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UNIVERSIDADNACIONALABIERTAYADISTANCIA
UNADESCUELADECIENCIASBSICAS,TECNOLOGIASEINGENIERIASCONTENIDODIDCTICODELCURSO:201102QUIMICAGENERAL
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS, TECNOLOGA E INGENIERA
PROGRAMA CIENCIAS BSICAS
201102 QUMICA GENERAL
DANILO LUSBIN ARIZA RUA Autor
STELLA DIAZ NEIRA Directora Nacional
MILENA RAQUEL ALCOCER
Acreditadora
BOGOTA Julio de 2010
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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO
El presente mdulo fue diseado en el ao 2006 por el Msc. Danilo
Lusbn Ariza, docente de la UNAD, y ubicado en el CEAD de
Barranquilla, actualmente se desempea como tutor de la UNAD.
Esta es la primera actualizacin del mdulo realizada por la
Qumica Stella Daz Neira quien ha sido tutora en el CEAD JAG, de la
ciudad de Bogot desde el ao 2001 y se desempea actualmente como
directora del curso a nivel nacional.
Para la presente actualizacin se recibieron observaciones,
sugerencias y aportes del Qumico Manuel Lozano Regueiros, el
Licenciado en Qumica Johny Roberto Rodrguez y la Ingeniera Qumica
Alba Janeth Pinzn.
Este mismo ao La Ingeniera. Milena Raquel Alcocer, tutora del
CEAD Ibagu, apoy el proceso de revisin de estilo del mdulo y dio
aportes disciplinares, didcticos y pedaggicos en el proceso de
acreditacin de material didctico desarrollado en el mes de Julio de
2009.
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INTRODUCCIN
Este mdulo de qumica general pretende presentar de una manera
concreta los conceptos que se consideran necesarios para el
desarrollo del respectivo curso acadmico en los programas de la
Escuela de Ciencias Bsicas, Tecnologas e Ingenieras y de la Escuela
de Ciencias Agrarias.
El curso acadmico de Qumica General tiene 3 (tres) crditos
acadmicos y se inscribe en el campo de formacin disciplinar. Es
bsico para la formacin en diversos campos profesionales ya que debe
proporcionar los fundamentos conceptuales y prcticos de la
disciplina, para la comprensin de sus leyes y sus mtodos, a partir
de su aplicacin en diferentes procesos tecnolgicos y en la
descripcin de fenmenos naturales. Asimismo el curso pretende
propiciar en los estudiantes el desarrollo de habilidades de
pensamiento comunicativas y destrezas instrumentales a travs del
anlisis y solucin de problemas prcticos en diferentes campos de
aplicacin de la qumica para resolver problemas relacionados con el
ejercicio de la profesin, su campo de inters y de la vida diaria.
Aunque el objetivo de la qumica es extremadamente amplio, con el
mdulo buscamos aprender y comprender los principios generales que
rigen el comportamiento de la materia; entender la relacin que
existe entre su estructura y propiedades y comprender los cambios
energticos que acompaan las transformaciones de los compuestos
qumicos.
El entendimiento de las anteriores relaciones y transformaciones
son importantes para poder contestar preguntas del da a da como por
ejemplo: Por qu si se deja una manzana cortada se oscurece con el
tiempo? Pero si le agregamos unas gotas de limn ese fenmeno no
ocurre? Por qu el cloro blanquea? Por qu las hojas cambian de color
en el otoo? Por qu debemos comer alimentos para mantenernos vivos?
Cules son los mecanismos que los medicamentos lleguen a una clula
enferma? Porqu pueden aparecer reacciones indeseables cuando el
consumo de un producto (en alimentos, agrarias, farmacia) se hace
con otras
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sustancias? Hay muchos fenmenos sorprendentes, pero la
explicacin de los mismos, es una fascinacin todava mayor. Por eso
se hace necesario entender la relacin que existe entre la
estructura de la materia y sus propiedades.
El mdulo esta distribuido en tres unidades:
La primera hace referencia a la estructura de la materia a
partir de los tomos y compuestos y a las propiedades de la misma,
haciendo nfasis en el estado gaseoso.
En la segunda unidad se estudian las diferentes dispersiones,
especialmente las soluciones verdaderas. Se muestran adems las
propiedades de los coloides y de las suspensiones, tambin se
estudia el equilibrio qumico y el pH.
La tercera unidad abarca los cambios qumicos y los clculos
estequiomtricos de las cantidades de reactantes y productos
involucrados en una reaccin qumica.
Se espera que con el estudio del curso acadmico de qumica
general se proporcionen las bases para el desarrollo de futuros
aprendizajes.
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INDICE DE CONTENIDO
Pg. INTRODUCCION 3 UNIDAD UNO. ESTRUCTURA DE LA MATERIA 11
Captulo Uno. ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUMICOS
Leccin 1. Estructura de los tomos 1.1 Partculas subatmicas
Leccin 2. Configuracin Electrnica
2.1 Modelo actual del tomo 2.2 Distribucin de los electrones en
los estados de Energa
Leccin 3. Tabla Peridica 3.1 Elementos representativos 3.2.
Elementos de transicin 3.3 Elementos de Tierras Raras
Leccin 4. Propiedades peridicas de los elementos 4.1 Tamao
atmico 4.2 Potencial de Ionizacin 4.3 Afinidad Electrnica 4.4
Electronegatividad
Leccin 5. Compuestos Qumicos. Estructura 5.1 Estructuras de
Lewis Leccin 6. Enlaces Qumicos. 6.1 Enlaces Intramoleculares 6.2
Fuerzas intermoleculares 6.3 Propiedades de los enlaces Ejercicios
capitulo Uno
13
13
16
26
32
35 35 38
44
Captulo Dos. ESTADOS DE LA MATERIA
Leccin 7. Teora Cintico Molecular Leccin 8. .Estado Slido
8.1 Caractersticas de los slidos 8.2. Slidos amorfos y
cristalinos
Leccin 9. Estado Liquido 9.1 Propiedades de los lquidos 9.2.
Evaporacin y Presin de vapor. 9.3. Aplicaciones en la Industria
47
47 48
51
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Leccin10. Estado Gaseoso 10.1 Caractersticas de los gases Leccin
11. Gases ideales
11.1 Teora Cintica Molecular de los gases 11.2 Leyes de los
gases ideales 11.3 Gases Reales
Leccin 12. Cambios de estado 12.1 Calor de transicin en los
cambios de estado 12.2 Curva de calentamiento
Ejercicios capitulo Dos
59
61
71
77 Capitulo Tres. CANTIDAD DE SUSTANCIA Leccin 13. Masa atmica y
masa molecular
13.1 Repaso conceptos 13.2 Unidades de masa atmica 13.3 Masa
atmica 13.4 Masa molecular
Leccin 14. Mol y Nmero de Avogadro Leccin 15. Masa Molar 15.1
Relaciones entre los conceptos del captulo 3 Ejercicios capitulo
Tres AUTOEVALUACION UNIDAD UNO
79
79
83 84
87 88
Anexo 1 Mtodo Cientfico Anexo 2 Sistema Internacional de Medidas
Anexo 3 Anlisis dimensional
95 98 102
UNIDAD DOS. MEZCLAS 104 Captulo Cuatro. SOLUCIONES VERDADERAS
Leccin 16. Componentes de una solucin Leccin 17. Clasificacin de
las Soluciones
17.1 Segn su estado fsico 17.2 Segn su concentracin
Leccin 18. Unidades de Concentracin. Unidades Fsicas 18.1
Porcentaje (%) de soluto en la solucin 18.2. Partes por milln
(ppm)
Leccin 19. Unidades de Concentracin. Unidades Qumicas 19.1
Molaridad 19.2 Normalidad 19.3 Molalidad 19.4 Fraccin Molar
Leccin 20. Propiedades Coligativas de las Soluciones
106
106 107
109
112
118
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20.1 Presin de Vapor 20.2 Aumento ebulloscpico 20.3 Descenso
crioscpico 20.4 Presin Osmtica
Ejercicios capitulo Cuatro
123
Capitulo Cinco. SUSPENCIONES Y COLOIDES Leccin 21.
Suspensiones.
21.1 Caractersticas Generales de las suspensiones 21.3.
Suspensiones de Importancia Biolgica
Leccin 22. Coloides 22.1 Clasificacin de los coloides 22.2.
Propiedades de los coloides.
Leccin 23. Comparacin de las propiedades de las soluciones,
coloides y Suspensiones. 23.1 Tabla comparativa EJERCICIOS CAPITULO
CINCO
124
125
126
130
132
Capitulo Seis. EQUILIBRIO QUIMICO Leccin 24. Generalidades del
Equilibrio Qumico
24.1. Equilibrio homogneo 24.2. Equilibrio Heterogeneo
Leccin 25. Constante de Equilibrio 25.1 Expresin de la constante
de Equilibrio. 25.2. Aplicaciones de la constante de equilibrio
Leccin 26. Principio de LChatelier 26.1. Efectos en el cambio de
concentracin 26.1. Efectos del cambio de temperatura 26.2. Efectos
del cambio de Presin 26.3. Efectos en el cambio de catalizador
Leccin 27. Equilibrio Inico 27.1 Electrolitos 27.2 Definicin de
Brnsted-lowry de cido y base 27.3 Equilibrio cido base Leccin 28.
