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1 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 ¡Hola chicos! El tema de esta propuesta los invita a profundizar un poquito más acerca de Tabla Periódica y sus propiedades químicas. . Objetivos: • Reconocer los principales grupos de elementos y sus características. • Relacionar conceptos de teoría atómica con la tabla periódica. • Identificar algunos patrones de variación de propiedades de los elementos. • Articular teoría y práctica a través de ejemplos • Desarrollar habilidades para la comprensión, interpretación y resolución de consignas. Para realizar las actividades sugerimos: Que leas con mucha atención y varias veces para ir comprendiendo. Que analices los ejercicios de ejemplo, ya resueltos y luego intentes resolver las actividades. Pero siempre recurre al marco teórico, si te surge alguna duda. Si tienes dudas o dificultades puedes comunicarte con nosotras, al mail y otros canales de comunicación que te facilitarán las preceptoras. Este material que enviamos está planificado para que ustedes, los resuelvan en las semanas del 22 de septiembre al 16 de octubre. Debes organizar bien tus tiempos. Se identifica con el nombre: Trabajo N°2 -2da etapa Si puedes imprimirlo lo colocas en tu carpeta y resuelves, si no es posible imprimir, copia las consignas y resuelve, dejándolo plasmado en la carpeta, es muy importante que todo este guardado y organizado en tu carpeta, indicando los títulos del trabajo. Esta propuesta es a continuación de las anteriores. Recuerda colocar nombre en todas las hojas de la carpeta y, también enumerarlas (1, 2, 3, 4,…). Una vez concluido envía los trabajos al mail: ensaga.csnat3@gmail.com en el formato que desees: word, pdf, fotos, etc. Si envías fotos, solamente envía los ejercicios resueltos, (la parte de actividades para resolver). Asegúrate que las fotos sean lo más nítidas posibles y en posición vertical. Es importante que todos los trabajos estén correctamente identificados en los archivos que nos envíen, especificándolo en el asunto del mail, de la siguiente manera: Trabajo N°2-2da etapa- Química 3°año división -Alumno (Apellido y nombre) Ejemplo: Trabajo n°1-2da etapa- Química 3°E-Perez Juan Tus docentes: Muchut, Silvia (3°A) ; Viteri, Laura (3°B-C); Marasca, Vanesa (3°D) ; Puddu, Jesica (3°E) 2 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 TABLA PERIODICA ACTUAL En 1913 el científico Henry Moseley, en base a investigaciones estableció concepto de número atómico (Z), este indica el número de cargas positivas del núcleo (protones) y coincide con el número de electrones que posee el átomo. Así se logró actualizar la tabla, ordenando los elementos en función de su número atómico creciente. ¿Cómo está organizada la tabla periódica? Los periodos son las filas en las que se ordenan los elementos y se designan del 1 al 7. El número de periodo indica el número de nivel de energía externo. Si se recorre de izquierda a derecha la tabla, se observa que cada elemento tiene, en su capa externa un electrón más que el anterior. Por ejemplo, el Sodio (Na) y el Azufre (S) pertenecen al periodo 3, que se corresponde con su ultimo nivel de energía. Sodio (Z=11): N1:2 e-, N2:8e-, N3: 1 e- Azufre (Z=16): N1:2e- N2:8e- N3:6e- Los grupos son dieciocho, designados del 1 al 18, aunque también se los indica con números romanos y letras, (nomenclatura antigua). Todos los elementos del mismo grupo tienen la misma cantidad de electrones en su último nivel de energía. Nitrógeno (Z=7): N1:2 e-, N2:5e- Fosforo (Z=15): N1:2e-, N2:8e-, N3:5e- Ambos, en el último nivel tienen 5 e- 3 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 Los grandes grupos de la tabla periódica Para describir todos los elementos de la tabla tenemos que empezar por el grupo 18, el de los gases nobles o inertes. Se llaman así porque son estables y muy pocos reactivos. Esta característica tan especial se debe a que todos estos elementos tienen su ultimo nivel de energía completo, estos electrones en todos los elementos químicos son los que intervienen en las uniones químicas, y