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El Objetivo principal de esta unidad es que conozcas la composición de la materia y del átomo. Objetivos secundarios. Que seas capaz de interpretar: Los modelos atómicos El concepto de orbital Los números cuánticos La forma y energía de los orbitales La configuración electrónica de los elementos Bibliografía recomendada Fundamentos de Química. Ralph A. Burns. Ed. Prentice Hall. Química. La ciencia central. Brown, Le May, Bursten. Ed. Prentice Hall. Química General. K. Whitten, K. Gailey, R. Davis. Mc.Graw Hill. Tema 1: ESTRUCTURA ATOMICA Química: ciencia experimental que estudia los fenómenos producidos por la materia. Fenómenos físicos: No cambia la naturaleza de la materia. Fenómenos químicos: Cambia la naturaleza de la materia. Ciencia que estudia los fenómenos químicos Diferencia entre fenómenos físicos y químicos Ebullición Oxidación Fenómenos físicos ebullición fusión solidificación condensación Fenómenos químicos Oxidación del hierro Combustión de la madera Observación de los fenómenos Conclusiones cualitativas Reproducción experimental de los fenómenos Conclusión más general La aplica en diferentes condiciones Establece relación cuantitativa entre parámetros que describen el fenómeno LEY Si se verifica bajo diferentes condiciones TEORIA El Método científico Demócrito (400 ac) Dalton (1808) Naturaleza discreta de la materia Nuevos elementos Concepto de masa atómica Fórmula de los compuestos ¿Cómo está constituida? Thompson (1897) descubre los rayos catódicos (electrones) Materia: Todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio Partículas pequeñas e indivisibles: átomos masa p+ = 1,67.10-24 g carga p+ = 1,6.10-19 coul Masa e- = 9,1.10 -28 g carga e- = 1,6.10-19 coul Carga negativa (e-) Carga positiva (p+) Electrones Protones Modelos atómicos Modelo de Thompson (1898) Modelo de Rutherford (1911) Átomo de Bohr La masa no está distribuida uniformemente, sino concentrada en el núcleo Cargas negativas insertas en una masa de cargas positivas Electrón Concepto de orbital Moseley (1913) N° protones es entero y característico de cada elemento Z= número atómico número de protones de cada átomo Átomos neutros: H Na Mg Cl S número de electrones (en un átomo neutro) Rutherford Chadwick (1932) neutrones No tienen carga eléctrica Su masa es algo mayor que la del Protón cationes aniones La masa del núcleo es mayor que la de los protones átomos cargados = iones H+ Mg2+ Na+ Cl- S2- A = protones + neutrones Los elementos se representan: Z= 8 ; A= 16 protones=8 Electrones=8 neutrones = A – protones = 16-8 =8 Surge otro número característico de cada elemento: el número másico o masa atómica = A Los átomos de un elemento que tienen igual Nº de protones pero diferente Nº de neutrones se denominan ISÓTOPOS Isótopos del hidrógeno Isótopos del Carbono 1 1 1 1H 2Η 3Η 1 2 1 4 6 6 C C Protio p+ = 1 e- = 1 n = 0 Deuterio p+ = 1 e- = 1 n = 1 Tritio p+ = 1 e- = 1 n = 2 p+ = 6 e- = 6 n = 6 p+ = 6 e- = 6 n = 8 1. El elemento Flúor (F) tiene Z=9 y A=19. Calcular cuántos electrones, protones y neutrones contiene un átomo neutro del mismo Z =protones =electrones=9; A=protones +neutrones; n=A-p=19-9=10 2. Na: Z=11 y A=23. Calcular el número de electrones que contiene un átomo neutro de sodio y el catión sodio Na Z =protones =electrones=11; A= p + n ; n = A - p =23-11=12 Los átomos neutros tienen igual cantidad de e- y p+ Na+ los átomos con carga han ganado o perdido electrones. Los de carga positiva perdieron electrones Los de carga negativa ganaron electrones 35 80) 4.Calcular el número de electrones que contiene el ion Br - ( Br 5.Calcular el número de electrones que contiene el ion S2- R= 36 e- R= 18 e- p+ = 11 e- = 11 n = 12 p+ = 11 e- = 10 n = 12 e- = 20 n = 20 Ca 3. Ca: Z=20 y A=40. Calcular el número de electrones que contiene el catión Ca2+ p+ = 20 p+ = 20 e- = 18 n = 20 Ca2+ Átomo de Bohr Solo algunas órbitas están permitidas. Éstas son función del momento angular del electrón. Teoría de Bohr (1913) La energía del átomo de H no es una función continua y el átomo puede existir solamente en un N° limitado de estados de Energía (E está cuantizada) Un átomo en estado estacionario no absorbe ni emite energía Para que un electrón pase de una orbita a otra más alejada debe absorber energía (ΔE es positiva) La energía absorbida o emitida por el átomo para pasar de un nivel a otro está cuantizada ΔΕ=h ν Las órbitas permitidas se definen en términos del momento angular del electrón. Solo ciertos valores del momento angular son los permitidos