 238,03
UUranio
61 (145)
PmPrometio
93 (237)
NpNeptunio
62 150,36
SmSamario
94 (244)
PuPlutonio
63 151,96
EuEuropio
95 (243)
AmAmericio
64 157,25
GdGadolinio
96 (247)
CmCurio
65 158,93
TbTerbio
97 (247)
BkBerkelio
66 162,50
DyDisprosio
98 (251)
CfCalifornio
67 164,93
HoHolmio
99 (252)
EsEinstenio
68 167,26
ErErbio
100 (257)
FmFermio
69 168,93
TmTulio
101 (258)
MdMendelevio
70 173,04
YbIterbio
102 (259)
NoNobelio
71 174,97
LuLutecio
103 (262)
LrLaurencio
23 50,942
VVanadio
41 92,906
NbNiobio
73 180,95
TaTántalo
105 (262)
DbDubnio
24 51,996
CrCromo
42 95,94
MoMolibdeno
74 183,84
WWolframio
106 (266)
SgSeaborgio
25 54,938
MnManganeso
43 (98)
TcTecnecio
75 186,21
ReRenio
107 (264)
BhBohrio
26 55,845
FeHierro
44 101,07
RuRutenio
76 190,23
OsOsmio
108 (270)
HsHassio
27 58,993
CoCobalto
45 102,91
RhRodio
77 192,22
IrIridio
109
MtMeitnerio
28 58,693
NiNíquel
46 106,42
PdPaladio
78 195,08
PtPlatino
110 (281)(268)
DsDarmstadtio
29 63,546
CuCobre
47 107,87
AgPlata
79 196,97
AuOro
111 (272)
RgRoentgenio
30 65,409
ZnCinc
48 112,41
CdCadmio
80 200,59
HgMercurio
112 (285)
CpCopernicium
31 69,723
GaGalio
13 26,982
AlAluminio
5 10,811
BBoro
49 114,82
InIndio
81 204,38
TlTalio
113 (284)
UutUnuntrio
32 72,64
GeGermanio
50 118,71
SnEstaño
82 207,2
PbPlomo
114 (289)
UuqUnuncuadio
33 74,922
AsArsénico
51 121,76
SbAntimonio
83 208,980
BiBismuto
115 (288)
UupUnunpentio
34 78,96
SeSelenio
52 127,60
TeT
84 (209)
elurio
PoPolonio
116 (291)
UuhUnunhexio
35 79,904
BrBromo
53 126,90
IYodo
85 (210)
AtAstato
117
––
36 83,798
KrKriptón
54 131,29
XeXenón
86 (222)
RnRadón
118 (294)
UuoUnunoctio
14 28,086
SiSilicio
15 30,974
PFósforo
16 32,065
SAzufre
17 35,453
ClCloro
18 39,948
ArArgón
6 12,011
CCarbono
7 14,007
NNitrógeno
8 15,999
OOxígeno
9 18,998
FFlúor
10 20,180
NeNeón
2 4,003
HeHelio
Nombredel elemento
MetalesNo metalesMetaloidesGases nobles
Número atómico Masa atómica*
Símbolo químico
IDEAS CLARAS
117-142 19383D_FYQ_3ESO RES.qxp:- 4/3/10 11:34 Página 126
05
127
LOS ÁTOMOS Y SUS UNIONES RESÚMENES Rs-05
Física y Química 3º ESO Ideas claras
© M
ater
ial f
otoc
opia
ble
/ GEL
V
Grupos o columnas
En los 18 grupos, numerados del 1 al 18, se pueden distinguir cuatro zonas:
• Zona gris, grupos 14 a 17, incluido el hidrógeno (que suele situarse en el grupo 1). En esta zona seencuentran los no metales.
• Zona blanca, grupos 1 a 15. Son los metales. En esta zona y fuera de la tabla, hay dos series de 14elementos cada una: lantánidos y actínidos.
• Zona de puntos, la diagonal de los grupos 13 a 16. Son los semimetales.
• Zona negra, formada por el grupo 18; la ocupan los gases nobles, que se caracterizan por su bajareactividad química.
Propiedades de los grupos
Los elementos de un mismo grupo tienen el mismo número de electrones en la última capa, por loque presentan propiedades químicas parecidas.