al estar completa no cede ni comparte, ya lo veremos en detalle. Los metales tienden a perder electrones, se convierten en iones con carga positiva o cationes, de esta manera ganan estabilidad, quedando con su nivel de energía completo, pareciéndose al gas noble más cercano en la tabla. Presentan brillo característico, son sólidos a temperatura ambiente, dúctiles y maleables. Son excelentes conductores del calor y la electricidad. Los no metales tienden a ganar electrones, se transforman en iones negativos o aniones, así completan también su nivel de energía externo y ganan estabilidad. Por ejemplo, el Azufre tiende a ganar dos electrones y así se asemeja al Argón. Se encuentran en los tres estados de agregación, el carbono es sólido, el bromo es líquido y el oxígeno es gaseoso. En general los no metales son sólidos muy duros y quebradizos. Además, son malos conductores del calor y la electricidad. En la tabla periódica los metales se ubican a la izquierda y en el centro, mientras que los no metales se localizan a la derecha, excepto el hidrogeno, que es un caso particular, ya que posee un solo electrón en su último nivel, se lo ubica en el grupo 1. Entre los metales y los no metales se encuentran los metaloides, es un pequeño grupo constituido por el boro, silicio, germanio, arsénico, antimonio, telurio y polonio. Presentan propiedades en común con los grupos anteriores. Tienen brillo metálico y son sólidos a temperatura ambiente, pero son semiconductores, es decir pueden comportarse como conductores o también como aislantes. Dijimos que los metales y no metales tenían la tendencia de transformarse en iones. Vamos a profundizar este tema, ya que es importante entenderlo. Los átomos son eléctricamente neutros, esto quiere decir que al tener la misma cantidad de protones (+) en su núcleo, que electrones (-) en sus niveles de energía, la carga neta es cero (0). Que ocurre entonces cuando un átomo pierde electrones, se produce un desbalance de cargas ya que va a tener más protones que electrones y queda cargado positivamente. A estos elementos que perdieron electrones se los llama cationes y su carga es positiva (+). Que ocurre entonces cuando un átomo gana electrones, se produce un desbalance de cargas ya que va a tener más electrones que protones y queda cargado negativamente. A estos elementos que ganaron electrones se los llama aniones y su carga es negativa (-). Los átomos de los metales tienen menos de cuatro electrones en su órbita externa y tienden a perderlos. Los átomos de los no metales tienen más de cuatro electrones en su órbita externa y tienden a ganar electrones. Los átomos de los metales que tienen en su órbita externa 1,2 o 3 electrones tienden a perderlos, transformándose en cationes. 4 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 Los átomos de los no metales que tienen en su órbita externa 5,6 o 7 electrones tienden a ganarlos, hasta llegar a tener ocho transformándose en aniones. Como representamos a los iones? De acuerdo al atomo del cual proviene, ponendo su carga y el numero de electrones perdidos o ganados. Ejemplos: Tenemos que fijarnos cuantos electrones tiene el atomo en su ultimo nivel, para ver cuantos electrones puede perder o ganar, según corresponde. Litio: Li , tiene 1e- en su ultimo nivel, cuando pierde 1e- , se transforma en cation Li+1 Calcio: Ca, tiene 2e- en su ultimo nivel cuando pierde 2 e-, se transforma en cation Ca+2 Cloro: Cl , tiene 7e- en su ultimo nivel, cuando gana 1e- , setransforma en anion Cl-1 Oxigeno: O , tiene 6e- en su ultimo nivel, cuando gana 2e- , se transforma en anion O-2 5 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 Propiedades periódicas A medida que recorremos a lo largo un grupo o un periodo de la tabla periódica, veremos que algunas propiedades de los elementos varían en forma gradual. Y se repiten secuencialmente. Esta periodicidad en las propiedades de los elementos permite estudiarlos y predecir el comportamiento químico y las propiedades físicas de algún elemento en particular. Vamos a desarrollar estas tres propiedades: Radio atómico