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COLEGIO SANTA ANA
NIVEL SECUNDARIO
FISICOQUIMICA.
DOSSIER BIBLIOGRÁFICO
2019
Compilado por: Villar, Clarisa
UNIDAD 1: Introducciones al conocimiento científico
MAGNITUDES
¿Qué es una magnitud?
Es un atributo de un fenómeno, cuerpo o sustancia, que puede ser distinguido cualitativamente y
determinado cuantitativamente. Una magnitud es una propiedad o cualidad que es susceptible
de ser medida.
Si pueden clasificarse unas con respecto a otras en orden creciente o decreciente se denominan
magnitudes de la misma naturaleza. Se pueden agrupar en categorías de magnitudes, por
ejemplo:
trabajo, calor, energía
espesor, circunferencia, longitud de onda
Sistema de magnitudes
Es un conjunto de magnitudes entre las cuales existen relaciones definidas.
¿Qué es una magnitud básica?
Cualquiera de las magnitudes que, en un sistema de magnitudes, se aceptan por convenio como
funcionalmente independientes las unas de las otras. Por ejemplo: Las magnitudes longitud,
masa y tiempo son generalmente tomadas como magnitudes básicas en el campo de la
mecánica.
¿Qué es una magnitud derivada?
Es una magnitud definida, en un sistema de magnitudes, como una función de las magnitudes
básicas de este sistema. Por ejemplo, En un sistema que tiene como unidades básicas la longitud,
la masa y el tiempo, la velocidad es una magnitud derivada definida como el cociente de la
longitud por el tiempo.
Dimensión de una magnitud
Es una expresión que representa una magnitud de un sistema de magnitudes como el producto
de potencias de factores que representan las magnitudes básicas de este sistema. Algunos
ejemplos son:
a) En un sistema que tiene como unidades básicas la longitud, la masa y el tiempo, cuyas
dimensiones se designan respectivamente por L, M y T, la dimensión de la fuerza es LMT-2.
b) En este mismo sistema de magnitudes, ML-3 es la dimensión tanto de la concentración en masa
como la densidad de masa.
Magnitud de dimensión uno o magnitud adimensional
Es una magnitud en cuya expresión dimensional todos los exponentes de las dimensiones de las
magnitudes básicas se reducen a cero. Algunos ejemplos son el índice de refracción, el factor de
rozamiento o la fracción molar.
UNIDADES
¿Qué es una unidad de medida?
Una magnitud particular, definida y adoptada por convenio, con la que se comparan otras
magnitudes de la misma naturaleza para expresarlas cuantitativamente con respecto a esta
magnitud. Son referencias elegidas para medir las magnitudes.
Las unidades de medida tienen asignados por convenio sus nombres y símbolos
Las unidades de las magnitudes que tienen la misma dimensión pueden tener el mismo nombre y
el mismo símbolo, incluso si estas magnitudes no son de la misma naturaleza.
Símbolo de una unidad de medida
Es un signo convencional que designa una unidad de medida. Por ejemplo, m es el símbolo del
metro.
Sistema de unidades de medida
Conjunto de las unidades básicas y de las unidades derivadas, definidas según reglas dadas, para
un sistema de magnitudes determinado.
Por ejemplo
a) Sistema Internacional de unidades, SI
b) Sistema de unidades CGS
El sistema legal de unidades de medida vigente en España es el Sistema Internacional de
Unidades adoptado por la Conferencia General de Pesos y Medidas vigente en la Unión Europea.
RD 2032/2009, de 30 de diciembre, por el que se establecen las unidades legales de medida.
Las unidades básicas del Sistema Internacional son:
Magnitud Nombre de la unidad Símbolo de la unidad
longitud Metro m
masa kilogramo kg
tiempo, duración segundo s
corriente eléctrica amperio A
temperatura
termodinámica Kelvin K
cantidad de sustancia Mol mol
intensidad luminosa Candela cd
Las unidades derivadas del SI se forman a partir de productos de potencias de unidades básicas.
Las unidades derivadas coherentes son productos de potencias de unidades básicas en las que no
interviene ningún factor numérico más que el 1. Algunos ejemplos son:
Magnitud derivada Unidad SI derivada coherente
Nombre Símbolo Nombre Símbolo
área, superficie A metro cuadrado m2
volumen V metro cúbico m3
velocidad V metro por segundo m/s
aceleración A
metro por segundo
cuadrado m/s2
número de
ondas v῀, σ
metro a la potencia
menos uno m-1
densidad, masa
en volumen Ρ
kilogramo por metro
cúbico kg/m3
densidad
superficial ρA
kilogramo por metro
cuadrado kg/m2
volumen
específico V
metro cúbico por
kilogramo m3/kg
densidad de
corriente J
amperio por metro
cuadrado A/m2
campo
magnético H amperio por metro A/m
concentración
de cantidad de
sustancia,
concentración C
mol por metro
cúbico mol/m3
concentración
másica ρ,γ
kilogramo por metro
cúbico kg/m3
luminancia Lv
candela por metro
cuadrado cd/m2
índice de
refracción N uno 1
permeabilidad
relativa µr uno 1
Magnitudes Escalares
Denominamos Magnitudes Escalares a aquellas en las que las medidas quedan correctamente
expresadas por medio de un número y la correspondiente unidad. Ejemplo de ello son las
siguientes magnitudes, entre otras:
MASA
TEMPERATURA
PRESIÓN
DENSIDAD
Magnitudes vectoriales
Las magnitudes vectoriales son magnitudes que para estar determinadas precisan de un valor
numérico, una dirección, un sentido y un punto de aplicación.
