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SEMANA 1
ESTRUCTURA ATÓMICA Y TABLA
PERIÓDICA
QUÍMICA 2016
1
CURSO DE QUIMICA, PRIMER AÑO,
CICLO 2016
LIBRO DE TEXTO:
Timberlake, Karen. Química general,
orgánica y biológica. Estructuras de
la vida. 4a. ed. Mexico: Pearson
Educación; 2013. 936 p.
PROGRAMA CORTO: TEMAS Y
SUBTEMAS
2
• Semana 1: ESTRUCTURA ATÓMICA Y
TABLAPERIÓDICA
• Estructura atómica.
• Partículas subatómicas fundamentales
(protón, neutrón, electrón).
• Tabla periódica
• Número atómico.
• Número másico.
• Isótopo. Definición, representaciones y
aplicaciones médicas de isótopos
radioactivos.
• Peso atómico.
3
• Diagramas de Bohr (para átomos e iones).
• Configuración electrónica de átomos e iones,
semidesarrollada y abreviada.
• Electrones de valencia.
• Grupos y períodos en la tabla periódica.
• Clasificación de los elementos (incluir
diatómicos).
Nomenclatura básica de compuestos
inorgánicos según reglas UIQPA (estudio en
casa, ver guía de estudio)
4
ÁTOMO
• Es la partícula más pequeña (con
características determinadas) que forma la
materia (los elementos).
• Está formado por partículas subatómicas
fundamentales siendo las principales: protón
(carga +1, peso 1 uma), neutrón (carga 0, peso
1 uma), electrón (carga –1, peso 0).
• Es eléctricamente neutro (cargas + = - )
5
MODELOS ATÓMICOS
6
PARTES DEL ÁTOMO
7
PARTES DEL ÁTOMO
NÚCLEO:
• Parte central, del átomo donde está contenida la
mayor parte de su masa, contiene los protones y
neutrones. Tiene carga positiva.
NUBE ELECTRÓNICA:
• Espacio alrededor del núcleo donde hay una
máxima probabilidad de encontrar sus electrones
en constante movimiento. Tiene carga negativa.
• En los átomos neutros (como están en la Tabla
Periódica), el # de electrones = # de protones.
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NÚMERO ATÓMICO
• Se refiere al número de protones que tienen
los átomos de cada elemento.
• No hay átomos de diferentes elementos con el
mismo número atómico.
• No hay átomos de un mismo elemento con
diferente número atómico.
• Es el dato que identifica un elemento.
9
TABLA PERIÓDICA
10
NÚMERO MÁSICO ó DE MASA
• Se refiere a la suma de neutrones y protones
presentes en el núcleo de un átomo y
representan el peso del átomo en umas. (No
debe confundirlo con el peso atómico de los
elementos en la Tabla Periódica).
• El número másico no se encuentra en la Tabla
Periódica, se da en otras tablas.
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NUMERO DE MASA = # DE PROTONES + # DE NEUTRONES
REPRESENTACIÓN:
12
Ejercicio
¿Cuantos
protones,
electrones
y
neutrones hay en cada uno de los siguientes
átomos?
ATOMO
14
7
N
26
14 Si
27
13 Al
PROTONES
ELECTRONES
NEUTRONES
7
7
7
13
¿Cuantos protones y electrones hay en cada uno de los
siguientes iones?
ION
PROTONES
ELECTRONES
ELECTRONES GANADOS /
PERDIDOS
Na+
O-2
Sn+4
S-2
14
EJERCICIO
Complete la siguiente tabla para átomos neutros:
Nombre del
elemento
símbolo
#
atómico
N
# de
masa
# de
protones
# de
neutron
es
38
50
# de
electrones
15
Calcio
42
14
56
16
138
15
ISOTOPOS
• Átomos del mismo elemento con el mismo
número atómico (# de protones), pero con
distinto número másico (# de neutrones).
Reaccionan igual. Algunos son radiactivos.
16
FORMAS DE REPRESENTAR LOS
ISOTOPOS
Ejemplo:
magnesio-24
24
12
Mg
Mg-24
17
EJERCICIOS
1. Los dos isotopos mas abundantes del estaño
tienen números de masa 120 y 118 . ¿Cuántos
protones y neutrones tiene cada isotopo?
2. Escriba el símbolo atómico para isotopos con la
siguiente información:
a) 4 protones y 5 neutrones
b) 26 electrones y 30 neutrones
c) Un número de masa 24 y 13 neutrones
18
Isotopos estables/Isotopos inestables
• Los isotopos de elementos con # atómicos
hasta 19 tienen núcleos estables, son isotopos
estables, no emiten radiación.
• Los isotopos con # atómico de 20 o más tienen
núcleos menos estables y presentan uno a
más isotopos inestables que emiten radiación
y se conocen como Isótopos Radiactivos o
Radioisotopos. Algunos tienen aplicaciones
medicas.
19
ISOTOPO
APLICACIÓN MEDICA
Ce-141
Tubo digestivo, medida de flujo sanguineo hacia el miocardio
Ga-67
Imagen abdominal, detección de tumores
Ga-68
Detección de cáncer pancreático
P-32
Tratamiento de leucemia
I-125
Tratamiento de cáncer cerebral , detección de osteoporosis
I-131
Imagen tiroidea, tratamiento de cáncer de tiroides y próstata.
Sr-85
Detección de lesiones óseas, escáner cerebral
Tc-99m
El mas empleado en medicina nuclear
Imágenes de esqueleto , musculo cardiaco, cerebro, hígado,
pulmones, bazo, riñones y tiroides.
