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TEMA 4. LOS ÁTOMOS Y SU COMPLEJIDAD 1. LOS MODELOS ATÓMICOS MODELO ATÓMICO DE DALTON La materia está constituida por átomos Los átomos son indivisibles y no se modifican las reacciones químicas Los átomos de un mismo elemento químico son iguales y los de elementos diferentes son diferentes Los compuestos están formados por la unión de átomos de distintos elementos 1. LOS MODELOS ATÓMICOS MODELO ATÓMICO DE THOMSON Átomo formado por partículas con carga eléctrica negativa (electrones), inmersas en un fluido con carga eléctrica positiva, que da como resultado un átomo eléctricamente neutro. El descubrimiento del electrón indica que el átomo no es indivisible: existen partículas subatómicas 1. LOS MODELOS ATÓMICOS MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD Sitúa la mayor parte de la masa concentrada en una zona muy pequeña del átomo. El resto del átomo está prácticamente vacío Rutherford propuso este modelo a partir de su experimento bombardeando partículas alfa sobre una lámina muy delgada de oro la mayoría de las partículas atravesaron las láminas sin desviarse, algunas se desviaron un poco de su dirección y unas pocas rebotaron 1. LOS MODELOS ATÓMICOS MODELO ATÓMICO NUCLEAR Distingue dos partes en el átomo: núcleo y corteza NÚCLEO: Muy pequeño Contiene dos tipos de partículas: Protones: Con carga eléctrica positiva Neutrones: Eléctricamente neutros CORTEZA: Zona donde se encuentran los electrones, con carga eléctrica negativa ÁTOMO ELÉCTRICAMENTE NEUTRO: CONTIENE EL MISMO NÚMERO DE PROTONES QUE DE ELECTRONES NÚMERO ATÓMICO, MASA ATÓMICA E ISÓTOPOS NÚMERO ATÓMICO Es el número de protones que tiene un átomo de un elemento NÚMERO MÁSICO Es el número de partículas que hay en el núcleo de un átomo (protones y neutrones) A=Z+n ISÓTOPOS Átomos de un mismo elemento (mismo número atómico) con distinto número másico (igual número de protones pero no de neutrones) IONES Átomos que han perdido o ganado electrones: CATIONES Átomos que han perdido electrones, quedando con exceso de cargas positivas ANIONES Átomos que han ganado electrones, adquiriendo un exceso de cargas negativas EL SISTEMA PERIÓDICO Y LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS SISTEMA PERIÓDICO Elementos ordenados por número atómico creciente. Elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas parecidas. Tipos de elementos: METALES Izquierda y centro del SP Brillo metálico Sólidos a temperatura ambiente (excepto Hg) Dúctiles, maleables y buenos conductores de calor y electricidad NO METALES Región superior derecha Malos conductores de calor y electricidad A temperatura ambiente pueden estar en los 3 estados EL SISTEMA PERIÓDICO Y LAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS SEMIMETALES Situados entre metales y no metales B, Si, Ge y As Son sólidos a temperatura ambiente Forman iones positivos aunque con dificultad HIDRÓGENO Elemento con estructura más simple: 1 protón y 1 electrón No tiene propiedades características de ningún grupo GASES NOBLES Situados en la columna derecha del SP En condiciones normales son inertes : no reaccionan con ningún elemento TEMA 5. UNIONES ENTRE ÁTOMOS TIPOS DE ENLACES ENLACE IÓNICO ENLACE COVALENTE SUSTANCIAS MOLECULARES CRISTALES COVALENTES ENLACE METÁLICO ENLACE IÓNICO UNIÓN DE UN METAL Y UN NO METAL Los metales pierden electrones, formando iones positivos o cationes Los no metales ganan electrones, formando iones negativos o aniones Cargas opuestas se atraen, formando un cristal iónico muy difícil de romper PROPIEDADES: Sólidos a temperatura ambiente (Temperatura de fusión elevada) Duros (difíciles de rayar) Solubles en agua Conductores cuando están fundidos o disueltos Izquierda: estructura cristalina del NaCl / Derecha: estructura del NaCl fundida o disuelta ENLACE COVALENTE UNIÓN ENTRE DOS ÁTOMOS DE ELEMENTOS NO METÁLICOS QUE COMPARTEN ELECTRONES TIPOS DE SUSTANCIAS: SUSTANCIAS MOLECULARES ÁTOMOS DE DENTRO DE LA MOLÉCULA FUERTEMENTE UNIDOS UNIÓN DE MOLÉCULAS DÉBIL RESULTADO: GASES O LÍQUIDOS VOLÁTILES A Tamb NO CONDUCEN CALOR NI ELECTRICIDAD POCO SOLUBLES EN AGUA EJEMPLOS: H2, O2,H2O,NH3 EL ENLACE COVALENTE TIPOS DE SUSTANCIAS: CRISTALES COVALENTES UNIONES COVALENTES EN TODAS LAS DIRECCIONES DEL ESPACIO REDES CRISTALINAS EXTRAORDINARIAMENTE ESTABLES SÓLIDOS MUY DUROS A TEMPERATURA AMBIENTE PUNTOS DE FUSIÓN ELEVADOS NO CONDUCEN CALOR NI ELECTRICIDAD INSOLUBLES EN AGUA EJEMPLOS: DIAMANTE (C), CUARZO (SiO2) ENLACE METÁLICO LOS METALES TIENDEN A CEDER ELECTRONES, FORMANDO IONES POSITIVOS Y QUEDANDO UNA NUBE DE ELECTRONES QUE COMPARTE TODA LA RED PROPIEDADES: SÓLIDOS A TEMPERATURA AMBIENTE (excepto Hg) BUENOS CONDUCTORES DE CALOR Y ELECTRICIDAD DÚCTILES Y MALEABLES BRILLO METÁLICO COMPOSICIÓN CENTESIMAL INDICA EL TANTO POR CIENTO DE MASA MOLECULAR QUE CORRESPONDE A CADA UNO DE LOS ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN EL COMPUESTO. Para calcular la composición centesimal de cada elemento en un compuesto se aplica la siguiente expresión: donde ni indica el número de átomos del elemento i considerado y PMi la masa atómica de dicho elemento. El denominador es la masa molecular del compuesto. Ejemplo: queremos calcular el porcentaje de oxígeno presente en el ácido nítrico (HNO3). Las masas moleculares son: Hidrógeno = 1 u Nitrógeno = 14 u Oxígeno = 16 u Masa molecular del ácido nítrico: La fórmula del ácido nítrico es HNO3, así que sabemos que una molécula de ácido nítrico contiene un átomo de hidrógeno, uno de nitrógeno y tres de oxígeno. Aplicamos la fórmula anterior para el oxígeno:
