RECUERDA: Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un volumen. La masa y el volumen son propiedades generales de la materia. La densidad y los puntos.

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    23-Jan-2016

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  • RECUERDA:Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un volumen.La masa y el volumen son propiedades generales de la materia.La densidad y los puntos de fusin y ebullicin son propiedades caractersticas de la materia, ya que sirven para identificar las distintas sustancias.

  • Hasta ahora hemos estudiado cmo se presenta la materia:

  • Y cmo se clasifica:

  • De entre los distintos tipos de sustancias, nos hemos centrado en el estudio de las mezclas homogneas o disoluciones.

    Ahora vamos a estudiar las sustancias puras:Los elementos y los compuestos.

  • El tomo es la partcula ms pequea de un elemento que conserva sus propiedades. Un elemento est formado por una sola clase de tomos.Un compuesto est constituido por dos o ms clases distintas de tomos.RECUERDA PAG.73

  • Desde la Antigedad, los cientficos y filsofos han intentado responder a las siguientes preguntas:

    Cmo es por dentro la materia? Existe una unidad de materia? A qu se debe la gran variedad de sustancias?

  • El filsofo griego Leucipo y su discpulo Demcrito de Abdera defendieron, en los siglos V y IV antes de Cristo, la teora atomista, segn la cual la materia est formada por partculas muy pequeas e indivisibles llamadas tomos.

    Por esa misma poca, otros filsofos griegos, como Platn y Aristteles, apoyaron la teora contraria, segn la cual la materia es algo continuo que siempre podremos dividir en partes ms pequeas, hasta el infinito.

  • Dado que Platn y Aristteles tenan mucho ms prestigio, sus teoras se consideraron ms fiables y se tomaron como ciertas hasta finales del siglo XVIII, cuando cientficos como el francs Antoine-Laurent Lavoisier y el britnico John Dalton realizaron una serie de experiencias cientficas en sus laboratorios y demostraron que la materia estaba formada por tomos.

  • El modelo del atomismo griego.El modelo atmico de Dalton 74.El modelo atmico de Thomson77.El modelo atmico de Rutherford77.El modelo atmico de Bohr78.A lo largo de la historia se han propuesto diversos modelos atmicos para explicar la constitucin y estructura de los tomos:

  • Dalton defini un smbolo para referirse a cada elemento qumico...

  • ...y escriba las frmulas de los compuestos combinando los smbolos de los elementos que los formaban.

  • La teora atmica de Dalton permite explicar por qu existen tantos compuestos qumicos.

    Los tomos de los distintos elementos se combinan para formar compuestos.

    Estas combinaciones se pueden hacer de varias formas, aunque no de cualquier forma, lo que da lugar a muchos compuestos.

    Adems, dos elementos pueden combinar sus tomos en distintas proporciones, lo que dalugar a compuestos diferentes.

  • Coloca dos pajitas sobre una mesa, paralelas, a 5 cm de distancia.Frota otras dos pajitas con un pao de lana, despus coloca una atravesada sobre las dos primeras y aproxima la otra alternativamente a su derecha y a su izquierda, sin tocarla.

    Qu ocurre? Realiza el siguiente experimento:

  • La pajita colocada sobre las dos primeras retrocede o avanza como si la empujara la electrizada.

  • Ahora haz lo mismo con una barrita de cristal. Despus de frotarla con la lana,qu ocurre?La pajita se lanza hacia la barrita de cristal y la sigue aunque la separes.Porque...

  • .el plstico se carga negativamente, mientras que el cristal adquiere por frotamiento carga positiva.

    Las dos pajitas de plstico, al tener la misma carga, se repelen, mientras que el cristal y el plstico, con cargas opuestas, se atraen.

  • Qu ha ocurrido en cada caso?La carga elctrica es una propiedad de la materia.Existen cargas positivas y negativas.

    Existen dos fenmenos elctricos: atraccin y de repulsin. Las cargas del mismo tipo se repelen y las de distinto tipo se atraen.Los fenmenos de electrizacin se ponen de manifiesto cuando se produce un desequilibrio en el nmero de cargas positivas y negativas.

  • Estos fenmenos son conocidos desde la antigedad.