• La reactividad
- Los alcalinos producen una reacción muy violenta con el agua, más violenta cuanto más abajo enel grupo se encuentra el elemento.
- Los alcalinotérreos reaccionan de forma algo más suave.
- Las reacciones se van suavizando aún más para los grupos centrales.
- Las reacciones vuelven a ser más enérgicas cuando se llega a los halógenos.
• El radio de los átomos aumenta, ya que aumenta el número de capas electrónicas.
• El carácter metálico aumenta; si bien todos los halógenos son no metales, el yodo posee brillo me-tálico.
117-142 19383D_FYQ_3ESO RES.qxp:- 4/3/10 11:34 Página 127
Física y Química 3º ESO Ideas claras
LOS ÁTOMOS Y SUS UNIONES RESÚMENES Rs-0505
128
© M
ater
ial f
otoc
opia
ble
/ GEL
V
Tipos de enlaces
Enlace covalente
Se forma por compartición de electrones de varios átomos y pueden originar compuestos con dos estructuras diferen-tes: moléculas y cristales.
Formación de moléculas. Es la asociación de un número pequeño de átomos que existe de forma independiente y queposee las propiedades de la sustancia a la que pertenece.
Si son átomos iguales constituyen una sustancia pura (por ejemplo, losátomos que forman el elemento hidrógeno tienen un único electrón en lacorteza, por lo que cuando están aislados son inestables y para estabili-zarse tienen que adquirir la configuración de gas noble uniéndose a otroátomo igual, y compartir su electrón).
Y si son átomos distintos forman un compuesto químico (por ejemplo, laformación de la molécula resultante de la unión entre un átomo de hidró-geno y un átomo de flúor. Las estructuras electrónicas de ambos átomosson 1H: 1 y 9F: 2, 7, por lo que a ambos átomos les falta un electrón paraser estables; por tanto, comparten ese electrón).
• Tienen bajos puntos de fusión y de ebullición. Por ello, muchas de estas moléculas son gases a temperatura ambien-te como el hidrógeno (H2), oxígeno (O2) o dióxido de carbono (CO2); o líquidos como el bromo (Br2) o agua (H2O); o sóli-dos que se vaporizan o funden con facilidad como el yodo (I2).
• Tienen bajas densidades.
• No conducen la electricidad o lo hacen con dificultad.
Formación de cristales. Es la asociación de un gran número de átomos, que se ordenan formando redes en el espacio. Son só-lidos, cuyos átomos o moléculas se encuentran ordenados en las tres direcciones del espacio con ciertas reglas de simetría.
Enlace iónico Enlace metálico
Se forma entre elementos metálicos (que tienen pocoselectrones en su última capa y tienden a perderlos for-mando un catión) y elementos no metálicos (que tienenmuchos electrones en su última capa y tienden a captarlosformando un anión). Los cationes y los aniones se unendebido a la atracción electrostática que se produce, comosucede en la formación del NaCl.
11Na: 2, 8, 1 17Cl: 2, 8, 7
Al átomo de sodio le sobra un electrón para tener ocho ensu última capa, mientras que al átomo de cloro le faltauno. Esto hace pensar que el sodio pierda un electrón y elcloro lo gana, es decir, se forman sus iones:
Na → Na+ + 1 e– Cl + 1 e– → Cl–
• Tienen elevados puntos de fusión y ebullición; a tempe-ratura ambiente son sólidos cristalinos.
• Se disuelven en agua.
• Conducen la electricidad, disueltos o fundidos.
Se forma entre los átomos de los metales situados en laparte izquierda, en la central y en algunos lugares de laderecha del sistema periódico.
Los metales tienen pocos electrones en su última capa,por lo que tienden a perderlos para adquirir la configura-ción más estable de gas noble. Pero los cationes formadosno se atraen entre sí porque tienen la misma carga (posi-tiva).
A medida que se acercan los cationes, sus capas electróni-cas se deforman hasta formar un conjunto de cationes ro-deado por capas de electrones comunes a todo el metaldonde se sitúan los electrones que sobran a todos ellos.
• Son sólidos a temperatura ambiente, salvo el mercurio.
• Tienen un brillo característico llamado brillo metálico.
• Conducen bien la electricidad y del calor.
• Son dúctiles (se pueden estirar en hilos) y maleables(pueden formar láminas).
