Átomos, moléculas y Iones Unidad 1.2 Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Química, R....

Átomos, moléculas y Iones

Unidad 1.2

Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc.  Química, R. Chang, Séptima Edición.

Teoría Atómica de Dalton (1808)

1. Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.

2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas. Los átomos de un elemento son diferentes de los átomos de todos los demás elementos.

3. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier compuesto, la relación del número de átomos entre dos de los elementos presentes siempre es un número entero o una fracción sencilla.

4. Una reacción química incluye sólo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca se crean o se destruyen.

2.1

2.1

TEORÍA ATÓMICA DE DALTÓN

Átomos delelemento X

Átomos delelemento Y

Compuesto formadopor los elementos X y Y

2

2.1

2

2.1

Relación de oxígeno en CO y CO2

Monóxido de carbono

Dióxido de carbono

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8 X2Y16 X 8 Y+

2.1

TEORÍA ATÓMICA DE DALTÓN

Átomos delelemento X

Átomos delelemento Y

Compuesto formadopor los elementos X y Y

J.J. Thomson, determinó masa/carga del e-

(Premio Nobel de Física en 1906) 2.2

J.J. Thomson, determinó masa/carga del e-

(Premio Nobel de Física en 1906) 2.2

Tubo de rayos catódicos

Alto voltajePantalla fluorescente

ÁnodoCátodo

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carga e- = -1.60 x 10-19 C

relación carga/masa del e- = -1.76 x 108 C/g

masa e- = 9.10 x 10-28 g

Determinó la masa del e-

(Premio Novel de Física en 1923)

2.2

Diagrama esquemático del experimento de Millikan

Placa cargada Gotas de aceite

Atomizador

Visordel microscopio

Gota de aceiteen observación

Placa cargada

Orificiopequeño

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(Uranium compound)

2.2

(Uranium compound)2.2

Los tres tiposde rayos emitidos

por elementosradiactivos

Cámara de plomo

Sustancia radiactiva(compuesto de uranio)

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2.22.2

Modelo atómico de ThomsonLa carga positiva está distribuida

de manera uniforme en toda la esfera

1. carga positiva de los átomos esta concentrada en el núcleo2. protón (p) tiene carga opuesta (+) de la del electrón (-)3. masa del p es 1840 x masa del e- (1.67 x 10-24 g)

particle velocity ~ 1.4 x 107 m/s(~5% speed of light)

(Premio Nobel en Química en 1908)

2.2

Pantalla de detección

Ranura

Lamina de oro

Emisor departículas

Velocidad de las partículas 1.4 x107 m/s5% de la velocidad de la luz

Diseño experimental deRutherford

radio atómico ~ 100 pm = 1 x 10-10 m

radio del núcleo ~ 5 x 10-3 pm = 5 x 10-15 m

Modelo del Átomo deRutherford

2.2

Experimento de Chadwick (1932)

Átomos H - 1 p; átomos He - 2 p

masa He/masa H debe ser = 2

masa He/masa H medida = 4

+ 9Be 1n + 12C + energía

neutron (n) es neutro (carga = 0)

n masa ~ p masa = 1.67 x 10-24 g2.2

Partículas Subatómicas

Particula Masa

(g) Carga

(Coulombs) Carga

(unitaria)

Electrón (e-) 9.1 x 10-28 -1.6 x 10-19 -1

Protón (p+) 1.67 x 10-24 +1.6 x 10-19 +1

Neutrón (n) 1.67 x 10-24 0 0

masa p = masa n = 1840 x masa e-

2.2

número atómico (Z) = número de protones en el núcleo

número de masa (A) = # de protones + # de neutrones

= número atómico (Z) + número de neutrones

Isótopos átomos que tienen el mismo número atómico pero diferente número de masa

XAZ

H11 H (D)2

1 H (T)31

U23592 U238

92

Número de masa

Número atómicoSímbolo del elemento

2.3

2.3

¿Cuántos protones, neutrones y electrones tiene el C146 ?

¿Cuántos protones, neutrones y electrones hay en C116 ?

6 protones, 8 (14 - 6) neutrones, 6 electrones

6 protones, 5 (11 - 6) neutrones, 6 electrones

¿Es claro el concepto de isótopo?

2.3

Periodos

Grupos

Metales alcalinos

Gases nobles

Halógenos

Metales alcalinotérreos

2.4

Tabla periódica moderna

Metales

Metaloides

No metales

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Una molécula es un agragado de, por lo menos, dos átomos en un arreglo definido que se mantienen unidos por medio de enlaces químicos

H2 H2O NH3 CH4

Una molécula diatómica contiene sólo dos átomos H2, N2, O2, Br2, HCl, CO

Una molécula poliatómica contiene mas de dos átomos O3, H2O, NH3, CH4

2.5

Un ion es un átomo, o grupo de átomos, que tiene una carga neta positiva o negativa.

catión – ion con carga neta positivaSi un átomo neutro pierde uno o mas electronesforma un catión.

anión – ion con carga neta negativaSi un átomo neutro gana uno o mas electronesforma un anión.

Na 11 protones11 electrones Na+ 11 protones

10 electrones

Cl 17 protones17 electrones Cl-

17 protones18 electrones

2.5

Un ion monoatómico contiene sólo un átomo

Un ion poliatómico contiene mas de un átomo

2.5

Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3-

OH-, CN-, NH4+, NO3

-

Un alótropo es una de dos o mas formasdiferentes de un elemento

Cgrafito, Cdiamante, O2, O3

13 protones, 10 (13 – 3) electrones

34 protones, 36 (34 + 2) electrones

¿Es claro el concepto de iones?

2.5

¿Cuántos protones y electrones hay en Al2713 ?3+

¿Cuántos protones y electrones hay en Se7834

2- ?

2.5

Iones monoatómicos

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2.6

Fórmulas moleculares y estructuralesy modelos moleculares

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Fórmulamolecular

Fórmulaestructural

Modelo deesferas y barras

Modeloespacial

Hidrógeno Agua Amoniaco Metano

compuestos iónicos están formados de una combinación de cationes y aniones

• la suma de las cargas de los cationesy aniones de una fórmula debe ser igual a cero

El compuesto iónico de NaCl

2.6

Por definición: 1 átomo 12C “pesa” 12 uma

A partir de esta escala

1H = 1.008 uma

16O = 16.00 uma

Masa atómica es la masa de un átomo en unidades de masa atómica (uma)

Mundo Microátomos y moléculas

Mundo Macrogramos

3.1

Una unidad de masa atómica es una masa exactamente igual a un doceavo de la masa de un átomo de 12C

Abundancia natural de Li es:

7.42% 6Li (6.015 uma)

92.58% 7Li (7.016 uma)

7.42 x 6.015 + 92.58 x 7.016100

= 6.941 uma

3.1

Masa atómica promedio de litio es:

Masa atómica promedio (6.941)

El mol es la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales (átomos, moléculas u otras partículas) como átomos hay

exactamente en 12.00 g de 12C

3.2

1 mol = NA = 6.0221367 x 1023

Número de Avogadro (NA)

Docena = 12

Par = 2

Masa molar es la masa de un mol en gramos

huevoszapatoscanícasátomos

1 mol átomos 12C = 6.022 x 1023 átomos = 12.00 g

1 átomo 12C = 12.00 uma

1 mol átomos 12C = 12.00 g 12C

1 mol átomos Li = 6.941 g of Li

Para cualquier elemento

masa atómica (uma) = masa molar (g)

3.2