TEMA 3 MOLECULAS ATOMOS Y MOLES ATOMO Es

TEMA 3 MOLECULAS ATOMOS Y MOLES

ATOMO �Es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

�Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. El núcleo está formado por protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros

�Se clasifican de acuerdo al número de protones y neutrones que contenga su núcleo. El número de protones o número atómico determina su elemento químico, y el número de neutrones determina su isótopo.

� Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas

� su diámetro y masa son del orden de la billonésima parte de un metro y cuatrillonésima parte de un gramo

� El átomo contiene � protones, � neutrones � electrones

Partículas subatómicas �El electrón es la partícula más ligera de cuantas componen el átomo, con una masa de 9, 11 · 10− 31 kg. �Tiene una carga eléctrica negativa cuya magnitud se define como la carga eléctrica elemental

�El protón y el neutrón no son partículas elementales, sino que constituyen un estado ligado de quarks u y d, partículas fundamentales recogidas en el modelo estándar de la física de partículas, con cargas eléctricas iguales a +2/3 y − 1/3 respectivamente, respecto de la carga elemental. �el protón contiene dos quarks u y un quark d, � el neutrón contiene dos d y un u, en consonancia con la carga de ambos

�FERMIÓN, es uno de los dos tipos básicos de partículas que existen en la naturaleza �se caracterizan por tener espín semi-entero (1/2, 3/2, . . . ). �En el modelo estándar existen dos tipos de fermiones fundamentales: � los quarks constituyen parte fundamental de la materia. Varias especies de quarks se combinan de manera específica para formar partículas tales como protones y neutrones.

�los leptones. es un fermión fundamental sin carga hadrónica o de color. � Existen seis leptones y sus correspondientes antipartículas: �el electrón, �el muon, �el tau � tres neutrinos asociados a cada uno de ellos.

Propiedades atómicas �MASA del átomo viene de los nucleones, los protones y neutrones del núcleo �TAMAÑO se equipara con el de su nube electrónica. �No puede establecerse una medida de esta, debido a las propiedades ondulatorias de los electrones. �En la práctica, se define el radio atómico estimándolo en función de algún fenómeno físico, como la cantidad y densidad de átomos en un volumen dado, o la distancia entre dos núcleos en una molécula.

�NIVELES DE ENERGÍA Un electrón ligado en el átomo posee una energía potencial inversamente proporcional a su distancia al núcleo y de signo negativo, lo que quiere decir que esta aumenta con la distancia. �la unidad usada habitualmente para expresarla es el electrónvoltio

Molécula �molécula a un conjunto de al menos dos átomos enlazados covalentemente que forman un sistema estable y eléctricamente neutro �Enlace covalente se presenta cuando dos átomos comparten electrones para estabilizar la unión. �enlace iónico se produce la transferencia de electrones de un átomo a otro

Tipos de moléculas �Moléculas discretas, constituidas por un número bien definido de átomos, sean estos del mismo elemento

moléculas homonucleares, como el dinitrógeno o el fullereno

moléculas heteronucleares, como el agua.

�Macromoléculas o polímeros, constituidas por la repetición de una unidad comparativamente simple -o un conjunto limitado de dichas unidades- y que alcanzan pesos moleculares relativamente altos.

fragmento de ADN, un polímero de importancia fundamental en la genética

Enlace peptídico que une los péptidos para formar proteínas

fragmento lineal de polietileno

� Un elemento químico es un tipo de materia constituida por átomos de la misma clase.

�En su forma más simple posee un número determinado de protones en su núcleo, haciéndolo pertenecer a una categoría única clasificada con el número atómico

Metales, no metales y metaloides �La primera clasificación de elementos conocida fue propuesta por Antoine Lavoisier, quien propuso que los elementos se clasificaran en metales, no metales y metaloides o metales de transición. Aunque muy práctico y todavía funcional en la tabla periódica moderna, fue rechazada debido a que había muchas diferencias en las propiedades físicas como químicas.