20
PESO ATÓMICO o MASA ATÓMICA de
los ELEMENTOS
• Es un valor que se encuentra en la Tabla
Periódica, para cada elemento.
• Se calculó utilizando el peso promedio de los
diferentes isótopos de un mismo elemento,
tomando en cuenta su peso y su abundancia
en la naturaleza.
21
TABLA PERIÓDICA
ordena los elementos en base al aumento en sus
números atómicos
22
PERIODOS
Son las 7 filas horizontales de elementos. El # de período indica
cuantos niveles de energía tienen los átomos.
I A METALES ALCALINOS
II A METALES ALCALINOTERREOS
III A FAMILIA DEL BORO
IV A FAMILIA DEL CARBONO
V A FAMILIA DEL NITROGENO
VI A
FAMILIA DEL OXIGENO
VII A
FAMILIA DE LOS HALOGENOS
VIII A
FAMILIA DE LOS GASES NOBLES
GRUPOS o FAMILIAS
Son las columnas verticales
de elementos ( tienen
propiedades similares).
Tienen nombres específicos.
El # de columna indica cuantos
electrones de valencia tienen
los átomos.
23
TABLA PERIODICA
24
ELEMENTOS DIATOMICOS
HIDROGENO
NITROGENO
OXIGENO
FLOUR
CLORO
BROMO
YODO
25
26
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE
ÁTOMOS Y DE IONES
• Se refiere al arreglo u ordenamientos que tienen
los electrones (según el # atómico)alrededor del
núcleo en la nube electrónica de los átomos.
• (Los electrones determinan las propiedades
químicas y físicas de los elementos)
• Alrededor del núcleo existen 7 niveles de energía
(según el período donde está el elemento) n=1,
n=2, n=3, n=4, n=5, n=6, n=7
• El n=1 es el de menor energía (cercano al núcleo)
• El n=7 es el de mayor energía (alejado del núcleo)
27
DIAGRAMAS DE BOHR
• Niels Bohr propuso un modelo atómicos donde se
distribuyen los electrones alrededor del núcleo
del átomo en espacios definidos de energía
(niveles).
• Según este diagrama, los electrones giran
alrededor del núcleo en niveles de energía que
pueden ir del n=1 al n=7.
• En modelos posteriores ya se utilizan niveles,
subniveles, orbitales para las configuraciones
electrónicas.
• El # máximo de electrones por cada nivel = 2n2
28
EJEMPLO DE DIAGRAMA DE BOHR
(ver en la tabla el # atómico = # de electrones y el
período = niveles de energía en los que se distribuyen)
29
En el modelo actual cada nivel de energía tiene un
número de subniveles igual al # del nivel, que se
identifican como s, p, d, f.
Además cada subnivel tiene un número de orbitales (debe
aprenderlos, ver el cuadro).
Cada orbital acepta un máximo de 2 electrones girando en
dirección opuesta (spin opuesto). Pueden estar apareados
o no apareados (solo 1 electrón en el orbital).
Sub-nivel
No. de orbitales
No. máximo de electrones
s
1
2
p
3
6
d
5
10
f
7
14
g
9
18
30
Nivel
Subnivel
Designación de sub-niveles
1
1
1s
2
2
2s,2p
3
3
3s,3p,3d
4
4
4s,4p,4d,4f
5
5
5s,5p,5d,5f,5g
31
32
Los orbitales p se encuentran en tres
planos px2, py2, pz2 (se resume p6). Cada
uno se llena con 2 electrones.
Aumento de energía
¿A qué elemento corresponde esta
representación?¿Porque tiene electrones
no apareados?



1s


2p
2s
32
Como escribir la configuración
electrónica:
Ej: 1 s 2 (1=nivel, s=subnivel, 2=electrones)
• Ej: El Sodio (Na, #atómico atómico 11) se
encuentra en el 3er período de la tabla, tiene
3 niveles de energía, n1, n2 y n3 y 11
electrones.
• 1s2,2s2,2p6,3s1
33
LLENADO DE ORBITALES
utilizando la REGLA DIAGONAL
1s
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
5s
5p
5d
6s
6p
7s
2s
2p
3s
3p
3d
4f
4s
4p
4d
4f
5f
5s
5p
5d
5f
6s
6p
7s
Cuando tienen más de 18 electrones, se producen
traslapes de energía, se altera el orden de llenado.
34
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
SEMIDESARROLLADA
• Hierro, Fe, # atómico 26=26 electrones, 4º
período=4 nivele de energía.
• Fe: 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d6
• Presenta traslape de energía entre el nivel 4s y
el subnivel 3d.
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CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
ABREVIADA
• Se busca el gas noble anterior al elemento , se
encierra en corchetes su símbolo, se escriben
solo los electrones que hacen falta.
• Ej: Fe: 1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d6
• [Ar] 4s2,3d6
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Ejercicios
1. Escriba la configuración electrónica
semidesarrollada y abreviada para los
siguientes átomos
a) azufre (S)
b) potasio (K)
c) Magnesio (Mg)
2. Escriba la configuración electrónica para
los siguientes iones
d) ion calcio (Ca+2)
e) S-2
37
ELECTRONES DE VALENCIA
• Son los electrones que se encuentran en el
último nivel de energía, son los más externos
en el átomo.
• Son los que intervienen en las reacciones
química y forman compuestos.
• En los elementos representativos el # de
columna corresponde a los electrones de
valencia.
38
Ejemplos :
39
Cuantos electrones de valencia presentan los
siguientes átomos
a) Na b)Ge c) Mg d) S e) F
FIN