VECTOR
Un vector es la expresión que proporciona la medida de cualquier magnitud vectorial. Podemos
considerarlo como un segmento orientado, en el que cabe distinguir:
Un origen o punto de aplicación: A.
Un extremo: B.
Una dirección: la de la recta que lo contiene.
Un sentido: indicado por la punta de flecha en B.
Un módulo, indicativo de la
longitud del segmento AB.
DIFERENCIA EN PESO Y MASA.
La masa es la cantidad de materia que contiene un cuerpo y el peso es la acción que ejerce la
fuerza de gravedad sobre el cuerpo.
La masa de una persona siempre será la misma, sin importar el lugar donde se ubica, mientras
que el peso del individuo varía de acuerdo a la fuerza de gravedad que actúa sobre él.
Por ejemplo: un individuo de 50kg en la luna, su masa seguirá siendo la misma, por el contrario
su peso varía ya que la fuerza de gravedad es 6 veces menor que la de la tierra, y por ende, el
peso de él es de 58.68 Newtons.
Masa (m) Peso (p)
Es una magnitud escalar. Es una magnitud vectorial.
Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Es la acción que ejerce la fuerza de
gravedad.
Su valor es constante. Su valor varía según la posición.
Se mide con la balanza. Se mide con el dinamómetro.
Unidad de medida: kilogramo (Kg) y gramo (g). Unidad de medida: Newton (N).
Masa
La masa es una magnitud física e invariable que mide la cantidad de materia presente en un
cuerpo. En el Sistema Internacional de Unidades (SI) la masa es representada en kilogramo (kg),
independientemente del lugar en donde se encuentra el cuerpo, la masa siempre será la misma,
siendo muy diferente con el peso ya que este si varía en relación a su localización.
Peso
El peso es una magnitud vectorial ya que representa intensidad, dirección y sentido. Como tal, el
peso es una medida resultante de la acción que ejerce la gravedad terrestre sobre un cuerpo, y
de esta forma, el peso es un valor variable.
En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad del peso es representada en Newton (N),
y para calcularlo se utiliza la siguiente formula: P= m.g, siendo m (masa) y g (aceleración de la
gravedad), y el valor de la gravedad en la superficie del planeta tierra es de aproximadamente 10
m/s2.
El Sistema Métrico Legal Argentino o también llamado SIMELA
Es el sistema de unidades de medida vigente en Argentina, de uso obligatorio y exclusivo en
todos los actos públicos o privados.
Está constituido por las unidades, múltiplos y submúltiplos, prefijos y símbolos del Sistema
Internacional de Unidades (SI) y las unidades ajenas al SI que se incorporan para satisfacer
requerimientos de empleo en determinados campos de aplicación. Fue establecido por la ley
19511 de 1972.
Unidades de base.
El SIMELA adopta las siete unidades de base del SI, que por convención se consideran
dimensionalmente independientes.
- Burgos Analía. FISICO-QUIMICA (intercambios de Energía. Estructura y transformaciones
de la materia) Buenos Aires, Argentina. Editorial SANTILLANA Bazo.2011
- Matutino José María, Fisicoquímica 3, Buenos Aires, ARGENTINA. Ed. Stella.2011.
ENERGIA TERMICA- EL CALOR -CONVERSIONES DE ESCALAS
PORTAFOLIO N………… F ECHA………………………. NOMBRES Y APELLIDOS…………………………………. TEMA :MEDICIONES 1: unidades de longitud
Escribir las siguientes distancias en metros:
a. 15 km b. 200 dm c. 23 mm d. 0,02 dam
e- 2 cm f- 3 horas
g- 2 días
h- 2 meses
i- 1980 segundos
2: Que es MEDIR? Porque es importante MEDIR? 3: Realizar una tabla de las medidas mas utilizadas 4: Describir un vector con todos sus componentes 5: Esquematizar un termómetro.Que es ñ temperatura y el calor?Como se la miden y con que unidades? 6 : Investiga sobre las formas de trasmitir el calor- En que medio se propaga el calor’?Por que se produce? Se necesitan cuerpos de contactos ¿ cuales? 7- conversión de unidades termometrias
ESCALAS TERMOMÉTRICAS
Los diferentes termómetros que existen se basan en ideas distintas, al usar diferentes puntos de
partida en sus mediciones, pero como todos miden la agitación térmica de las moléculas, lo único
que cambia es la escala empleada por cada uno de sus inventores.
ESCALA TÉRMICA Las escalas térmicas o escalas de temperatura más importantes son la
Fahrenheit, la Celsius y la Kelvin (o absoluta). Cada escala considera dos puntos de referencia,
uno superior y el otro inferior, y un número de divisiones entre las referencias señaladas.
Hay sobre todo dos escalas de temperatura que se usan en el mundo: la escala
Fahrenheit (usada en EEUU), y la escala Celsius (parte del Sistema Métrico, usada en casi todos
los demás países)
Las dos valen para medir lo mismo (¡temperatura!), sólo con números diferentes.
Si congelas agua, la escala Celsius marca 0°, pero la Fahrenheit marca 32°.
Si hierves agua, la escala Celsius marca 100°, pero la Fahrenheit marca 212°.
La diferencia entre congelar y hervir agua es 100° Celsius, pero 180° Fahrenhei
Celsius a Fahrenheit
De Kelvin a Celsius
De Celsius a Kelvin
pasar de kelvin a celsius:
ej: °C= 298 °K- 273 = 25 °C
° C= 425 °K- 273= 152 °C
°C= 503 °K -273= 230 °C
pasar de celsius a farenheit :
ej: °F= 5/9 x 113°C + 32= 261°F
°F= 5/9 x 263°C + 32 = 531 °F
°F= 5/9 x 123°C + 32 = 279 °F
pasar de farenheit a celsius:
ej: °C= 9/5 x 50 °F - 32 = 10 °C
°C= 9/5 x 77°F-32 = 25 °C
UNIDAD 2: Sistemas materiales y su clasificación.
