lunes, 31 de mayo de 2010

unidad 5


EL ENLACE QUIMICO



El enlace químico es la fuerza que une a los atomos para formar las moléculas.

Como ya se ha dicho es un proceso de estabilización por interacciones electrónicas donde cada átomo trata de alcanzar la configuración electrónica del gas noble más cercano. Por lo general los gases nobles tienen 8 electrones de valencia, de allí se acostumbra a decir que el enlace químico se forma cumpliendo la "regla del octeto".

La energía de estabilización se denomina también la energía de enlace y corresponde además de la energía liberada cuando se forma el enlace a la energía necesaria para romper el enlace.


TIPOS DE ENLACES Y POLARIDAD DE LOS ENLACES

Existen dos mecanismos para cumplir la regla del octeto.

  1. ENLACE IONICO. Cesión de electrones, de parte de un átomo fuertemente electropositivo a otro fuertemente electronegativo. Formación de iones positivos y negativos y atracción electrostática entre ellos.

  2. ENLACE COVALENTE. Compartición de parejas de electrones entre átomos de parecida o igual electronegatividad. Electrones compartidos con spines opuestos y atracción magnética.



ENLACE COVALENTE DATIVO Y CARGAS FORMALES

Se presenta con relativa frecuencia la situación que para formar un enlace covalente o de compartición, es uno de los átomos participantes del enlace el que aporta la pareja de electrones del enlace. El enlace que se forma se llama covalente dativo y va acompañado de desbalances de cargas eléctricas que deben ser determinados para tener una clara visión de la situación molecular.

Los desbalances de cargas eléctricas se detectan mediante el cálculo de las cargas formales haciendo uso de la siguiente relación:

CF = N° de electrones de valencia - ( N° electrones no enlazantes + 1/2 N° electrones enlazantes )

LA RESONANCIA ELECTRÓNICA

" Cuando para una molécula se puede escribir varias varias configuraciones de Lewis correctas ( sin cambiar de posición los átomos) , la verdadera configuración es una mezcla de todas ellas que se denomina hibrido de resonancia y dónde la importancia de cada estructura contribuyente es proporcional a sus estabilidad."


Reglas de la resonancia electrónica

1).- Al escribir estructuras resonantes se desplazan electrones y nunca átomos.

2).- Todas las formas resonantes del híbrido deben tener el mismo número de electrones apareados.


3).- Las estructuras con mayor número de enlaces son más contribuyentes. La estructuras con cargas eléctricas son menos contribuyentes.


4).- Las estructuras con carga negativa en el átomo más electronegativo son más contribuyentes que aquellas que tienen la carga negativa en el átomo menos electronegativo.


5).- Las estructuras con cargas de distinto signo más próximas, son más contribuyentes.

6).- Las estructuras con cargas de igual signo muy próximas, tienen poca contribución.


EL ENLACE QUÍMICO Y LA MECANICA CUANTICA

La Mecánica Cuántica contempla la combinación matemática de las funciones de ondas de orbitales atómicos para dar orbitales moleculares ( pertenecen a la molécula). La combinación produce dos orbitales moleculares.

ENERGÍA DE LOS ORBITALES MOLECULARES ENLAZANTES Y ANTIENLAZANTES EN FUNCIÓN DE LA DISTANCIA INTERATÓMICA



TIPOS DE UNIONES

Los gráficos siguientes además de reforzar los conceptos de orbitales moleculares enlazantes y antienlazantes y sus implicancias desde el punto de vista de la energía nos muestran dos situaciones que apuntan más bién al tipo de orbitales que intervienen o a distintas formas de unión.


TIPOS DE ENLACES Y UNIONES



GEOMETRÍA MOLECULAR

LA HIBRIDACIÓN DE ORBITALES

La disposición de los átomos en el espacio se determina experimentalmente mediante la técnica de difracción de rayos X. Para hacer concordar la información experimental con aspectos teóricos se ha visto la necesidad de formular un modelo de reordenamiento posicional de los orbitales atómicos. Esta formulación de orden matemático se conoce como hibridación de los orbitales atómicos (mezcla matemática de funciones de onda). Existen diferentes formas de hibridación y la forma que en definitiva adopte un átomo decidirá la orientación espacial de sus orbitales y por consecuencia la GEOMETRIA MOLECULAR .