Metales �La mayor parte de los elementos metálicos exhibe el lustre brillante que asociamos a los metales. �Los metales conducen el calor y la electricidad, son maleables (se pueden golpear para formar láminas delgadas) y dúctiles (se pueden estirar para formar alambres). Todos son sólidos a temperatura ambiente con excepción del mercurio (punto de fusión =39 °C), que es un líquido. Dos metales se funden ligeramente arriba de la temperatura ambiente: el cesio a 28. 4 °C y el galio a 29. 8 °C.

Grupos �A las columnas verticales de la tabla periódica se les conoce como grupos. Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma valencia atómica, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí.

�Grupo 1 (I A): los metales alcalinos � Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos � Grupo 3 (III B): Familia del Escandio � Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio � Grupo 5 (V B): Familia del Vanadio � Grupo 6 (VI B): Familia del Cromo � Grupo 7 (VII B): Familia del Manganeso � Grupo 8 (VIII B): Familia del Hierro � Grupo 9 (IX B): Familia del Cobalto � Grupo 10 (X B): Familia del Níquel � Grupo 11 (I B): Familia del Cobre � Grupo 12 (II B): Familia del Zinc � Grupo 13 (III A): los térreos � Grupo 14 (IV A): los carbonoideos � Grupo 15 (V A): los nitrogenoideos �Grupo 16 (VI A): los calcógenos o anfígenos � Grupo 17 (VII A): los halógenos � Grupo 18 (VIII A): los gases nobles

�Propiedades Físicas: �Brillo �Dureza �Tenacidad. �Ductibilidad �Maleabilidad. �Conductividad Calórica �Conductividad Eléctrica �Densidad �Fusibilidad

Grupo 1 (I A): los metales alcalinos � Litio (Li) (3) � Sodio (Na) (11) � Potasio (K) (19) � Rubidio (Rb) (37) � Cesio (Cs) (55) � Francio (Fr) (87)

Grupo 2 (II A): los metales alcalinotérreos �Berilio (Be) (4) �Magnesio (Mg) (12) � Calcio (Ca) (20) � Estroncio (Sr) (38) � Bario (Ba) (56) � Radio (Ra) (88) (Este último no siempre se considera, pues tiene un tiempo de vida media corta)

Grupo 4 (IVB): familia del Titanio Metales pesados de transición frágiles �Escandio (Sc) (21) �Itrio (Y) (39) �Lantano n(La) (57) �Lutecio (71) �Actinio (Ac) (89) �Lawrencio (103)

Grupo 4 (IV B): Familia del Titanio Metales pesados de transición frágiles �Titanio (Ti) (22) � Circonio (Zr) (40) �Hafnio (Hf) (72) �Rutherfordio (Rf) (104)

Grupo 5 (VB): familia del Vanadio Metales pesados de transición frágiles � Vanadio (V) (23) � Niobio (Nb) (41) � Tántalo (Ta) (73) � Dubnio (Db) (105)

Grupo 6 (VIB): familia del Cromo Metales pesados de transición frágiles �Cromo (Cr) (24) �Molibdeno (Mo) (42) �Wolframio (W) (74) �Seaborgio (Sg) (106)

Grupo 7 (VIIB): familia del Manganeso Metales pesados de transición frágiles � Manganeso (Mn) (25) � Tecnecio (Tc) (44) � Renio (Re) (76) � Bohrio (Bh) (107)

Grupo 8 (VIIIB): familia del Hierro Metales pesados de transición dúctiles �Hierro (Fe) (26) �Rutenio (Ru) (44) �Osmio (Os) (76) �Hassio (Hs) (108)

Grupo 9 (IXB): familia del Cobalto Metales pesados de transición dúctiles �Cobalto (Co) (27) �Rodio (Rh) (45) �Iridio (Ir) (77) �Meitnerio (Mt) (109)

Grupo 10 (XB): familia del Níquel Metales pesados de transición dúctiles �Níquel (Ni) (28) �Paladio (Pd) (46) �Platino (Pt) (78) �Darmstadtio (Ds) (110)

