FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOSistema periódico y enlace
Sistema periódico y enlace
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Esquema de contenidos
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ESQUEMA INTERNET INICIO
El átomo
La constitución del átomo
Modelo atómico de Bohr
Modelo atómico actual
Tipos de orbitales atómicos
Distribución de los electrones en un átomo
Configuración electrónica
La energía de los orbitales
El sistema periódico de los elementos
La tabla periódica Propiedades periódicas de los elementos
El tamaño de los átomos
Metales y no metales
Unión de átomos
Enlaces entre átomos
Cristales iónicos
Cristales covalentes
Cristales metálicos
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Para empezar, observa y responde
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Análisis de una llamaAl encender un mechero bunsen obtenemos
una llama de color azul intenso.
Llama verde Llama naranja Llama roja
¿Y si pulverizamos la llama con una disolución de distintos compuestos?
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La constitución del átomo
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POTASIO
Número másico A = p+ + nº
K19
39
Número atómico Z
Número de protones
Número de electrones
Número de neutrones
Z =19
Z= 19
N= A - Z= 39 - 19 =20
Cristal
Átomo
Núcleo
Quarks
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Modelo atómico de Bohr
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En el modelo atómico de Bohr los electrones solo se pueden encontrar girando en determinados niveles de energía.
Niels Bohr
En el primer nivel de energía puede haber hasta 2 electrones.
En el segundo nivel de energía puede haber hasta 8 electrones.
En el tercer nivel de energía puede haber hasta 18 electrones.
En el cuarto nivel de energía puede haber
hasta 32 electrones, etc.
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Modelo atómico actual
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Edwin Schrödinger
El modelo mecánico-cuántico establece que los electrones se encuentran alrededor del núcleo ocupando posiciones más
o menos probables.
Un orbital es una región del espacio en la que existe una probabilidad elevada
(superior al 90 %) de encontrar al electrón.
Modelo de Bohr Modelo mecánico-cuántico
1s
2s
3sr → distancia al núcleo
Pro
bab
ilida
d
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Tipos de orbitales atómicos
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PRIMER NIVEL
SEGUNDO NIVEL
TERCER NIVEL
1s
2s 2p
3d
px py pz
px py pz
dxy dxz dyz dx2-y2 dz2
3p3s
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ORBITALES S = COMO MÁXIMO 2 e-
ORBITALES P = COMO MÁXIMO 3.2e- = 6e-
ORBITALES d = COMO MÁXIMO 5.2e- = 10 e-
ORBITALES f = COMO MÁXIMO 7.2e- = 14 e-
ORBITALES S = COMO MÁXIMO 2 e-
ORBITALES P = COMO MÁXIMO 3.2e- = 6e-
ORBITALES d = COMO MÁXIMO 5.2e- = 10 e-
ORBITALES f = COMO MÁXIMO 7.2e- = 14 e-
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La energía de los orbitales
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En
erg
ía
1s
2s
3s
2p
4s
3p
6s
5p
4d
5s
4p
3d
7s
6p
5d
4f
7p
6d
5f
7d
6f
7f
Orden de llenado: diagrama de Moeller.
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Configuración electrónica
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La configuración electrónica de un átomo se obtiene siguiendo unas reglas:
En cada orbital solo puede haber 2 electrones.
Los electrones van ocupando el orbital de menor energía que esté vacante.
Cuando se llenan orbitales de la misma energía (p o d) primero se coloca un electrón en cada uno de los orbitales y luego se van completando.
1
2
3
1s 3s2s 3p2p
2s1s 3s 3p2p
2s1s 3s 3p2p
Al13
Si14
P15
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
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EJEMPLOS DE CONFIGURACIONES
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La tabla periódica
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Masa atómica (U)
Símbolo
Nombre
Número atómico
Lantánidos
Actínidos
Alcalinos
Alcalino-terreos
Metales de transición
Anfígenos
Halógenos
Gases nobles
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Ejercicio 37Átomo P+ e- Configuración
electrónicagrupo familia periodo Metal/
No metal
Ne
F
O
I
Be
B
Fe
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El tamaño de los átomos
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Radio atómico creciente
Rad
io a
tóm
ico
cre
cie
nte
H
Li
Na
K
Rb
Cs Ba
Ca
Sr
Mg
Be B C
Al
Ga
In
Tl
Si
Ge
Sn
Pb
N
P
As
Sb
Bi
O
S
Se
Te
Po
F
Cl
Br
I
At
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
He
1 2 17 1816151413
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Metales y no metales
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Metales Metaloides
Semimetales
No metales Gases nobles
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ENLACE QUIMICO• Los átomos tienden a unirse unos a otros para formar entidades
más complejas. De esta manera se construyen todas las sustancias.
