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Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Índice INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA PRÁCTICA DE CLASE N° 01 REFORZANDO LO APRENDIDO N° 01 MATERIA PROPIEDADES DE LA MATERIA PRÁCTICA EXPERIMENTAL N° 01: PROPIEDADES DE LA MATERIA PRÁCTICA DE CLASE N° 02 ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. PRÁCTICA EXPERIMENTAL N°02: CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA PRÁCTICA DE CLASE N° 03 FENÓMENOS DE LA MATERIA REFORZANDO LO APRENDIDO N° 02 CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA SEPARACIÓN DE MEZCLAS PRÁCTICA DE CLASE N° 04 SISTEMAS Y FASES REFORZANDO LO APRENDIDO N° 03: REPASO GENERAL TEORÍAS ATÓMICAS PRÁCTICA DE CLASE N° 05 REFORZANDO LO APRENDIDO N° 04 MODELO ATÓMICO ACTUAL PRÁCTICA DE CLASE N° 06 ESTRUCTURA ATÓMICA PRÁCTICA DE CLASE N° 07 TIPOS DE ÁTOMOS PRÁCTICA DE CLASE N° 08 LA NUBE ELECTRÓNICA PRÁCTICA DE CLASE N° 09 Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Introducción a la Química LA QUÍMICA ES UNA CIENCIA MUY DIVERTIDA E IMPORTANTE PARA NUESTRA VIDA DIARIA ¡TE INVITAMOS A CONOCERLA! A) CONCEPTO: Es la Ciencia natural y experimental que se encarga del estudio de la materia, su composición interna, sus propiedades, transformaciones y sus leyes. B) RAMAS: - Química General: Estudia los fenómenos de toda la materia, sus propiedades y sus leyes - Química Inorgánica: Estudia las sustancias constituyentes de la materia sin vida, igual se encarga a los elementos químicos excepto al carbono. - Química Orgánica: Estudia las sustancias de la materia viva así como todos los compuestos conformados por el carbono. - Bioquímica: Estudia los procesos químicos que ocurren con los seres vivos. - Astroquímica: Estudia la composición sustancial existente en el universo. - Radioquímica: Estudia las transformaciones de los elementos y sustancias radioactivas. - Electroquímica: Rama de la química que aborda los cambios químicos relacionados con el uso o producción de la corriente eléctrica. - Geoquímica: Es la rama de la química que se encarga de estudiar los componentes de la tierra. - Química Aplicada: Estudia la utilización compuestos en los diferentes campos. de elementos y INICIO -3- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica de Clase N° 01 01. La Química es una ciencia natural que estudia: A)La materia sin cambiar su naturaleza íntima. B)La composición de la materia y de la energía C)La composición y propiedades de la materia, así como sus transformaciones D)Los cambios de la materia que se producen en la naturaleza E)Los fenómenos físicos – químicos 02. ¿Cuál de las siguientes ramas de la química estudia a los siguientes compuestos CO, H2SO4, HF, NaOH, CaSO4? A) Química General C) Química Orgánica E) Química Física B) Química Inorgánica D) Química Analítica 03. Señale la disciplina que no pertenece a la química aplicada: A) Geoquímica D) Petroquímica B) Astroquímica C) Química Industrial E) Química Orgánica 04.Parte de la química que se encarga de determinar a los elementos, grupos de elementos o iones que componen una sustancia, se llama: A) Química General D) Química Analítica - Cualitativa B) Bioquímica C) Química Física E) Química Analítica – Cuantitativa 05.Señale la disciplina que no se apoya de los conocimientos químicos: A) Física D) Lengua y Literatura B) Arqueología E) N.A. C) Medicina 06. Relaciona términos con las definiciones: A) Astroquímica ( B) Petroquímica ( C) Farmoquímica ( D) Bioquímica ( ) Acciones, aplicaciones y propiedades de las sustancias ) Naturaleza química de los astros ) Estructura y funciones de las moléculas biológicas ) Subproductos del petróleo para fabricar combustibles. -4- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 07. ¿Cuál de los siguientes pasos no corresponde al Método Científico? A) Registro de datos C) Deducción de las fórmulas E) Observación del fenómeno B) Comprobación experimental D) Formulación de hipótesis 08. Paso del método científico que permite aceptar o rechazar una hipótesis A) Observación B) Registro C) Conclusiones D) Experimentación E) Ley INICIO -5- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Reforzando Lo Aprendido N° 01 Investiga y presenta resumido en tu folder de actividades. Importancia de la química en: medicina, agricultura, industria, alimentación, medio ambiente. Consigue etiquetas de diversos productos químicos que utilizas a diario, pégalas en tu cuaderno y escribe la composición química que contiene. ¿Qué industrias químicas se encuentran en tu región? Averigua el impacto ambiental que producen. INICIO -6- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Materia DEFINICIÓN: Es todo aquello que constituye el universo se encuentra en constante movimiento y transformación mediante fenómenos físicos y químicos, su existencia es independiente a nuestros sentidos y del hombre. FORMAS DE MATERIA: CONDENSADA: Sustancia o cuerpo material posee masa y volumen. DISPERSADA: Simplemente energía INICIO -7- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. PROPIEDADES DE LA MATERIA Debido a sus propiedades físicas como color, olor, densidad, solubilidad; podemos diferenciar el azúcar de la sal. Una sustancia se identifica y se distingue de otras por medio de sus propiedades o cualidades físicas y químicas. Así podemos diferenciar el gua del alcohol, el hierro del oro, azúcar de las sal, etc, debido a sus propiedades. Clasificación: PROPIEDADES DE LA MATERIA Generales Específicas Físicas Extensivas Sólidos Químicas Intensivas Líquidos Gases Órgano lépticas A) PROPIEDADES GENERALES Son todas aquellas propiedades que dependen de la cantidad de materia o masa; éstas cumplen con la propiedad de la aditividad, esto es, que el total es la suma de las partes de todos los cuerpos. -8- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. a. Extensión. Es la propiedad de ocupar un espacio o volumen. b. Inercia. Es la resistencia que ofrece un cuerpo al cambio de estado de reposo o de movimiento. c. Impenetrabilidad. Consiste en que el espacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado al mismo tiempo por otro. d. Gravedad. Es la propiedad de ser atraído por otro cuerpo. La Tierra, por ejemplo, atrae a los cuerpos con una fuerza llamada peso. e. Indestructibilidad. Establece que la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma. f. Divisibilidad. Propiedad por la cual todo cuerpo puede dividirse o fraccionarse en porciones cada vez más pequeñas. g. Porosidad: Consiste en espacios vacíos que hay entre partículas, moléculas o átomos. A estos espacios se les conoce como poros. h. Gravedad: Es la fuerza que atrae a los cuerpos hacia el centro de la tierra. DIVISIÓN DE LA MATERIA Materia Forma Medio Mecánico Cuerpo Medio Mecánico Partículas Medios Físicos Martilleo Trituración Ebullición Disolución Moléculas Medios Químicos Átomo Medios Magnéticos o Nucleares Partículas subatómicas o elementales Reacciones químicas Bombardeos nucleares -9- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. B. PROPIEDADES PARTICULARES O INTENSIVAS Son aquellas cualidades o características propias de cada sustancia que nos permiten diferenciarla de las demás y no dependen de la masa. a. Dureza. Es la propiedad que consiste en ofrecer resistencia un material o cuerpo a ser rayado por otro cuerpo. El diamante es el cuerpo más duro que raya a todos. Esta propiedad es exclusiva para sólidos. b. Tenacidad. Es una propiedad de los sólidos que consiste en ofrecer resistencia a la rotura; si tal resistencia es pequeña, se dice que el cuerpo es frágil. c. Maleabilidad. Es una propiedad de los sólidos por la que pueden convertirse con facilidad en láminas delgadas. d. Ductibilidad. Es la propiedad para sólidos de convertirse en alambres o hilos con mucha facilidad. e. Elasticidad. Propiedad sólo para sólidos de recuperar su estado inicial cuando cesa la fuerza que lo alteró. f. Expansibilidad. Propiedad de los gases para un cuerpo que aumente su volumen a causa de un incremento de temperatura o disminución de la presión. g. Comprensibilidad. Propiedad de los gases de ofrecer poca resistencia a la reducción del volumen para líquidos y gases, ya que no tienen forma constante o definida, sino que adoptan la del recipiente que los contiene. h. Fluidez. Para los líquidos o gases, ya que no tienen forma constante o definida, sino que adoptan la del recipiente que los contiene. -10- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. i. Viscosidad (). Propiedad para los líquidos y gases. Es la resistencia que oponen los fluidos al desplazamiento o movimiento de sus cuerpos en su seno, a causa de las fuerzas de cohesión y adhesión. Es una propiedad contraria a la fluidez. Ejemplo: La miel es un líquido mucho más viscoso que el agua, por eso sus desplazamiento en una superficie inclinada es más lento, generalmente a una misma temperatura. gas liq sol j. Tensión superficial: Es la fuerza que ejercen los líquidos hacia la superficie que impide que cuerpos extraños ingresen dentro de él. k. Densidad: Es la masa en gramos que tiene un centímetro cúbico de una sustancia. Por ejemplo el agua pura tiene una densidad de 1g/cm3 l. Solubilidad: Propiedad de algunas sustancias de disolverse a una Tº determinada en un volumen dado de un líquido. m. Punto de fusión (congelación) Es la temperatura a la cual una sustancia se funde. n. Punto de ebullición: Es la temperatura a la cual un líquido hierve. INICIO -11- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica De Experimental N° 01 PROPIEDADES DE LA MATERIA Aprendizaje esperado: Identificar las propiedades generales y particulares de la materia a través de experiencias sencillas. Procedimiento y resultados I. PROPIEDADES GENERALES (EXTENSIVAS) Son aquellas……………………….