Sistemas materiales y su clasificación.
Los sistemas materiales son cuerpos, sustancias, partes de un cuerpo o conjuntos de cuerpos y
sustancias que se encuentran juntos. Son porciones de la naturaleza material que separamos
para estudiar
Estos sistemas se suelen clasificar a simple vista en dos grandes grupos: HOMOGÉNEOS, cuando
se puede observar una sola fase, es decir que dan la apariencia de estar formados por un solo
componente y las propiedades son las mismas en todos los puntos del sistema; HETEROGÉNEOS,
cuando se observan dos o más fases, aún cuando estas fases puedan corresponder a diferentes
estados de un mismo componente, y se observan diferentes propiedades en distintos puntos del
sistema.
Se llama fase a cada parte homogénea en un sistema heterogéneo y componente a cada una de
las sustancias que se encuentran mezcladas en el mismo. La cantidad de fases y componentes es
variada e independiente, es decir un sistema puede tener tres fases y un solo componente como
ocurre con el agua que puede estar en el mismo sistema en los tres estados o puede tener tres
componentes y una sola fase como ocurre en una mezcla de sal agua y azúcar.
Cada uno de ellos puede subdividirse en distintas clases, Por ejemplo:
Las sustancias son las distintas clases de materia que presentan propiedades específicas
constantes y una composición definida. No pueden separarse ni fraccionarse. Son las verdaderas
especies químicas.
Las sustancias simples son las que no pueden descomponerse en nada más sencillo porque son
lo más sencillo que hay; están formadas por un solo elemento químico. Algunos elementos
tienen la propiedad de formar distintas sustancias simples según la forma de agrupación de sus
átomos, se dice entonces que presentan variedades alotrópicas. Son sustancias simples los
metales como el hierro, cobre, oro, cinc, sodio, etc., y otras no metálicas como el azufre,
nitrógeno, cloro, etc. El oxígeno y el ozono son variedades alotrópicas del oxígeno; el carbón, el
grafito y el diamante son variedades alotrópicas del carbono
Las sustancias compuestas son las que están compuestas por dos o más elementos y por lo tanto
pueden descomponerse en otras más sencillas. La Ley de las Proporciones Definidas o
Constantes, de Joseph Louis Proust, una de las primeras leyes de la Química, sostiene al respecto
que “Una misma sustancia compuesta tiene siempre los mismos elementos unidos en la misma
proporción de masas”. Hay sustancias compuestas minerales como la sal común o cloruro de
sodio, el yeso o sulfato de calcio, el dióxido de carbono, el agua. Hay también sustancias
compuestas orgánicas como el azúcar común o sacarosa, el alcohol etílico, el ácido cítrico, las
proteínas, etc.
Las soluciones son las mezclas homogéneas, es decir sistemas formados por dos o más
componentes pero que presentan una sola fase, ya que las partículas de la fase disuelta son más
pequeñas de lo que puede observar cualquier microscopio (< 0,1 nm). Por esto son claras y
transparentes, no decantan ni filtran y sólo se pueden separar por alguno de los métodos de
fraccionamiento. El componente que determina el estado de la solución o que se encuentra en
mayor proporción es el solvente, y el de menor proporción es el soluto. Una solución puede
tener un solvente y varios solutos o también varios solventes. Son soluciones naturales por ej. el
agua mineral, el agua de mar, el aire, el azúcar en la sangre, algunos derivados del petróleo, etc.
De acuerdo con el estado de agregación de sus componentes, las soluciones se clasifican:
SOLUCIONES: Mezclas homogéneas (una sola fase) con composiciones variables. Resultan de la
mezcla de dos o más sustancias puras diferentes cuya unión no produce una reacción química
sino solamente un cambio físico. Una sustancia (soluto) se disuelve en otra (solvente) formando
una sola fase. Los componentes pueden separarse utilizando procedimientos físicos.
MEZCLAS: Mezclas heterogéneas (más de una fase). Resultan de la mezcla de dos o más
sustancias puras diferentes cuya unión no produce una reacción química sino solamente un
cambio físico.
FASE: Porción de materia con propiedades uniformes. Porción de un sistema separado de los
otros por límites físicos.
SOLUTO: Componente de una solución que se encuentra en cantidad menor. Es la fase de menor
proporción.
SOLVENTE: Componente de una solución que se encuentra en cantidad mayor. Es la fase de
mayor proporción.
SOLUCIÓN ACUOSA: El solvente es el agua. El soluto puede ser un sólido, un líquido o un gas.
CONCENTRACION se refiere a la composición de una solución o, secundariamente, de una mezcla
homogénea (por ejemplo, una aleación de metales).
Una SOLUCIÓN (o disolución) es una mezcla cuyos componentes forman una sola fase.
Se reconocen dos tipos de componentes: el solvente es el componente predominante en una
solución y un soluto es un componente que se encuentra en menor cantidad.
Concentración de las soluciones y su relación con la temperatura
Cuando en una solución hay presente una pequeña cantidad de soluto, comparada con la
cantidad máxima que podría contener a una temperatura determinada, se dice que esa solución
esta diluida. Si seguimos agregando soluto, la solución se ira concentrando. Por eso hablamos de
una solución concentrada, cuando la proporción de soluto disuelta es cercana a la cantidad que
indica su solubilidad, siempre a la misma temperatura.