Uniones entre átomos
Regla del octeto: los átomos se unen para adquirir ocho electrones en su última capa; esdecir, conseguir la configuración electrónica de gas noble.
Para lograrlo, los átomos pueden compartir electrones o ceder o ganar electrones, es decir,formar iones. En ambos casos se forman enlaces químicos debido a una fuerza electrostá-tica que mantiene unidos a los átomos.
Los gases nobles no son reactivos, por tanto, tienden a quedarse como están no combinán-dose con ningún elemento.
2 átomos de hidrógeno
1 átomo 1 átomode flúor + de hidrógeno
1 molécula de HF
1 molécula de hidrógeno
117-142 19383D_FYQ_3ESO RES.qxp:- 4/3/10 11:34 Página 128
05
129
LOS ÁTOMOS Y SUS UNIONES RESÚMENES Rs-05
Física y Química 3º ESO Ideas claras
© M
ater
ial f
otoc
opia
ble
/ GEL
V
Fórmulas químicas
Es la representación de una sustancia, y en ella se expresa la clase y el número de átomos que la for-man.
Su expresión general es AnBm, donde n y m es el número de átomos de los elementos A y B que for-man la molécula o la proporción en la que se encuentran en un cristal.
Así, por ejemplo, el amoníaco tiene por fórmula química NH3, ya que su molécula está formada por unátomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno.
Masa molecular
Es la suma de las masas atómicas de los átomos que la forman. Por tanto, su unidad será la unidadde masa atómica (u).
Para calcular la masa molecular de una sustancia debemos conocer su fórmula química y las masasatómicas de todos los átomos la forman.
Ejemplo
a) La masa molecular relativa del oxígeno se calcula de la siguiente forma:
La fórmula del oxígeno es O2: cada molécula está formada por dos átomos de oxígeno, cuya masaatómica es 16.
masa molecular relativa del O2 = 16 · 2 = 32
b) La masa molecular relativa del agua se calcula de la siguiente forma:
La fórmula del agua es H2O: cada molécula está formada por dos átomos de hidrógeno, cuya masaatómica es 1, y uno de oxígeno, cuya masa atómica es 16.
masa molecular relativa del H2O = 1 · 2 + 16 = 18
Esto significa que la masa del oxígeno y la del agua son, respectivamente, 32 y 18 veces la doceavaparte de la masa del átomo de carbono 12.
Mol
Es la cantidad de sustancia que contiene tantas partículas como átomos hay en 12 g de carbono-12.Su símbolo es mol.
1 mol de átomos = 6,022 · 1023 átomos
1 mol de moléculas = 6,022 · 1023 moléculas
Masa molar
Es la masa, expresada en gramos, que tiene un mol de partículas. Se representa por M y su unidad esg/mol o kg/mol.
Cuando la masa molar se expresa en g/mol, el valor numérico de un mol de partículas coincide con lamasa atómica o molecular de la partícula. Así, para cualquier sustancia y cualquier masa, se puedeescribir:
n = = m (g)
M (g/mol)masa (g)
masa molar (g/mol)
Ejemplo
Si disponemos de 54 g de agua, para hallar: a) la cantidad de sustancia; b) el número de moléculas deagua; c) el número de átomos de oxígeno; d) el número de átomos de hidrógeno, se calcula de la si-guiente forma:
a) Calculamos la masa molar del H2O: M (H2O) = 1 · 2 + 16 = 18 g/mol
n = = = 3 mol de H2O
b) Como un mol de moléculas contiene el número de Avogadro de moléculas:
= ⇒ x = 18,066 · 1023 moléculas de H2O
c) Cada molécula de H2O contiene un átomo de oxígeno, por lo que el número de átomos de oxígenocoincide con el de moléculas:
n.º de átomos O = 18,066 · 1023 átomos de O
d) Cada molécula de H2O contiene dos átomos de hidrógeno, luego el número de átomos de este ele-mento es el doble que el de moléculas:
n.º de átomos de H = 2 · 18,066 · 1023 = 36,132 · 1023 átomos de H
3 mol H2Ox
1 mol H2O6,022 · 1023 moléculas
54 (g)18 (g/mol)
m (g)M (g/mol)
117-142 19383D_FYQ_3ESO RES.qxp:- 4/3/10 11:34 Página 129