……………………………………………………………………….. II. PROPIEDADES PARTICULARES (INTENSIVAS) Procedimiento ¿Qué observo? ¿Qué propiedad identifico? 1. Verter agua hasta la mitad de la jarra graduada. 2. Introducir una piedra en el recipiente y ver el nivel del agua. 3. Colocar una tiza en papel y triturar con una piedra o botella. 4. Colocar 50 g de sal en un vaso con agua. Remover. 5. Llenar tres vasos con arena, tierra de jardín y arcilla. Agrega agua a cada uno. Son aquellas………………………………………………………………………..………………… -12- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Procedimiento ¿Qué observo? 1. Coger una jeringa y subir el émbolo. Tapa el orificio con el dedo y trata de bajarlo. 2. Infla un globo lentamente. 3. Coger una liga o elástico y ejerce presión tratando de estirarlo. Haz lo mismo con una bolsa plástica o plastilina. 4. Coge un metal (fierro) y golpéalo sobre la pared. Repite la operación con vidrio. 5. Agregar 200 ml de agua a 3 vasos plásticos, colocar en cada uno las siguientes sustancias: -13- ¿Qué propiedad identifico? Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. a) b) c) d) e) Sal Azúcar Témpera Naftalina Aceite. Ordénalos del más soluble al menos soluble e insoluble. 6. Llenar un vaso V. del agua: con 200 ml de (Vi) agua. V. del agua + piedra: (Vf) Introducir una V de la piedra: Vf – Vi = piedra y ver el nivel del agua. Masa de la piedra = Calcular el Densidad de la piedra: volumen de la D= m = piedra. v Medimos la masa de la piedra en una balanza. Hallamos la densidad de la piedra. (D= m/v) INICIO -14- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica de Clase N° 02 NIVEL I 01. Respecto a la definición de materia: A) Realidad subjetiva C) Ocupa un lugar en el espacio E) Toda materia es maleable B) Tiene tensión superficial D) Perceptible sólo por la vista 02. Son propiedades extensivas o generales: 1) Impenetrabilidad 5) Porosidad A) 1,2 y 6 D) 3, 4, 5 y 6 2) Peso 6) Inercia 3) Elasticidad B) 2, 3, 4, 6 E) Todas 4) Dureza C) 1, 2, 5 y 6 03. A las propiedades particulares también se les llama: A) Generales D) Sustancias B) Extensivas E) Mezclas C) Intensivas 04. A las propiedades extensivas también se les conoce como: A) Generales D) Particulares B) Extensivas E) Elementos C) Intensivas 05. Es una propiedad general: A) Elasticidad D) Dureza B) Porosidad E) Maleabilidad C) Compresibilidad 06. Es una propiedad intensiva: A) Tenacidad D) Ductibilidad B) Inercia E) Atracción -15- C) Impenetrabilidad Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 07. “La masa no se crea ni se destruye sólo se transforma”: A) Maleabilidad D) Elasticidad B) Indestructibilidad E) Porosidad C) Dilatación 08. “Todo cuerpo ocupa un determinado lugar en el espacio “: A) Extensión D) Inercia B) Impenetrabilidad E) Peso C) Ductibilidad 09. Señale la afirmación incorrecta: A) Compresibilidad, propiedad que se cumple perfectamente en los gases B) Atracción entre moléculas se denomina cohesión C) Dureza es una propiedad particular de la materia. D) El cromo y bromo son muy maleables. E) La extensión es una propiedad general de la materia. 10. “Un metal es más maleable cuando más fácil sea su................ y más tenaz cuando más resista a ser.................” A) Fusión – rayado C) Laminación – fraccionado E) Planchado – laminado. B) hilado – estirado D) Forjado – destruido NIVEL II 11. Dadas las siguientes propiedades intensivas de la materia: I) Compresibilidad II) Maleabilidad III) Viscocidad IV) Tensión superficial V) Expansibilidad. Son propias de los gases: A) I y V B) I, III, IV D) I, II, V E) II y IV -16- C) I, III, V Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 12. Señale las propiedades: extensiva, intensiva, extensiva de la materia (en ese orden): A) Inercia, elasticidad, dureza B) Densidad, impenetrabilidad, divisibilidad C) Extensión, compresibilidad, impenetrabilidad D) Divisibilidad, viscocidad, tenacidad E) Maleabilidad, porosidad, densidad 13. En la escala de MOHS, es el elemento más duro, con el número 10: A) Talco D) Vidrio B) Piedra E) Cuarzo C) Diamante 14. Propiedad de la materia, que consiste en reducirse a hilos muy finos: A) Tenacidad D) Viscocidad B) Dilatación E) Elasticidad C) Ductibilidad 15.Indica si la proposición es verdadera ( V) o falsa (F) : I. II. I. II. Una tiza tiene poros físicos La sustancia es materia La mezcla no es materia La tensión superficial es propiedad de los sólidos A) VFVF B) VVFF C) FVFV D) VFVV E) FFVV 16. El orden correcto de divisibilidad de la materia es: A) Partícula- átomo- molécula B) Cuerpo- partícula- átomo C) Cuerpo- partícula- molécula- átomo D) Cuerpo- partícula- molécula- átomo- partículas subatómicas E) Cuerpo- átomo- partícula subatómica -17- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 17. Son generalmente metales dúctiles: A) Platino, oro, plata, cobre C) Plata, bronce, acero E) Fierro, platino, oro B) Oro, mercurio, cobre D) Platino, plata, bronce 18. Gracias a esta propiedad existe la filtración: A) Inercia D) Impenetrabilidad B) Divisibilidad E) Peso C) Porosidad 19. Relaciona: 1. 2. 3. 4. Divisibilidad Compresibilidad Inercia Maleabilidad A) 1a, 2b, 3c, 4b D) 1b, 2a, 3c, 4d a) b) c) d) Materia fraccionada Reducir a láminas Disminuir el volumen del gas Estado de reposo o de movimiento B) 1d, 2a, 3c, 4b E) N.A. C) 1a, 2c, 3d, 4b 20.Del siguiente listado cuáles son considerados ejemplos de materia condensada (materia común o sustancial): I. II. III. IV. V. VI. Hielo Luz U.V Madera El aire Rayos X Calor A) I, II, III D) I, III, IV B) I, III, IV E) II, IV, V. C) I, III y V INICIO -18- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Estados de Agregación de La Materia La teoría cinético- molecular Nos indica que la materia, sea cual sea su estado, está formada por partículas tan diminutas que no se pueden observar a simple vista y que, además, se encuentran en continuo movimiento. Ese estado de movimiento depende de la temperatura, siendo mayor conforme más alto es el valor de dicha temperatura; y además explica las fuerzas intermoleculares que actúan en cada estado. Fuerzas Intermoleculares - Fuerza de atracción o cohesión (FA) Ordenamiento de moléculas Unión o atracción de moléculas - Fuerzas de repulsión (FR) Separación de moléculas (FA ) (FR) Según la intensidad de estas fuerzas se han determinado los estados físicos: -19- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. a) Estado sólido: Se caracteriza por tener forma y volumen definido, debido a que la fuerza de atracción intermolecular es mayor que la fuerza de repulsión. Propiedades * Tenacidad * Maleabilidad Elasticidad * Dureza * Elasticidad * Ductibilidad * Flexibilidad Fragilidad * Plasticidad Dureza b) Estado líquido: Se caracteriza por tener volumen definido y forma variable según el recipiente que lo contenga, debido al equilibrio existente entre la fuerza de atracción y la de repulsión. -20- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Propiedades: Tensión superficial Viscosidad c) Estado gaseoso: Estos carecen de forma y volumen definido, ya que la fuerza de repulsión intermolecular es mayor que la fuerza de atracción. Propiedades Expansibilidad Comprensibilidad Difusión efusión d) Estado Plasmático: Los plasmas son gases calientes e ionizados. Los plasmas se forman bajo condiciones de extremadamente alta energía, tan alta, en realidad, que las moléculas se separan violentamente y sólo existen átomos sueltos. Más sorprendente aún, los plasmas tienen tanta energía que los electrones exteriores son violentamente separados de los átomos individuales, formando así un gas de iones altamente cargados y energéticos. Debido a que los átomos en los plasma existen como iones cargados, los plasmas se comportan de manera diferente que los gases y forman el cuarto estado de la materia. -21- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. La producción de un plasma puede efectuarse por tres caminos diferentes: 1. Mediante fuertes descargas eléctricas (disparos) y calentamiento de los elementos que rodean al gas neutro inicial. 2. Calentando simplemente dicho gas hasta temperaturas próximas a los 7.000°C y 3. Aprovechando la ionización producida por los rayos muy energéticos (rayos x y gamma) en los gases enrarecidos. ESTADO CONDENSADO BOSE-EINSTEIN Los Condensados Bose-Einstein representan un quinto estado de la materia visto por primera vez en 1955. El estado lleva el nombre de Satyendra Nath Bose y Albert Einstein, quien predijo su existencia hacia 1920. Los condensados B-E son superfluídos gaseosos enfríados a temperaturas muy cercanas al cero absoluto. En este extraño estado, todos los átomos de los condensados alcanzan el mismo estado mecánico-quantum y pueden fluir sin tener ninguna fricción entre sí. Aún más extraño es que los condensados B-E pueden “atrapar” luz, para después soltarla cuando el estado se rompe. -22- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. ESTADO CONDENSADO FERMIONICO El condensado fermiónico es una nueva forma de materia creada en laboratorio. Es una nube de átomos de potasio congelados. Este condensado fue producido por primera vez a fines de 2003. La experiencia, financiada por la NASA, estuvo a cargo de un grupo de científicos encabezados por la doctora Deborah Jin, de la Universidad de Colorado La diferencia de esta nueva clase de materia con los condensados Bosse Einstein radica en que la primera está formada por fermiones y la segunda, por bosones. Este gas súper congelado es considerado como el paso inmediato anterior para lograr un superconductor (que permitiría conducir electricidad sin perder parte de la energía, como sucede con los conductores