PRINCIPIOS BSICOS DE LA ESTRUCTURA ATMICA Y MOLECULAR parte II

TEMA 1(parte II):PRINCIPIOS BSICOS DE LA ESTRUCTURA ATMICA Y MOLECULARPROF. LIBIA ALARCNLibia_alarcon@yahoo.es1

1Concepto de partculas, molculas y tomos.Elementos qumicos, smbolos, nmero atmico.Istopos, nmero msico.Peso atmico, tomo gramo.Peso molecular, molcula gramo.Frmulas qumicas.Concepto de mol.

Contenido: 22

Elementos Qumicos: Es una sustancia que no puede ser descompuesta, mediante una reaccin qumica en otra ms simple.Nmero Atmico (Z): Valor que seala el numero de protones contenido en el ncleo atmicoNmero Msico (A): representa la suma de los protones y neutrones presentes en el ncleo atmico.Smbolo: Representa la primera inicial o las dos primeras iniciales del nombre del elemento. Muchos de los smbolos provienen de su nombre en latn, por ejemplo: Na (Natrium)3Elemento qumico Nmeros cunticosN CUANTICOSIMBOLOVALORESPrincipal (Energa)n1 +Secundario(forma)0 n-1Magntico(orientacin)m

-

SpinMs+ ; -Distribucin electrnica 44EL NMERO CUANTICO DE ESPN DEL ELECTRN

HORNO

RAYO DE TOMOSIMNPANTALLA DETECTORAms = +1/2ms = -1/2Distribucin electrnica 5RELACIN ENTRE LOS NMEROS CUANTICOS Y LOS ORBITALES ATMICOS

nm

N de orbitalesDesignacin de los orbitales atmicos

10011s2010-10+11

32s

2p6Distribucin electrnica 6ORDEN DE LLENADO DE SUBNIVELESSubnivelesspdfnivelN de e-261014121s282s2p3183s3p3d4324s4p4d4f5325s5p5d5f6186s6p6d787s7p7Distribucin electrnica

7Principio de exclusin de PauliNo es posible que dos electrones de un tomo tengan los mismos cuatro nmero cunticos.a) b) c)1s21s21s28Distribucin electrnica 8Regla de Hund:La distribucin electronica ms estable es la que tiene el mayor nmero de espines paralelos

9Distribucin electrnica Px Py Pz9Modelo ms especfico, tomando en cuenta los diferentes subniveles de energa.

10El tomo y sus niveles energticos 101111Cl2F2Br2I2N2O2H2Elementos comunes que existen como molculas diatmicas a temperatura ambienteMolculas diatmicas

tomos y molculas

CMO SE FORMAN LAS SUSTANCIAS ?

H2OH2OH2OH2OH2Otomosmolculasustancia12tomos y molculas

12Nmero msico y los istopos Se denominan istopos a los tomos de un mismo elemento, cuyos ncleos tienen cantidad diferente neutrones, y por tanto, difieren en masa. ProtioDeuterioTritioTomado y modificado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topo

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Istopos Ejemplo: El carbono y sus principales istopos15En el marcaje isotpico, se usan istopos inusuales como marcadores de reacciones qumicas. Los istopos aadidos reaccionan qumicamente igual que los que estn presentes en la reaccin, pero despus se pueden identificar por espectrometra de masas o espectroscopia infrarroja.Diferentes variedades de espectroscopia se basan en las propiedades nicas de nucleidos especficos. Por ejemplo, la espectroscopia por resonancia magntica nuclear (RMN), permite estudiar slo istopos con un spin distinto de cero, y los nucleidos ms usados son 1H, 2H,13C y 31P.Aplicaciones de los istoposIstopos Tomado y modificado de: http://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topoIndique el nmero de protones, neutrones para cada una de las siguientes especies:

Cuntos protones, neutrones y electrones tienen el siguiente istopo del cobre? Istopos, nmero msico

1616Especies qumicas cargadas. Estas pueden ser: Aniones y cationes .

Cationes: Iones cargados positivamente, es decir perdieron electrones con respecto a su tomo neutro.

Aniones: Iones cargados negativamente, es decir ganaron electrones con respecto a su tomo neutro.