Podemos seguir agregando soluto a esa solución, pero va a llegar a un punto en el cual no se
disuelva más, y se empiece a depositar el soluto en el fondo del recipiente, en ese caso hablamos
de una solución saturada.
Ahora, puede ocurrir que al disminuir la temperatura de esta solución saturada, la cantidad de
soluto que se deposite en el fondo del recipiente sea mayor, por lo cual estaríamos hablando de
una solución sobresaturada.
La concentración de una solución, es un número que expresa en qué proporción se encuentra
tanto el soluto como en el solvente en una solución determinada. Esta nos indica la composición
de esa solución.
Formas de expresar la concentración de las soluciones
Las palabras concentrada o diluida de una solución, nos indica de la cantidad de soluto que se
puede encontrar en esa solución, comparándola con la cantidad máxima que podría tener a esa
temperatura.
Concentración = cantidad de soluto
Cantidad de solución
MÉTODOS DE FRACCIONAMIENTO DE SOLUCIONES
Estos Son métodos físicos, que por lo general se basan en algún cambio de estado o forma de
distribución de alguno de los componentes de la solución. Por ejemplo:
DESTILACIÓN: Usado para fraccionar soluciones de dos líquidos o de un líquido que se quiere
separar de sus sólidos disueltos. Consiste en someter al sistema a la acción del calor hasta que el
componente de menor punto de ebullición comience a hervir; sus vapores son conducidos a un
refrigerante que los vuelve a condensar. Los dispositivos utilizados para este proceso reciben el
nombre de destiladores o alambiques. Por este proceso se obtiene el agua destilada y se
concentra el alcohol para las bebidas alcohólicas.
DESTILACIÓN FRACCIONADA: Es un método basado en el mismo principio que el anterior pero es
más efectivo cuando el sistema es una solución de varios líquidos de puntos de ebullición
cercanos. Se calienta la solución en una torre de fraccionamiento que suele ser muy alta y cuenta
a distintas alturas con platillos o sistemas de recolección de lluvias. Los vapores ascienden por la
columna pero se van enfriando, se condensan y caen como lluvia que vuelve a calentarse,
evaporarse y subir. Al cabo de un tiempo la columna entra en régimen, es decir que comienzan a
concentrarse a distintas alturas los vapores de los componentes cuyo punto de ebullición es
cercano a la temperatura de ese lugar y entonces son recogidos por los platillos o tubos de
recolección que los sacan fuera de la columna. Por este proceso se destila el petróleo para
separarlo en sus componentes comerciales más conocidos.
ÓSMOSIS: Método usado para separar soluciones de un sólido en un líquido por medio de una
membrana semipermeable que permite que el líquido pase hacia el lado donde la concentración
de soluto es mayor, provocando su disolución. De esta forma filtran la sangre nuestros riñones.
CRISTALIZACIÓN: Se usa para separar sólidos cristalizables de sus soluciones líquidas. Se
concentra la solución por evaporación de un parte del solvente y luego se deja en reposo para
que se formen los cristales que se separan. De esta forma se separa el azúcar de caña de sus
jarabes iniciales.
CROMATOGRAFÍA: Se utiliza para separa los componente de una solución compleja, que no se
pueden separar por otros métodos. Está basado en el fenómeno de capilaridad de los líquidos
que trepan a distintas velocidades por los tubos capilares o poros de materiales absorbentes de
modo que al cabo de un tiempo se han separados en franjas más o menos alejadas del punto de
absorción. Se utiliza mucho en investigación científica sobre todo cuando la proporción de
sustancias disueltas es muy baja, como en los análisis de orina que se realizan en los exámenes
antidoping.
DIFUSIÓN: Usado para separar gases o líquidos. Basado en el mismo principio que la ósmosis.
Una membrana semipermeable deja pasar las moléculade un gas y retiene laVIDADES
DIFUSIÓN: Usado para separar gases o líquidos. Basado en el mismo principio que la ósmosis.
Una membrana semipermeable deja pasar las moléculade un gas y retiene laVIDADES:
-Bosack Alejandro..., coordinado por Fernando H. Schneider; dirigido por Lidia Mazzalomo..
(2011). Física y Química. La naturaleza corpuscular de la materia. Electricidad y magnetismo.
Fuerzas y campos.. Printed Argentina: Ed. Sm.
-Burgos Analía. FISICO-QUIMICA (intercambios de Energía. Estructura y transformaciones de la
materia) Buenos Aires, Argentina. Editorial SANTILLANA Bazo.2011
UNIDAD 3: Estructura de la Materia.
MODELOS ATÓMICOS La pequeña “historia” del átomo es un ejemplo magnífico del MÉTODO
CIENTÍFICO: se idean modelos de como creemos que es la realidad, que son válidos si explican
hechos conocidos y previenen otros desconocidos, y dejan de ser válidos cuando nuevos
resultados experimentales no concuerdan con el modelo. Esto es lo que ocurrió con la idea de
átomo (y probablemente la historia continúe...).
Breve explicación histórica sobre el átomo
Imaginemos que cogemos una hoja de papel de aluminio y que la troceamos en mitades muchas
veces, ¿podríamos dividirla indefinidamente en trozos más y más pequeños? ¿Seguirían siendo
aluminio eses trozos? Los filósofos de la antigua Grecia pensaron mucho sobre esto. Leucipo (450
a.C.) supuso que después de muchas divisiones llegaríamos a tener una partícula tan pequeña
que no se podría dividir más veces. Su discípulo Demócrito, llamó átomos a estas partículas
indivisibles (átomo significa indivisible en griego). Pero para otros filósofos, principalmente
Aristóteles, la idea de átomos indivisibles les resultaba paradójico y la rechazaron. Aristóteles
pensaba que todas las sustancias estaban formadas por mezclas de cuatro elementos: aire,
tierra, agua y fuego. El enorme prestigio de Aristóteles hizo que nadie cuestionase sus ideas, y los
átomos fueron olvidados durante más de 2.000 años.
