Departamento de Ciencias y TecnologíaGEST 2020Jimmy Peña

Materia y EnergíaIntroducción a la Química

Contenido

• El átomo• Elementos• Tabla periódica• Orbitales• Enlaces químicos• Unidad fórmula• Molécula• Compuestos• Referencias

El átomo

• El átomo

• Núcleo

El átomo

• La materia esta compuesta por átomos

• La unidad mas pequeña en que se divide la materia sin perder sus propiedades es el átomo (Rodríguez et al. 2009)

• Se compone de partículas subatómicas (electrones, protones y neutrones

• Núcleo– Protones- tienen carga positiva– Neutrones- no tienen carga

• Orbitales – Electrones- tienen carga negativa

• Numero atomico: cantidad de protones, es unica para cada elemento

• Masa atomica: suma de la masa de protones y neutrones

• Nivel de energia: orbitales especificos a cierta distancia del nucleo

• Los atomos mas grandes tienen mas electrones

Elementos

• Elementos

• Numero atómico

• Masa atómica

• Peso atómico

• Tabla periódica

Los elementos

• Un elemento es una sustancia que no se puede descomponer por reacciones quimicas.

• Hay 118 elementos; 92 naturales y los demas artificiales

• Estan representados en la Tabla Periodica

• Los elementos son:– Metales: buenos conductores de electricidad

y magnetismo, ductiles y maleables– No metales: malos conductores de

electricidad y magnetismo – Metaloides: propiedades intermedias entre

ambos

Número Atómico

• Cantidad de protones

• Le da las características al elemento

• Único para cada elemento

Masa Atómica

• Suma de la masa de protones y neutrones

• Los electrones se descarta porque casi no tienen masa

Peso atómico

• No es lo mismo que masa atómica

• Depende de la gravedad

• Es incorrecto utilizar peso atómico para referirse a la masa

Orbitales

• Niveles de E• Modelo Planetario• Modelo de Bohr• Orbitales s, p, d, f,• Orden de llenado de orbitales• Modelo de Schrodinger• Principio de Aufbau

• Principio de Pauli

Orbital

• Descripción ondulatoria del tamaño, forma y orientación de una región del espacio disponible para un e- 

• Cada uno tiene diferentes valores de n y tiene E específica para su estado

• Probabilidad de encontrar su posición en un punto determinado del espacio se define por  coordenadas del plano cartesiano 

• Cada orbital puede ser ocupado por dos electrones

• Se diferencian en el número cuántico de espín (s). Uno gira para un lado y otro para el otro lado (imagínese un giro parecido al del trompo).

Número Cuántico

Rango de valores

Describe

Principal, n 1, 2, 3, .... Nivel energético

Secundario, l, Desde 0 hasta n-1

Forma del orbital

Magnético, m Desde - l hasta + l

Orientación espacial

Espín, s ± ½ Espín del electrón

Niveles de E

Modelo Planetario

Modelo de Bohr

• Explica el átomo de hidrogeno

• Muestra la E según el largo de onda (λ)

Orbitales s (esfera)

Orbitales p (forma lobular, dumbell)

Orbitales d (cinco tipos de

orbitales) 

Orbitales f (l=3) aspecto multilobular. Hay siete tipos

Orden de llenado de orbitales

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6

Modelo atómico plenamente cuántico de Schrodinger

• Aplica a todos los átomos

• Las gráficas de Ψ2 en tres dimensiones generan las formas conocidas de los orbitales atómicos s, p, d y f. Ejes de X, Y, Z

Ejes de los orbitales de H

(Paul Falstad)

Tercera capa

Principio de construcción de Aufbau

• En su estado fundamental la distribución electrónica del elemento se construye a partir del inmediato anterior, añadiéndole un electrón que le confiera la máxima estabilidad (menor energía)

Principio de exclusión de Pauli

• En sistema cuántico (átomo o molécula) no pueden existir dos electrones con los mismos cuatro números cuánticos

• En un orbital sólo caben dos electrones que compartirían tres números cuánticos y se diferenciarían en el número cuántico de spin (s)

Enlaces químicos

• Iónico

• Covalente

• Metálico

• Unidad fórmula

• Molécula

• Compuestos

Enlaces químicos

Enlace Iónico

• Dos iones con cargas diferentes se atraen y se enlazan (ej. NaCl, sal de mesa)

Enlace Covalente

• Unen los no metales (elementos a la derecha en la tabla periódica, ej. -C, O, F, Cl)

•  Muchos electrones en su nivel más externo (electrones de valencia), tienden a ganarlos más que a cederlos, para adquirir estabilidad

• Se convierten en iones negativos (ej. -Cl, -C)

Enlace metálico

• Modelo de la nube o del mar de electrones explica propiedades de los metales (conductividad eléctrica y térmica, ductilidad y maleabilidad)

• Pocos electrones de valencia (1, 2 ó 3), los pierden fácilmente

• Se convierten en iones positivos (Na+, Cu2+, Mg2+)  

Unidad Fórmula

• Es inorgánica (ej. NaCl, sal de mesa)

Molécula

• Átomos unidos por enlaces fuertes• Pueden ser átomos del mismo elemento o

diferentes• Expresión mínima del compuesto o sustancia• Mantiene propiedades químicas específicas del

compuesto o sustancia• Unidad más pequeña de la sustancia que

muestra las características químicas de la sustancia.

H2O

Parte parcialmente positiva

Parte parcialmente negativa

Compuesto

• Sustancia compuesta por moléculas con dos o más elementos (ej. CO2, H2O)

Refetencias • http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/cur

so/materiales/enlaces/covalente.htm• http://www.liceoagb.es/quimiorg/atomos.html• https://www.google.com.pr/url?

sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAYQjB0&url=http%3A%2F%2Fies.isidradeguzman.alcala.educa.madrid.org%2Fdepartamentos%2Ffisica%2Ftemas%2Fenlace%2Fenlace_ionico.html&ei=Un70VP31D9OOyASpiYDIBg&bvm=bv.87269000,d.aWw&psig=AFQjCNG_o94Veivu3xmBbQzbFe51SphgRA&ust=1425395440039338

• https://www.google.com.pr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAYQjB0&url=http%3A%2F%2Fwww.educarchile.cl%2Fech%2Fpro%2Fapp%2Fdetalle%3FID%3D139509&ei=D3_0VLuTD46gyASQzILICA&bvm=bv.87269000,d.aWw&psig=AFQjCNG_o94Veivu3xmBbQzbFe51SphgRA&ust=1425395440039338

• http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Molecula.htm• http://rabfis15.uco.es/weiqo/Tutorial_weiqo/Hoja6P1.html• http://www.eis.uva.es/~qgintro/atom/tutorial-11.html• http://iiquimica.blogspot.com/2006/02/orbitales-y-nmeros-cunticos.html