Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Temas de Química (1)

No description
by

Jorge Pedrozo Romero

on 11 October 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Temas de Química (1)

Distinguir los diferentes niveles de organización de la materia (elemento, compuesto, mezcla, átomos, moléculas, etc.)

Diferenciar las partículas subatómicas que componen al átomo.

Utilizar las propiedades de los elementos y la tabla periódica para explicar el comportamiento de un compuesto.
Objetivos
Temas de Química
1) Temas básicos
1.1 Sustancias químicas
1.1.1 Sustancias puras y elementos
1.1.2 Mezclas homogéneas y heterogéneas

1.2 Estructura atómica
1.2.1 Átomo, protón, electrón, neutrón, número atómico y masa atómica

1.3 Tabla periódica
1.3.1 Metales, no metales y metaloides
1.3.2 Regla del octeto de Lewis
1.3.3 Propiedades periódicas
1.3.3.1 Electronegatividad y tipos de enlace

1.4 Óxidos básicos, óxidos ácidos, ácidos, bases y sales

1.5 Mol
1.5.1 Concepto
1.5.2 Cálculos
1.1 Sustancias químicas
La materia es algo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Se puede clasificar de acuerdo a su estado físico o por su composición (químico) En esta presentación, se hará énfasis en la composición:
1.2 Estructura atómica
En 1808, un científico y maestro de escuela, John Dalton, desarrolló un modelo atómico de la materia, el cuál es antecedente en la química moderna.
1.3 La tabla periódica
Recordemos que un elemento es una sustancia en el cuál todos los átomos tienen el mismo número de protones, es decir, son del mismo tipo.
1.4 Óxidos básicos, anhídridos, ácidos, bases y sales.
1.5 El mol
Un mol es una unidad de medida que se utiliza en química.
1.1.1 Sustancias puras
Una sustancia pura es aquella que tiene una composición definida y un conjunto de propiedades únicas.
En este ejemplo, podemos considerar los tubos de PVC como sustancia pura, porque están hechos del mismo material y poseen propiedades únicas, como densidad, resistencia térmica, punto de fusión, etc.
Las sustancias puras pueden ser elementos o compuestos.
Un elemento es un tipo de sustancia pura que no puede ser descompuesto en dos o más sustancias simples.
Un compuesto es otro tipo se sustancia pura que está formado por dos o más elementos. A la derecha tenemos un compuesto común, la sal de mesa (Cloruro de sodio)
1.1.2 Mezclas
Una mezcla es la combinación de dos o más sustancias puras, de tal manera que los componentes de la mezcla conserven su identidad química.
Podemos clasificar las mezclas en dos tipos:

- Homogénea
- Heterogénea
Una mezcla homogénea, o mezcla
uniforme, es aquella en donde la proporción de sus constituyentes es la misma en toda la mezcla. Por ejemplo, el pomo de latón de una puerta, es una mezcla homogénea de cobre y cinc.
Una mezcla heterogénea, es aquella en donde la proporción de sus constituyentes varía en toda la mezcla. Por ejemplo, el granito es una mezcla heterogénea, ya que incluso a simple vista se pueden observar sus componentes.
En resumen...
De este modelo, podemos rescatar 3 postulados importantes:
Postulado 1
Un elemento está compuesto por diminutas partículas llamadas átomos.
Todos los átomos de un elemento dado poseen las mismas propiedades químicas.
Átomos de diferentes elementos presentan diferentes propiedades.
Átomos diferentes tienen pesos diferentes.
Postulado 2
En cualquier reacción química, los átomos migran de una sustancia a otra, pero ningún átomo desaparece o se transforma en otro.
Postulado 3
Los compuestos son formados cuando átomos de dos o más elementos diferentes se combinan.
En un compuesto dado, el número relativo de átomos de cada clase es finito y constante.
En general, estos números pueden ser expresados como enteros o fracciones simples.
Relación 2:1
Relación 1:1
Electrones
La primera evidencia sobre la existencia de las partículas subatómicas, provienen de los estudios realizados sobre la conductividad eléctrica de los gases a presiones muy bajas.
En el experimento de los rayos catódicos, Thompson observó que este haz de luz podía desviarse si se acercaban unas placas eléctricamente cargadas.
Modelo atómico
El budín con pasas
En este modelo, Thompson proponía que los electrones estaban incrustados sobre la superficie del átomo, como en un budín con pasas.
Protones y Neutrones
En 1911, Ernst Rutherford y sus estudiantes realizaron una serie de experimentos para confirmar las ideas que se tenían del átomo.
Por análisis matemático, Rutherford concluyó que la mayor parte del átomo está vacío, con un núcleo pequeño en el centro, cargado positivamente.
Rayos catódicos
Con este experimento, Thompson pudo calcular la relación masa/carga del electrón y propuso un modelo atómico (El budín con pasas)
Introducción
Para empezar, permíteme felicitarte por tu interés y entusiasmo por querer conseguir un título universitario. Yo pienso que si una persona quiere superarse y mejorar su estilo de vida, lo primero que tiene que hacer es esforzarse, y estudiar es el primer paso.