LOS FILÓSOFOS GRIEGOS NUNCA EXPERIMENTABAN, YA QUE TRABAJAR CON LAS MANOS ERA
COSA DE ARTESANOS; ELLOS SOLO PENSABAN. CREÍAN QUE LA MENTE ERA SUFICIENTE PARA
CONOCER LA VERDAD.
UN MODELO ATÓMICO es una representación que describe las partes que tiene un átomo y
cómo están dispuestas para formar un todo. Veamos los distintos
modelos que han ido surgiendo:
Modelo atómico de Dalton 1808-1810
Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que
conserva sus propiedades.
Un elemento es una substancia que está formada por átomos
iguales.
Un compuesto es una substancia que está formada por átomos distintos combinados en una
relación numérica sencilla y constante.
En una reacción química los átomos no se crean ni se destruyen, solo cambian las uniones
entre ellos Teníamos la siguiente situación a principios del s. XIX: Dalton determinara que la
materia estaba formada por átomos. Distintas experiencias demostraban que la materia podía
ganar o perder cargas eléctricas. Por lo tanto, la pregunta era: ¿LAS CARGAS
ELÉCTRICAS FORMAN PARTE DE LOS ÁTOMOS?
El modelo atómico de Thomson (modelo pudin de pasas)
J.J. Thomson encontró que en los átomos existe una partícula con carga
eléctrica negativa, a la que llamó electrón. Pero como la materia solo
muestra sus propiedades eléctricas en determinadas condiciones (la
electrolisis, la adquisición de carga eléctrica cuando frotamos los cuerpos …), debemos suponer
que es neutra. Así: “El átomo es una esfera maciza de carga positiva en la que se encuentran
incrustados los electrones”
El modelo atómico de Rutherford
Este científico descubrió el protón: partícula que tiene la misma carga que el electrón, pero
positiva, y su masa es unas 1840 veces mayor que la del electrón. Postuló que: El átomo tiene un
núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y prácticamente toda su masa. La
carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones, que están
fuera del núcleo. El núcleo contiene protones en número igual al de electrones del átomo. Los
electrones giran a mucha velocidad en torno al núcleo y están separados de éste por una gran
distancia. La suma de la masa de los protones y de los electrones no
coincide con la masa total del átomo, por lo que Rutherford supuso
que en el núcleo tenía que existir otro tipo de partículas.
Posteriormente, James Chadwick descubrió estas partículas sin
carga, y masa similar a la del protón, que recibieron el nombre de
neutrones.
Modelo atómico de Bohr
Según Plac y Einstein, la energía de un sistema no puede aumentar o disminuir continuamente,
sino a saltos. El electrón se mueve en unas órbitas circulares permitidas (niveles de energía),
donde no admite ni absorve energía. La gran diferencia entre este y el anterior modelo es que en
el de Rutherford los electrones giran describiendo órbitas que pueden estar a una distancia
cualquiera del núcleo, mientras que en el modelo de Bohr
sólo se pueden encontrar girando en determinados niveles.
El modelo actual: llamado mecánico-cuántico Aquí se
sustituye la idea de que el electrón se sitúa en determinadas
capas de energía por la de orbital: zona del espacio donde la
probabilidad de encontrar al electrón es máxima.
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO
Como resultado de todas las investigaciones, el átomo está constituido como sigue: Una zona
central o núcleo donde se encuentra el total de la carga positiva (protones), y la mayor parte de
la masa del átomo (protones + neutrones). El número de protones es fijo para todos los átomos
de un mismo elemento. El número de neutrones puede variar. Una zona externa o corteza,
donde están los electrones, que giran alrededor del núcleo. Hay tantos electrones en la corteza
como protones en el núcleo, por lo que el conjunto del átomo es eléctricamente neutro.
AGRUPACIÓN DE LOS ÁTOMOS EN LA MATERIA. ENLACES QUÍMICOS
Los átomos que constituyen los distintos tipos de materia pueden aparecer aislados o unidos,
formando moléculas o cristales (partículas ordenadas geométricamente formando filas y planos
que se extienden en las tres direcciones del espacio).
Molécula de agua molécula oxígeno Red cristalina metálica
La unión entre dos átomos se llama “enlace químico”. ¿POR QUÉ SE ENLAZAN LOS ÁTOMOS?
Porque juntos tienen menos energía que separados; de hecho los átomos tienden a colocarse de
forma que tengan la menor energía posible.
Enlace químico: es una fuerza de atracción que mantiene unidos a los átomos, iones o moléculas.
Este enlace es siempre de naturaleza electrostática. Los átomos se pueden unir entre sí de tres
formas que dan lugar a tres tipos de enlace diferentes: enlace iónico, enlace covalente e enlace
metálico.
Regla del octeto Los átomos de los gases nobles (He, Ne, Ar... ) no se enlazan con otros átomos:
son gases monoatómicos, eses átomos ya son estables e no precisan enlazarse con otros para
disminuir su energía. ¿Qué tienen de especial estos átomos? Pues que tienen ocho electrones en
la última capa. Los químicos pensaron que los demás átomos deberían tener también tendencia a
tener ocho electrones en la última capa (regla del octeto), y eso pueden conseguirlo enlazándose
con otros átomos ganando, perdiendo o compartiendo algunos electrones.