tradicionales). Con los superconductores basados en esta nueva materia, será posible fabricar trenes levitados magnéticamente, computadoras ultra-rápidas y el abaratamiento de la electricidad. -23- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. ¡A COMPLETAR! …………………… FASE FORMA …………………… VOLUMEN F.I.M …………………… TIPO DE MOV. MOLECULAR ……………………… COMPRESIBILI DAD SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO INICIO -24- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Cambios de Estado ¿A qué crees que se debe qué el agua, cambie de estado durante este ciclo? REFLEXIONA. ¿Qué cambios de estado se dan en el ciclo del agua? ¿Por qué es importante el ciclo del agua? Vaporización Fusión S L Solidificación Condensación Fundamento mi respuesta: …………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….. -25- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. La materia cambia de un estado a otro por efecto de la temperatura y presión, ya sea aumentando o disminuyendo la energía calórica. En la naturaleza es frecuente observar que la materia cambia de un estado a otro. Tal vez el ejemplo más conocido sea el caso del agua, que se puede encontrar en forma sólida, líquida y gaseosa. Sublimación Aumento de la temperatura Fusión Gas Liquido Sólido Solidificación Vapor Disminución de la temperatura Se reconocen 2 tipos de cambios de estado: Progresivos y regresivos. a) Cambios de estado progresivos: Los cambios de estado progresivos se producen cuando se aplica calor a los cuerpos y son: sublimación progresiva, fusión y evaporación. Sublimación progresiva: Este cambio se produce cuando un cuerpo pasa del estado sólido al gaseoso directamente. Ejemplo: sublimación del yodo, sublimación de la naftalina. Fusión: Es el paso de una sustancia, del estado sólido al líquido por la acción del calor. La temperatura a la que se produce la fusión es característica de cada sustancia. Por ejemplo, la temperatura a la que ocurre la fusión del hielo es 0º C. La temperatura constante a la que ocurre la fusión se denomina Punto de Fusión. A esta temperatura existe un equilibrio entre el estado cristalino de alta ordenación y el estado líquido más desordenado. Evaporación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al gaseoso. Este cambio de estado ocurre normalmente a la temperatura ambiente, y sin necesidad de aplicar calor. Bajo esas condiciones, sólo las partículas de la superficie del líquido pasarán al -26- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. estado gaseoso, mientras que aquellas que están más abajo seguirán en el estado inicial. Sin embargo, si se aplica mayor calor, tanto las partículas de la superficie como las del interior del líquido podrán pasar al estado gaseoso. El cambio de estado así producido se llama Ebullición. La temperatura que cada sustancia necesita para alcanzar la ebullición es característica de cada sustancia y se denomina Punto de Ebullición. Por ejemplo, el punto de ebullición del H2O a nivel del mar es 100º C. Observaciones: La temperatura a la que ocurre la fusión o la ebullición de una sustancia es un valor constante, es independiente de la cantidad de sustancia y no varía aún cuando ésta continúe calentándose. b) Cambios de estado regresivos: Los cambios de estado regresivos son aquellos que se producen cuando los cuerpos se enfrían. Se reconocen 3 tipos: Sublimación regresiva, solidificación y condensación. Sublimación regresiva: Es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia gaseosa se vuelve sólida, sin pasar por el estado líquido. Solidificación: Es el paso de una sustancia desde el estado líquido al sólido. Este proceso ocurre a una temperatura característica para cada sustancia denominada punto de solidificación y que coincide con su punto de fusión. Condensación: Es el cambio de estado que se produce en una sustancia al pasar del estado gaseoso al estado líquido. La temperatura a la que ocurre esta transformación se llama punto de condensación y corresponde al punto de ebullición. INICIO -27- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica Experimental N° 02 CAMBIOS DE ESTADO DE LA MATERIA Aprendizaje esperado: Diferencia los cambios de estado de la materia. Materiales y Reactivos: - 3 tubos de ensayo - pinza - mechero - parafina (cera de vela) - agua - vaso - naftalina - gradilla. Procedimiento: 1. En un tubo de ensayo, coloca un trozo de parafina, sujeta el tubo con una pinza y somételo a la acción del calor suave. ¿Qué observas?.............................................................................. Conclusión: ..................................................................................................... 2. Introduce el tubo de ensayo de la experiencia anterior en un vaso que contenga agua fría. ¿Qué observas?.............................................................................. Conclusión: .................................................................................................... 3. Agregar agua en el tubo de ensayo y somételo a la acción del calor del mechero ¿Qué cambio de estado físico se ha producido? .................................................................................................... La temperatura de fusión del H2O es.......... y la temperatura de ebullición es............... a nivel del mar. -28- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Conclusión:.................................................................................. 4. Cuando el H2O está en estado de ebullición, recoge los vapores en un tubo de ensayo invertido completamente seco. ¿Cómo explicas el fenómeno observado?........................................... 5. En un tubo de ensayo coloca naftalina y calienta suavemente. ¿Qué observas? ................................................................................................. Conclusión:................................................................................. 6. Tapa rápidamente la boca del tubo con otro tubo invertido. Después de unos minutos retira el tubo y observa sus paredes. Conclusión: ............................................................................... -29- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. INICIO Práctica de Clase N° 03 NIVEL I 01. Los estados de la materia dependen: A) Fenómenos físicos B) Fenómenos químicos C) Fuerzas intermoleculares D) Fuerzas E) Cambios de temperatura 02. Estado de la materia donde predominan las fuerzas de atracción: A) Sólido B) Líquido C) Gaseoso D) Plasmático E) Coloidal 03. Respecto al estado líquido, marca lo incorrecto: A) Tiene tensión superficial B) Tiene forma definida C) Las fuerzas intermoleculares están en equilibrio D) Tiene la forma del recipiente que lo contiene E) Tiene volumen definido 04. Acerca del estado más abundante del universo, podemos decir: I. Es un gas completamente ionizado II. Se llama estado plasmático III. Se encuentra en el sol, interior de los volcanes en actividad IV. Está formado por iones positivos y electrones libres. Son ciertas: A) I B) I, II C) I, II, III D) I, III, IV E) T.A. 05. El estado sólido: I. Posee forma variable II. Es más denso que su estado líquido III. Sus moléculas se mantienen unidas IV. Su volumen es variable Son ciertas: A) I y III B) II y III C) II y IV -30- D) I y IV E) I y II Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 06. Estado de la materia que presenta mayor desorden molecular: A) Sólido B) Líquido C) Gaseoso D) Coloide E) N.A. 07. El mercurio (Hg) es un metal en estado: A) Sólido B) Líquido D) a y b E) T.A. C) Gaseoso 08. Son propiedades de los gases: A) Compresibilidad B) Expansibilidad D) Maleabilidad E) a y b C) Viscocidad 09. Son propiedades de los sólidos: A) Ductibilidad B) Maleabilidad D) Expansibilidad E) Viscocidad C) a y b 10. Cuerpos en estado coloidal son: I) Gelatina II) Sangre IV) Mercurio V) Clara de huevo. Son ciertas: A) I y II B) I, II, III D) I, II y V E) II y V III) Hierro C) III, IV y V NIVEL II 11. Relaciona: 1. Sólido 2. Líquido 3. Gaseoso 4. Plasmático A) 1a, 2c, 3d, 4b D) 1d, 2a, 3c, 4b a) FA> FR b) FA desaparecen c) FA = FR d) FR > FA B) 1c, 2d, 3b, 4a E) a y b C) 1a, 2b, 3c, 4d 12. Cuando se calienta la parafina pasa de estado sólido a líquido produciéndose: A) Solidificación B) Vaporización C) Fusión D) Licuación E) Sublimación -31- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 13. Cuando el agua (líquido) se vuelve hielo (sólido) se denomina: A) Fusión B) Solidificación C) Vaporización D) Licuación E) N.A 14. A presión normal y al nivel del mar el H2O se congela a.... y hierve a... A) 100ºC y 0ºC B) 20ºC y 80ºC C) 0ºC y 90ºC D) 0ºC y 100ºC E) N.A 15. El paso de líquido a gaseoso se denomina: A) Vaporización B) Licuación D) Fusión E) Ebullición C) Sublimación 16. El fenómeno de la lluvia, paso de vapor de agua (nubes) a líquido, se trata de: A) Solidificación B) Sublimación C) Condensación D) Ebullición E) Fusión 17. El paso de gaseoso a plasmático se denomina: A) Volatización B) Evaporación D) Ionización E) Gasificación C) Fusión 18. La sublimación no se produce en: A) Alcohol B) Naftalina D) Hielo seco E) Alcanfor C) Yodo 19. No es un tipo de vaporización: A) Ebullición B) Evaporación D) T.A E) Condensación C) Volatización 20. Relaciona cada cambio 1. Fusión 2. Sublimación directa 3. Vaporización A) 1c, 2a, 3 b D) 1b, 2a, 3c físico con su proceso inverso: a. Sublimación inversa b. Licuación c. Solidificación B) 1c, 2b, 3a E) 1b, 2c, 3a -32- C) 1b, 2c, 3a Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Fenómenos de La Materia INICIO Las reacciones químicas no sólo se realizan en el laboratorio, forman parte de la vida cotidiana: Muchos fenómenos de la naturaleza son reacciones químicas, como por ejemplo la combustión. FENÓMENO: • Un fenómeno es todo cambio que sufre la materia por la acción de algún agente energético. Puede ser físico, químico o alotrópico. FENÓMENO FÍSICO: Son transformaciones transitorias, donde las mismas sustancias se encuentran antes y después del fenómeno, es decir, no hay alteración en su estructura molecular. Es fácilmente reversible mediante otro fenómeno físico. Son ejemplos de fenómenos físicos. Ejemplos: 1. Doblar un clavo. 