Energía de ionización Electronegatividad Radio atómico: Es importante que sepas que el concepto del tamaño de un átomo no es preciso, ya que la nube de electrones que rodea al núcleo no tiene una frontera definida. Sin embargo, por convención consideraremos los átomos esféricos y tomaremos como radio atómico la mitad de la distancia entre dos núcleos. El radio se mide en angstroms y se determina experimentalmente. Aumenta de derecha a izquierda en un período, y en cada grupo aumenta de arriba hacia abajo. Energía de ionización: Es la energía necesaria para convertir en un catión a un átomo en estado gaseoso. Aumenta de izquierda a derecha y de abajo hacia arriba. 6 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 Electronegatividad: Es la tendencia de un átomo a ganar o captar electrones cuando participa de una reacción química. Aumenta de izquierda a derecha en un período, y de abajo hacia arriba, en un grupo. Grupos de la tabla periódica Metales alcalinos: Son los que pertenecen al grupo I. Este grupo incluye el Litio (Li), el Sodio (Na), el Potasio (K), el Rubidio (Rb), el Cesio (Cs) y el Francio (Fr). No se encuentran libres en la naturaleza, son metales blandos, blancos-plateados y brillantes. Son tan blandos que pueden cortarse con un cuchillo. En el laboratorio se los suele guardar sumergidos en aceite para evitar que reaccione con el agua o con el oxígeno del aire. Aunque los metales alcalinos tienen pocos usos conocidos, a diario se utiliza alguna de las sustancias que lo contienen, como el cloruro de sodio o sal común para sazonar los alimentos. Metales alcalino-térreos: Son los que pertenecen al grupo II. No se encuentran libres en la naturaleza. Dos de estos metales el calcio y el magnesio, son de suma importancia en la industria y para la salud de las personas. El magnesio forma aleaciones muy livianas con el aluminio que se emplean en la fabricación de aviones y también en los fuegos artificiales. El calcio es importante para que tus dientes y tus huesos estén saludables. Metales de transición: Se encuentran ubicados en los grupos 3 al 12. Muchos de estos elementos forman parte de los pigmentos utilizados por los pintores impresionistas. Los nombres de estos metales son muy conocidos, especialmente por sus usos y aplicaciones: estaño, hierro, níquel, mercurio, cinc, oro, plata etc. Por ejemplo, el oro y la plata se emplean en orfebrería; el cinc el níquel y el hierro en construcciones como edificios y puentes; el estaño en soldaduras. El mercurio es un caso especial ya que es el único metal que se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente. Metales de transición interna o tierras raras: Estos elementos están ubicados en la parte inferior de la tabla. Se separan para que la tabla no sea tan larga. Una hilera comienza con el lantano (La), por lo que todos los elementos de la hilera forman la serie de los lantánidos. La siguiente hilera comienza con el actinio (Ac), por lo que la serie toma el nombre de actínidos. Estos elementos forman parte de los períodos 6 y 7 y son denominados elementos de transición interna o tierras raras. Son llamados tierras raras porque antiguamente a los óxidos se los llamaba de este modo y como estos elementos forman una mezcla de óxidos, de ahí su nombre y raras `porque se 7 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 trata de elementos pocos abundantes en la naturaleza, sin embargo, no es así. Algunos son más abundantes que el plomo, oro o el platino. Lo cierto es que como estos elementos son muy difíciles de separar de sus minerales, antiguamente es raro que se los utilizara. Hoy se emplea los lantánidos en la industria de las aleaciones. El actínido más conocido es el uranio empleado en los reactores nucleares de las centrales generadoras de electricidad. Gases nobles o inertes: Llevan ese nombre porque no son reactivos, es decir que no forman compuestos con otros átomos. Todos los gases nobles se encuentran en la atmósfera: helio, neón, argón, criptón, xenón y radón. Algunos son muy comunes, ¿viste los globos que flotan atados a una cuerda o los dirigibles? Están