Enlace covalente: ocurre cuando dos átomos comparten sus electrones como, por ejemplo,
cuando se unen dos moléculas de hidrógeno (H + H = H2). Se da entre los no metales, pues
ninguno tiende a perder sus electrones. ¿Qué mantiene la unión? La fuerza de atracción entre las
cargas positivas de los núcleos y las cargas negativas de los electrones que se comparten. Pueden
formar moléculas, como el agua (gases o líquidos, punto de fusión bajo, no conduce la
electricidad) o redes (cristales) como el diamante o el grafito (temperatura de fusión elevada,
muy duros).
Enlace iónico o electrovalente: es debido a la fuerza de atracción entre iones con cargas de signo
contrario como, por ejemplo, un Cly un Na+ , se atraen y forman NaCl (sal común). Suele darse
entre elementos que están a un extremo y otro de la tabla periódica. O sea, entre no metales y
metales. No forman moléculas sino cristales de modo que el número de cargas positivas sea igual
al de cargas negativas (neutro). Por lo tanto su fórmula indica la proporción en la que se
encuentran los átomos ¿Qué mantiene la unión? La fuerza de atracción entre las cargas positivas
y las cargas negativas que se forman; es decir, la fuerza de atracción entre los cationes y los
aniones. Tiene puntos de fusión altos, en estado sólido no conducen la electricidad pero sí
disueltos; son frágiles.
Enlace metálico: en estos casos ninguno de los átomos tiene más posibilidades que el otro de
perder o ganar los electrones. La forma de cumplir la regla de octeto es mediante la compartición
de electrones entre muchos átomos. Se crea una nube de electrones que es compartida por
todos los núcleos de los átomos que ceden electrones al conjunto. ¿Qué mantiene la unión? La
fuerza de atracción entre las cargas positivas de los núcleos y las cargas negativas de la nube de
electrones. Este tipo de enlace se da entre los metales y sus aleaciones.
ACTIVIDAD PORTAFOLION………………. FECHA …………………………
NOMBRES Y APELLIDOS………………………………………………….
TEMA : UNIONES QUIMICAS
1- Teniendo en cuenta el ejemplo analizado, realizá los mismos pasos para explicar y representar las uniones que se producen en los siguientes compuestos iónicos:
a- Na2 O
b- Al F3 c-
Na Cl d- Mg S e- Al2 O3
2- Uno de los ejemplos más clásicos de compuestos iónicos es la sal de mesa o
CLORURO de SODIO. Te propongo que busqués en algún libro de QUIMICA o de CIENCIAS NATURALES información sobre éste compuesto (su fórmula, su estructura, sus propiedades, etc.)
Los compuestos iónicos se caracterizan por tener elevados puntos de fusión y de ebullición, ser sólido a temperatura ambiente, ser solubles en agua y ser buenos conductores de la corriente eléctrica cuando se encuentran fundidos (en estado líquido) o disueltos en agua. Además no forman moléculas propiamente dichas sino agrupaciones o conglomerados de iones.
3-Dadas las fórmulas de los siguientes compuestos covalentes y siguiendo los ejemplos anteriores, realizá las representaciones de las uniones que se establecen en los mismos:
a- H Cl b- Si O2 c- C H4 d- N H3 e- Cl2 O f- N2 O3 g- H2O
4-Dados los siguientes pares de átomos, ubicada cada par dentro del recuadro correspondiente según el tipo de unión que pude establecerse entre los mismos:
a- cloro-hidrógeno b- b- sodio-azufre c- oxígeno- bromo d- potasio-yodo e- calcio-fluor f- hidrógeno-azufre
UNION IONICA UNION COVALENTE
RECORDÁ!!!
QUE EL HIDROGENO
COMPLETA SU ULTIMO
NIVEL ENERGETICO CON 2
ELECTRONES
g- fósforo-hidrógeno h- oxigeno-fósforo i- hierro-oxigen
las moléculas que poseen unión covalente existen dos grandes grupos: MOLECULAS POLARES MOLÉCULAS NO POLARES
Las MOLECULAS POLARES son aquellas en las que los pares de electrones compartidos
entre los átomos están más cerca de uno de los átomos que del otro, debido a que ese átomo (el que tiene mas cerca los electrones compartidos) tiene mayor fuerza para atraer a los mismos. Por lo tanto sobre ese átomo se crea un polo negativo y sobre el otro átomo un polo positivo. Entre éstas podemos mencionar al agua H2O, como ejemplo
más usual de éste tipo de moléculas.
Las MOLECULAS NO POLARES son aquellas en las que los pares de electrones compartidos
son atraídos con igual fuerza por ambos átomos, por lo tanto esos electrones están a igual distancia de dichos átomos y no se generan polos con carga eléctrica.
5- Identificá que tipo de unión química poseen los siguientes compuestos químicos y luego realiza las representaciones de dichas uniones:
a- H F b- Mg O c- Al Cl3 d- Na2 S e- P2 O3 f- P H3 g- Mg F
1- Representá como sería la estructura de un trozo de alambre de cobre.
2- Uní con flechas las siguientes propiedades con el tipo de compuesto al que corresponde:
Son solubles en agua Tienen brillo IONICOS Están formados solo por metales Son malos conductores de la corriente eléctrica Son sólidos COVALENTES Son poco solubles en agua Son buenos conductores del calor Disueltos en agua conducen la corriente eléctrica Tienen bajos puntos de ebullición METALICOS Están formados solo por no metales Tienen elevados puntos de fusión Forman moléculas
3- Respondé:
a- ¿Cómo será el punto de ebullición de un compuesto formado por calcio y cloro: ALTO o BAJO? ¿Por qué?
b- ¿Se podrá formar una solución acuosa usando como soluto un compuesto formado por carbono e hidrógeno? ¿Por qué?
c- ¿Por qué para fabricar los cables se utilizan metales tales como el cobre o el aluminio?