2. Dilatación del acero. 3. Evaporación del agua. 4. Volatilización del alcohol. 5. Destilación del petróleo. 6. Formación de una nube. 7. Sublimaci6n de la naftalina. 8. Fusión de hielo. 9. Solidificación del agua. 10. Triturar una tiza. 11. Molienda de los minerales 12. Maleabilidad del oro. 13. Ductibilidad de la plata. 14. Elasticidad de un jebe. -33- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. FENÓMENO QUÍMICO: Son transformaciones permanentes, donde una o varias sustancias desaparecen, y una o varias sustancias nuevas se forman, es decir hay alteraciones en su estructura íntima o molecular. No es reversible mediante procesos físicos. Ejemplos: 1. Oxidación de los metales. 2. Corrosión de un metal. 3. Combustión de La gasolina. 4. Combustión del papel. 5. Digestión de los alimentos. 6. Fotosíntesis de las plantas. 7. Descomposición de la carne. 8. Fermentación de la chicha. 9. Respiración de un ave. 10. Explosión de la dinamita. 11. Formación de la Lluvia ácida. FENÓMENO ALOTRÓPICO Es la existencia en un mismo estado físico de dos o más formas moleculares o cristalinas de un elemento químico; debido a ello sus propiedades son diferentes. EJEMPLOS: 1. El oxígeno, se presenta en La naturaleza como 02 (dioxígeno) y 03 Ozono (trioxígeno): El oxígeno, cumple función vital, es un gas incoloro e insípido, poco reactivo; el 03, es un gas azulado, olor carne, tóxico (no cumple función vital), irrita los ojos, muy reactivo (oxidante energético), más denso; se usa como agente de blanqueo, desinfectante (en potabilización del agua), desodorizante, etc. -34- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 2. El carbono, se encuentra en la naturaleza principalmente bajo 3 formas alotrópicas. DIAMANTE GRANITO • Los átomos de carbono, Los átomos de carbono se poseen distribución ordenan formando hexágonos espacial tetraédrica en planares (capas deslizantes) torno a un átomo de • Sólido negro (con brillo carbono. metálico) • Es sólido, cristalino, transparente. • Es buen conductor eléctrico. • Es mal eléctrico. conductor • Es muy blando y untuoso. • A presiones transforma diamante. • Es el material más duro que se conoce. • Se como lubricante El Fullereno: Actualmente se considera como el tercer alótropo del carbono. 3. El Fósforo, posee dos formas alotrópicas más estables. FÓSFORO BLANCO FÓSFORO ROJO • Es sólido molecular, sus • Es sólido covalente. moléculas son piramidales, es blanco amarillo. • Es poco reactivo, no arde espontáneamente • Muy reactivo, arde al aire libre. espontáneamente al aire libre. • Punto de fusión más alto y presión de vapor más • Presión de vapor alta, T. baja que el fósforo fusión = 44ºC, soluble en blanco, insoluble en CS2. sulfuro de carbono (CS2), etc. • No quema la piel al ponerse en contacto y no • Produce quemaduras al es venenoso contacto con la piel y es muy venenoso. -35- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 4. El azufre, posee también dos formas alotrópicas más comunes: rómbica y monoclínica. La rómbica es el azufre nativo, es sólido amarillo limón, insoluble en agua. La monoclínica se obtiene fundiendo el azufre nativo y dejando enfriar lentamente, es amarillo oscuro. ¿Todos los elementos poseen alotropía? No todos, sólo algunos como: C, O, P, S, Se, As, Sb, Bi, Fe, Sn, etc. FENÓMENO NUCLEAR Es aquel cambio en la estructura intima de la materia, con formación de nuevos elementos y emisión de partículas radiactivas. Se diferencian en que ocurre a nivel nuclear mientras que el fenómeno químico ocurre a nivel extranuclear. Ejm. Fisión y fusión nuclear -36- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Reforzando Lo Aprendido N° 02 INICIO Responde estas preguntas de manera breve y precisa, con letra legible. Deberás presentarlo en papel bond, en tu folder de actividades. 1. Qué es la materia condensada? 2. ¿Qué es la materia dispersa? 3. ¿De que dependen las propiedades generales? 4. ¿De que dependen las propiedades intensivas? 5. ¿Qué es la dureza? 6. ¿Cuál es el material más duro? 7. ¿Cuál es el material más maleable? 8. ¿Cuál es el material más dúctil? 9. ¿Cuál es el estado más abundante del universo? 10. ¿En qué se diferencia los sólidos de los líquidos? 11. ¿En qué se diferencian los líquidos de los gases? 12. ¿Qué es un fenómeno físico? Menciona 5 ejemplos 13. ¿Qué es un fenómeno químico? Menciona 5 ejemplos 14. Elabora un cuadro de diferencias entre fenómeno físico y químico. 15. ¿Es lo mismo gas que vapor? Investiga 16. ¿Como se llama al cambio de vapor a líquido? 17. ¿Qué es la licuación? 18. ¿Cuándo un cuerpo pasa del sólido a gaseoso como se llama a este cambio? 19. ¿Cómo se le llama al cambio de estado gaseoso a estado sólido? 20. Ilustra -37- INICIO Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Clasificación de La Materia El aire y el mar ¿Te has puesto a pensar alguna vez en la enorme dependencia que tenemos los seres vivos con el aire y el agua? Supongamos que no existiera el mar, las condiciones de temperatura en nuestro planeta serían extremas como en la luna por ejemplo, que está constituido por material rocoso y carente de agua, la temperatura puede variar desde los 120°C hasta -150°C Nosotros vivimos en constante interrelación con el aire y el mar, si faltara uno de ellos la vida sería imposible en el planeta y como tal hay que cuidarlo. Pero que son el aire y el mar, ¿serán mezclas? .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. ¿Qué otras clases de materia conoces? Menciona ejemplos .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. -38- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Cla sificación De Materia CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA Materia Disipada Materia Condensada Sustancia Simple Compuesta Energía Impura Mezcla Homogénea Soluciones Energía Pura Rayos Rayos Rayos catódicos Rayos canales Coloides Suspensio-nes Heterogénea Dispersiones Rayos cósmicos Rayos x Rayos Rayos UV Espectro visible Rayos IR Microondas Ondas de radios y TV Materia Homogénea A. El término sustancia: Materia formada por unidades estructurales iguales que tienen propiedades iguales en toda su extensión. Clases: 1. Sustancias Simples: oro, cobre, nitrógeno, grafito, diamante. 2. Sustancias compuestas: agua, ácido sulfúrico, propano, alcohol. B. Las mezclas: Se logran al reunir dos o más sustancias, en cualquier proporción; de tal forma que éstas no pierden sus propiedades y se pueden separar posteriormente mediante métodos físicos y/o químicos. En las mezclas homogéneas hay una sola fase y en las heterogéneas más de una fase. -39- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Clases: 1. Mezclas Heterogéneas: AGREGADOS SUSPENSIONES Sus componentes forman fases que se distinguen a simple vista. Ejm. El granito, cuarzo, mica y feldespato. La fase dispersa (sólido) tiene poca afinidad por el líquido dispersante y se sedimentan. Ejm. Jugo de naranja, jarabes, arcilla + H2O COLOIDES Las partículas son muy pequeñas (micelas) insolubles, no sedimentan y permanecen en suspensión. Ejm. Gelatina, mayonesa, leche. Emulsiones: dispersiones de líquidos (inmiscibles).Forman dos fases al reposar. Ejm. Agua + aceite, agua + gasolina 2. Mezclas Homogéneas: Es aquella que a simple vista o con ayuda de instrumentos no se diferencian sus componentes, en cualquier punto presentan las mismas propiedades y composición. Sólido en Sólido Aleaciones Sólido en Líquido Azúcar + agua Bronce: Cu+Sn Sal + agua Latón: Agua de mar Cu+Zn filtrada, etc. Líquido en Líquido Ácido muriático (HCl +H2O) Agua oxigenada (H2O2 + H2O) Gas en gas Gas en líquido Aire (O2, N2, CO2, gases nobles) Formol Gas natural Gaseosas Bebidas Alcohol + agua. Acero: Fe+C INICIO -40- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Separación de Mezclas DECANTACIÓN Es la separación mecánica de un sólido de grano grueso, insoluble, en un líquido; consiste en verter cuidadosamente el líquido, después de que se ha sedimentado el sólido. Ejm. dos líquidos inmiscibles, de diferente densidad, por ejemplo, agua y aceite. TAMIZADO Separación partículas. de sólidos gruesos de diferentes tamaños de FILTRACIÓN: Es un tipo de separación mecánica, que sirve para separar sólidos insolubles de grano fino de un líquido en el cual se encuentran mezclados; este método consiste en verter la mezcla a través de un medio poroso que deje pasar el líquido y retenga el sólido. Los aparatos usados se llaman filtros. EVAPORACIÓN: Es la separación de un sólido disuelto en un líquido, por calentamiento, hasta que hierve y se transforma en vapor. Como no todas las sustancias se evaporan con la misma rapidez, el sólido disuelto se obtiene en forma pura. DESTILACIÓN: Es el proceso mediante el cual se efectúa la separación de dos o más líquidos miscibles y consiste en una evaporación y condensación sucesivas, aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada uno de los líquidos. Ejm. alambiques, para obtener el agua destilada o bidestilada, la destilación del alcohol, la destilación del petróleo, etc. -41- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. CENTRIFUGACIÓN: Proceso mecánico que permite, por medio de un movimiento acelerado de rotación, provocar la sedimentación de los componentes de una mezcla con diferente densidad. Ejemplo: se pueden separar las grasas mezcladas en los líquidos, como la leche, o bien los paquetes celulares de la sangre, separándolos del suero sanguíneo. CROMATOGRAFÍA: Es un procedimiento para separar, identificar y determinar con exactitud la cantidad de cada uno de los componentes de una mezcla. INICIO -42- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica de Clase N° 04 NIVEL I 1. La materia se clasifica en: a) Elemento y compuesto c) Coloides y energía e) Homogénea y heterogénea b) Sustancias y mezclas d) Mezclas y materia 2. Con respecto a sustancias. Marcar la proposición incorrecta: a) El oxígeno es sustancia simple b) Son elementos y compuestos c) La sustancia es materia pura d) El agua es sustancia compuesta e) Las sustancias son elementos y mezclas. 