llenos con helio. Estos elementos gaseosos lucen colores característicos y se los utiliza para rellenar tubos luminosos; por ejemplo, el neón produce un color naranja y el argón un azul claro. Halógenos: Son los elementos químicos que forman el grupo 17. El primero de los elementos es el Flúor, extremadamente oxidante y electronegativo, de hecho, es el más electronegativo de la tabla. Sus compuestos son muy importantes en la industria son utilizados en la producción de lubricantes y anticongelantes. El Cloro se aplica como agente blanqueador. Los compuestos de Bromo se utilizan en medicina, como sedantes. El Iodo es fundamental para el metabolismo humano, ya que es un componente de la hormona tiroidea. ACTIVIDADES 1) Colocar en el esquema de la tabla periódica, la letra y la dirección de la flecha según corresponda para cada una de las siguientes propiedades periódicas. a) Radio atómico creciente. b) Energía de ionización creciente. c) Electronegatividad creciente 8 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 2) Leer las definiciones y resolver el siguiente acróstico: a) Apellido del científico que publicó la primera versión de la tabla periódica de los elementos. b) Conjunto de elementos químicos que son buenos conductores del calor y la electricidad, poseen brillo, son dúctiles y maleables. c) Nombre de una fila en la tabla periódica de los elementos. d) Criterio por el cual los elementos están ordenados en la tabla periódica actual. e) Conjunto de elementos entre los metales y no metales. f) Nombre de los elementos del grupo 17. g) Grupo de elementos no reactivos. h) Propiedad periódica que se define como la tendencia de un átomo a ganar o captar electrones cuando participa de una reacción química. i) Nombre que reciben las columnas en la tabla periódica de los elementos. 3) Resuelve: I. Ubicar los siguientes elementos en la Tabla Periódica: H, Na, k, Ca, Ba, Fe C N O S F Cl Br He 9 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 II. Responde según los elementos especificaos en la consigna I: a) ¿Cuál o cuáles de estos elementos son representativos, de transición y transición interna?. b) ¿Cuáles pertenecen a un mismo grupo? c) ¿Cuáles pertenecen a un mismo período? d) ¿Cuáles son gases inertes, halógenos y metales alcalinos? e) ¿Cuáles son buenos conductores del calor y la electricidad? f) Qué elemento tiene mayor número atómico. 4) Indicar si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o Falsas (F) a) El radio atómico disminuye de izquierda a derecha en un período por la atracción que ejerce el número creciente de protones sobre los electrones. b) En cada período, el gas noble correspondiente es el elemento que tiene mayor energía de ionización. c) El caráctermetálico de los elementos de la tabla periódica varía de la misma forma que la electronegatividad. d) El radio atómico en un grupo aumenta de arriba hacia abajo, ya que en ese sentido disminuye el tamaño de los orbitales. e) La energía de ionización aumenta de izquierda a derecha. f) El radio atómico del Sn es mayor que el Pb g) El elemento más electronegativo es el flúor. 5) Las siguientes notaciones representan elementos que se transformaron en iones, en cada caso determina: cuál es el elemento, clase de ion, cuantos electrones perdió o gano. 10 CB – 3 AÑO – Ciencias Naturales: Química 2° Trabajo de la 2da Etapa. - ENSAGA 2020 a) 11 Na +1 ...................................................................................................................... b) 12 Mg+2………………………………………………………………………………………………………………… c) 17Cl-1 ……………………………………………………………………………………………………………… d) 8O-2 ……………………………………………………………………………………………………………… e) 13Al+3 ………………………………………………………………………………………………………….. 6) Te animas a realizar un esquema de los iones del punto anterior iones, a donde dibujes el núcleo con sus protones y los niveles de energía con sus electrones. Inténtalo!!!!! Te dejamos esta imagen a modo de ejemplo que le ocurre al átomo de sodio cuando pierde su electrón del ultimo nivel para convertirse en un catión.
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