Grupo 11 (XIB): familia del Cobre o metales de acuñar Metales pesados de transición dúctiles �Cobre (Cu) (29) � Plata (Ag) (47) � Oro (Au) (79)

Grupo 12 (XIIB): familia del Zinc Metales pesados de transición dúctiles �Zinc (Zn) (30) �Cadmio (Cd) (48) �Mercurio (Hg) (80) �Copernicio (Cn) (112)

Grupo 13 (IIIA): familia del Boro Terreos �Boro (B) (5) �Aluminio (Al) (13) � Galio (Ga) (31) �Indio (In) (49) � Talio (Ti) (81)

Grupo 14 (IVA): familia del carbono No metales. Carbonoideos �Carbono (C) (6) �Silicio (Si) (14) �Germanio (Ge) (32) �Estaño (Sn) (50) �Plomo (Pb) (82)

Grupo 15 (VA) No metales. Nitrogenoideos �Nitrógeno (N) (7) �Fósforo (P) (15) �Arsénico (As) (33) �Antimonio (Sb) (51) �Bismuto (Bi) (83)

Grupo 16 (VIA de motociclistas): No metales. Anfígenos o calcogenos �Oxígeno (O) (8) �Azufre (S) (16) �Selenio (Se) (34) �Telurio (Te) (52) �Polonio (Po) (84)

Grupo 17 (VIIA): halógenos No metales �Flúor (F) (9) � Cloro (Cl) (17) � Bromo (Br) (35) � Yodo (I) (53) �Astato (At) (85)

Grupo 18 (VIII A): los gases nobles �Helio (He) (2) � Neón (Ne) (10) �Argón (Ar) (18) �Kriptón (Kr) (36) �Xenón (Xe) (54) �Radón (Rn) (86)

Elementos No Metálicos: �Propiedades de los No metales: �No tienen ilustre; diversos colores. �Los sólidos suelen ser quebradizos; algunos duros y otros blandos. �Malos conductores del calor y la electricidad al compararlos con los metales. �La mayor parte de los óxidos no metálicos son sustancias moleculares que forman soluciones ácidas �Tienden a formar aniones (iones negativos) u oxianiones en solución acuosa. �Usualmente son menos densos que los metales. �No brillan

MASA ATOMICA: � Se define como el promedio de las masas atómicas de los isotopos de un elemento y es igual al número de protones mas el numero de electrones ISOTOPO | MASA ATÓMICA | % DE EXIXTENCIA | VALORES | a) Cº 12 | 12. 0000 | 98. 8900 | TABLA PERIODICA | CALCULADO | b) Cª 13 | 13. 00335 | 1. 1100 | 12. 001115 | 12. 01113 |

�¿Qué es el mol? �Un mol es la cantidad de materia que contiene 6, 02 x 1023 partículas elementales (ya sea átomos, moléculas, iones, partículas subatómicas, etcétera). Por eso, cuando un químico utiliza el término mol, debe dejar en claro si es: � 1 mol de átomos 1 mol de moléculas � 1 mol de iones � 1 mol de cualquier partícula elemental. �Un número con nombre propio Este número tan impresionante: 602. 000 �o sea: 602. 000 trillones = 6, 02 x 1023 �tiene nombre propio, se llama Número de Avogadro.

�En química y en física, la constante de Avogadro (símbolos: L, NA) es el número de entidades elementales (normalmente átomos o moléculas) que hay en un mol, esto es (a partir de la definición de mol), el número de átomos de carbono contenidos en 12 gramos de carbono-12 Originalmente se llamó número de Avogadro. En 2010, la CODATA recomendó este valor de : �(El valor en 2006 estaba establecido en 6. 022 141 79(30)× 1023 mol− 1 ), donde (27) se refiere a la incertidumbre estándar de la constante, concretamente al valor 0. 000 27× 1023 mol− 1

�El número de avogadro es el número de átomos o moléculas de cualquier sustancia o elemento que hay en un mol. Por lo general se utiliza NA o L para representar el número de avogadro. Esto significa que en número de avogadro es una constante que equivale a: �NA = 6. 0221367 x 1023 moléculas/mol