Los materiales que estoy compartiendo contigo tienen la finalidad de ayudarte a comprender mejor los temas que vienen en el examen de ingreso a la UNAM. El que te aprendas de memoria las cosas no te ayudará a obtener una mayor cantidad de aciertos. Esfuérzate en comprender y razonar los puntos más importantes, y sobre todo, repasa al menos 20 o 30 minutos al día.

También busca otras fuentes de información. Para el nivel de conocimientos que te exige el examen, no es necesario consultar libros caros o especializados en química. Es más, puedes encontrar lo que necesitas en Youtube, Khan academy, Wikipedia, etc.

Te invito a que intentes aprender (por primera vez en tu vida) y no a memorizar (como lo venías haciendo en la escuela) Si tienes dudas, preguntas, comentarios o sugerencias; puedes escribirme a mi correo
freddy0289@gmail.com
o en el grupo de facebook.
Atentamente
Jorge J. Pedrozo Romero
Estudiante de la Licenciatura en Química
Él y sus estudiantes bombardearon una delgada lámina de oro con partículas alfa (las partículas alfa son átomos de Helio que se le han sustraído los electrones)
Ellos encontraron que la mayoría de las partículas alfa pasaban a través de la lámina, otras eran desviadas y muy pocas rebotaban de regreso.
Más tarde, se propuso que el átomo se asemejaba a nuestro sistema solar, en donde el núcleo ocupaba el centro (como el sol) y los electrones giraban entorno a él como si fueran planetas.
Con estos resultados, los científicos pronto se dieron cuenta que lo único que diferencia un átomo de Hidrógeno a uno de Potasio era el número de protones.
A la cantidad de protones que hay en el núcleo de un átomo se le llama número atómico, se simboliza con la letra "Z" y es una propiedad única de cada elemento.
Cuando analizaban los elementos con esta nueva técnica, se dieron cuenta que había átomos con el mismo número de protones pero que pesaban diferente.
¿Qué partícula subatómica podría hacer que un átomo mantenga el mismo número de protones, pero a la vez lo haga más pesado?
En los estudios que se realizaron sobre la radioactividad, los científicos encontraron que algunas veces el hidrógeno emanaba radiación y otras veces no.
Para explicar este fenómeno, se utilizó una nueva técnica de análisis, llamada espectrometría de masas. Esta técnica es capaz de ionizar la materia y medir su relación masa/carga, proporcionando así información sobre "cuánto pesa" un ión.
En la imagen de arriba se observa el proceso para convertir un átomo en un ión. Un ión se define como una especie con carga.
Recordemos que si variamos el número de protones en el núcleo, entonces cambiamos el tipo de elemento del que estamos estudiando.
A las nuevas partículas subatómicas se les llamó neutrones.
Aquellos átomos que tienen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones se les llama isótopos.
No pueden ser los electrones porque poseen carga negativa y son 1,800 veces menos pesado que los protones.
La solución fue que en el núcleo existían partículas que pesaban igual que un protón pero carecían de carga.
Por ejemplo, el hidrógeno puede encontrarse en tres isótopos: Hidrógeno, Deuterio y Tritio.
El único que es radioactivo es el tritio.
Las propiedades químicas que presenta cada elemento depende del número atómico, el cual puede leerse de la tabla periódica.
La tabla periódica es una lista donde se concentran los símbolos que representan a los elementos, números atómicos y sus masas atómicas.
Los elementos de las columnas 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y 18 se les conoce como
elementos representativos
. Los elementos de las columnas 3 a 12 se les llama
elementos de transición
.

*De aquí en adelante, me referiré a las columnas como familias.