CRITERIOS PARA DECIDIR LA HIBRIDACIÓN



1:- CRITERIO MULTIPLICIDAD DE LOS ENLACES

Hay que observar la multiplicidad de los enlaces, esto es, cuántas uniones pi deben formarse. Para cada unión pi un átomo debe disponer un orbital p.


Una unión pi requiere un orbital p. Por lo tanto el átomo puede tener hibridación sp o sp2,pero no sp3 (esta no tiene orbitales p). La ambigüedad se resuelve mediante el siguiente criterio complementario.



2.-CRITERIO DE REPULSIÓN DE PAREJAS DE ELECTRONES


Las parejas de electrones, ya sean enlazantes o bién no enlazantes, se repelen por tener igual carga. Entonces el criterio obliga a dar el máximo ángulo de separación a todas las parejas de electrones.

En los graficos siguientes los electrones del átomo cuya hibridación tratamos de determinar los representamos como puntos azules y los electrones del átomo vecino con el que se enlaza como puntos rojos. Así, las parejas enlazantes se grafican como puntos azul y rojo indicando electrones que pertenecen al átomo en cuestión y al otro átomo respectivamente y las no enlazantes del átomo como un par de puntos azules.




UNIDAD 6


PROPIEDADES FISICOQUIMICAS

DE LAS SUSTANCIAS PURAS



Los tipos de enlaces, la direccionalidad de éstos, los rasgos eléctricos y otras características moleculares determinan las propiedades fisicoquímicas de las sustancias.

Parece conveniente referirse en éste momento a la fortaleza comparada de los distintos tipos de enlaces interatómicos. La fortaleza del enlace está dada por la energía necesaria para romper el enlace y ésta a su vez es directamente proporcional a la energía de estabilización o energía liberada cuando el enlace se forma.



MOLECULAS GIGANTES

Son arreglos de átomos, unidos mediante fuerzas de enlace químico (interatómico), en que no está definido el tamaño del sistema. Por lo general son arreglos de gran tamaño y de allí el nombre de la categoría. La proporción de distintos átomos se conoce y se representan estos sistemas por su fórmula empírica. La fórmula verdadera es (F.E.) n , pero n es indeterminada.

Hay tres grandes tipos de moléculas gigantes, las de enlace iónico, las de enlace covalente y las de enlace metálico.

COVALENTES TRIDIMENSIONALES

Son arreglos tridimensionales de átomos iguales o diferentes unidos por enlaces covalentes y dispuestos en el espacio siguiendo las reglas de la hibridación. Son las estructuras más rígidas, duras o resistentes que se conocen.

Sus temperaturas de fusión son muy altas ( miles de°C) y en muchos casos se descomponen químicamente por el calor antes de entrar en fusión. Por otra parte la separación de las partículas por acción de moléculas de un solvente es imposible, por lo tanto son completamente insolubles.

El Carbono en su forma de diamante ( hibridación sp3 ) es un ejemplo típico de ésta categoría. Las láminas de Silicio de la nariz del Discovery son otro ejemplo.

COVALENTES BIDIMENSIONALES

Es cuando la red de enlaces covalentes se teje en dos dimensiones. Los mismos conceptos de infusibilidad e insolubilidad que para las mallas trididimensionales pero no así en lo que se refiere a la dureza pues las fuerzas de atracción entre las mallas bidimensionales es débil. Por esa razón estas sustancias son blandas en el sentido del desprendimiento de las mallas.

El ejemplo típico es el Carbono en su forma de grafito en que los C están hibridizados sp2 . Es interesante consignar que en cada orbital pz existen un electrón. Estos electrones se pueden desplazar sobre la malla y en consecuencia el grafito es conductor de la corriente eléctrica.

COVALENTES UNIDIMENSIONALES

Corresponde a las sustancias denominadas polímeros, largas cadenas de unidades conectadas por enlaces covalentes.