3. ¿Cuántas son sustancias simples? I. Aire II. Agua (H2O) IV. Azúcar (C12H22O11) V. Mercurio (Hg) a) 2 b) 3 d) 5 e) 6 III. Oxígeno(O) VI. Cobre (Cu) c) 4 4. ¿Cuántas son sustancias compuestas? I. Gas carbónico (CO2) II. Glucosa (C12H22O11) III. Lámina de oro (Au) IV. Agua de mar V. Agua oxigenada VI. Sal común a)2 b) 3 c) 4 d)5 e) 6 5. Es una mezcla heterogénea: a) Acero b) Agua + sal d) Agua + aceite e) Gaseosa 6. Se considera mezcla homogénea: a) Jugo de papaya b) Arena + cemento d) Oro (Au) e) Agua + aceite -43- c) Agua + alcohol c) Vino Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 7. A la sustancia simple también se le llama: a) Elemento b) Compuesto d) Coloide e) Agregado 8. Los elementos se representan por: a) Símbolos b) Fórmulas d) Números e) Gráficos c) Letras Los compuestos se representan por: a) Símbolos b) Barras d) Fórmulas e) Números c) Fórmulas 9. 10. Indica la pareja incorrecta: a) Licor.......... mezcla c) Carbono......Elemento e) Salmuera........Mezcla 11. Relaciona: 1. Aleación 2. Agregado 3. Suspensión 4. Coloide 12. 13. 14. ( ( ( ( ) ) ) ) c) Solución b) H2O......... Compuesto d) Agua potable....... Compuesto Clara de huevo Ensalada de frutas Jarabe Cuchara de acero Es un fenómeno físico: a) Evaporación del agua c) Fermentación del vino b) Combustión del propano d) T.A Es fenómeno químico: a) Congelación del agua b) Cortar papel c) Oxidación del clavo d) Estirar un resorte Indique cuántos fenómenos físicos existen en: ( ) Ebullición del agua ( ) Fotosíntesis ( ) Ruptura de tiza ( ) Combustión de gasolina a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 15. En un fenómeno químico se obtienen......... sustancias y....... pierden sus propiedades: a) Nuevas, si b) Iguales, no c) Nuevas, no d) Iguales, si e) Similares, no INICIO -44- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Sistemas y Fases Fase: Porción de materia homogénea limitado por una interfase. Sistema Abierto Cerrado Si no se le Si se le practica el vacío practica el vacío Se considera el sistema hasta el limite superior (L) Se considera el sistema hasta el límite superior (L) Se considera al aire (A) presente como un sistema ternario Nomenclatura de un Sistema Por el N° de Componentes 1: 2: 3: 4: 5: 6: Por el N° de Fases Unitario Binario Ternario Cuaternario Quinario Hexario 1: 2: 3: 4: 5: Monofásico Difásico Trifásico Tetrafásico Pentafásico Ejemplo: Indicar cuántas fases y componentes existe en la mezcla de aceite y agua. -45- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. SISTEMA DIFÁSICO Y BINARIO Aceite Fase (1) Interfase Fase (2) Agua Fases = 2 (Difásico) Componentes = 2 (aceite y agua) Sistema = DIFÄSICO - BINARIO Mezclas Homogéneas Binarias Vinagre Ácido acético + agua Agua oxigenada Ácido muriático Oro 18 kilates Peróxido de hidrógeno + agua Acero Aguardiente Fierro + carbono Alcohol + agua Ácido clorhídrico + agua Oro + cobre INICIO -46- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Reforzando Lo Aprendido N° 03 I. Responde y presenta en tu folder de actividades domiciliarias 1. ¿Qué es una sustancia? 2. ¿Cómo se representa una sustancia simple? 3. ¿Cómo se representa una sustancia compuesta? 4. ¿Qué es una sustancia simple? 5. ¿Cómo se forma una sustancia compuesta? 6. ¿En una mezcla hay reacción química? 7. ¿En que se diferencian las mezclas de las reacciones químicas? 8. Menciona 5 ejemplos de sustancias simples 9. Menciona 5 ejemplos de sustancias compuestas 10. Menciona 5 ejemplos de mezclas homogéneas y heterogéneas II. REPASO GENERAL: Marca la alternativa correcta 1. ¿La química es una ciencia experimental que estudia a la materia, excepto? a) La composición de la materia b) Las propiedades físicas y químicas de la materia c) Las leyes que rigen sus transformaciones d) Los cambios que ocurren en su estructura interna e) Las leyes del movimiento que las gobierna 2. ¿Rama de la química que estudia los principios básicos comunes a todas las ramas de la química? a) Química descriptiva b) Química inorgánica c) Química general d) Química analítica e) Química aplicada 3. A la materia nos la podemos encontrar como: a) Blanda b) Dura c) Sustancias Puras d) Mezclas e) malas 4. Las mezclas pueden a) Doradas d) Heterogéneas b) buenas e) Simples 5. Las sustancias puras pueden ser: a) Simples b) Compuestas d) Heterogéneas e) Puras -47- c) homogéneas c) Inmaculadas Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 6. Señale cual de las dispersa: a) lápiz d) calor siguientes alternativas b) agua e) ventana constituye materia c) carpeta 7. Una de las siguientes alternativas corresponde a las propiedades extensivas de la materia. a) Densidad b) Temperatura de ebullición c) Dureza d) Elasticidad e) Impenetrabilidad 8. De las siguientes alternativas: I. Volumen II. Ductibilidad III. Maleabilidad IV. Inercia Son Intensivas a) I y II b) II, III y V c) II y III d) I y IV e) I y V 9. Señale verdadero (V) o (F) según corresponda: I. El estado plasmático es el más abundante del universo II. A los líquidos y sólidos se les llama estados condensados III. En la materia existe 3 estados IV. En los gases predominan las fuerzas de repulsión ( ( ( ( ) ) ) ) 10. Los líquidos se caracterizan por: a) No tienen ni forma ni volumen definido b) Tienen volumen definido y adoptan la forma de recipiente c) Tienen volumen y forma definida d) Las fuerzas de atracción están en equilibrio con las fuerzas de repulsión e) b y d 11. Los gases presentan, excepto: a) Forma definida b) Volumen indefinida c) Forma indefinida d) Alta comprensibilidad e) Fr > Fa 12. Un sólido se asemeja a un líquido, por que ambos: a) Poseen forma definida b) Poseen volumen definido c) Son fluidos d) Fa > Fr e) Son comprensibles 13. Cuando se forma anhídrido carbónico (CO2, gaseoso) a partir de hielo seco (CO2 sólido), a este cambio se denomina: a) Fusión b) Evaporización c) Sublimación d) Congelación e) Licuación -48- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 14. Cuando un sólido pasa a estado liquido llama .................. y cuando un gas pasa a estado liquido se llama .......................................... 15. Un gas es igual a un vapor. a) Si b) No Porque. ........................................................ 16. Señale (V) o (F) según corresponda I. Una sustancia química posee composición constante II. Todo compuesto es una sustancia pura III. El agua es una sustancia simple IV. El agua potable es un compuesto V. El O2, Cl2, H2, Na: son sustancias simples ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) 17. Las sustancias químicas o puras pueden ser: a) Simples y Homogéneas b) Compuestos y homogéneas c) Homogéneas y heterogéneas d) Simples y compuestas e) Compuestas y heterogéneas 18. Relacionar: a) Agua (H2O) b) Agua potable c) Aire d) Nitrógeno e) Agua con aceite ( ( ( ( ( ) Sustancia simple ) Mezcla homogéneo ) Sustancia compuesta ) Mezcla heterogénea ) Mezcla homogénea 19. Indique aquellas que son consideradas sustancias simples: I) H2O II) H2SO4 III) O2 IV) Cu V) Au a) II y IV b) I y III c) II, IV y IV d) I y IV e) III, IV y V 20. Indique verdadero (V) y falso (F) respecto a los compuestos: I. Se forma por la reunión de 2 o más elementos ( ) II. Presenta fórmula química ( ) III. Pueden ser sólidos y líquidos o gases ( ) 21. En que grupo existen solamente sustancias simples: a) Petróleo b) Aire y agua c) Agua y Oxigeno d) Hidrógeno y alcohol e) Fósforo y helio 22. Reconozca cuales, representan fenómenos químicos: I. Licuación del aire II. Hervir el alcohol III. Extracción del hierro a partir de sus minerales IV. Respiración a) I y II b) II y III c) III y IV d) III -49- e) IV Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 23. Son fenómenos físicos: a) Combustión b) Dilatación de los cuerpos d) Reacción del Zinc (Zn) en ácido sulfúrico c) Sublimación e) b y c 24. Señale que tipo de cambio ocurre: I. Cortar una lámina de sodio en trozos: ___________________ II. El jugo de naranja congelado se reconstruye agregando agua _ III. La disolución de una cuchara de azúcar en agua ____________ IV. Hervir 1 litro de agua a 100º C __________________________ 25. La existencia de dos o más formas moleculares o cristalinas de un elemento en el mismo estado físico: a) Fenómenos físicos b) Fenómenos químicos c) Fenómenos alotrópicos d) Fenómenos físicos – químico e) Todas 26. Cuantas fases y componentes presentan los siguientes sistemas. a) Agua, Hielo, Aire _____________________________________ b) Aceite, Agua, Alcohol ___________________________________ c) Mercurio, Agua, Hielo ___________________________________ d) Vapor de agua, Agua, Hielo ______________________________ e) Cobre, Alcohol, CO2 ____________________________________ INICIO -50- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Teorías atómicas Desde que los filósofos griegos LEUCIPO Y DEMÓCRITO (V a, c.) emplearon por primera vez la palabra átomo muchos modelos y teorías han ido apareciendo a lo largo de la historia para explicar todo lo referente al átomo. A continuación presentamos algunos aportes más importantes relacionados a la evolución del conocimiento de la estructura del átomo. JOHN DALTON John Dalton (1766-1844). Químico y físico británico. Creó una importante teoría atómica de la materia En 1803 y que lo podemos resumir de la siguiente: manera: 1.- Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos. 2.- Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios químicos. 3.- Todos los átomos de un determinado elemento tienen las mismas propiedades químicas. 4.- Dalton mostró que los átomos se unían entre sí en proporciones definidas. Las investigaciones demostraron que los átomos suelen formar grupos llamados moléculas. Cada molécula de agua, por ejemplo, está formada por un único átomo de oxígeno (O) y dos átomos de hidrógeno (H). JOSEPH THOMSON Thompson, Joseph (1856-1940). Físico británico que sustentó el siguiente modelo atómico que consistía en: Una esfera uniforme de materia cargada positivamente en la que se hallaban incrustados los electrones de un modo parecido a como lo están las semillas en una sandía. -51- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. La materia fuese eléctricamente neutra, pues en los átomos de Thompson la carga positiva era neutralizada por la negativa. Además los electrones podrían ser arrancados de la esfera si la energía en juego era suficientemente importante como sucedía en los tubos de descarga. J. J. Thompson demostró en 1897 que estos rayos se desviaban también en un campo eléctrico y eran atraídos por el polo positivo, lo que probaba que eran cargas eléctricas negativas. Calculó también la relación entre la carga y la masa de estas partículas. EL MODELO DE RUTHERFORD Ernest Rutherford (1871-1937), famoso hombre de ciencia inglés que obtuvo el premio Nobel de química en 1919, realizó en 1911 una experiencia que supuso en paso adelante muy importante en el conocimiento del átomo. Experimento de la laminilla de oro La importancia del experimento estuvo en que mientras la mayoría de partículas atravesaban la lámina de oro sin desviarse o siendo desviadas solamente en pequeños ángulos, unas cuantas partículas eran dispersadas a ángulos grandes de hasta 180º, tal como se muestra en la figura. Con estos resultados Rutherford determinó el tamaño relativo del átomo con respecto al núcleo es de 10000 a 1. -52- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Relación: Tamaño del átomo 10000 Tamaño del núcleo 1 Además planteo su modelo atómico que consistía en un núcleo central donde se concentra la masa de carga positiva y que su alrededor giran los electrones para contrarrestar con su movimiento la fuerza de atracción que ejerce el núcleo. MODELO BOHR Niels Bohr (1885-1962) fue un físico danés cuyo modelo era análogo al de Rutherford, pero conseguía salvar la inestabilidad recurriendo a la noción de cuantificación y junto con ella a la idea de que la física de los átomos debía ser diferente de la física clásica Este modelo implicaba los siguientes postulados: 1. El electrón tenía ciertos estados definidos estacionarios de movimiento (niveles de energía) que le eran permitidos; cada uno de estos estados estacionarios tenía una energía fija y definida. 2. Cuando un electrón estaba en uno de estos estados no irradiaba pero cuando cambiaba de estado absorbía o desprendía energía. 3. En cualquiera de estos estados, el electrón se movía siguiendo una órbita circular alrededor del núcleo. Con el modelo de BOHR se puede explicar la estabilidad del átomo. CHADWICK (1932) Físico británico que descubrió una partícula sin carga de masa ligeramente superior al del protón el que le denominó neutrón. INICIO -53- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica de Clase N° 05 NIVEL I 1. Los niveles de energía son: a) 4 b) 3 d) 7 e) 6 c) 5 2. Nos dice que el átomo es una esfera compacta indivisible: a) Thompson b) Bohr c) Dalton d) Rutherford e) a y b 3. Descubrió el núcleo atómico: a) Thompson b) Rutherford d) Leucipo e) Plank c) Dalton 4. 500 a. C los filósofos Leucipo, Demócrito afirmaron: a) No existía materia b) El átomo es la mínima porción de la materia. c) La energía se propaga en fotones d) Los átomos tiene orbitas e) La materia no es divisible 5. La Teoría Cuántica es propuesta por: a) Planck b) Bohr d) Sommerfeld e) N.A. c) Dalton 6. Los electrones que saltan de un nivel inferior a otro superior: a) Ganan energía b) Absorben energía c) Irradian energía d) No existe energía e) Desaparece 7. Propone los saltos cuánticos dados por el electrón: a) Bohr b) Leucipo c) Demócrito d) Thompson e) N.A. -54- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 8. Los subniveles son: a) a, b, c b) s, d, f, g d) c, d, e, f e) a y c c) s, p, d, f 9. La energía se propaga en porciones llamadas: a) Fotones b) Energía c) Cuantos d) Electrón e) a y c 10. La energía y materia tienen comportamiento: a) Dual b) Único c) Partícula d) Onda e) Todas NIVEL II 11. Aporta con naturaleza dual (onda – partícula de la materia). a) Luis de Broglie b) Max Plank c) Bohr d) Sommerfeld e) N.A. 12. La ecuación matemática de Schrodinger aportó: a) Los tres primeros números cuánticos b) Un número cuántico c) Energía de los cuantos d) Número cuántico principal e) Todas 13. Según la teoría atómica de Niels Bohr, los electrones realizan: a) Irradiación de energía b) Saltos cuánticos c) Choques atómicos d) Enlaces químicos e) Emiten energía 14. No es cierto: a) Rutherford descubrió el núcleo atómico. b) En las transiciones electrónicas el e- no pierde ni gana energía. c) Todos los átomos tienen electrones y protones. d) En algunos casos los átomos no tienen neutrones. e) El electrón tiene mayor energía más lejos del núcleo. -55- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 15.Marque la proposición incorrecta: a) Según Demócrito y Leucipo la materia es discontinua. b) Aristóteles postuló la continuidad de la materia. c) Según los griegos, el átomo es indivisible. d) Según Aristóteles la materia está formada por átomos indivisibles. e) John Dalton planteó que la materia está formado por átomos indivisibles. 16. Es un postulado de John Dalton. a) El átomo es eléctricamente neutro. b) En el núcleo se concentra la masa. c) Los átomos de un mismo elemento son iguales. d) Los electrones giran en órbitas elípticas. e) Ninguna. 17. En un átomo excitado, cuando un electrón desciende de nivel, se provoca una..................... a) Estabilidad nuclear. b) Liberación de energía. c) Absorción de energía. d) Radiactividad natural. e) Radiactividad artificial. 18. Los electrones describen trayectorias circulares alrededor del núcleo. Teoría que corresponde a........................basado en el..................... a) Thompson–descubrimiento de la electricidad b) Dalton – pensamiento filosófico. c) Bohr – átomo de hidrógeno. d) Rutherford – descubrimiento del núcleo. e) Millikan – experimento de la gota de aceite. 19. En el Modelo Bohr – Sommerfeld se establecen: a) Orbitas esféricas. b) Orbitas circulares. c) Orbitas elípticas. d) Orbitas planas. e) Ninguna. 20. Propuso que los niveles se desdoblan en subniveles de energía: a) Bohr b) Sommerfeld c) Heisemberg d) Schrodinger e) Max Plank INICIO -56- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Reforzando Lo Aprendido N° 04 1. Grafica cada una de las teorías atómicas 2. Explica brevemente el error de cada teoría 3. Ilustra el átomo actual e investiga el concepto de REEMPE RESPONDE EN FORMA BREVE: 1.- ¿Quién menciona por primera vez la palabra átomo? 2.- ¿Quién plantea que el átomo es como una esfera maciza y que es indivisible? 3.- Descubridor de los electrones. 4.- Las partículas que se encuentran en el núcleo y tienen carga positiva se denominan. 5.- Según Rutherford ¿quien determina la masa del átomo? Y ¿quien su tamaño? 6.- La emisión de energía electrón……………………………………………… se debe a que un 7.- En las siguientes expresiones diga si es verdadero (V) o falso (F). a) ( ) El tamaño de un átomo esta determinado por el núcleo. b) ( ) Según DALTON el átomo es la mínima porción de una sustancia simple. c) ( ) Según Thompson los electrones son partículas de carga eléctrica negativa. d) ( ) Bohr plantea que los electrones tienen niveles de energía permitidos. 8.- ¿Quien plantea el modelo parecido al de un pastel de pasas donde los electrones están incrustados? 9.- ¿Quién descubre los neutrones? 10.- ¿Cuál es la relación del tamaño del átomo al tamaño del núcleo? -57- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 11.- ¿Cómo explicar según los modelos atómicos estudiados las coloridas luces producidas por la quema de castillos? 12.- ¿Cómo explicaba Thompson el por que la materia era eléctricamente neutra? 13.- ¿Cómo demostró Thompson que los electrones estaban cargados negativamente? 15.- ¿En que consiste los rayos catódicos? 16.- ¿Por que utilizó Rutherford los rayos alfa? y ¿cuál es su notación? 17.- Será cierto lo que dijo Dalton “que los átomos son indestructibles” ¿Por qué? 18.- ¿Que opinión te merece lo siguiente? “El modelo atómico de BOHR es válida sólo para átomos que tienen un sólo electrón” 19.- Cuándo un electrón pasa del nivel 2 al nivel 3 según BOHR. a) Se absorbe energía. b) Se emite energía. c) No se absorbe ni se emite energía d) El átomo colapsa. 20.- ¿Cuál de los modelos explica la estabilidad del átomo? INICIO -58- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Modelo Atómico Actual Veamos los aportes que van ha conducir ha representar un modelo matemático para el átomo ya que éste es irrepresentable. 1. La existencia de estados estacionarios de energía y la emisión de energía cuando un electrón salta de un nivel superior de energía a uno inferior planteados por BOHR nos lleva a explicar como los castillos (Fig.) deleitan al público con sus espectaculares luces de colores. 