Porcentaje de disociacin Leccin 29. Producto inico del agua Leccin
30. Potencial de Hidrgeno (pH) 30.1. Clculos de pH para cidos y
bases fuertes 30.2. Clculos de pH para cidos y bases dbiles
Ejercicios capitulo Seis AUTOEVALUACION UNIDAD DOS
132
132
133
136
138
141 143 143
147 148
UNIDAD TRES. CAMBIOS QUIMICOS 151
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Captulo Siete. REACCIONES QUMICAS Leccin 31 Ecuacin qumica
Leccin 32 Clasificacin de las reacciones 32.1 la frmula molecular
de algunos compuestos orgnicos 32.2 Algunas reacciones qumicas de
inters Leccin 33 Leyes Ponderales Leccin 34 Balanceo de ecuaciones
34.1 Mtodo del ensayo y error 34.2 Mtodo de oxido reduccin
Ejercicios capitulo Siete
153
153 154
156 159
160
Captulo ocho. OXIDACION REDUCCION Leccin 35 Reacciones de oxido
reduccin Leccin 36 Nmero de oxidacin 36.1 Reglas para asignar un
nmero de oxidacin Leccin 37 Oxidacin y reduccin Leccin 38 Balanceo
redox por mtodo del cambio del No. de oxidacin Leccin 39 Balanceo
redox por mtodo del ion electrn 39.1 En medio cido 39.2 en medio
bsico 39.3 en medio neutro Ejercicios capitulo Ocho
162
162 163
165 168 170
175 Captulo nueve. ESTEQUIOMTRIA Leccin 40. Relacin
estequiomtrica molar REM 40.1 Clculos estequiomtricos utilizando la
REM Leccin 41 Reactivo Lmite Leccin 42 Pureza de los reactivos
Leccin 43 Rendimiento de una reaccin Leccin 44 Clculos de
Estequiometra que involucran gases y soluciones Ejercicios capitulo
Nueve AUTOEVALUACION UNIDAD TRES
177 177
180
182 183 184
186 189
INFORMACION DE RETORNO UNIDAD UNO INFORMACION DE RETORNO UNIDAD
DOS INFORMACION DE RETORNO UNIDAD TRES Fuentes documentales
192 197 199
202
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LISTADO DE TABLAS Tabla 1 Nmeros cunticos 18 Tabla 2.
Configuracin electrnica de los tomos de los elementos 20 Tabla 3
Distribucin electrnica de los metales alcalinos 27 Tabla 4. Tabla
peridica de los elementos qumicos 29 Tabla 5. Valores aproximados
del carcter polar de un enlace. 40 Tabla 6 Comparacin de algunas
propiedades de soluciones, coloides y suspensiones 135 Tabla 7.
Constante de disociacin 145
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LISTADO DE GRFICOS Y FIGURAS
Figura 1. Regin de alta probabilidad para un electrn 1s 17
Figura 2. Forma y orientacin de los orbitales. 18 Figura 3. Orden
de ocupacin de los subniveles de energa. 24 Figura 4. Tamaos
relativos de tomos. 33 Figura 5. Variacin de las propiedades
peridicas 34 Figura 6. Estructuras de Lewis de algunos elementos 35
Figura 7. Enlaces covalentes y inicos 40 Figura 8. Enlace covalente
a) polar b) no polar 40 Figura 9. Enlace metlico 41 Figura 10.
Fuerzas intermoleculares en la superficie de un lquido. 52 Figura
11. Menisco formado por fuerzas de adhesin 53 Figura 12. Variacin
de la presin de vapor con la temperatura 51 Figura 13. Diagrama de
fases del agua 56 Figura 14. Cambios de estado 72 Figura 15. Curva
de calentamiento Temperatura (C) vs tiempo. 73 Figura 16. Molculas
80 Figura 17 Micelas 133
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UNIDAD UNO
ESTRUCTURA DE LA MATERIA
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PRESENTACIN
Esta unidad comprende tres temas que hacen referencia a la
estructura de los elementos y compuestos, los cambios fsicos,
haciendo nfasis en los gases y la cantidad de sustancia, por lo que
contiene tres captulos:
Captulo 1. Elementos y Compuestos qumicos Captulo 2. Estados de
la materia Captulo 3. Cantidad de sustancia
Los temas de esta unidad son la base para los temas tratados en
las otras dos unidades y en otros cursos de los programas de
Qumica, Ingeniera de alimentos, Ingeniera industrial, Agrarias,
Zootecnia y afines y Regencia de Farmacia.
Se pretende que los estudiantes comprendan y diferencien los
conceptos de tomo, molcula, orbital atmico, estructura electrnica y
la relacin entre esta y la unin qumica. Adems que aprenda la
utilidad y manejo de la tabla peridica, conozcan los estados de la
materia, sus cambios y el calor involucrado en ellos y entiendan
los conceptos de mol y masa molar.
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CAPITULO UNO: ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUIMICOS Objetivos
En este captulo se pretende que el estudiante comprenda la
estructura del tomo, sus partes y distribucin de los electrones en
l. Adems que entienda como se forman las molculas comprendiendo la
teora de enlace., diferencie los elementos de los compuestos y las
propiedades de estos ltimos dependiendo del tipo de enlace.
Comprender los criterios utilizados para la clasificacin de los
elementos en la tabla peridica y las propiedades peridicas de los
elementos. Aprender a dibujar la frmula electrnica de los elementos
utilizando la notacin de Lewis.
Nota: En las diferentes lecciones se presentan ejemplos
resueltos y al final de algunas de ellas se presentan
autoevaluaciones con sus respuestas para que practiquen sobre los
temas correspondientes.
Leccin 1: Estructura de los tomos
La idea principal de una de las teoras ms antiguas de la
historia de las ciencias, establece que toda sustancia se puede
dividir solo hasta que se obtengan las partculas ms pequeas
posibles. Esta idea fue propuesta por el filsofo griego Demcrito
(460 AC 370 AC), quien llam a las partculas tomos (del griego ), es
decir sin divisin. Los postulados de Demcrito no recibieron
reconocimiento, sino hasta el siglo 18, cuando los qumicos
comenzaron a explicar los resultados experimentales de sus trabajos
utilizando el concepto de tomo. El ingls John Dalton (1766 - 1844)
formul en el ao 1808 la teora atmica. Los principales postulados de
esta teora son:
Todas las sustancias (materia) estn compuestas de tomos,
partculas indivisibles que no pueden ser creadas ni destruidas.
Los tomos de un mismo elemento son totalmente idnticos, es
decir, poseen la misma masa y carga. Los tomos de elementos
diferentes tienen masas tambin diferentes.
Los tomos permanecen sin divisin, an cuando se combinen en las
reacciones qumicas.
Cuando se combinan los tomos para formar compuestos, estos
guardan relaciones simples.
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Los tomos de elementos diferentes se pueden combinar en
proporciones distintas y formar ms de un compuesto.
Los tomos de dos o ms elementos distintos se unen para formar
compuestos qumicos.
En el siglo 19 la teora de Dalton fue aceptada por la comunidad
cientfica, lo que aviv el inters en el estudio de la estructura
atmica. Fue as como se logr el descubrimiento de las partculas
subatmicas, que permiti que diversos cientficos1 propusieran
modelos atmicos que pretendan explicar el comportamiento de la
materia. Todos estos descubrimientos llevaron al declive la teora
atmica de Dalton1 1.1 Partculas Subatmicas Los elementos qumicos
estn constituidos por una sola clase de tomos. Ejemplo, hierro,
cobre, sodio y otros. Estos elementos se representan mediante
smbolos derivados de su nombre latino. Elemento Nombre latino
Smbolo Elemento Nombre latino Smbolo
Antimonio
Azufre
Cobre
Escandio
Estao
Fsforo
Hierro
Stibium
Sulphur
Cuprum
Scandium
Stanumm
Phosphorus
Ferrum
Sb
S
Cu
Sc
Sn
P
Fe
Mercurio
Oro
Plata
Plomo
Potasio
Sodio
Torio
Hydrargyrum
Aurum
Argentum
Plumbum
Kalium
Natrium
Thorium
Hg
Au
Ag
Pb
K
Na
Th
Los tomos de los elementos qumicos estn compuestos por muchas
partculas subatmicas, como: protones, neutrones y electrones, entre
otras. En este curso, la atencin se centra en las tres partculas
mencionadas anteriormente.
1 El desarrollo histrico de los modelos atmicos se puede
consultar en las respectivas fuentes documentales citadas en la gua
didctica.
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Caractersticas de las partculas subatmicas Partculas Smbolo
Carga elctrica
relativa Masa
Electrn e- Negativa (-1) 9.110 x 10-31 Kg. Protn p Positiva (+1)
1,673 . 10-27 kg. Neutrn n No posee (0) 1,673. 10-27 Kg. El nmero
atmico (Z) de un elemento qumico es igual al nmero de protones de
su ncleo. En un tomo neutro el nmero de protones es igual al nmero
de electrones. El nmero msico (A) ( masa atmica) de un tomo es la
suma de la cantidad de protones y neutrones en su ncleo. ste nmero
depende de los istopos del elemento en la naturaleza. A (nmero
msico) = Z (cantidad de protones)+ N (cantidad de neutrones). Los
tomos de un mismo elemento que tienen diferentes nmeros msicos se
llaman istopos (se amplia sobre este tema en el captulo 3 de esta
unidad). Se representa al tomo con el smbolo del elemento que le
corresponde; a la izquierda y arriba del smbolo se escribe el nmero
msico (A) y a la izquierda y abajo se coloca el nmero atmico
(Z).