Los elementos que se encuentran en una misma familia, generalmente exhiben propiedades químicas muy similares. Debido a lo anterior, algunas familias reciben un nombre especial.
En base a las observaciones experimentales, podemos decir:
Los
no metales
, poseen las siguientes características:
Por ejemplo, la familia uno recibe el nombre de
alcalinos
, porque sus óxidos forman hidróxidos (o bases) cuando se combinan con el agua.
1.3.1 Metales, No metales y Metaloides
Azufre
1.3.2 Regla del octeto de Lewis
En los primeros años de 1900, un fisicoquímico americano, Gilbert Newton Lewis, propuso la idea del enlace covalente para explicar las propiedades que mostraban los compuestos que contenían algún elemento no metálico.
Los
metales
poseen las siguientes características:

"La tabla periódica es un arreglo de los elementos, en orden creciente del número atómico, y colocados en filas horizontales; de manera que los elementos con propiedades similares se encuentren alineados en columnas (familias)"
En la tabla periódica podemos encontrar más de 80 elementos que se consideran
metálicos
.
Son buenos conductores eléctricos.
Son buenos conductores térmicos.
Tienen lustre (brillan con facilidad)
Alta densidad.
Se encuentran en estado sólido a temperatura ambiente.
(a excepción del mercurio)
No conducen la electricidad.
Son malos conductores térmicos.
No tienen lustre (no brillan)
La mayoría se encuentran como gases a temperatura ambiente.
Son muy blandos o quebradizos.
Los
metaloides
son elementos que son difíciles de clasificar porque poseen características metálicas y no metálicas
Antimonio
Plata
A pesar que el antimonio muestre "brillo metálico", se considera
metaloide
porque no es buen conductor eléctrico ni térmico si lo comparamos con un metal.
Los elementos también se pueden clasificar por su importancia biológica.
Los elementos esenciales para la vida son los que se encuentran en amarillo y verde. Los elementos traza son aquellos que son importantes para llevar a cabo procesos metabólicos o enzimáticos pero que se necesitan en cantidades tan pequeñas, que apenas si los equipos pueden detectar su presencia en el cuerpo humano.

Los elementos tóxicos son aquellos que, inclusive en pocas cantidades, son dañinas para la salud.

Pero también, los elementos traza se pueden volver letales si aumenta su cantidad en el cuerpo humano. Por ejemplo, el selenio es un elemento importante para mantener un buen estado de salud; tu cuerpo necesita 0.00005g al día para estar saludable, pero si consumes 0.001g puede ser letal.
Para estos compuestos, se le ocurrió la idea que los elementos formaban un enlace covalente. Para explicarlo, propuso la regla del octeto.
Se forma un enlace covalente cuando dos o más átomos comparten sus electrones.
El enlace iónico se forma cuando un átomo cede su electrón y otro lo recibe. En particular, se forman especies cargadas o iones.
Regla del octeto:
Los átomos cederán, compartirán o ganarán electrones para llenar la capa más externa.
A la izquierda, tenemos dos átomos de oxígeno compartiendo sus electrones. Abajo un átomo de sodio cede su electrón y lo gana un átomo de cloro.
Algunos principios básicos que puedes usar para hacer estructuras de Lewis son:
Recuerda que los elementos que no pertenezcan a los metales de transición, buscan completar con 8 electrones sus capas más externas (a excepción del hidrógeno, que lo llena con 2)

Dependiendo a que familia corresponda el elemento, es el número de electrones que hay en sus capas más externas.
En la siguiente tabla se esquematiza con puntitos los electrones que poseen los elementos en sus capas más externas.
Los electrones (puntitos) que se encuentran sin pareja, son los electrones que utiliza el átomo para formar enlaces. Por ejemplo, para formar una molécula de agua, el oxígeno tiene dos electrones sin enlazar mientras los hidrógenos solo tienen un electrón:
La tabla que se encuentra arriba muestra las electronegatividades de la escala de Pauli. Siguiendo la escala, cuando dos átomos forman un enlace, se puede determinar si es covalente o iónico con las siguientes reglas:

Si la diferencia entre sus electronegatividades es mayor a 1.7 es enlace iónico

Si la diferencia entre sus electronegatividades es menor a 1.7 es enlace covalente
1.3.3 Propiedades Periódicas
Al principio de este subtema (1.3 La tabla periódica) se enunció que las propiedades físicas y químicas de los elementos están relacionados con el número atómico.
Enlace covalente e iónico
La electronegatividad es la capacidad que tiene un átomo de atraer los electrones que forman el enlace.
1.3.3.1 Electronegatividad
Cuanto mayor es la electronegatividad de un átomo, mayor es la atracción que hay por los electrones.
Para calcular la electronegatividad de un elemento se toman en cuenta varios factores, entre ellos se encuentra la energía de ionización.*

*Observa las relaciones que existe entre el radio atómico, la energía de ionización, la electronegatividad y los tipos de enlace.
Rigurosamente hablando, no se puede medir el "tamaño" de un átomo; es como si quisiéramos medir el tamaño de una nube.