Los homopolímeros que repiten unidades iguales (-A-A-A-A-A-A- ; -(A)- n ).

Los copolímeros que repiten unidades distintas ( A-B-A-B-A-B- ; ( -A-B-) n ).

Son cadenas largas llamadas también macromoléculas y por ésta razón es que interaccionan unas con otras de manera significativa. Las interacciones entre macromoléculas son fuerzas de distintos tipos y que veremos más adelante en el caso de moléculas pequeñas.

En los polímeros, en primer término, la fusión y la solubilización están determinadas por la magnitud de las fuerzas de atracción entre las macromoléculas, en principio altas, precisamente por la longitud de las cadenas. Sin embargo, existe un segundo factor determinante, el factor entrópico o desorden que pueden alcanzar las estructuras una vez solubilizadas o fundidas.

Los polímeros flexibles o plegables forman estructuras sólidas bifásicas (cristalinas – amorfas) que son quebradizas, éstas estructuras se pueden disolver o fundir con relativa facilidad pues cuando alcanzan tales estados la macromoléculas están muy enroscadas, plegadas u ovilladas, en suma desordenadas lo que favorece el proceso de separación de las macromoléculas.


IONICAS.

En estas moléculas gigantes los átomos están unidos por enlaces iónicos. Es decir son un arreglo de iones positivos y negativos que se disponen alternadamente en el espacio compensando sus cargas . La geometría del arreglo es simple cuando los iones positivos y negativos son monoatómicos y además se encuentran en relación 1:1 como en el caso del Na+Cl -. Cuando los iones son complejos, con grandes diferencias de tamaños o la proporción entre ellos no es simple, los arreglos son complicados y son materia de estudio de la Cristalografía que hace uso de las técnicas de difracción de rayos X para resolver estas situaciones.


METALICAS

Corresponde al caso de los metales. Los átomos metálicos , al ser muy electropositivos se desprenden de sus electrones de valencia pasando a formar iones positivos. Por su parte los electrones que han perdido su pertenencia a un átomo determinado se mueven entre los iones constituyendo una nube de electrones delocalizados. Esta nube de electrones que une a iones positivos es el enlace metálico.


MOLECULAS CONVENCIONALES

O SUSTANCIAS MOLECULARES

Son aquellos sistemas formados por moléculas que se encuentran claramente definidas, se conoce el número exacto de átomos y de qué elementos está constituída la molécula. Se representan por las llamadas fórmulas moleculares reales.

En su gran mayoría las moléculas de ésta categoría unen sus átomos con enlaces covalentes y al expresar esto pensamos en muchas moléculas simples formadas entre no metales y en la inmensa cantidad de compuestos orgánicos constituídos principalmente por los elementos C, H, O, N, P, S.

Sin embargo al momento de racionalizar las propiedades fisicoquímicas de este tipo de estructuras, el tipo de enlace interatómico ( covalente) y su fortaleza no cuenta pués en este caso lo determinante son las fuerzas entre moléculas o fuerzas intermoleculares y en algunos casos son fuerzas intramoleculares ( fuerzas dentro de las moléculas; pero no interatómicas o de enlace químico ) las determinantes de las propiedades.

En todo caso las fuerzas intermoleculares son de naturaleza eléctrica, pero las hay de diferente naturaleza y magnitudes pero siempre dependen en definitiva de las características eléctricas, del tamaño y geometría de las moléculas.

En los comentarios generales cabe señalar que estos sistemas no conducen la corriente eléctrica en ningún estado físico y también son malos conductores del calor.


Las fuerzas de Van der Waals son comparativamente las fuerzas intermoleculares de menor intensidad pero pueden existir grandes diferencias de sus magnitudes entre moléculas que las poseen como único factor de atracción.