XAZ Ejemplo 1: c12
6
Significa que el tomo de carbono tiene 6 protones y 12- 6 = 6
neutrones. El nmero de protones en el ncleo (Z) es invariable, es
por esto que cuando un tomo pierde o gana electrones que tienen
carga negativa, queda cargado positiva o negativamente,
convirtindose en un in, el cual se llama catin si su carga es
positiva o anin si es negativa. Son cationes: H+, Al3+, Ca2+ y
Aniones: Cl-, NO3-, S2-, entre otros. Ver la siguiente pgina
interactiva.
http://www.educaplus.org/play-85-Part%C3%ADculas-de-los-%C3%A1tomos-e-iones.html
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Leccin 2: Configuracin Electrnica
De acuerdo a la teora ondulatoria de la luz, los fenmenos de
interferencia y difraccin de la luz se pueden comprender si se
conocen las leyes de propagacin de las ondas. Otras propiedades de
la luz como el espectro de rayas de los elementos y el efecto
fotoelctrico se explican a partir de la teora corpuscular de la
luz. Esa dualidad de la naturaleza de la luz llev, en 1924, a Louis
De Broglie a proponer que los electrones podran tener propiedades
ondulatorias. Mucho antes Max Planck haba postulado que las ondas
luminosas se componan de partculas. En un intento de unificar las
dos posturas, De Broglie propuso que la longitud de onda para una
partcula de masa m que se mueve con una velocidad , se determina
con la siguiente ecuacin: =h/m - propiedad del movimiento
ondulatorio. - propiedad del movimiento de la partcula. h-
constante, igual a 6.63 10-34 A partir de esta ecuacin, los modelos
atmicos existentes en la poca se volvieron insatisfactorios. Una
particularidad surgida de la teora propuesta por De Broglie, fue la
imposibilidad de medir simultneamente la velocidad del electrn y su
posicin. Este postulado, propuesto por Heisenberg, se denomina
principio de incertidumbre. 2.1 Modelo actual del tomo El modelo
actual del tomo, es el resumen de las conclusiones de los trabajos
de: Heinsenberg, Schrdinger, De Broglie y Dirac entre otros.
Durante la primera mitad del siglo 20 los trabajos de los fsicos
tericos, Heisenberg, De Broglie, y Schrdinger ayudaron a
desarrollar la teora de la estructura atmica basada en la mecnica
ondulatoria. Esta teora considera los electrones como ondas cuya
trayectoria alrededor del ncleo no es posible conocer. Se postula
entonces la "probabilidad" de encontrar el electrn alrededor del
ncleo. Si bien no se puede conocer la trayectoria de los
electrones, si se pueden determinar, mediante la ecuacin de
Schrdinger, regiones espaciales donde es ms probable
encontrarlos.
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Figura1.Regindealtaprobabilidadparaunelectrn1s.Amayorsombreadomayorprobabilidad,b.Grficadeprobabilidadcontradistanciaalncleo.
Los resultados de la mecnica ondulatoria cuntica llevaron a la
conclusin que los tratamientos matemticos de la mecnica clsica, que
son adecuados para sistemas macroscpicos, no se cumplen al
aplicarlos a sistemas submicroscpicos, como es el caso de los
electrones. La resolucin matemtica de la ecuacin de Schrdinger
conduce a la aparicin de tres nmeros cunticos: El primero de ellos
se denomina nmero cuntico principal, n, e indica la distancia ms
probable del ncleo hasta el electrn. Es un nmero positivo que puede
tomar valores de 1, 2, 3 etc. El nmero cuntico principal designa
los principales niveles de energa de un orbital. El segundo es el
nmero cuntico secundario momento angular l. Determina la forma de
los orbitales, indica el subnivel y puede tomar valores desde 0
hasta n - 1. El nmero mximo de electrones en un subnivel est dado
por 2(2l + 1).
El tercer nmero cuntico, representado por ml, llamado nmero
cuntico magntico, describe la direccin en la que se proyecta el
orbital en el espacio. Puede tomar valores as: -l, (-l + 1),. . .,
(l-1). . . (+1). Por ejemplo para l = 0, m = 0, si l = 1, m puede
tomar tres valores, m = -1, m = 0, m = +1. Si l = 2 m puede tomar
cinco valores. m = -2, m = -1, m = 0, m = +1, m = +2.
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Tabla.1combinacionespermitidasdenmeroscunticosparan=1hasta3
No.cunticoprincipal
n
No cuntico demomentoangular;l
No.cunticodemomento
magnticoml
Tipodeorbital
1 0 0 1s0 0 2s
1 2px0 2py
2 1+1 2pz
0 0 3s 1 3px0 3py
1
+1 3pz2 3d 1 3d0 3d+1 3d
3
2
+2 3d
En las Figs. 2a y 2b se ilustra la forma y orientacin de los
orbitales.
Figura2aFormayorientacindelosorbitalessyp.
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Figura2bFormayorientacindelosorbitalesd.
En estudios posteriores sobre el paramagnetismo surgi la
necesidad de introducir un nuevo nmero cuntico, el spin (ms), para
diferenciar dos electrones que se pueden encontrar en un mismo
orbital s. De acuerdo con las soluciones de la ecuacin de
Schrdinger, ms puede tomar dos nicos valores: +1/2 -1/2, segn el
giro del electrn. Simulacin de los orbitales Principio de Exclusin
de Pauli El Principio de exclusin de Pauli dice que no pueden
existir dos electrones en un mismo tomo con los cuatro nmeros
cunticos iguales. Este principio implica que no puede haber ms de
dos electrones en cada orbital; y si existen dos electrones en el
mismo orbital, deben tener al menos el nmero cuntico del spin
diferente (es decir +1/2 y -1/2), es decir los spines de esos
electrones son opuestos.
2.2 Distribucin de los electrones en los diferentes estados de
energa La energa de un electrn depende tanto del nivel como del
subnivel en el cual se encuentra. El siguiente cuadro muestra la
relacin de los nmeros cunticos con la estructura atmica.
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Nmero cuntico principal (nivel de energa, n)
Nmero cuntico de momento angular (orbital, l) n subniveles
Nmero cuntico de momento magntico, ml (nmero de orientaciones de
los orbitales por subniveles)
Nmero de orbitales por nivel de energa. (n2)
Nmero de electrones por subnivel.
Nmero de electrones por nivel de energa. (2n2)
1 s 1 1 2 2 2 s
p 1 3
4 2 6
8
3 s p d
1 3 5
9 2 6 10
18
4 s p d f
1 3 5 7
16 2 6 10 14
32
La distribucin de los electrones en los diferentes niveles y
subniveles de energa se muestran en la siguiente tabla:
Tabla2.Configuracinelectrnicadelostomosdeloselementos
Grupo o nivel K L M N O P Q
Subgrupo 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f
7s
Nmero atmico y smbolo
I H 1
2 He 2
3 Li 2 1
4 Be 2 2
5 B 2 2 1
-
21
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6 C 2 2 2
7 N 2 2 3
8 O 2 2 4
9 F 2 2 5
10 Ne 2 2 6
11 Na 2 2 6 1
12 Mg 2
13 Al 2 1
14 Si 10 electrones 2 2
15 P 2 3
16 S 2 4
17 Cl 2 5
18 Ar 2 2 6 2 6
19 K 2 2 6 2 6 1
20 Ca 2
21 Sc 1 2
22 Ti 2 2
23 V 3 2
24 Cr 5 1
25 Mn 5 2
26 Fe 6 2
27 Co 18 lectrones 7 2
28 Ni 8 2
29 Cu 10 1
30 Zn 10 2
31 Ga 10 2 1
32 Ge 10 2 2
33 As 10 2 3
34 Se 10 2 4
35 Br 10 2 5
36 Kr 2 2 6 2 6 10 2 6
37 Rb 2 2 6 2 6 10 2 6 1
38 Sr 2
-
22
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39 Y 1 2
40 Zr 2 2
41 Nb 4 1
42 Mo 5 1
43 Tc 5 2
44 Ru 36 electrones 7 1
45 Rh 8 1
46 Pd 10 0
47 Ag 10 1
48 Cd 10 2
49 In 10 2 1
50 Sn 10 2 2
51 Sb 10 3 2
52 Te 10 4 2
53 I 10 5 2
54 Xe 2 2 6 2 6 10 2 6 10 6 2
55 Cs 2 2 6 2 6 10 2 6 10 2 6 1
56 Ba 2 6 2
Grupo o nivel K L M N O P Q
Subgrupo 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f
7s
Nmero atmico y smbolo
57 La 2 6 1 2
58 Ce 1 2 6 1 2
59 Pr 3 2 6 2
60 Nd 4 2 6 2
61 Pm 5 2 6 2
62 Sm 6 2 6 2
63 Eu 7 2 6 2
64 Gd 7 2 6 1 2
65 Tb 9 2 6 1 2
66 Dy 10 2 6 2
67 Ho 11 2 6 2
-
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68 Er 12 2 6 2
69 Tm 13 2 6 2
70 Yb 46 electrones 14 2 6 2
71 Lu 14 2 6 1 2
72 Hf 14 2 6 2 2
73 Ta 14 2 6 3 2
74 W 14 2 6 4 2
75 Re 14 2 6 5 2
76 Os 14 2 6 6 2
77 Ir 14 2 6 7 2
78 Pt 14 2 6 9 1
79 Au 14 2 6 10 1
80 Hg 14 2 6 10 2
81 Tl 14 2 6 10 2 1
82 Pb 14 2 6 10 2 2
83 Bi 14 2 6 10 2 3
84 Po 14 2 6 10 2 4
85 At 14 2 6 10 2 5
86 Rn 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 2 6
87 Fr 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 2 6 1
88 Ra 2 6 2
89 Ac 2 6 1 2
90 Th 2 6 2 2
91 Pa 2 2 6 1 2
92 U 3 2 6 1 2
93 No 4 2 6 1 2
94 Pu 6 2 6 2
95 Am 75 electrones 7 2 6 2
96 Cm 7 2 6 1 2
97 Bk 9 2 6 2 2
98 Cf 10 2 6 1 2
99 Es 11 2 6 2
100 Fm 12 2 6 2
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101 Md 13 2 6 2
102 No 14 2 6 2
103 Lr 14 2 6 1 2
104 Rf 14 2 6 2 2
105 Db 14 2 6 3 2
106 Sg 14 2 6 4 2
107 Bh 14 2 6 5 2
108 Hs 14 2 6 6 2
109 Mt 14 2 6 7 2
Con el propsito de facilitar la distribucin de los electrones en
los niveles y subniveles es conveniente tener en cuenta las
siguientes reglas: 1. Los electrones ocupan primero los subniveles
de ms baja energa siguiendo el
orden indicado en la figura 3.