Pero lo que si se puede medir es el radio atómico. El radio atómico es la mitad de la distancia que existe entre los núcleos de dos átomos en una sustancia elemental. Para ello, se consideran a los átomos como si fueran esferas perfectas:
Tabla de radios atómicos. Para mayor información consulta:

“Sizes of Atoms and Ions”, section 7.2 from the book Principles of General Chemistry (v. 1.0)

http://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/s11-02-sizes-of-atoms-and-ions.html
Energía de ionización
La energía de ionización es una medida de qué tan difícil es remover un electrón de un átomo.

Si la energía de ionización es más alta, entonces es más difícil quitarle un electrón al átomo.
Este es el principio básico por el cual los elementos se ordenan en la tabla periódica.

Cuando se agrupan los elementos por familias es porque sus propiedades químicas son muy similares.
Radio atómico
En muchas ocasiones, los elementos no se encuentran en la naturaleza como puros, sino en mezclas, compuestos u óxidos.
Óxidos básicos
Ácidos y bases
En la vida diaria estás en contacto con sustancias ácidas o básicas. Algunas sustancias ácidas tienen un sabor agrio y cambian el color a rojo del papel tornasol. Mientras que algunas sustancias básicas tienen una consistencia jabonosa, sabor amargo y cambian el color a azul del papel tornasol.
Nomenclatura
Un óxido básico es un compuesto formado por un
metal
(en particular los alcalinos o alcalinos térreos) y
oxígeno
.
Ca
+
O
= CaO
Algunas características son:

Forman hidróxidos (bases) si entran en contacto con el agua

Forman sales si entran en contacto con ácidos
Óxidos ácidos (anhídridos)
Un óxido ácido es un compuesto formado por un
no metal
y
oxígeno
:
Dióxido de nitrógeno
Algunas características son:

Forman ácidos cuando entran en contacto con el agua

Forman sales cuando entran en contacto con las bases
Según Brönsted y Lowry:
Según Svante Arrhenius:
Para nombrar óxidos, se utiliza un prefijo para denotar el número de oxígenos que tiene:

mono* (1)
di (2)
tri (3)

*opcional
Óxidos básicos y ácidos
Parte 1
Sales
Una sal es el producto de un ácido y una base. Para nombrarlas, la terminación del ácido se cambia por el correspondiente anión que forme.
Después del anión sigue el nombre del catión. Existen dos sistemas para nombrarlo: tradicional y stock.
Sistema stock
Tradicional
Para evitar poner prefijos a los elementos, con los cuales estamos formando los óxidos, se utiliza la nomenclatura stock o tradicional.
Sistema stock
Tradicional
En el sistema Stock, se coloca en paréntesis la valencia, en número romano, del catión que conforma la sal. En caso de que solo tenga una valencia, se puede omitir en el nombre.
En el sistema tradicional, se le coloca la terminación -ico si tiene la máxima valencia u -oso si tiene la mínima valencia.
*Para algunos metales, se toma la raíz latina
En el sistema stock, se coloca en paréntesis la valencia, en número romano, del elemento que es diferente del oxígeno.
En el sistema tradicional, se le pone la terminación -ico u -oso dependiendo de la valencia del elemento que es diferente del oxígeno.
*Algunos metales se nombran por su raíz latina
Por ejemplo, generalmente compras una
docena
de rosas para tu pareja; con tus amigos compras
six
de cervezas o una
yarda
.
Debido a que los químicos trabajan con moléculas o átomos; su número es tan grande que incluso tiene un nombre especial:
¡Podríamos pagar el presupuesto nacional por los próximos 75 mil millones de años! (y aún nos sobraría dinero)
Número de Avogadro
¿Qué pesa más, una docena de huevos o una docena de flores?
Para saber cuánto pesa un mol de algún elemento, basta consultar la tabla periódica y buscar su masa atómica.
Cálculos
Para resolver problemas que involucren los temas revisados en esta presentación, consulta el documento:
El número de Avogadro es tan grande, que si tuviéramos un mol de monedas de 50 centavos:
A pesar que tengan la misma cantidad de elementos, ambos pesan diferente, así que un mol de hidrógeno pesa diferente a un mol de oxígeno.
1 mol de nitrógeno pesa 14g
1 mol de oxígeno pesa 16g
Lo puedes encontrar en la sección de documentos del grupo de facebook.
Ejercicios parte 1
Full transcript