    El filsofo griego Tales de Mileto ya explicaba en el siglo VI a.C. la propiedad que adquiere el mbar* (resina fosilizada) al ser frotado sobre la piel de una oveja, de atraer cuerpos ligeros como plumas o virutas de madera.* Los griegos llamaban al mbar electrn ()

  • A partir del siglo XVII se estableci que tambin el cristal poda electrizarse, aunque de otro modo.

    Desde entonces los estudios cientficos han tratado de desvelar todos los secretos de esta fuerza misteriosa, hasta hallar sus orgenes en el tomo.

  • Cuando propuso su teora atmica, Dalton postul que el tomo era indivisible. Sin embargo, a finales del siglo XIX se comprob que realmente no es as, sino que estn formados por partculas ms pequeas.

    Distintas experiencias demostraban que la materia poda ganar o perder cargas elctricas.La cuestin que se planteaba era: las cargas elctricas forman parte de los tomos? Para responder era necesario ver en el interior de los tomos, algo que pareca muy difcil, pues nadie haba conseguido aislar un tomo.

  • En 1897 el cientfico britnico J.J. Thomson encontr que en los tomos de los elementos qumicos existe una partcula con carga elctrica negativa, a la que denomin electrn.

    Como la materia es neutra y los tomos tienen partculas con carga negativa, tambin deben poseer partculas con carga positiva, de tal manera que cada tomo tenga tantas partculas positivas como negativas.

  • Posteriores experiencias permitieron al cientfico Ernest Rutherford descubrir el protn. El protn es una partcula que tiene la misma carga que el electrn, pero positiva, mientras que su masa es unas 1840 veces mayor que la del electrn.Finalmente, en 1931, el cientfico James Chadwick descubri que en los tomos haba una tercera partcula que no tena carga elctrica, pero cuya masa era similar a la del protn; la llam neutrn.

  • Despus de demostrar que el tomo no era indivisible, como supona Dalton, los cientficos disearon nuevos modelos atmicos, es decir, se imaginaron cmo seran los tomos para comprobar estos modelos realizaron experiencias, resultados de algunas de ellas demostraron que los modelos atmicos no eran los adecuados y hubo que modificarlos.

  • El modelo de Thomson.Segn Thomson, el tomo deba ser como una gran masa de carga positiva, e insertados en ella deban estar los electrones.La carga negativa de los electrones compensaba la carga positiva, para que el tomo fuera neutro.EL PUDING DE PASAS

  • Para comprobar si el modelo de Thomson era cierto, los cientficos Hans Gelger y Ernest Marsden, colaboradores de Rutherford, disearon el siguiente experimento77:

  • El modelo de Rutherford77.Basndose en este experimento, Rutherford estableci su modelo atmico:El tomo est formado por un ncleo y una corteza.En el interior del tomo se encuentra el ncleo. En l se encuentra concentrada toda su carga positiva y casi toda su masa y es muy pequeo en comparacin con el tamao total.

  • En la corteza estn los electrones girando alrededor del ncleo describiendo rbitas circulares, de forma similar al movimiento de los planetas alrededor del Sol.

  • El modelo de Rutherford tena un fallo; segn las leyes de la Fsica, los electrones, al girar, deban perder energa y caer finalmente sobre el ncleo. En 1913, el fsico dans Niels Bohr, colaborador de Rutherford, propuso un nuevo modelo.

  • El modelo de Bohr78

    El modelo de Bohr introduce lassiguientes novedades:Existen algunas rbitas permitidas en las cuales los electrones mantienen su estabilidad sin perder energa.Los electrones pueden pasar de unas rbitas a otras absorbiendo o emitiendo cantidades exactas de energa.

  • El modelo aceptado actualmente78 es el modelo mecano-cuntico, segn el cual no es posible determinar la posicin exacta del electrn, sino que existen regiones donde hay ms probabilidad de encontrarlo que se denominan orbitales atmicos.Orbital 1sOrbital 2sOrbital 2pxOrbital 2pyOrbital 2pz

  • En la actualidad, gracias a la aportacin de varias generaciones de cientficos, tenemos un gran conocimiento de las partculas que forman el tomo76. El tomo est compuesto por tres tipos de partculas: Electrones, e-.Protones, p+.Neutrones, n.

  • El tomo est compuesto por un pequeo ncleo con protones y neutrones, en el que se concentra prcticamente toda la masa, y una zona que lo rodea (corteza) en la que los electrones estn en constante movimiento.En un tomo en estado neutro existe el mismo nmero de protones que de electrones.