Fig.3a.Ordendeocupacindelossubnivelesdeenerga.
1s2
2s2 2p6
3s2 3p6 3d10
4s2 4p6 4d10 4f14
5s2 5p6 5d10 5f14
6s2 6p6 6d10 6f14
7s2 7p6 7d10 7f14
Fig.3b.Distribucinelectrnicapornivelesysubnivelesdeenergas.
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2. Los electrones llenan de uno en uno los orbitales vacos de un
subnivel determinado. Cuando los orbitales se ocupan con un
electrn, los restantes electrones, si los hay, formarn parejas con
los distribuidos anteriormente. El anterior enunciado constituye la
Regla de Hund, que indica que el estado de mnima energa, en los
orbitales de un subnivel, es aquel en el cual es posible colocar un
mximo de electrones con el mismo espn. En otras palabras, los
electrones con igual spin, ocupan los orbitales de uno en uno. Si
estn presentes electrones con espn contrario en orbitales
diferentes tendern a aparearse produciendo un estado ms energtico y
menos probable. Ejemplo 2: El tomo de hidrgeno posee un electrn que
ocupar el subnivel de ms baja energa, o sea el 1s. La distribucin
electrnica del hidrgeno ser: 1s1. . El nmero 1 indica el nivel en
el cual est situado el electrn. La letra describe el subnivel
correspondiente y por ltimo, en forma de exponente se indica el
nmero de electrones presentes en l. El siguiente elemento, Helio
tiene dos electrones, que pueden aparearse en el orbital 1s cuyo
nmero mximo de electrones es 2. La distribucin electrnica del helio
ser: 1s2. Para el tomo de nitrgeno, que tiene 7 electrones, cuatro
de ellos ocuparn por parejas (apareados), los subniveles 1s y 2s,
los tres restantes (desapareados, con spines iguales) ocuparn los
tres orbitales del siguiente subnivel, el 2p; quedando entonces con
cinco electrones (llamados electrones de valencia), en el nivel ms
externo.
2p3 2s2 122
Si observamos el nitrgeno tiene cinco electrones en el nivel ms
externo. Estos son sus electrones de valencia. Para cualquier tomo
los electrones de valencia son los electrones del ltimo nivel. El
siguiente cuadro muestra la distribucin electrnica de los 10
primeros elementos.
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Elemento Nmero atmico
Distribucin electrnica.
Nmero de electrones desapareados.
H 1 1s1 1 He 2 1s2 0 Li 3 1s2 2s1 1 Be 4 1s2 2s2 0 B 5 1s2 2s2
2p1 1 C 6 1s2 2s2 2p2 2 N 7 1s2 2s2 2p3 3 O 8 1s2 2s2 2p4 2 F 9 1s2
2s2 2p5 1 Ne 10 1s2 2s2 2p6 0
Ejemplo: Realizar la distribucin electrnica del elemento con
nmero atmico 20. Solucin: De acuerdo al diagrama de las Figuras 3a
y 3b, la distribucin electrnica ser:
ls2 2s2 2p6 3s2 3p6
4s2 Ver la siguiente pgina interactiva:
http://www.educaplus.org/play73Configuracinelectrnica.html Leccin
3: Tabla Peridica de los Elementos Un paso importante en el
desarrollo de la qumica lo constituy la organizacin de numerosas
observaciones en el comportamiento de los elementos qumicos. Entre
muchos intentos realizados, el ms importante fue un esquema de
organizacin de los elementos con base en sus pesos atmicos,
propuesto por el qumico ruso Dimitri Mendeleev. Este esquema
constituye en la actualidad la Tabla peridica de los elementos
qumicos. La tabla peridica. Es probablemente la herramienta ms
importante de la qumica. En ella, los elementos qumicos estn
organizados, actualmente, segn la carga del ncleo. Esta organizacin
permite enunciar la ley peridica as: "Las propiedades qumicas y
fsicas de los elementos son funcin peridica de sus nmeros
atmicos".
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Esta ley significa que cuando se ordenan los elementos por sus
nmeros atmicos en forma ascendente, aparecen grupos de ellos con
propiedades qumicas similares y propiedades fsicas que varan
peridicamente. Ver la Tabla peridica en:
http://personal1.iddeo.es/romeroa/latabla/index.htm La tabla
peridica est organizada en columnas (grupos) y filas (periodos) que
permiten establecer una relacin entre la distribucin electrnica de
los elementos y su lugar en la tabla peridica. Los grupos son las
columnas verticales de la tabla, constituidos por elementos que
manifiestan propiedades fsicas y qumicas similares. Por ejemplo, al
realizar la distribucin electrnica de los elementos del primer
grupo (primera columna) se puede observar que la terminacin
electrnica es idntica para ellos. Se puede notar que todas terminan
en s1. Esta familia est formada por los elementos litio (Li), sodio
(Na), potasio (K), rubidio (Rb) y cesio (Cs), llamada de los
metales alcalinos, los cuales en general son slidos a 0C que funden
por debajo de 200C, de color plateado y con propiedades metlicas
como poseer buena conductividad del calor y la electricidad, ser
maleables, dctiles y oxidarse fcilmente al aire; reaccionan
violentamente con el agua para formar hidrxidos. Desde el punto de
vista farmacutico, los compuestos que tienen sodio por tener menor
tamao, permiten incluir ms unidades por gramo adems de que tienen
una mayor capacidad de hidratacin, aunque las sales que tienen
potasio se disuelven mejor en solventes orgnicos. Adems, el sodio
es un catin de lquidos extracelulares, en tanto que el potasio lo
es de lquidos intracelulares.
Tabla3.Distribucinelectrnicadelosmetalesalcalinos
3Li
11Na
19K
37Rb
55Cs
87Fr
1s22s1
1s22s22p63s1
1s22s22p63s23p64s1
1s22s22p63s23p63d104s24p65s1
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s15p66s1
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p67s1
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Los elementos con distribucin electrnica terminada en s2
constituyen otro grupo con propiedades similares y se llaman
alcalino-trreos. Est constituido por los elementos berilio (Be),
magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr) , bario (Ba) y radio
(Ra), los cuales presentan propiedades metlicas, color plateado
gris, se combinan con el oxgeno para formar xidos y con los
halgenos para formar sales, las cuales tienen importancia desde el
punto de vista farmacolgico ya que por ejemplo las del magnesio se
usan como anticidos, en tanto que el hidrxido y el sulfato de este
elemento son catrticos y el ltimo es adems anticonvulsivo o
antiinflamatorio aplicado tpicamente. El calcio se utiliza
ampliamente como reemplazo del sodio en caso de hipertensin.
Otras familias son:
El grupo del Boro, con distribucin electrnica terminada en s2p1.
El grupo del Carbono, con distribucin electrnica terminada en s2p2.
El grupo del Nitrgeno, con distribucin electrnica terminada en
s2p3. El grupo del Oxgeno, con distribucin electrnica terminada en
s2p4. Los Halgenos, con distribucin electrnica terminada en s2ps,
de los cuales,
las sales de flor como el fluoruro de sodio y el fluoruro
estannoso se usan como profilctico dental. El cloro se usa
ampliamente ya que los cloruros de sodio, potasio y calcio se usan
para reponer iones electrolticos, el cloruro de amonio es
expectorante y el hipoclorito de sodio desinfectante y desodorante.
El clorato de potasio forma parte de coluptorios bucales, duchas
vaginales y otras preparaciones limpiadoras locales. El bromo es
custico y germicida poderoso aunque de muy difcil uso, en tanto que
el in bromuro es un depresivo de dosificacin muy precisa. El yodo
se usa en soluciones mezclado con su sal de potasio como
desinfectante, y para regular el funcionamiento de la tiroides
(hipertiroidismo).
Finalmente Los gases nobles con distribucin electrnica terminada
s2p6 Los ocho grupos anteriores se conocen como elementos
representativos.
Para la mayora de los elementos el nmero de su grupo esta
determinado por el nmero de electrones de valencia.
Adems, se puede observar que existen otras dos series de
elementos, la primera de las cuales tiene una distribucin
electrnica ordenada terminada en ds; se reparten en 10 grupos y se
llaman elementos de transicin. La segunda serie tiene una
distribucin electrnica ordenada termina en fs, distribuidos en 14
grupos
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Tabla4.Tablaperidicadeloselementosqumicos
y se conocen como elementos de tierras raras elementos de
transicin interna.