Estas diferencias pueden ocasionarse por :

a) por significativa diferencia del tamaño de las moléculas.

b) por la presencia de átomos de mucha diferencia en la cantidad de electrones o de muy distinta polarizabilidad electrónica.

c) por la circunstancia de presentar una geometría muy diferente.

























miércoles, 12 de mayo de 2010

la envoltura de los atomos




Unidad 3

Envoltura de los atomos

Envoltura: espacio fisico donde se encuentran los electrones

Energia: ondas electromagneticas

Las ondas electromagneticas son campos electricos (E) y magneticos (H) variables, oscilantes y mutuamente perpendiculares que se desplazan por el espacio y se relacionan intimamente con el concepto de energia.

Magnitudes de ondas:

A = Amplitud de onda (mayor oscilacion respecto a la posicion de equilibrio)

C = Velocidad de propagacion (cm./seg.)

I = Longitud de onda (desplazamiento del frente de onda en un ciclo)

T = Periodo (tiempo en un ciclo)

Si las ondas se encuentran en fase se suman sus amplitudes, en cambio si estan desfasadosse anulan mutuamente y la amplitud de la onda resultante puede ser nula.

A traves de la refraccion se pueden ver los siete colores visibles (rojo, naranjo, violeta, verde, azul, indigo, amarillo)

La energia era de naturaleza continua y que dependia de la amplitud de onda, esto degun la fisica antigua.

El efecto fotoelectrico

Se aplica voltage sobre un electron y al aplicarle tambien luz se descubrio que la energia del electron no dependia de la amplitud, sino que de la frecuencia. Sin embargo, la intensidad si dependia de la amplitud.

Energia asociada a los cambios de orbita.

Si un electron baja un nivel de energia, este pierde fotones

Si un electron sube un nivel de energia, este absorve fotones

E(foton absorvido) = E(final) - E(inicial)

E(foton emitido) = E(inicial) - E(final)

Mecanica cuantica ondulatoria

Al chocar un electron y un foton, ambos se desvian simultaneamente, con lo que se empezo a pensar que el foton es una particula o el electron es una onda.

De Broglie: "todo cuerpo en movimiento tiene una onda asociada"

Se empezo a mirar al electron como una ondagirando alrededor del nucleo. (onda estacionaria)

Principio de insertidumbre de Heissenberg.

"Es imposible conocer simultaneamente la posicion x y el moneto p de un electron"

Orbitales: zonas o volumenes en los que hay altas posibilidades de encontrar un electron.

Los numeros cuanticos:

n = numero cuantico principal.

Se asocia al tamano y energia de los orbitales. n debe ser siempre un numero real positivo.

l = numero cuantico secundario

Se asocia al tipo o forma de los orbitales. Los valores de l son igual a: desde cero hasta (n-1) Ej: si n = 3. Los valores de l son, 0, 1 y 2

Cada uno de los primeros cuatro valores se asocian a respectivamente a las letras que se indican (s, p, d, f)

m = numero cuantico magnetico.

Se asocia a la orientacion espacial de los orbitales. Hay 2l 1 valores de m. Ej: l = 2.

2 x 2 1 = 5. Y esos 5 valores de m son: -2, -1, 0, 1, 2.

s = numero cuantico de spin electrico.

Se asocia al giro del electron sobre su eje. Hay dos valores: -1/2 (giro hacia la derecha) y 1/2 (giro hacia la izquierda)

Principio de exclusion de Pauli

"No puede haber dos electrones con los cuatro numeros cuanticos iguales. Es equivalente a establecer que un orbital acepta un maximo de dos electrones"

Atomos polielectricos

Ante la imposibilidad de resolver la ecuacion de Schrodinger para sistemas de varios electrones, se ha supuesto y con exitos que sucesivos electrones adoptaran los distintos metodos de vibracion que se encontraron para el electron del atomo de hidrogeno.





Principio de Hund

Cuando hay orbitales de igual energia o "degenerados", los electrones entran de a uno a cada uno de ellos, haciendolo por conversion, con spin negativo. Cuando todos los orbitales "degenerados" ya han recibido un electron con spin negativo pueden formarse parejas con spines opuestos.

Propiedades magneticas de las sustancias.

Parece conveniente indicar que el principio de Hund dice que existen orbitales con un solo electron.