• ¿Por qué los átomos tienden a unirse y no permanecen aislados como tales átomos?
• ¿Por qué un átomo de cloro se une a uno de hidrógeno y, sin embargo, un átomo de oxígeno se combina con dos de hidrógeno o uno de nitrógeno con tres de hidrógeno?
• ¿Cuál es el “mecanismo” que mantiene unidos los átomos?• La teoría del enlace químico trata de dar respuesta a estas
cuestiones.• La causa determinante de que los átomos traten de combinarse con
otros es la tendencia de todos ellos a adquirir la configuración de gas noble (ns2 p6) en su capa más externa o “capa de valencia”.
• Ésta es una configuración especialmente estable a la que tienden todos los elementos
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Tipos de enlaces entre átomos
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ENLACE IÓNICO: Transferencia de e-
ENLACE COVALENTE:
Se comparten e-ENLACE METÁLICO:
nube electrónica
Agua (H2 O)
Sal (ClNa) Oro (Au)
Na Cl
Na+ Cl-
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ENLACE IONICOEl proceso fundamental consiste en la transferencia de electrones entre
los átomos (uno cede electrones y el otro los coge), formándose iones de distinto signo que se atraen.
Este enlace tendrá lugar entre átomos de tendencia muy distinta: entre metales y no metales
Na
Cl
Na
+C
l -
- 1 e-
+ 1 e-
Cristal de NaCl
Los iones Cl – (esferas más grandes, verdes) se rodean de iones Na + (esferas más pequeñas, moradas) y éstas, a su vez, son atraídas por los iones negativos formando una red iónica.
No se forman
moléculas
Se forma un cristal
NaClCompuesto
iónico
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PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS
• Son sólidos cristalinos como revela su estructura muy ordenada y compacta.
• Poseen puntos de fusión y ebullición elevados, ya que el enlace iónico es de una gran fortaleza y para que el compuesto se convierta en líquido o en gas es necesario romper esos enlaces, para lo cual hay que suministrar una cantidad considerable de energía.
• Son duros, ya que para rayar un sólido es necesario romper cierto número de enlaces y el enlace es muy fuerte.
• Suelen ser solubles en agua y al disolverse se rompen en iones positivos y negativos.
• En estado sólido no conducen la electricidad ya que los iones están fuertemente unidos y no hay cargas libres que puedan circular.
• Fundidos o en disolución acuosa son buenos conductores de la corriente eléctrica debido a la existencia de iones (átomos con carga) que se dirigen a los electrodos de polaridad contraria
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Cristales iónicos
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Cationes
Aniones
Galena: sulfuro de plomo (II), PbS
Golpe sobre el cristal iónico Los iones se desplazan Los iones del mismo tipo se repelen
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ENLACE COVALENTE
• Se forma compartiendo e- del último nivel de energía de los átomos
• Se produce entre átomos que tienen tendencia a ganar e-; esto es entre NO METALES
• Se pueden formar dos tipos de sustancias:
• MOLECULAS
• CRISTALES COVALENTES
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FORMACIÓN DE MOLÉCULAS
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Cristales covalentes
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Diamante
Átomos
Grafito
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PROPIEDADES COMPUESTOS COVALENTES
• SUSTANCIAS MOLECULARES
• Son gases o líquidos • Puntos de fusión y ebullición
bajos• No conducen la corriente
eléctrica• Su solubilidad en agua es
variable• Ej: Agua, Oxígeno O2, ..
• CRISTALES COVALENTES
• Son sólidos cristalinos• Tienen punto de fusión muy
alto• No conducen la corriente• Son insolubles en agua
• Ej: Diamante, Sílice (SiO2)
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Cristales metálicos
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Niobio (Nb)
Cationes
Electrones
Golpe en el cristal metálico La nube de electrones evita la ruptura
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Propiedades de los metales
• Sólidos (excepto Hg) y punto de fusión alto
• Conductores de la corriente eléctrica y el calor
• Tienen brillo metálico
• Son dúctiles (forman hilos) y maleables (forman láminas)
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Enlaces de interés
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