En la tabla peridica se puede observar que en forma horizontal
se obtienen conjuntos de elementos que presentan el mismo nmero de
niveles ocupados con electrones, constituyendo cada conjunto, un
perodo.
El primer perodo lo forman los elementos hidrogeno, H y helio,
He. El segundo periodo est conformado por ocho elementos: Li, Be,
B, C, N, O, F y Ne, el tercero por ocho, el cuarto por diez y ocho,
etc. En el primer perodo se llena el nivel uno, en el segundo el
nivel 2 y as sucesivamente.
Algunos elementos como Cr, Cu, Ag, Au, etc. presentan una
aparente irregularidad en la distribucin electrnica, pero este
comportamiento se explica en base a la regla de Hund que dice "Los
elementos tienden, cuando es posible a poseer un subnivel d f semi
completo, lo que produce mayor estabilidad.
Es importante sealar que los elementos qumicos dentro de la
tabla peridica tambin se clasifican de acuerdo a algunas
propiedades fsicas, como es el caso
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del carcter metlico que puedan poseer o no. Existen elementos
metlicos, no metlicos y metaloides.
En la tabla peridica los elementos de cada grupo se localizan de
la siguiente manera:
3.1. Elementos Representativos: los elementos representativos se
caracterizan porque su distribucin electrnica termina en sp ps y
estn ubicados en ocho grupos familias.
Las familias representativas son designadas con la letra A y un
nmero romano igual al nmero de electrones de valencia, que resultan
de sumar los electrones que hay en los subniveles s s y p del ltimo
nivel.
El perodo, en el cual se localiza un elemento representativo, lo
da el ltimo nivel de la distribucin electrnica, o sea el mayor
valor del nmero cuntico principal. Ejemplo 3: Localice en la tabla
peridica los elementos cuyos nmeros atmicos son respectivamente 20
y 35. Solucin: a. La distribucin electrnica para el elemento con z
= 20 es: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2
En esta distribucin electrnica se observa que ltimo nivel
electrnico es 4, es decir el elemento pertenece al periodo 4;
tambin se observa que en el ltimo nivel solo hay electrones en 4s
porque el 4p no est ocupado con electrones; o sea que la suma es 2
+ 0 = 2 y por lo tanto, el elemento es del grupo IIA. Es
representativo porque su distribucin electrnica termina en s. b. La
distribucin electrnica para el elemento con z = 35 es 12 2s2 2p6
3s2 3p6 4s2 3d10 4p5
Ordenndola de acuerdo a los niveles ocupados queda: ls2 2s2 2p6
3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 como se puede observar el ltimo nivel es 4;
loque proporciona el perodo. El grupo se puede hallar sumando los
electrones en s y p del ltimo nivel; o sea 2+5 = 7; el elemento es
del grupo VIIA, y es representativo porque su distribucin
electrnica termina en sp.
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3.2 Elementos de Transicin: Estn constituidos por todos los
elementos cuya configuracin electrnica ordenada ascendentemente
segn el valor de n tiene como penltimo el subnivel ocupado con
electrones el d. Las familias de transicin se designan con la letra
B y un nmero romano que resulta de sumar los electrones de los
ltimos subniveles d y s, del penltimo y del ltimo nivel
respectivamente. Si la suma es 3, 4, 5, 6, 7 el grupo es
res-pectivamente IIIB, IVB, VB, VIB, VIIB. Si la suma es 8, 9 10 el
grupo es VIIIB primera, segunda o tercera columna respectivamente.
Y si la suma es 11 12 el grupo es IB y IIB respectivamente. El
perodo se determina tambin por el ltimo nivel en la distribucin
electrnica. Ejemplo 4: Localice en la tabla peridica los elementos
cuyos nmeros atmicos son respectivamente 25 y 26. Solucin: a. Para
el elemento con Z = 25 la distribucin electrnica es: ls2 , 2s2 ,
2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 , 3d5
En forma ordenada por niveles ser: ls2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d5
,4s2
Si se observa el penltimo subnivel ocupado es 3d. El elemento es
de transicin y su ltimo nivel es 4 por lo tanto pertenece al
periodo 4. Para hallar el grupo se suman los electrones de los
subniveles 3d y 4s; es decir a 5 + 2 = 7; por lo tanto, corresponde
al grupo VIIB. a. El elemento con Z = 26 la distribucin electrnica
es: ls2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 4s2 ,3d6 Ordenando por niveles
ocupados es: 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2 , 3p6 , 3d6 , 4s2 Como se puede
observar, el elemento es de transicin porque el penltimo subnivel
ocupado en la distribucin electrnica ordenada es el 3d. El perodo
en el cual se localiza el elemento es el 4 por ser el valor del
ltimo nivel en la distribucin electrnica. Para hallar el grupo se
suman los electrones de los subniveles 3d y 4s; o sea, 6 + 2 =8;
corresponde, por lo tanto, al grupo VIIIB.
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3.3 Los elementos de tierras raras: Son todos aquellos elementos
en cuya configuracin electrnica ordenada, el penltimo subnivel es
4f o 5f. Los elementos de transicin interna se colocan aparte en la
tabla peridica en dos grupos o series de elementos; la primera
serie comienza con el elemento que sigue al lantano y por eso se
llama serie lantnida. La distribucin electrnica ordenada de esta
serie termina en 4f 6s. La segunda serie comienza con el elemento
que sigue al actinio, en el periodo y por eso se llama serie
actnida, constituida por los elementos cuya configuracin electrnica
ordenada termina en 5f 7s. La serie lantnida corresponde al perodo
6 y la actnida al perodo 7 de la tabla peridica. Leccin 4:
Propiedades Peridicas de los elementos Existe una serie de
propiedades en los elementos que varan regularmente en la tabla
peridica y que se denominan propiedades peridicas. Esto es, se
repite un patrn particular de propiedades a medida que aumenta el
nmero atmico. Entre ellas se encuentran: la densidad, el punto de
ebullicin, el punto de fusin, la energa de enlace, el tamao atmico,
el potencial de ionizacin, la afinidad electrnica y la
electronegatividad, entre otras. Ver tabla peridica y propiedades
peridicas en: http://tablaperiodica.educaplus.org/ 4.1 Tamao
atmico. Una propiedad de los elementos que muestra una relacin
peridica es el tamao de sus tomos. En general, el radio atmico
disminuye de izquierda a derecha en un mismo periodo (por ejemplo
del litio al flor). En los grupos el radio atmico aumenta a medida
que aumenta el nmero atmico. Observe la variacin peridica de los
tamaos relativos de los tomos, en la figura 4.
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Figura4.Tamaosrelativosdetomos.
4.2 La Energa o Potencial de Ionizacin. Es otra propiedad
peridica importante. Es la energa requerida para quitarle un
electrn a un tomo neutro en el estado gaseoso. tomo (gaseoso) +
energa in positivo (catin) + 1 electrn Ejemplo 5: Na(g) + energia
Na+ + 1e- La variacin de esta propiedad peridica se explica
fcilmente si se considera que a mayor tamao atmico, menor fuerza de
atraccin sobre los electrones de valencia y por lo tanto menor
energa o potencial de ionizacin; por lo cual, en la tabla peridica
en un perodo, de izquierda a derecha, aumenta la energa de
ionizacin por el efecto del aumento en la carga. Se observa la
relacin inversa cuando disminuye el tamao de los tomos. En un grupo
de la tabla peridica, de arriba hacia abajo, el potencial de
ionizacin disminuye debido al aumento en el nmero de niveles de
energa ocupados con electrones. 4.3 Afinidad Electrnica: Es la
energa liberada cuando un tomo neutro en el estado gaseoso enlaza
un electrn para formar un in negativo (anin). El proceso se
representa as: tomo (gaseoso) + 1 electrn anin + energa
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Ejemplo 6: Cl + 1e Cl- + energa
Figura5.VariacindelaspropiedadesperidicasLa afinidad electrnica
se comporta de la misma manera que el potencial de ionizacin en
cada uno de los grupos y perodos de la tabla peridica. 4.4
Electronegatividad Qumica: Es la tendencia relativa que tienen los
tomos para atraer los electrones que participan en un enlace qumico
al formarse los compuestos; Es una de las propiedades peridicas ms
importantes en qumica, con base en la cual se establecen las
propiedades de los enlaces qumicos y se explica el comportamiento y
las propiedades de las sustancias. Se han propuesto varias escalas
de valores para medirla, pero la que mayor aceptacin ha tenido es
la de Linus Pauling, quien asign al flor, arbitrariamente, un valor
de 4 y a los dems elementos valores que dependen de la tendencia
relativa por atraer los electrones en un enlace. Esta propiedad
peridica tambin depende de los mismos factores que las dems. Entre
mayor sea la carga nuclear de un tomo, mayor es la tendencia para
atraer electrones y ser mayor su electronegatividad; a mayor tamao,
menor es esta tendencia y menor es el valor de la
electronegatividad.
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Leccin 5: Compuestos quimicos. Estructura de las molculas 5.1
Estructuras de Lewis La idea de enlace covalente fue sugerida en
1.916 por G. N. Lewis: Los tomos pueden adquirir estructura de gas
noble compartiendo electrones para formar un enlace de pares de
electrones. Las estructuras de Lewis son tiles para entender los
enlaces en muchos compuestos y se utiliza al estudiar las
propiedades de las molculas. Smbolos de Lewis: Son una
representacin grfica para comprender donde estn los electrones en
un tomo, colocando los electrones de valencia (electrones del ltimo
nivel), como puntos alrededor del smbolo del elemento:
.