Paramagnetismo: Alineamiento de los electrones tales que producen una atraccion del magnetismo

Diamagnetismo: Alineamiento de los electrones tales que producen una repulsion del magnetismo.

Los electrones de valencia

Son aquellos electrones que se encuentran en los orbitales de mayor de mayor numero cuantico principal mas aquellos que estan en los orbitales con el numero cuantico principal anterior al mayor a condicion de estar incompletos.

Tabla periodica

Elementos representativos:

-Metales alcalinos (terminados en s1)

-Metales alcalino-terreos (terminados en s2)

-Metales

-Metaloides

-No metales

-Gases nobles (ultimo nivel energetico completo)









UNIDAD 4

Propiedades periodicas de los elementos

La principal propiedad es la configuracion electronica pero no es tomada como tal.




Radio atomico: distancia entre el nucleo del atomo y el electron periferico. "El radio atomico disminuye suavemente al aumentar Z en un periodo". La carga positiva del nucleo se incrementa ejerciendo progresivamente mayor atraccion sobre los electrones.

"El radio atomico aumenta bruscamente al aumentar Z en un grupo o familia". Los electrones perifericos se encuentran en un orbital del mismo tipo pero en el siguiente nivel. Hay que tomar en cuenta que a mayor Z, mayor carga de atraccion positiva.

-El radio atomico aumenta en la tabla periodica hacia la izquierda y hacia abajo, ya que a mayor Z, hay mayor carga positiva en el nucleo.

Las estructuras isoelectricas: iones que poseen igual configuracion electronica (igual numero de electrones). Puede pensarse, que por esta razon, el radio de las estructuras isoelectricas debe ser el mismo.

Si por ejemplo el azufre (carga -2) capta 2 electrones queda isoelectronico al argon (carga 0 o neutra), o sea tiene la misma configuracion electronica.



Potencial de ionizacion (P.I.)

Energia que se necesita para arrancar el electron periferico a un atomo neutro libre.

Mientras mas cercano al nucleo, el electron periferico es atraido con mayor fuerza y viceversa. En consecuencia la magnitud de la energia de ionizacion se comporta de forma inversa a la del radio periferico.


-Electroafinidad: energia que se libera cuando un atomolibre y neutro capta un electron (no cuenta para los gases nobles)

Ambas, tanto el potencial electrico como la electroafinidad tienen el mismo comportamiento en la tabla periodica, crecen hacia la derecha y hacia arriba.


Electronegatividad (E.N.): magnitud que relaciona el potencial de ionizacion y la electroafinidad y es proporcional a ambos. Tendencia a captar electrones

Electropositividad (E.P.): tendencia a perder electrones.

E.P. = 1/E.N.


LA ELECTROPOSITIVIDAD ( E . P .)

La Electropositividad es una magnitud de sentido inverso de la E. N.
Mide la tendencia a formar iones positivos o bien la capacidad de perder, ceder o repeler electrones



LA FORMACION DE LAS MOLECULAS

La formación de los iones o bién alcanzar ciertos estados de oxidación hay que observarlo como un proceso asociado entre distintos átomos y que conduce a la formación de las moléculas de las diferentes Sustancias Puras.


a modo de ejemplo




TIPOS DE COMPUESTOS FUNDAMENTALES

OXIDOS METALICOS

OXIDOS NO METALICOS ( antes ANHIDRIDOS)

LOS HIDRÓXIDOS (OXIDO METALICO+ AGUA)
LOS OXACIDOS ( OXIDO NO METALICO + AGUA)
LOS HIDRACIDOS (HIDROGENO +NO METALES)
LOS ACIDOS Y LAS BASES
LAS SALES ( RESULTADO DE LA REACCION DE ACIDOS + BASES)
LOS HIDRUROS ( IONES METALICOS CON IONES HIDRUROS)

miércoles, 14 de abril de 2010

unidad 1 y 2

Resumen:

Unidad1

Los Sistemas Materiales

El Estudio de los Sistemas materiales debe relacionarse fundamentalmente con aspectos estructurales y propiedades de la materia.