Los iones 17Los iones17FORMACIN DE IONES : Ejercicios

3d4s3d4sFe [Ar]3d6 4s2Fe+3 [Ar]3d518Los iones1819El tomo La materia visible EL MOL El molEl molUn mol de una sustancia es la cantidad de esa sustancia que contiene 6,02 . 1023 de sus partculas representativas

En un mol de distintas muestras hay el mismo nmero de partculas (NA)19La masa de un mol ser proporcional a la masa de sus partculas representativasN de moles =

1 molde carbono1 molde cobre

12 gNA tomosde CLos tomos de Cu son ms pesados que los de C20El mol21Molcula de ...un elementoun compuesto. 1 mol de tomos de Cu es 1 t-g de Cu. En 1 mol hay 6,02 . 1023 tomos de CuEn 1 mol de tomos de Cu hay 63,55 g de CuEn 1 mol de molculas de Al2(SO4)3 hay . . . 2 . 6,02 . 1023 tomos de aluminio3 . 6,02 . 1023 tomos de azufre12 . 6,02 . 1023 tomos de oxgenoEn 1 mol de molculas de Al2(SO4)3 hay 342,17 g de sustancia2 tomos de aluminio3 tomos de azufre12 tomos de oxgenoPor ejemplo: Al2(SO4)3 diatmico: H2 , N2 , O2 , F2 , Cl2 , Br2 , I2 (cada molcula tiene 2 tomos)RELACIN ENTRE TOMO, MOLCULA Y MOLEl mol22 Se toma como referencia, la masa de un tomo de carbono, a la que se asigna el valor de 12 u (unidades de masa atmica). As la masa de un tomo de hidrgeno resulta 1 u; y la de un tomo de oxgeno, 16 uSe llama masa atmica de un elemento a la masa de uno de sus tomos medida en unidades de masa atmica (u)La masa molecular de un compuesto es la masa de una de sus molculas medida en unidades de masa atmica (u). Corresponde a la suma de la masa de sus tomos.Masa atmica y molecular Masa atmica y molecular

Frmulas qumicas23Frmula molecular y representacin de algunas molculas sencillasOHHH2OOOHHH2O2 OOCCO2 OOO2 OOOO3 COCOLas frmulas moleculares indican el tipo y el nmero real de tomos que forman la molcula de una sustanciaLas frmulas que indican solamente el nmero relativo de tomos de cada tipo presente en una molcula se llaman frmulas empricas. Sus subndices son siempre los nmeros enteros ms bajos posibles Frmula emprica y molecular

2324Por ejemplo: para el etanol su frmula estructural resumida es CH3-CH2OH, su frmula molecular es C2H6 O y su frmula emprica es (CH3)n O

Frmulas qumicas

En una molcula, formada por distintos tomos no todos contribuyen igual a la masa total de la molcula, por ejemplo en el cido clorhdrico ( HCl) el tomo de cloro (35,5 umas) contribuye ms a la masa molecular (36,5 umas) que el hidrgeno (1 uma). Estas contribuciones se pueden expresar en forma de % y es lo que se llama COMPOSICIN CENTESIMAL de una molcula.

Me=masa del elemento n=subndice del elemento en la frmulaM=masa molecular.25Ejemplo: El anlisis de cierto compuesto revela que su composicin en masa es 30,435 % de N y 69,565 % de O. Si la masa molecular del compuesto es 92, hallar su frmula emprica y su frmula molecular. DATO: masas atmicas relativas N = 14u ; O = 16ua) Clculo de la frmula empricab) Clculo de la frmula molecularLa frmula molecular ser un mltiplo de la emprica:(NO2)n

Si los resultados no fueran redondeables se multiplican TODOS por dos o por 3Frmulas qumicasUna muestra de Cl est compuesta por un 80% de moles de 35Cl con masa atmica 35,00 y un 20% de 37Cl con masa atmica 37,00. Calcular el peso atmico promedio en la muestra.

El Bromo tal como se presenta en la naturaleza es una mezcla de dos istopos: el 79Br, en una proporcin del 50,54 % y el 84Br en una proporcin del 49,46% . Sus masa atmicas relativas son respectivamente 79,918 y 80,916. Calcular el peso atmico medio del bromo.26Ejercicios26Cuntos moles de tomos de Helio hay en 140,40 g de Helio?

Calcular la masa de 2,32 moles de tomos de carbono?

Cuntos tomos hay en 20 g de boro? M=10,811g/mol

Cuntos gramos de Cu hay en una cantidad de 4,63 x 10 21 tomos de Cu? M= 63 g/mol

27Ejercicios27 http://www.educaplus.org/play-74-Constructor-de-%C3%A1tomos.html (Construir tomos y iones virtuales)

http://rabfis15.uco.es/Modelos%20At%C3%B3micos%20.NET/Modelos/ModBohr.aspx

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/aconstruir.htm(material terico y practico)

http://profmokeur.ca/quimica/co (Tabla peridica interactiva de orbitales)

Ejecutar las aplicaciones:

2828

La diferencia entre lo que hacemos y lo que somos capaces de hacer resolvera la mayora de los problemas del mundo.Mahatma GandhiMahatma Gandhi29ElementoMasa relativa del elementoMasa atmica (M)N relativo de tomos

(se divide la masa por m)Relacin ms sencilla

(se divide por el menor)Frmula emprica

Nitrgeno30,43514 EC \F(30,435;14) = 2,174 EC \F(2,174;2,174) = 1NO2

Oxgeno69,56516 EC \F(69,565;16) = 4,348 EC \F(4,348;2,174) = 2