Figura6.EstructurasdeLewisdealgunoselementos(Tomadodehttp://www.acienciasgalilei.com/alum/qui/lewis#307,6,Diapositiva6)
Regla del octeto: Los tomos se unen compartiendo electrones
hasta conseguir completar la ltima capa con 8 e- (4 pares de e-) es
decir conseguir la configuracin de gas noble: s2p6 Tipos de pares
de electrones: 1- Pares de e- compartidos entre dos tomos
(representado con una lnea entre los tomos. unidos) Enlaces
sencillos Enlaces dobles Enlaces triples 2- Pares de e- no
compartidos ( par solitario)
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Cmo dibujar estructuras de Lewis? Dibujar estructuras de Lewis
es una habilidad importante que el estudiante debe practicar. Par
ello se debe seguir los siguientes pasos: 1. Sumar los electrones
de valencia de todos los tomos (puede ayudarse con la tabla
peridica), En el caso de un anin, sume un electrn por cada carga
negativa. En el caso de un catin, reste un electrn por cada carga
positiva. 2. Escriba los smbolos de los tomos para indicar cules
tomos estn unidos entre si, y conectemos con un enlace sencillo
(cada guin representa dos electrones) 3. Site como tomo central el
ms electronegativo (nunca el H). En las frmulas qumicas suele
escribirse en el orden en que los tomos se conectan en las molculas
o ion, ejemplo HCN, si un tomo tiene un grupo de tomos unido a l,
el tomo central suele escribirse primero, ejemplo en (CO3)2- y en
SF4. 4. Completar los octetos de los tomos unidos al tomo central
(recuerde que el H solo puede tener 2 electrones). 5. Coloque los
electrones que sobran en el tomo central. 6. Si no hay suficientes
electrones para que el tomo central tenga un octeto, pruebe con
enlaces mltiples. Ejemplo 7: dibujar la estructura de Lewis del
tricloruro de fsforo PCl3 Solucin: Primero, sumamos los electrones
de valencia. El fsforo (grupo VA) tiene 5 electrones de valencia, y
cada cloro (grupo VIIA) tiene 7, total de 26 electrones (5 + 7 X 3
= 5 + 21 = 26) Segundo, Colocamos en el centro el Fsforo, que en la
frmula est escrito primero (ver paso tres para dibujar estructuras
de Lewis), los cloros alrededor conectados con un enlace sencillo.
Cl P Cl Cl Tercero, se completan los octetos de los tomos unidos al
tomo central. Se han colocado 24 electrones, Cl P Cl
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Cl Cuarto, colocamos los dos electrones, restantes en el tomo
central ** Cl P Cl Cl En la anterior estructura cada () representa
electrones del Cl y los * electrones del P. Cada cloro tiene 7
electrones y el P tiene 5 electrones ** Cl * P * Cl * Cl Esta
estructura da a cada tomo un octeto. Recordar que los enlaces
representan dos electrones y cuentan para ambos tomos. Ejemplo 8:
Dibuje la estructura de Lewis del HCN. Solucin: El H tiene un solo
Electrn de valencia el C tiene 4 y el N tiene 5, en total 10
electrones de valencia. De acuerdo al paso tres de cmo dibujar
estructuras de Lewis, se sigue el orden como est escrita la frmula,
colocando enlaces sencillos entre los elementos de la molcula :
Los dos enlaces cuentan por cuatro electrones, El Hidrgeno qued
completo ya que el solo tiene dos electrones de valencia. Si se
colocan los 6 electrones restantes alrededor del N quedara con su
octeto completo, pero el C, no.
Se prueba a colocar dble enlace con uno de los pares alrededor
del N, pero todava quedan menos de ocho electrones alrededor del C,
se prueba con triple enlace y as si da octeto alrededor del C y del
N.:
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H C N :
En las diez primeras diapositivas del siguiente enlace
encuentran sobre el tema de las estructuras de Lewis.
http://www.uhu.es/quimiorg/covalente1.html
http://www.estudiandooptica.com/quimica/enlacequimico.pdf Leccin 6:
Enlaces Qumicos. En la naturaleza existen diversos compuestos
formados por ms de un tomo de igual o diferentes clases, que se
unen por medio de enlaces qumicos, en los cuales participan los
electrones de valencia de los tomos enlazados. Enlace qumico se
define como la fuerza de unin que existe entre dos tomos,
cualquiera que sea su naturaleza, debido a la transferencia total o
parcial de electrones para adquirir ambos la configuracin
electrnica estable correspondiente a los gases inertes; en el
proceso se unen tomos iguales o diferentes para formar molculas
estables. Cuando los tomos reaccionan para formar enlaces nicamente
actan los electrones del nivel ms externo, denominado nivel de
valencia. Para representar los electrones del nivel de valencia se
usa la notacin de Lewis, as llamada en honor del fsico
estadounidense Lewis (1875-1946), que consiste en escribir los
smbolos atmicos rodeados de tantos puntos como electrones tenga el
tomo en el nivel de valencia (ver fig 6). 6.1 Enlaces
Intramoleculares (dentro de la molcula) Teora sobre la formacin de
enlaces. Teora electrnica de la valencia Los electrones de valencia
de un tomo juegan un papel importante en la formacin de los
compuestos qumicos. Estos electrones son transferidos de un tomo a
otro son compartidos entre los tomos que conforman el compuesto. La
transferencia o el comportamiento de electrones originan los
enlaces qumicos. Segn la teora del enlace de valencia los enlaces
qumicos pueden ser: 6.1.1 Enlace covalente. Es el enlace en el cual
los electrones de valencia de los tomos son compartidos entre
ellos, porque poseen igual electronegatividad, o poca diferencia de
ella. Cabe resaltar que en el enlace covalente no ocurre
transferencia de los electrones que participan en el enlace; quedan
compartidos
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entre los tomos enlazados. Esta clase de enlace se produce entre
elementos no metlicos, o metlicos con el hidrgeno. En algunos casos
puede darse un enlace covalente coordinado o dativo, en el que uno
slo de los tomos aporta los dos electrones que se comparten en el
enlace. Ejemplo: El amonaco aporta el par de electrones al catin de
hidrgeno para formar el in amonio. : NH3 + H+ [H:NH3]+ NH4+
El enlace covalente se puede clasificar de acuerdo a diversos
criterios: a. La cantidad de electrones compartidos. Si entre los
tomos se comparten dos electrones el enlace es covalente sencillo,
simple saturado. Cuando los electrones compartidos son cuatro, el
enlace es doble o insaturado. Por ltimo si se comparten seis
electrones, el enlace es triple, insaturado. b. La diferencia de
electronegatividades. El enlace covalente es polar si la diferencia
de electronegatividades es mayor que cero, y el par de electrones
no se encuentra distribuido equitativamente entre los tomos.
Ejemplo: H:CL El enlace covalente es apolar si la diferencia de
electronegatividades es igual a cero. En este caso, el par de
electrones se distribuye equitativamente entre los tomos. Ejemplo:
H2 6.1.2 Enlace inico. Es el enlace formado entre dos tomos con una
apreciable diferencia en el valor de sus electronegatividades. Los
electrones de valencia de los tomos son transferidos de un tomo a
otro. En este enlace el tomo menos electronegativo cede electrones
y queda cargado positivamente en forma de catin, mientras que el
tomo ms electronegativo recibe los electrones y queda cargado
negativamente en forma de anin. Los compuestos inicos resultan
normalmente de la reaccin de un metal de bajo potencial de
ionizacin, con un no metal. Los electrones se transfieren del metal
al no metal. El enlace inico formado se mantiene por las
atracciones electrostticas entre iones. Ejemplo: Na+Cl-
En la tabla 5 se puede observar que entre mayor sea la
diferencia de electronegatividades, mayor es el carcter polar del
enlace. Un enlace es inico cuando se unen dos tomos cuya diferencia
de electronegatividades es mayor que 1,9.
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Tabla5.Valoresaproximadosdelcarcterpolardeunenlace.Diferencia
de
electronegatividades
0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5
Porcentaje del carcter inico
12 19 26 34 43 51 59 67 74 79
Figura7.a.Formacindeenlacecovalenteb.Inico,
Segnlateoradelenlacevalencia.
Figura8.Enlacecovalente.a.Nopolarb.Polar
Se puede determinar si un enlace es inico, covalente polar no
polar, mediante la diferencia de electronegatividades. Considerar
los siguientes tres compuestos que contienen fluor. Compuesto F HF
LiF Diferencia de electronegatividades 4.0 4.0 = 0 4.0 2.1 = 1.9
4.0 1.0 = 3.0
Tipo de enlace Covalente no polar Covalente polar Inico
Ver:
http://www.educaplus.org/play-78-Naturaleza-del-enlace-qumico.html
http://www.educaplus.org/play-77-Enlace-inico.html Video Enlace
inico: http://www.youtube.com/watch?v=_BslF3FVYEk&NR=1
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6.1.3 Enlace metlico Para explicar las propiedades
caractersticas de los metales (su alta conductividad elctrica y
trmica, ductilidad y maleabilidad,...) se ha elaborado un modelo de
enlace metlico conocido como modelo de la nube o del mar de
electrones: Los tomos de los metales tienen pocos electrones en su
ltima capa, por lo general 1, 2 3. Estos tomos pierden fcilmente
esos electrones (electrones de valencia) y se convierten en iones
positivos, por ejemplo Na+, Cu2+, Mg2+. Los iones positivos
resultantes se ordenan en el espacio formando la red metlica. Los
electrones de valencia desprendidos de los tomos forman una nube de
electrones que puede desplazarse a travs de toda la red. De este
modo todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido
mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve.