El aspecto estructural fundamental es el carácter discontinuo, corpuscular o particulado de la materia que se manifiesta en fenómenos de difusión y cambios de estado físico.

Modelo Estructural Molecular de las Sustancias Puras

1 .- Un cierto tipo de partículas, llamadas moléculas, invisibles y que poseen cualidades que veremos a continuación, nos permiten comprender el concepto de Sustancia Pura.

2.- Una Sustancia Pura es un conjunto de moléculas idénticas, de igual tamaño, masa, y forma.

Podemos así también inferir una definición de molécula: La menor porción material en que se puede presentar una Sustancia Pura.

Las moléculas tienen la cualidad del movimiento, poseen Energía Cinética que es proporcional a la temperatura y además se atraen entre sí mediante fuerzas de atracción intermoleculares que son de naturaleza eléctrica..

En los cambios de tipo físico, que para las sustancias puras ocurren a temperaturas bien definidas, las moléculas permanecen inalteradas y por ello a este tipo de cambios se les denomina comunmente reversibles. A los estados fisicos de la materia ya mencionados podemos agregar los estados de cristal líquido y el estado de plasma

Las Sustancias Puras y las propiedades

Una Fase es una porción de materia que posee idénticas propiedades, tanto físicas como químicas, en toda su extensión. En consecuencia los cambios de estado físico son cambios de Fase. Entonces una Sustancia Pura puede ser una fase sólida o una fase líquida o una fase gaseosa dependiendo de la temperatura a la que se encuentre. Durante el cambio de estado coexisten dos fases a la temperatura de la transición correspondiente.

A una determinada presión y a una determinada temperatura, una Sustancia Pura puede presentar coexistencia (existencia simultánea) de tres fases.

Muchos sistemas heterogéneos, a simple vista aparentan ser homogéneos y su categoría se decide luego de un examen al microscópio. La leche constituye un buen ejemplo, a simple vista parece homogénea pero al microscópio se observa claramente como heterogénea. Los aceros constituyen otros ejemplos, son sistemas heterogéneos del tipo Fase Sólida 1-Fase Sólida 2 o más complejos.

ANALISIS DE SISTEMAS HETEROGENEOS

Analizar un sistema heterogéneo significa separar las diferentes fases que lo conforman.

TECNICAS DE SEPARACIÓN DE FASES DE SISTEMAS HETEROGENEOS

FILTRACIÓN

FILTRACIÓN SIMPLE

FILTRACION CON SUCCIÓN O DE VACÍO

DECANTACION

CENTRIFUGACIÓN

SUBLIMACIÓN

DISOLUCIÓN

TAMIZACIÓN

Las soluciones sólidas las encontramos en sistemas más conocidos como aleaciones ( bronce, aleación de cobre y estaño). La salmuera ( agua con sal común) es líquida y el aire (Oxígeno, Nitrógeno etc..) es gaseosa.

ANALISIS DE SISTEMAS HOMOGENEOS

Analizar un sistema homogéneo significa separar las diferentes Sustancias Puras o tipo de moléculas que lo conforman.

TECNICAS DE SEPARACIÓN DE SUSTANCIAS PURAS DESDE SISTEMAS HOMOGENEOS

DESTILACIÓN:

El Rotavapor permite la destilación a presión reducida o ligero vacío, de esta forma se logra una disminución de la temperatura de ebullición del solvente. Esta modalidad es conveniente cuando se desea evitar que los solutos de origen biológico se "desnaturalicen " o deterioren por excesivo calentamiento.

EXTRACCIÓN POR SOLVENTE:

El soluto es extraído del solvente original por un solvente extractor, inmiscuible con el primero, y que disuelve mejor al soluto

CRISTALIZACIÓN

CONCEPTO PREVIO DE SOLUBILIDAD

La Solubilidad es la mayor cantidad de soluto, que en forma estable, se puede disolver en una determinada cantidad de solvente a una temperatura y presión dadas.

En la cristalización se lleva a la solución a la condición de saturación a una temperatura alta, luego se deja enfriar lentamente y como la solubilidad es menor a menores temperaturas se forman cristales.