2. PROPIEDAD DUAL DE LA MATERIA Algo ocurrió a mediados de los años 20, la aparición de Louis de Broglie. Este influido por Einstein que de alguna manera hablaba de la posibilidad de una dualidad para entender la luz, extrapolo este concepto a la materia diciendo que esta también tendría un carácter dual, es decir la materia en ciertas circunstancias tendrá un comportamiento ondulatorio. Es decir el electrón al desplazarse por la nube electrónica le es inherente un movimiento ondulatorio. 3. ERWIN SCHRÖDINGER. En la experiencia la luz se descompone 6 colores ¿cuáles?................................................ Además en muchas experiencias se demuestra la naturaleza ondulatoria no sólo de la luz sino de otras partículas subatómicas como el electrón y fue SCHRÖDINGER (1926) quien planteó una ecuación de onda para ver el grado en que un electrón se comporta como onda. Como toda ecuación tiene que tener solución, la ecuación de SCHRÖDINGER tiene solución para valores específicos de energía e introduce el nuevo concepto de números cuánticos -59- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 4. PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE Las incertidumbres no pueden evitarse y es por eso que Werner Heisemberg (1927) quien la enuncia diciendo que es imposible conocer la posición y la velocidad exacta del electrón al mismo tiempo. Es decir los electrones serán ubicados en regiones de máxima probabilidad llamado orbitales. ORBITALES Orbital tipo: s Orbital tipo: p Orbital px Orbital py Orbital pz La figura de orbitales mostrados como máximo pueden contener 2 electrones y el número de orbitales lo podemos resumir en la siguiente tabla: Tipo de orbital # de orbitales s 1 p 3 d 5 f 7 -60- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Los modelos de orbitales tipo d y f se verán más adelante ver (química 5°). Y se representa de la siguiente manera: Orbital con 1 electrón: Orbital lleno con 2 electrones: 1 electrón desapareado electrones apareados INICIO -61- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica de Clase N° 06 1.- ¿Cuándo un electrón pasa de un nivel inferior de energía a uno superior el electrón ………………………………………. 2.- ¿Cuándo un electrón pasa de un nivel superior de energía a uno inferior el electrón………………………..……………… 3.- ¿Cuántos electrones como máximo puede contener un orbital? ……………… < 4.- ¿Cuántos orbitales tipo p existen? ……………… 5.- Cuando sólo existe 1 electrón en un orbital se dice que es ……………………… 6.- ¿Que nos dice la teoría dual de la materia? 7.- Ante la imposibilidad de ubicar la posición y la velocidad de un electrón con precisión ¿Qué plantea HEISEMBERG? 8.- Señale verdadero (V) o falso (F). < a) ( ) Bohr asocia a las órbitas electrónicas los llamados niveles estacionarios de energía. b) ( ) De Broglie plantea la naturaleza ondulatoria de la materia. c) ( ) El modelo atómico actual es un modelo netamente matemático. d) ( ) Hay 5 orbitales “d” 9.- ¿Qué plantea SCHRÖDINGER? 10.- La forma del orbital………………….. Es como una esfera y la del orbital p es bilobular. 11.-¿Cómo explicamos la luz emitida por los fuegos artificiales (fig.) tomando en cuenta la teoría de BOHR? 12.-Realiza un mapa conceptual sobre los aportes a la teoría atómica actual. 13.-¿A que se denomina REEMPE? 14.-¿Será igual decir REEMPE que orbital? 15.-La orbita planteada por Bohr será lo mismo que orbital. 16.-El orbital px se ubica sobre el eje……………… 17.-El orbital……… se ubica sobre el eje y 18- El orbital pz se ubica sobre el eje……………… 19.- ¿Cuándo un orbital está totalmente ocupado? 20.- ¿Cuántos orbitales d existen? INICIO -62- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Estructura Atómica Protones y neutrones Electrones ELECTRÓNICA NUCLEO NUBE e Átomo, la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra "átomo" se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa "partícula fundamental", por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego "no divisible". El conocimiento del tamaño y la naturaleza del átomo avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular sobre él. CARACTERÍSTICAS DE LAS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS Partícula Símbolo Masa (Kg.) Carga elemental Localización Electrón e 9,11 x 10 -31 -1 Zona extranuclear Protón P+ 1,673 x 10 -27 +1 Núcleo Neutrón n° 1,675 x 10 -27 0 Núcleo EL NÚCLEO Ya sabemos que en el núcleo se encuentra los protones y neutrones, además observando la tabla anterior estos 2 tienen más masa que el electrón lo que confirma que en el núcleo se concentra la masa del átomo. Definamos los siguientes términos: A Número de masa ( A ) = #n° + # p+ Número atómico = Z = # p+ Y para un átomo neutro se cumple que: #e- = # p+ E Z Ejemplos: Calcular el número de protones y electrones para la K siguiente representación: 19 -63- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. SOLUCIÓN: Del dato tenemos que: Z = 19 # p+ = 19 y #e- = 19 Calcular el número de protones, neutrones y electrones para el: 23 Na 11 Datos: A = 23 Z = 11 SOLUCIÓN: Z = 11 # p+ A = #n° + # p+ = 11 y #e- = 11 23 = #n° + 11 #n° = 12 Y ahora ¿cómo estarán distribuidos los electrones?, veamos la siguiente representación para el elemento cloro (Cl) que tiene Z = 17 y #e- =……….. n=3 NIVELES DE ENERGÍA n = 1 n =2 Los electrones se encuentran distribuidos por niveles, en el nivel más cercano al núcleo n=1 hay 2 e- , en el siguiente nivel n= 2 hay 8 e- y en el nivel n = 3 hay 7 e- . Si sumamos los electrones = 17. En general para cualquier átomo se puede resumir en la siguiente tabla: Nivel ( n ) 1 2 3 4 ……… Capa K L M N …….. # de electrones 2 8 18 32 ………. Observando la tabla: el número de electrones = 2 n2 donde n = 1, 2 ,3.… INICIO -64- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica de Clase N° 07 40 1.-Para la siguiente representación: 20 Hallar el número de e- , p+, n° Ca 2.- Si un átomo tiene un número de masa A = 39 y #e- = 19, calcule el número de p+. 3.- Si el # p+ = 14, ¿cuánto vale Z? 4.- El átomo de selenio tiene un Z = 34, ¿cuántos electrones tiene si es neutro? 5.- Un átomo tiene A = 119 y 50 e-, ¿cuántos neutrones tiene? 6.- Si el #n° es 4 unidades más que el #e- para un átomo que tiene un número de masa A = 56, ¿cuánto es el #n° y # p+? 7.- El número de electrones permitidos en el nivel n = 2 8.- Para el átomo de flúor n=1 #e- =……….. n=2 #e- =………. 9 F, distribuya sus electrones por niveles: 9.- Un átomo de algún elemento tiene 8 electrones en su segundo nivel n = 2, ¿cuántos electrones tiene en total? 10.-La energía nuclear producida por el uranio se debe a la ruptura del núcleo si su representación es: 238 U ¿calcule el #n°? 92 11.- El átomo de aluminio tiene 13 e-, ¿cuántos protones tiene? 12.- Cierto átomo tiene un número de masa A = 32 y Z = 16, ¿cuántos neutrones tiene? 13.- Un átomo tiene un Z = 18 , ¿cuántos protones tiene? 14.- ¿Que elemento de la tabla periódica presenta #n° = 20 y número de masa A = 20? 15.- El elemento magnesio Mg tiene 12 electrones, ¿cuánto es su Z? 16.- Cierto átomo tiene un Z = 15, distribuya los electrones por niveles. n = 1 #e- =……..… n = 2 #e- =…….…. n = 3 #e- =…..…… -65- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 17.-En el núcleo de un átomo los neutrones y protones están en la relación de 18 a 12. Si su número de masa es A = 90. Hallar el valor de Z. 18.- Con respecto a la siguiente notación: 12 6 C ¿Cuál de las siguientes alternativas no corresponde? a) #p+ = 6 b) #n° = 6 c) #e- = 6 d) Z = 6 e) Z = 12 19.-Un elemento tiene 12 electrones, ¿cuántos electrones tiene en el nivel n = 3? 20.-Si un elemento tiene 8 electrones en el nivel n = 2 y es neutro, ¿Cuánto es su Z? INICIO -66- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. TIPOS DE ÁTOMOS Nuevo hallazgo de un personaje Mochica Un equipo de investigadores encabezados por el especialista canadiense Steve Bourget, de la Universidad de Texas, realizó un importante hallazgo arqueológico, en la zona arqueológica de Úcupe, a unos 39 kilómetros de Chiclayo, en el distrito Lagunas (Lambayeque), pues se trata de una tumba que contiene los restos de un personaje con una antigüedad de 1.700 años. “Es un hallazgo importante para la arqueología peruana, porque nos permite entender que en otros valles cercanos se encontraban tumbas de la nobleza de la élite Mochica que son muy semejantes a la del Señor de Sipán”, declaró a la agencia Andina. ¿Cuál es el método para datar la antigüedad del fósil africano? Se realizan comparaciones de las desintegraciones del carbono 14 que se encuentran en los tejidos vivos o que han estado vivos y que han mantenido un intercambio con la atmósfera. Sólo es válido, por tanto, para la madera, los tejidos, el grano, el cuero, los huesos, las conchas y los terrenos que contengan restos orgánicos, como la turba. Pues entonces ¿Qué es el carbono 14? …………………………………………………………………………………………..……………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………. -67- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. ISÓTOPOS Los isótopos son átomos de un mismo elemento que se diferencian en el número de neutrones y tienen propiedades químicas similares, por tanto: Los números atómicos son iguales Pertenecen a un mismo elemento Diferente número de masa. Diferente número de neutrones. A1 Z A2 E Z E En la naturaleza existen 3 isótopos del carbono: Veamos si cumplen con la definición: Los 3 tienen Z = 6 Pertenecen al elemento carbono. Diferente número de masa: Diferente número de neutrones. Calcule el número de neutrones 12 13 C 6 #n°=……… 14 C 6 #n° =……… C 6 #n° =……. para cada isótopo. ISÓBAROS Son átomos que pertenecen a elementos diferentes, qu e tienen propiedades químicas diferentes, pero que tienen igual número de masa. Es decir para el ejemplo: 127 Te 52 127 I 53 Elementos diferentes Número atómico Z diferentes Número de masa iguales A = 127 Propiedades químicas diferentes -68- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. ISÓTONOS Son átomos de diferentes elementos que tienen propiedades químicas diferentes, pero igual número de neutrones, es decir: Elementos diferentes Número atómico Z diferente. Número de masa diferente Número de neutrones iguales Propiedades químicas diferentes. 