(tomado de
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/enlaces1.htm)
Se llama enlace metlico al tipo de unin que mantiene unidos los
tomos de los metales entre s. Estos tomos se agrupan de forma muy
cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas. Se
trata de redes tridimensionales que adquieren la estructura tpica
de empaquetamiento
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Empaquetamiento_compacto_de_esferas&action=edit
compacto de esferas. En este tipo de estructura cada tomo
metlico est rodeado por otros doce tomos (seis en el mismo plano,
tres por encima y tres por debajo).
Figura9.Enlacemetlico
(tomado de
http://mx.geocities.com/marcos693/enlacesquimicos.htm) El enlace
metlico tiene lugar entre los metales. En este enlace no existe una
autntica unin entre los tomos, sino una red de iones positivos, y
entre los espacios vacos circulan electrones libres. 6.2 Fuerzas
intermoleculares
Los enlaces covalentes y otros, que son fuerzas entre tomos para
formar molculas, estudiado en la leccin anterior, influyen en la
forma molecular, las energas de enlace y muchos aspectos de sus
comportamientos qumicos. A
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continuacin se estudiarn las fuerzas que existen entre las
molculas, las Fuerzas intermoleculares, de las que dependen las
propiedades fsicas de los lquidos y de los slidos moleculares.
En los gases, como se ver en la teora cintico molecular del
siguiente captulo, las fuerzas entre sus molculas es menor que la
energa cintica promedio de ella, lo que las mantiene separadas y
permite a los gases expandirse, en cambio en los lquidos y los
slidos las fuerzas de atraccin entre las molculas, son lo bastante
intensas para mantener sus molculas juntas. En los slidos esas
fuerzas son mayores que en los lquidos, haciendo que sus molculas
no solo estn muy juntas sino prcticamente fijas en un sitio,
mientras que en los lquidos las fuerzas menos intensas que en los
slidos, permite que las molculas fluyan.
6.2.1 Enlace por puentes de Hidrgeno
Otro tipo de enlace, muy importante en los sistemas biolgicos,
es el enlace por puentes de hidrgeno. Estos enlaces se forman entre
tomos de hidrgeno y otros tomos ms electronegativos como oxgeno y
nitrgeno. Los enlaces por puentes de hidrgeno son enlaces dbiles.
Sin embargo, cuando se forman muchos enlaces de este tipo en y
entre macromolculas la estabilidad general de la molcula aumenta
notablemente.
6.2.2 Fuerza de Van der Waals
Las fuerzas dipolo-dipolo, dipolo-dipolo inducido, y de
dispersion constituyen los que los qumicos llaman comnmente Fuerzas
de VAN DER WAALS.
Fuerza dipolo-dipolo: "son las fuerzas que actan entre molculas
polares esto es, entre molculas que tienen momento dipolo. Su
origen es electrosttico. A mayor momento dipolo, mayor fuerza. Ej.
HBr y H2S, son molculas polares por lo tanto las fuerzas entre
ellos son dipolo-dipolo.
Fuerzas de dispersin de London : "son las fuerzas atractivas que
se originan como resultado de los dipolos temporales inducidos en
los tomos o molculas y pueden ser muy dbiles. las fuerzas de
dispersin comnmente aumentan con la masa molar por la siguiente
razn: las molculas con una masa molar grande tienden a tener ms
electrones y las fuerzas de dispersin aumentan en magnitud al nmero
de electrones. Adems la masa molar grande a menudo indican tomos
grandes cuya distribucin electrnica es mas fcil de perturbar debido
a que los electrones externos estn menos fuertemente atados al
ncleo. Los puntos de fusin de molcula como el CH4 ,
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CF4 , CCL4 etc. Aumentan a medida que se incrementa el nmero de
electrones en la molcula. Dado que todas estas molculas son
no-polares las nicas fuerzas intermoleculares de atraccin presentes
son fuerzas de dispersin.
6.3 Propiedades de los enlaces. A. Propiedades de las sustancias
inicas: Las sustancias inicas se encuentran en la naturaleza
formando redes
cristalinas, por tanto son generalmente slidas. La mayora
corresponde a compuestos inorgnicos Su dureza es bastante grande, y
tienen por lo tanto puntos de fusin y
ebullicin altos. Son solubles en disolventes polares como el
agua. Cuando se tratan de sustancias disueltas o fundidas tienen
una conductividad
alta. Sus reacciones tienen rendimientos altos y son rpidas. B.
Propiedades de los compuestos covalentes. Los compuestos covalentes
suelen presentarse en estado lquido o gaseoso
aunque tambin pueden ser slidos. Por lo tanto sus puntos de
fusin y ebullicin no son elevados.
La mayora corresponde a compuestos orgnicos La solubilidad de
estos compuestos es mnima en disolventes polares. Generalmente en
solucin no conducen la corriente elctrica (excepto los
cidos). Los slidos covalentes macromoleculares, tienen altos
puntos de fusin y
ebullicin, son duros, malos conductores y en general insolubles.
Las reacciones son de bajo rendimiento y lentas.
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EJERCICIOS CAPITULO UNO 1. Complete el siguiente cuadro.
Smbolo del elemento
Nmero atmico
Nmero msico
Nmero de protones
Nmero de neutrones
Nmero de electrones
9 10 14 15 47 25 55 25
2. Determine el nmero de protones, neutrones, y electrones en
los siguientes pares de istopos.
a. Li63 Li73 b. Ca
4020 Ca
4420 c. Se
7834 Se
8034
3. Determine el nmero de protones, neutrones, y electrones en
los siguientes iones.
a. Fe5626 +3 b. I12753
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4. Por qu un tomo es elctricamente neutro? 5. Por qu puede haber
ms de 500 clases de tomos, si solamente existen cerca de 100
elementos? FALSO Y VERDADERO 6 Indique si son falsos o verdaderos
cada uno de los enunciados siguientes: A. Los electrones en un
mismo nivel tienen la misma energa. B. En los subniveles de energa
el electrn tiene energa cintica constante. C. El nmero cuntico
magntico indica el tipo de orbital. D. El nmero de neutrones es
igual al nmero de masa menos el nmero de pro tones. E. Todos los
orbitales de un mismo subnivel, tienen igual energa.
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F. Para el elemento Z = 35 los electrones del ltimo nivel de
energa son 7. G. El nivel de energa con n = 4 puede albergar hasta
32 electrones. H. En un tomo pueden existir 2 e con los 4 nmeros
cunticos iguales. Seleccin mltiple con nica respuesta: 7. Qu
configuracin electrnica corresponde al in Ca+2? a) 1s22s2
b) 1s22s22p63s2
c) 1s22s22p6
d) 1s22s22p63s23p6
e) 1s22s22p63s23p64s 8. El elemento cuya notacin espectral
Terminal es 4s2 3d2 tiene un nmero atmico. a) 20 b) 18 c) 24 d) 22
e) 26 9. Qu par de orbitales tienen la misma forma? a) 2s y 2p b)
2s y 3s c) 3p y 3d d) ms de una es correcta. 10. En el tercer nivel
de energa, a) Hay dos subniveles de energa b) El subnivel f tiene 7
orbitales c) Hay tres orbitales s d) Es permitido un mximo de 18
electrones.
Propiedades Peridicas de los elementos
Seleccin mltiple con nica respuesta: 11.El tamao atmico:
a. ( ) aumenta si aumenta la carga nuclear b. ( ) disminuye si
aumenta la carga nuclear c. ( ) disminuye si aumenta el nmero de
niveles llenos. d. ( ) disminuye si la carga nuclear disminuye e. (
) se mantiene constante cuando vara la carga.
12.La energa de ionizacin
a. ( ) permanece constante si la carga nuclear disminuye. b. ( )
aumenta si la carga nuclear aumenta. c. ( ) disminuye si la carga
nuclear aumenta.
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d. ( ) disminuye a lo largo de un perodo. e. ( ) es mayor para
los elementos del grupo VA que para los elementos del
grupo VIIA. 13.El elemento con z = 49
a. ( ) es de transicin. b. ( ) es un gas noble. c. ( ) se
localiza en el perodo 4 grupo IVA. d. ( ) se localiza en el perodo
5 grupo IIIA. e. ( ) se localiza en el perodo 4 grupo IIIA.
14.El elemento neutro que ocupa 9 orbitales en su distribucin
electrnica se localiza en el:
a. ( ) perodo 1 grupo IA b. ( ) perodo 4 grupo VA c. ( ) perodo
3 grupo IIIA. d. ( ) perodo 3 grupo VIIA e. ( ) perodo 2 grupo VI
A.
Preguntas abiertas 15. Clasificar los siguientes compuestos en
covalentes o inicos, tomando como base la diferencia de
electronegatividades as: Enlace inico: 1,9 o mayor Enlace covalente
polar: entre 0,1 y 1,9 Enlace covalente no polar 0,3 o menor. a.
MgCl2 b. Na2S c. NH3. d. H2O e. H2S 16. Qu compuesto de cada par
tiene un enlace puente de hidrgeno
intramolecular ms fuerte? a. NH3, H2O b. H2S , H2O c. HCl, HBr
d. HCl, HF.
17. Los enlaces entre los siguientes pares de elementos son
covalentes.
Ordnelos de acuerdo a la polaridad, del ms polar al menos polar.
a. H -O b. H-S c. H-N d. H-H e. H-C.