4-A continuación se presenta información sobre cuatro compuestos diferentes:
COMPUESTO “A”: tiene un punto de fusión de –112°C, es insoluble en agua y no conduce la electricidad. COMPUESTO “B”: es buen conductor de la electricidad tanto sólido como fundido y tiene un punto de fusión de 1495°C COMPUESTO “C”: es soluble en agua, solo conduce la electricidad en estado líquido y funde a 610 °C COMPUESTO “D”: no conduce la electricidad y es insoluble en agua
a- ¿Cuál de los cuatro compuestos es metal? Justificá tu respuesta b- ¿Cuál de los compuestos es iónico? Justificá tu respuesta c- ¿Qué compuestos tienen propiedades de sustancias covalentes? Justificá tu respuesa.
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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, aun cuando éste pueda
desplegar distintas masas atómicas. Es un átomo con características físicas únicas,
aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción química, en otras
más simples. Si existen dos átomos de un mismo elemento con características distintas y, en el
caso de que estos posean número másico distinto, pertenecen al mismo elemento pero en lo
que se conoce como uno de sus isótopos. También es importante diferenciar entre los
«elementos químicos» de una sustancia simple.
Los elementos químicos se encuentran representados en la tabla periódica de los elementos.
Estructura y organización de la tabla periódica
La tabla periódica actual es un sistema donde se clasifican los elementos conocidos hasta la
fecha. Se colocan de izquierda a derecha y de arriba a abajo en orden creciente de sus
números atómicos. Los elementos están ordenados en siete hileras horizontales llamadas
periodos, y en 18 columnas verticales llamadas grupos o familias.53
Hacia abajo y a la izquierda aumenta el radio atómico y el radio iónico.
Hacia arriba y a la derecha aumenta la energía de ionización, la afinidad electrónica y la
electronegatividad.
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Grupos
A las columnas verticales de la tabla periódica se las conoce como grupos o familias. Hay 18
grupos en la tabla periódica estándar. En virtud de un convenio internacional de
denominación, los grupos están numerados de 1 a 18 desde la columna más a la izquierda —
los metales alcalinos— hasta la columna más a la derecha —los gases nobles.
Anteriormente se utilizaban números romanos según la última cifra del convenio de
denominación de hoy en día —por ejemplo, los elementos del grupo 4 estaban en el IVB y los
del grupo 14 en el IVA—. En Estados Unidos, los números romanos fueron seguidos por una
letra «A» si el grupo estaba en el bloque s o p, o una «B» si pertenecía al d. En Europa, se
utilizaban letras en forma similar, excepto que «A» se usaba si era un grupo precedente al 10,
y «B» para el 10 o posteriores. Además, solía tratarse a los grupos 8, 9 y 10 como un único
grupo triple, conocido colectivamente en ambas notaciones como grupo VIII. En 1988 se puso
en uso el nuevo sistema de nomenclatura IUPAC se pone en uso, y se desecharon los nombres
de grupo previos.
Algunos de estos grupos tienen nombres triviales —no sistemáticos—, como se ve en la tabla
de abajo, aunque no siempre se utilizan. Los grupos del 3 al 10 no tienen nombres comunes y
se denominan simplemente mediante sus números de grupo o por el nombre de su primer
miembro —por ejemplo, «el grupo de escandio» para el 3—, ya que presentan un menor
número de similitudes y/o tendencias verticales.
Grupo 1 (I A): metales alcalinos
Grupo 2 (II A): metales
alcalinotérreos
Grupo 3 (III B): familia
del Escandio (tierras
raras y actinidos)
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 (VIII B):
familia del Cobalto
Grupo 10 (VIII B):
familia del Níquel
Grupo 11 (I B): familia
del Cobre
Grupo 12 (II B): familia
del Zinc
Grupo 13 (III A): térreos
Grupo 14 (IV
A): carbonoideos
Grupo 15 (V
A): nitrogenoideos
Grupo 16 (VI A):
calcógenos o anfígenos
Grupo 17 (VII
A): halógenos
Grupo 18 (VIII A): gases
nobles
La explicación moderna del ordenamiento en la tabla periódica es que los elementos de un
grupo poseen configuraciones electrónicas similares y la misma valencia, entendida como el
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número de electrones en la última capa. Dado que las propiedades químicas dependen
profundamente de las interacciones de los electrones que están ubicados en los niveles más
externos, los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares y muestran
una tendencia clara en sus propiedades al aumentar el número atómico.
Por ejemplo, los elementos en el grupo 1 tienen una configuración electrónica ns1 y una
valencia de 1 —un electrón externo— y todos tienden a perder ese electrón al enlazarse
como iones positivos de +1. Los elementos en el último grupo de la derecha son los gases
nobles, los cuales tienen lleno su último nivel de energía —regla del octeto— y, por ello, son
excepcionalmente no reactivos y son también llamados «gases inertes».
Los elementos de un mismo grupo tienden a mostrar patrones en el radio atómico, energía de
ionización y electronegatividad. De arriba a abajo en un grupo, aumentan los radios atómicos
de los elementos. Puesto que hay niveles de energía más llenos, los electrones de valencia se
encuentran más alejados del núcleo. Desde la parte superior, cada elemento sucesivo tiene
una energía de ionización más baja, ya que es más fácil quitar un electrón en los átomos que
están menos fuertemente unidos. Del mismo modo, un grupo tiene una disminución de
electronegatividad desde la parte superior a la inferior debido a una distancia cada vez mayor
entre los electrones de valencia y el núcleo.
Hay excepciones a estas tendencias, como por ejemplo lo que ocurre en el grupo 11, donde la
electronegatividad aumenta más abajo en el grupo. Además, en algunas partes de la tabla
periódica como los bloques d y f, las similitudes horizontales pueden ser tan o más
pronunciadas que las verticales.
Períodos.
Las filas horizontales de la tabla periódica son llamadas períodos. El número de niveles
energéticos de un átomo determina el periodo al que pertenece. Cada nivel está dividido en
distintos subniveles, que conforme aumenta su número atómico se van llenando en este
orden:
1s
2s
2p
3s
3p
4s
3d 4p
5s
4d 5p
6s
4f 5d 6p
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7s
5f 6d 7p
Siguiendo esa norma, cada elemento se coloca según su configuración electrónica y da forma a
la tabla periódica.
Los elementos en el mismo período muestran tendencias similares en radio atómico, energía
de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad. En un período el radio atómico
normalmente decrece si nos desplazamos hacia la derecha debido a que cada elemento
sucesivo añadió protones y electrones, lo que provoca que este último sea arrastrado más
cerca del núcleo. Esta disminución del radio atómico también causa que la energía de
ionización y la electronegatividad aumenten de izquierda a derecha en un período, debido a la
atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones. La afinidad electrónica también muestra
una leve tendencia a lo largo de un período. Los metales —a la izquierda— generalmente
tienen una afinidad menor que los no metales —a la derecha del período—, excepto para los
gases nobles.
La tabla periódica consta de 7 períodos:
Período 1
Período 2
Período 3
Período 4
Bloques
Período 5
Período 6
Período 7
La tabla periódica se puede también dividir en bloques de acuerdo a la secuencia en la que se
llenan las capas de electrones de los elementos. Cada bloque se denomina según el orbital en
el que el en teoría reside el último electrón: s, p, d y f.
El bloque s comprende los dos primeros grupos (metales alcalinos y alcalinotérreos), así como
el hidrógeno y el helio.
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El bloque p comprende los últimos seis grupos —que son grupos del 13 al 18 en la IUPAC (3A a
8A en América)— y contiene, entre otros elementos, todos los metaloides.
El bloque d comprende los grupos 3 a 12 —o 3B a 2B en la numeración americana de grupo—
y contiene todos los metales de transición.
El bloque f, a menudo colocado por debajo del resto de la tabla periódica, no tiene números de
grupo y se compone de lantánidos y actínidos. Podría haber más elementos que llenarían otros
orbitales, pero no se han sintetizado o descubierto; en este caso se continúa con el orden
alfabético para nombrarlos. Así surge el bloque g, que es un bloque hipotético.
Metales, metaloides y no metales.
De acuerdo con las propiedades físicas y químicas que comparten, los elementos se pueden
clasificar en tres grandes categorías: metales, metaloides y no metales.
Los metales son sólidos generalmente brillantes, altamente conductores que forman
aleaciones de unos con otros y compuestos iónicos similares a sales con compuestos no
metálicos —siempre que no sean los gases nobles—. La mayoría de los no metales son gases
incoloros o de colores; pueden formar enlaces covalentes con otros elementos no metálicos.
Entre metales y no metales están los metaloides, que tienen propiedades intermedias o
mixtas.
Metales y no metales pueden clasificarse en sub_categorías que muestran una gradación
desde lo metálico a las propiedades no metálicas, de izquierda a derecha, en las filas:
metales alcalinos —altamente reactivos—,
metales alcalinotérreos —menos reactivos—,
lantánidos y actínidos, metales de transición y metales post-transición.
Los no metales se subdividen simplemente en no metales poliatómicos —que, por estar más
cercanos a los metaloides, muestran cierto carácter metálico incipiente—, no metales
diatómicos —que son esencialmente no metálicos— y los gases nobles, que son
monoatómicos no metálicos y casi completamente inertes. Ocasionalmente también se
señalan subgrupos dentro de los metales de transición, tales como metales refractarios y
metales nobles. and occasionally denoted.
La colocación de los elementos en categorías y subcategorías en función de las propiedades
compartidas es imperfecta. Hay un espectro de propiedades dentro de cada categoría y no es
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difícil encontrar coincidencias en los límites, como es el caso con la mayoría de los sistemas de
clasificación.
El berilio, por ejemplo, se clasifica como un metal alcalinotérreo, aunque su composición
química anfótera y su tendencia a formar compuestos covalentes son dos atributos de un
metal de transición químicamente débil o posterior.
El radón se clasifica como un no metal y un gas noble aunque tiene algunas características
químicas catiónicas más características de un metal. También es posible clasificar con base en
la división de los elementos en categorías de sucesos, mineralógicos o estructuras cristalinas.
La categorización de los elementos de esta forma se remonta a por lo menos 1869, cuando
Hinrichs escribió que se pueden extraer líneas sencillas de límites para mostrar los elementos
que tienen propiedades similares, tales como metales y no metales, o los elementos gaseosos.
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PORTAFOLIO N…….
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- Burgos Analía. FISICO-QUIMICA (intercambios de Energía. Estructura y
transformaciones de la materia) Buenos Aires, Argentina. Editorial SANTILLANA
Bazo.2011
- Matutino José María, Fisicoquímica 3, Buenos Aires, ARGENTINA. Ed. Stella.2011.
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