Los cristales se forman a partir de pequeños "nucleos de cristalización" ( formados por siembra de pequeños cristales, aristas de vidrio de los vasos o bien espontáneamente).

Las diferentes Sustancias Puras de una mezcla se pueden separar por Cromatografía. Una muestra ( mezcla de moléculas coloreadas azul y rojo en el siguiente gráfico) se siembra en un soporte fijo o estacionario.

LAS SUSTANCIAS PURAS

EL CAMBIO QUÍMICO Y LAS LEYES FUNDAMENTALES

Sabemos que una Sustancia Pura es un sistema formado por un tipo de moléculas características para esa Sustancia, es decir de tamaño, masa y forma bien definidas. Cuándo las Sustancias Puras reciben energía mayor que la necesaria para que acontezcan los cambios físicos sus moléculas se modifican, variando el tamaño, la masa y la forma, es decir se transforman en moléculas o Sustancia Puras distintas de las iniciales. En estos casos ha ocurrido un Cambio Químico o Reacción Química.

Cambio Químico

Sustancia (s) Pura (s) Inicial (es) ------> Sustancia (s) Pura (s) Final (es)

Molécula (s) Inicial (es) ------> Molécula (s) Final (es)

Reaccionante (s) ------> Producto (s)

Las sustancias de difícil ruptura o degradación se consideran fundamentales y se les denomina Elementos y con ellas se formarían aquellas más complejas y que se les denomina Compuestos. Una definición precisa de estos conceptos surge cuando se aclaran aspectos estructurales de las moléculas.

Ley de la Conservación de la Materia (Lavoisier)

En un cambio químico la masa de los reaccionantes es igual a la masa de los productos.

Ley de las Proporciones Definidas ( Proust)

La proporción en que los elementos se combinan para formar compuestos es definida o constante no importando la procedencia del compuesto.

Ley de las proporciones Múltiples (Dalton):

Los pesos de un elemento que se combinan con una cantidad fija de un segundo elemento cuando se forman dos o más compuestos están en relación de números enteros.

La ley y su implicancia a nivel molecular

Esta vez el concepto " porción definida de un elemento" se refuerza fuertemente y conduce al concepto definido de atomo

MODELO ATÓMICO:

Las leyes fundamentales recién estudiadas demuestran que las moléculas a su vez están formadas por otras partículas aún más pequeñas. Estas nuevas partículas se denominan átomos y deben poseer las siguientes cualidades:

1.- Los átomos son partículas, que mediante fuerzas denominadas enlace químico, se unen para formar las moléculas.

2.- Cada elemento tiene un átomo característico, es decir , de tamaño y masa determinados. Existen tantos tipos de átomos como de elementos. ( Los Elementos son aquellas Sustancias que mediante Símbolos se presentan en el Sistema Periódico)

3.- Si los átomos se presentan solitarios, o bien unidos del mismo tipo, se trata de moléculas de un Elemento.

Si los átomos se presentan unidos, de distinto tipo, se trata de molécula de un Compuesto.

4.- Un Cambio Químico es un reordenamiento de átomos

LOS ELEMENTOS Y LOS COMPUESTOS

Con esta visión más profunda de los aspectos estructurales de la materia (modelo atómico) se comprenden categorias aún mas finas de los sistemas materiales, esta vez en relación a las SustanciasPuras.

Análisis de Sustancias Puras

El análisis de Sustancias Puras corresponde al denominado Análisis Químico.

Análisis Químico Cualitativo Este comprende la separación e identificación de los elementos que forman un compuesto.

Análisis Químico Cuantitativo Este comprende la medición de la cantidad de cada uno de los elementos que forman el compuesto.

NOMENCLATURA QUIMICA Y EJEMPLOS

Un átomo de un Elemento se representa por su Símbolo

Un átomo de cobre se representa por su Cu

Un átomo de oxígeno se representa por O

Una molécula de una Sustancia Pura se representa por su Fórmula

Una molécula de Oxido de Cobre (I) se representa por Cu2O

El número de átomos del elemento se indica con un subíndice después del Símbolo y se llama Atomicidad.