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CAPITULO DOS. ESTADOS DE LA MATERIA
Objetivos
En el captulo 2, se presenta al estudiante las bases sobre los
diferentes estados de la materia y el estudio de los ms
representativos, para que conceptualice y comprenda el por qu de
sus diferencias, especialmente con base en los postulados de la
teora cintica.
Se pretende que el estudiante profundice sobre los temas y
clculos de las leyes de los gases ideales y el calor involucrado en
los cambios de estado.
Introduccin. Los slidos, lquidos y gases son los estados ms
comunes de la materia que existen en nuestro planeta. Sin embargo
existen otros estados como son el plasma y los condensados
Bose-Einstein. Los plasmas son gases calientes e ionizados. Los
plasmas se forman bajo condiciones de extremadamente alta energa,
tan alta, en realidad, que las molculas se separan violentamente y
slo existen tomos sueltos. Los condensados B-E representan un
quinto estado de la materia visto por primera vez en 1955. Son
superfludos gaseosos enfrados a temperaturas muy cercanas al cero
absoluto. En este extrao estado, todos los tomos de los condensados
alcanzan el mismo estado mecnico-quantum y pueden fluir sin tener
ninguna friccin entre s. An ms extrao es que los condensados B-E
pueden atrapar luz, para despus soltarla cuando el estado se rompe.
Tambin han sido descritos o vistos varios otros estados de la
materia menos comunes. Algunos de estos estados incluyen cristales
lquidos, condensados ferminicos, superfludos, superslidos y el
correctamente denominado "extraa materia". (tomado de
http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=120&l=s
) Leccin 7: Teora Cintico Molecular Para comprender como se
comporta la materia en los tres estados, se necesita un modelo que
ayude a visualizar lo que sucede con las partculas que los
forman.
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Un modelo desarrollado durante ms de 100 aos, comenzado en 1738
con Daniel bernoulli y culminado en 1857 por Rudolf Clausius
(1822-1888) se conoce como Teora Cintico Molecular (la teora de las
molculas en movimiento) comprende, en resumen, los siguientes
postulados aplicados a todos los estados de la materia:
1. La materia est constituida por partculas que pueden ser tomos
molculas cuyo tamao y forma caractersticos permanecen en cualquiera
de los tres estados, slido, lquido gas.
2. Estas partculas poseen energa representada en continuo
movimiento aleatorio traslacional, vibracional y rotacional. En los
slidos y lquidos los movimientos estn limitados por las fuerzas
cohesivas, las cuales hay que vencer para fundir un slido evaporar
un lquido.
3. La energa depende de la temperatura. Es proporcional a ella,
a mayor temperatura mayor energa cintica,
4. Existe una atraccin mutua de naturaleza elctrica, entre las
partculas. 5. La energa promedio de las partculas es constante a
temperatura
constante En una colisin la energa cintica de una partcula se
transfiere a otra sin prdidas de la energa global.
Se recomienda ver la siguiente pgina web URL:
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/estados/estados1.htm
Leccin 8: Estado slido
El estado slido de la materia se compone de ordenamientos de
partculas que no se desplazan de un sitio a otro y vibran en torno
a posiciones fijas en sus estructuras. Estos slidos se denominan
slidos cristalinos. Otros slidos, denominados amorfos, no tienen
estructuras ordenadas y bien definidas. Los vidrios se consideran
slidos amorfos o lquidos superenfriados, ya que fluyen con suma
lentitud.
Cuando un slido se calienta, sus partculas vibran ms rpido y su
energa cintica aumenta, lo que provoca el rompimiento de la
organizacin hasta la fusin del mismo. La temperatura de fusin es la
temperatura a la cual el slido se convierte en lquido.
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En el caso de los slidos se hace una restriccin al segundo
postulado de la teora cintico molecular 2. La energa de las
partculas es menor que en los otros estados, su energa cintica
promedio no permite que las molculas se desplacen, estn sujetas una
a otra en una posicin fija y en un ordenamiento regular. Sin
embargo, las partculas poseen energa suficiente para vibrar. 8.1
Caractersticas de los slidos Tienen forma y volumen definido, son
rgidos y no presentan fluidez (las
fuerzas de cohesin en el slido son suficientes como para
contrarrestar las fuerzas externas).
No se pueden comprimir, porque se deforman. Se dilatan por accin
del calor. Se difunden muy lentamente a travs de otros slidos.
Tienen densidades que dependen muy poco de la temperatura y la
presin.
En general la densidad de un slido es mayor que la de un lquido,
sin embargo hay excepciones, la ms notable es la del agua, El agua
a 0C tiene una densidad de 1,0g/cm3 y a esta misma temperatura el
hielo tiene una densidad de 0.92g/ cm3. Este hecho es importante en
la naturaleza, El hielo que se forma en un lago flota y se
convierte en un aislante para que el agua abajo permanezca a 4C, lo
que permite sobrevivir a las especies marinas de sangre fra.
Presentan las propiedades de: Isomorfismo. Diferentes slidos se
pueden cristalizar en la misma forma. Polimorfismo. Un slido puede
cristalizarse en formas diferentes. Isotropa. Cuando las
propiedades como conductividad trmica y elctrica e
ndice de refraccin, son las mismas en todas las direcciones,
(como ocurre en los lquidos y los gases). Poseen isotropa los
materiales amorfos (que no tienen forma definida), como el vidrio,
el caucho, el plstico,
Anisotropa. Cuando no se transmiten igualmente en todos los
sentidos cualquier accin efectuada en un punto de su masa
8.2. Slidos amorfos y cristalinos Se diferencian dos tipos de
slidos: cristalinos y amorfos.
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Los slidos cristalinos, que adoptan formas geomtricas regulares
limitadas por caras planas, tiene tomos, iones o molculas en
posiciones fijas en el espacio, alrededor de las cuales, los nicos
movimientos son vibracionales. Los slidos amorfos carecen de esta
regularidad en gran extensin, por estar constituidos por
macromolculas que encuentran dificultad para acomodarse en
posiciones fijas, aunque rgidos y de elevada cohesin, no tienen sus
partculas regularmente ordenadas como los cristales, no tienen
temperatura de fusin definida y son istropos. Ejemplos de los
primeros son: cloruro de sodio, diamante, hielo; de los segundos
caucho, vidrio y cualquier plstico. Es habitual reservar la
denominacin de slidos o cristales a los que hemos mencionado como
slidos cristalinos y llamar lquidos de elevada viscosidad a los
vidrios, resinas y plsticos que, aunque rgidos y de elevada
cohesin, no tienen sus partculas regularmente ordenadas como los
cristales, no tienen temperatura de fusin definida y son istropos.
8.2.1 Formas Cristalinas. Para estudiar las formas cristalinas se
utilizan tres mtodos principalmente: por difraccin elctrica, de
neutrones o de rayos X, estos estudios han demostrado que los tomos
en un cristal forman un patrn tridimensional repetitivo o peridico,
una unidad patrn de cada cristal se repite indefinidamente en las
tres direcciones para generar la estructura cristalina, esta unidad
se llama CELDA UNITARIA. A escala atmica existen catorce tipos de
estructuras de las cuales se enumeran las SIETE principales. Cbico,
tetragonal y Ortorrmbico, que poseen ngulos de 90 entre las caras y
Monocclico, Triclnico, Rombohdrico y hexagonal , en la que ningn
ngulo es de 90 entre sus caras.
CUBO TETRAGONAL HEXAGONAL
En el siguiente enlace observa las diferentes formas
cristalinas.
http://www.esi2.us.es/IMM2/estructuras%20cristalinas/los%207%20sistemas.html
Algo ms sobre estado slido.
http://www.utp.edu.co/~publio17/temas_pdf/estructura_sol.pdf
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UNIVERSIDADNACIONALABIERTAYADISTANCIA
UNADESCUELADECIENCIASBSICAS,TECNOLOGIASEINGENIERIASCONTENIDODIDCTICODELCURSO:201102QUIMICAGENERAL
Leccin 9. Estado lquido
Los lquidos estn compuestos por molculas en movimiento constante
y desordenado, con un contenido medio de energa cintica,
relacionado con su temperatura. Sin embargo, no todas sus molculas
se mueven con la misma velocidad. Diferentes fuerzas de atraccin,
relativamente grandes evitan que se muevan tan libremente y estn
tan separadas como se encuentran en un gas. Por otra parte, las
molculas de un lquido no estn tan juntas o estructuradas como lo
estn en un slido.
En el caso de los lquidos las restricciones de la teora cintico
molecular se hacen a los postulados 4 y 5
4. La atraccin es suficiente para mantener las partculas juntas,
pero no fijas en las mismas posiciones.
5. La energa promedio es mucho menor que la de los gases pero
mayor que la de los lquidos.
9.1 Propiedades de los lquidos 9.1.1 Cohesin. Fuerza de atraccin
entre molculas iguales. Las fuerzas intermoleculares que unen
molculas similares unas a otras, como los puentes de hidrgeno del
agua, se llaman fuerzas de cohesin.
9.1.2 Adhesin. Fuerza de atraccin entre molculas diferentes. Las
fuerzas intermoleculares que unen una sustancia a una superficie se
llaman fuerzas de adhesin. 9.1.3 Vaporizacin. Es el paso al estado
gaseoso. Sucede a temperaturas diversas. Existen dos formas en las
que puede ocurrir dicho cambio para los lquidos2: Evaporacin: se
produce vaporizacin en la superficie de un lquido (es un proceso de
enfriamiento). Se favorece con la temperatura y las corrientes de
aire.
Ebullicin: vaporizacin dentro del lqu