32 31 P S 15 16 #n° =….….. #n° =…..… INICIO -69- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Práctica de Clase N° 08 1. Realice un mapa conceptual sobre el tema 2. Defina brevemente a los isótopos. 3. ¿Cuál será la diferencia entre isótopo e isótono? 3.- Si dos elementos tienen el mismo número de masa, se podría decir que: “son isóbaros”. 4.- Si el hidrógeno tiene representaciones: 1 3 isótopos, 2 entonces complete sus 3 H H 1 5.- En la pregunta anterior, calcule el número de neutrones para cada isótopo. 6.- La siguiente definición: “tienen las mismas propiedades químicas pero diferente masa atómica”. Corresponde a:………………………………………………. 7.- Se sabe que dos elementos son isótonos con Z=19 y Z=20, ¿Calcule el número masa (A) para dichos elementos? 8.- Indica si la siguiente afirmación es correcta. “Isótopos son átomos del mismo elemento con igual número de masa” 9.- En un isótopo del litio el número de masa excede en 1 al doble del número atómico, si Z=3 represente el isótopo. 10.-El otro isótopo del elemento anterior tiene 3 neutrones; represente dicho átomo. 11.-Represente los isótopos del silicio: 28 29 30 Si 14 Si -70- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 12.-En la pregunta anterior, Calcule el número de neutrones para cada isótopo. 13.-Dos isótopos del cloro tienen #n°= 18 y #n°= 20. Si Z= 17, represente dichos isótopos. 14.-Una de las siguientes características no corresponde a un isótopo: a) Pertenecen a elementos diferentes. b) Mismas propiedades químicas. c) Tienen diferente número de masa. d) Diferente número de neutrones. 15.-En cual de los isótopos del hidrógeno se cumple que la suma de los protones y el número de masa es igual a la diferencia de cuadrados del número de masa y el número atómico. 16.-Son ………………………………el: 39 40 K Ca 20 19 17.-El número atómico del magnesio es Z=12 y presenta 3 isótopos, si en uno de ellos el número de masa excede en 2 al doble del número atómico represente dicho isótopo. 18.-Represente los otros isótopos neutrones respectivamente. del Mg si tienen 12 y 13 19.-2 átomos tienen propiedades químicas diferentes pero igual número de neutrones, entonces se trata de ……………………………… INICIO -71- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. La Nube Electrónica EXPERIENCIA: Representar los orbitales tipo “s” y “p” Materiales: - Palitos de mondadientes - Plastilina. - Hilo - Chinches Procedimiento: - Unir con el hilo 3 palitos de mondadientes de tal manera que sean perpendiculares entre si (4 juegos). - Moldear con la plastilina una esfera en la intersección de los tres palitos de mondadientes, lo llamaremos orbital tipo “s”. - Moldear 2 lóbulos y colocarlos equidistantemente sobre un eje x , al que llamaremos orbital px. - Repetir el paso anterior en los 2 juegos restantes y nombrarlos como orbital py y pz. - Luego pintamos o colocamos los chinches que representan a los electrones en los orbitales. - A continuación tendremos las siguientes figuras para el subnivel s y p: s py px pz Las flechas nos indicaran la presencia de electrones en los orbitales. De la experiencia podemos observar que en un orbital como máximo puede estar ocupado por 2 electrones. “Recordar que los electrones están siempre en movimiento “y para cada subnivel la notación será así: Nº de electrones 2p3 Nivel Subnivel -72- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. Que quiere decir hay 3 electrones en el subnivel p del 2do nivel. DISTRIBUCIÓN ELECTRONICA SUBNIVELES DE ENERGÍA.SUBNIVEL # DE ORBITALES # DE e- MÁX. Sharp s 1 2 Principal p 3 6 Diffuse d 5 10 Fundamental f 7 14 1. REGLA DE HUND (MULTIPLICIDAD).- Cuando los electrones ingresan a un subnivel estos tratan de ocupar el mayor números de orbitales es decir cuando haya al menos un electrón en cada orbital recién se llenara los orbítales (apareamiento). Ejemplo: Si tenemos cuatros electrones en el subnivel p ¿cómo distribuirlos?, veamos las distribuciones. Error 2px 2pz 2py Correcto 2px 2pz 2py 2. PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULI.- 2 electrones no pueden tener los 4 números cuánticos iguales, es decir en un orbital 2 electrones no pueden tener el mismo número de spin (giro). Ejemplo.- si tenemos 5 electrones en el subnivel p. Incorrecto 3px 3pz 3py Correcto 3px 3pz 3py -73- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 3 PRINCIPIO AUFBAU.- Al ingresar los electrones a la nube electrónica estos se llenaran primero en los de menor a mayor energía relativa. REGLA DE SARRUS 1 2 3 4 5 6 7 s s s s s s s s p d p p p p p p d d d d f COMPLETE LA SECUENCIA f f FORMA LINEAL 1s 2 2 2s 2 2 p 6 3s 2 3p6 4s 2 3d 10 4 p 6 5s 2 4d 10 5 p 6 6s 2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Ejemplo hallar la distribución electrónica para el: 9 F : 1s 2 2 s 2 2 p 5 12 Mg : 1s 2 2s 2 2 p 6 3s 2 26 Fe : 1s 2 2s 2 2 p 6 3s 2 3 p 6 4s 2 3d 6 -74- Xe 4 f 14 5d 10 6 p 6 Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. INICIO Práctica De Clase N° 09 NIVEL I: 1. Hallar la configuración electrónica para los siguientes elementos: 7N : Al : 15P : 17Cl 20 30Zn : 31Ga : 34Se : 35Br : 11Na : Ca : : 2. Que quiere decir las siguientes notaciones. 5 p 3 : ............................................ 6s 1 : ............................................ 3. Marca la notación que no es posible a) 2s2 b) 3p5 c) 6d11 d) 4p6 4. Realizar la siguiente notación para : 5 electrones en el sub nivel d del cuarto nivel 5. En la configuración electrónica de nitrógeno ¿cuantos niveles de energía tiene? 6. Marcar la notación posible: -75- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. a) 2s3 b) 3p7 c) 4d11 d) 5s5 e) 1s2 7. Ordene de menor a mayor nivel energético: 4p6 3s2 3p6 5s2 3d10 8. En la configuración electrónica del sodio: 11Na ¿Cuántos sub niveles tiene? 9. ¿Cuántos electrones máximos y mínimos puede tener el segundo nivel? 10. Para que exista el tercer nivel de energía ¿Cuántos electrones como mínimo debe tener un átomo? 11. ¿A que se llaman electrones apareados? NIVEL II: 1. Realiza las configuraciones electrónicas por subniveles y orbitales de los 20 primeros átomos: 1H: ……………………………….……………..… 2He: 3Li: ……………................................ ……………………………………………….. 4Be: …….………………………………………… 5B : ……..………………………………………… 6C : ……..……………………………………..…. 7N: …………………..………………………….… 8O: ………………………………………..……… 9F: …………………………………………...…… 10Ne………………………………………………. 11Na: ……………………………………………... 12Mg : ……………………………………….……. 13Al:…………………………………………….…. 14Si: 15P: ………………………………………….…... ……………………………………….………. 16S:………………………………………………... -76- Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. 2. Indica ¿Cuál es el número atómico y a qué elemento pertenecen las siguientes configuraciones electrónicas? A) 2s2 2p6 3s1 Z =…………………..… B) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Z =.................... C)1s2 2s2 2p1 Z =………………….….. 3. Propuso el Principio de Máxima Multiplicidad: A) Pauli B) Hund C) Spin D) Bohr E) Aufbau 4. En cada orbital sólo pueden existir 2e-, y de SPIN opuesto; dice: A) Pauli B) Spin C) Nº cuántico D) Hund E) Bohr 5. Indique la configuración electrónica de 5B: A) 1s2 2s3 2º B) 1s2 2s2 2p1 C) 1s2 2p3 D) 1s3 2s2 6. El último nivel del elemento 3Li es: A) 1 B) 2 C) 3 E) 1s2 2s1 2p2 D) S E) P 7. De los subniveles siguientes ¿Cuál posee como máximo 14e- en sus orbitales? A) s B) p C) d D) f E) g 8. ¿Cuál es el número atómico de un átomo que tercer nivel? A) 12 B) 14 C) 18 posee 4 electrones en el D) 20 E) 16 9. De acuerdo con la regla del serrucho, en cada nivel siempre se empieza con el orbital: A) p B) d C) s D) f E) M 10. Relaciona: 1. s ( ) 14e2. p ( ) 10e3. d ( ) 2e4. f ( ) 6e11. Un átomo termina en la C.E. 5p3. Hallar su número atómico (Z). A) 50 B) 51 C) 52 D) 53 E) 54 12. La distribución electrónica simplificada (Kernell) del -77- 20Ca es: Química – 1er año Prof. Karina Isla Montaño. A) Ar 4s1 B) Ar 4s2 C) Ar 4p6 D) Ar 4d2 E) Ar 4p2 13. La C.E: 1s2, 2s2, 3p6, 3s2, 3p4 corresponde al elemento: A) 6C12 B) 7C 14 C) 8O16 D) 32 16S E) N.A. 14. ¿Cuál de las siguientes estructuras electrónicas es incorrecta? A) 1s2, 2s2, 2p4 B) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 C) 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 D) 1s2, 2s2, 2p1 E) 1s2, 2s2, 2d1 15. En el átomo de cloro (Z = 17), en su última órbita giran: A) 4e B) 5e C) 6e D) 7e E) 8e 16. Ordenar de mayor a menor ER: 2p, 3d, 4s, 5p A) 5p, 3d, 4s, 2p B) 5p, 4s, 3d, 2p C) 5p, 4s, 3d, 2p D) 2p, 3d, 4s, 5p E) 4s, 2p, 5p, 3d 17. Un átomo tiene en su cuarto nivel 6 e- si en su núcleo existen 50 neutrones, entonces su nº de masa (A) es: A) 84 B) 94 C) 82 D) 80 E) 93 18. ¿Cuántos electrones posee como máximo y mínimo un átomo que posee solamente 4 niveles energéticos? A) 30, 15 B) 32, 17 C) 36, 19 D) 38, 20 E) 40, 18 19. Un elemento químico presenta 3 orbitales desapareados en la capa N. ¿Cuál es su número atómico? A) 25 B) 28 C) 32 D) 33 E) 35 20. Si un átomo presenta 11 electrones en el tercer nivel de energía. ¿Cuál es el número total de electrones que posee? A) 11 B) 19 C) 20 D) 21 E) 23 ¡El fracaso no te alcanzará si tu determinación de triunfar es lo suficientemente poderosa! -78INICIO