Un reordenamiento de atomos de un cambio Químico se representa por su Ecuación

Un reordenamiento de atomos de la formación del hidróxido de cobre (I) se representa por

Cu2O + H2O = 2 Cu OH

El número de partículas idénticas se indica delante de la fórmula con el Coeficiente Estequiométrico

LEY DE VOLUMENES DE COMBINACIÓN DE GASES ( Gay Lussac)

Los volumenes de gases de Reaccionantes y Productos, medidos en iguales condiciones de Presión y Temperatura, están en relación de números enteros.

HIPOTESIS O PRINCIPIO DE AVOGADRO

En volumenes iguales, de cualquier gas, medidos en iguales condiciones de P y T existe igual número de moléculas.

La Presión que ejercen las moléculas al chocar con las paredes del recipiente depende:

1) de la magnitud de los Impactos = masa x velocidad

(relacionable con la Energía Cinética = 1/2 masa x velocidad 2 y proporcional a la temperatura)

2) del número de Impactos ( proporcional al número de moléculas)

Avogadro razona:

Si las temperaturas son iguales, las magnitudes de los impactos son iguales (m v = m’v’, la molécula liviana se mueve rápido y la pesada se mueve lento) y si las presiones son iguales, el número de Impactos ( número de moléculas) son iguales.

La Hipótesis de Avogadro no sólo explica los experimentos de Gay Lussac y permite conocer la fórmula de las moléculas de gases simples, sino que permite, pesando volumenes iguales de diferentes gases medidos en iguales condiciones de P y T donde hay igual número de átomos, establecer la primera relación de masas de los diferentes átomos.

Unidad 2 estudio de los atomos:

La materia y la Electricidad

Diferentes experimentos demuestran la existencia de dos tipos de electricidad, se les denomina la positiva y la negativa. Si dos cuerpos poseen igual tipo de carga se repelen en tanto que si tienen cargas de distinto signo se atraen.

urge la noción que la corriente eléctrica es un flujo de partículas que se les llamó electrones.

Tubo de rayos catódicos

Los electrones resultan ser partículas de carga eléctrica negativa cuya razón:

Carga

_______________ = 1,76 . 10 8 (Coulomb / gramo)

Masa

Millikan determina la carga eléctrica del electrón en su clásico experimento de la gota de aceite

LAS PARTICULAS INTRATOMICAS FUNDAMENTALES

Rutherford, bombardea una lámina de oro, con rayos a ( partículas "pesadas", cargadas positivamente)

Dispersión de los rayos a por lámina de oro

Rutherford concluye que la lámina de oro es prácticamente vacía, o mejor, el átomo de oro concentra toda su masa en un núcleo de carga positiva de volumen muy pequeño en relación al volumen atómico total.

Comprende la presencia en el núcleo del átomo, de los protones, partículas cargadas positivamente y de masa mayor que la del electrón y que ya habían sido detectadas con el tubo de Thompson. También se comprende la presencia en el nucleo de los neutrones, partículas de igual masa que el protón pero sin carga eléctrica.

DEFINICIONES

NÚMERO ATÓMICO = NÚMERO DE PROTONES = Z

NÚMERO MÁSICO = NÚMERO DE PROTONES + NÚMERO DE NEUTRONES = A

CARGA ELECTRICA = NÚMERO DE PROTONES - NÚMERO DE ELECTRONES

DETERMINACIÓN DE LOS PESOS ATOMICOS O PESOS RELATIVOS

La existencia de isótopos (átomos de distinta masa) en todos los elementos debe ser tomada en cuenta cuando se trata de determinar las relaciones de los pesos de los átomos

El espectrógrafo de masas es un aparato en que por descargas eléctricas los átomos de un elemento se transforman en iones positivos.

El Peso Atómico relativo se calcula de la siguiente manera:

A r = A1 * X1 + A2 * X2 + ...........

Donde los A i son los Números Másicos o bién la masa en Unidades de Masa Atómica ( u.m.a.) de los distintos Isótopos y los X = % abundancia / 100