  • El electrn es la carga negativa ms pequea del tomo, y el protn, la carga positiva ms pequea. El valor de la carga del electrn es igual que la del protn.

    El ncleo es muy pequeo y est muy separado de los electrones, por lo que un tomo es prcticamente un espacio vaco.

  • PAG. 79 Y 80El nmero atmico, Z, es el nmero de protones que tiene un tomo en su ncleo. El nmero msico, A, es el nmero total de partculas que hay en el ncleo del tomo, es decir, la suma de protones y neutrones que tiene el tomo.El nmero msico representa la masa del tomo expresada en unidades de masa atmica, u.

  • El nmero atmico, Z, y el nmero msico, A, suelen representarse, junto con el smbolo del tomo correspondiente, de la manera siguiente:

  • Si conocemos el nmero atmico, Z, y el nmero msico, A, podemos determinar el nmero de partculas subatmicas que contiene un tomo.

  • Por ejemplo:

  • Y al revs; si conocemos el nmero de protones y neutrones de un tomo podemos determinar el nmero atmico y el nmero msico.N ATMICO:11 protones Se trata del sodio (Na)N MSICO:11 protones + 12 neutrones A = 11 + 12 = 23Z = 11

  • Los istopos (pag. 82) son tomos de un mismo elemento que tienen el mismo nmero de protones, pero diferente nmero de neutrones.Tienen, por tanto, el mismo nmero atmico pero distinto nmero msico.La configuracin electrnica (pag.81) es la manera en que estn colocados los electrones en las distintas capas o niveles energticos.En el primer nivel caben 2 electrones.En el segundo nivel caben 8 electrones.En el tercer nivel caben 18 electrones.

  • En la experiencia con las pajitas y con la varilla de vidrio observamos como el plstico se carga negativamente, mientras que el cristal adquira por frotamiento carga positiva.Pues bien, vamos a fijarnos en el modelo atmico de Bohr para intentar explicar el fenmeno.Este tomo tiene 19 protones y 19 electrones, es decir, es un tomo neutro.

  • Fijaos en este electrnAunque est atrado por las cargas positivas del ncleo, est muy alejado de ste. Por ello es fcil arrancar dicho electrn.

  • En qu queda entonces convertido el tomo?Ahora sigue teniendo 19 protones, pero slo tiene 18 electrones El tomo quedar cargado positivamente

    Si un tomo pierde electrones, tiene mayor nmero de protones que de electrones y se le denomina IN POSITIVO o CATIN.

  • Observa ahora este otro tomo:Tiene 9 protones y 9 electrones.Si captase un electrn podra completar su segunda capa.En qu queda entonces convertido el tomo?

  • Ahora sigue teniendo 9 protones, pero tiene 10 electrones El tomo quedar cargado negativamenteSi un tomo gana electrones, tiene mayor nmero de electrones que de protones y se le denomina IN NEGATIVO o ANIN.

  • Un in se representa mediante el smbolo del elemento del que procede, con un superndice a la derecha, que indica la carga que posee mediante un nmero y los signos ms o menos, dependiendo de su carga.(Pg. 83)Al3+

  • Se denomina ENLACE QUMICO entre tomos la unin que mantiene unidos a los tomos debido a las fuerzas de atraccin existentes entre ellos. Son fuerzas de naturaleza elctrica, pero con algunas variaciones, dependiendo de cmo sean los tomos que se enlazan. (Pg. 83)

  • El ENLACE INICO (Pg. 84) se produce cuando se combinan un metal y un no metal. El metal alcanza la configuracin electrnica del gas noble cediendo electrones convirtindose en un catin. El no metal capta electrones convirtindose en un anin. Y ambos permanecen unidos por la fuerza electrosttica de atraccin.

  • El ENLACE COVALENTE (Pg. 85) se produce cuando se combinan dos no metales. Los no metales necesitan captar electrones para alcanzar la configuracin de gas noble y el nico modo de conseguirlo es compartiendo electrones. El enlace covalente se da entre tomos que comparten electrones.Estos electrones son atrados por los ncleos de los dos tomos.F2

  • El ENLACE METLICO (Pag. 86) se produce cuando se combinan metales entre si.Los tomos de metales necesitan ceder electrones para alcanzar la configuracinde un gas noble. EI enlace metlico se debe a la atraccin entre los electrones de valencia de todos los tomos y los iones positivos que se forman.

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