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- 1. Unidad 2. Estructura atómica • La materia y los átomos • El descubrimiento de las partículas subatómicas • La estructura atómica • Radiación electromagnética: parámetros característicos • Interacción de la luz con la materia: espectros atómicos • Distribuciones electrónicas de los átomos • El enlace químico •El enlace de tipo iónico •El enlace de tipo covalente •El enlace de tipo metálico •Las fuerzas intermoleculares
- 2. 1 La materia y los átomos • Átomo: mínima parte de una sustancia que mantiene sus propiedades químicas y, a su vez, está formado por partículas más pequeñas, iguales para todos los elementos químicos. • Protón: partícula positiva de los núcleos atómicos. • Electrón: partícula negativa de la corteza de los átomos. En el átomo neutro, el número de electrones coincide con el número atómico. • Neutrón: partícula sin carga de los núcleos atómicos que da estabilidad al átomo. volver
- 3. 2 La materia y los átomos El átomo está compuesto por: –Un núcleo central compuesto por protones y neutrones, que constituye la parte positiva del átomo y que contiene casi toda su masa. –Electrones con carga negativa que giran alrededor del núcleo. volver
- 4. 3 La estructura atómica Modelo atómico de Thomson: representa al átomo como una masa esférica positiva donde se encuentran encajados los electrones negativos, siendo neutro el conjunto. volver
- 5. 4 La estructura atómica Modelo atómico de Rutherford: el átomo está formado por un núcleo en el que se concentra la carga positiva y la práctica totalidad de la masa atómica y alrededor del cual los electrones giran en órbitas. volver
- 6. 5 La estructura atómica Características del modelo de Rutherford: •La materia está prácticamente «hueca». •El átomo tiene una parte positiva llamada núcleo que contiene casi toda la masa. •Hay partículas neutras en el núcleo para evitar la inestabilidad. •Los electrones deben moverse alrededor del núcleo, para compensar la fuerza electrostática de atracción entre cargas de signos contrarios. volver
- 7. 6 La estructura atómica Número atómico (Z): indica el número de protones que hay en el núcleo de un átomo. Coincide con el número de electrones si el átomo es neutro. Número másico (A): indica el número de protones y neutrones del núcleo atómico. Coincide (en uma) con la práctica totalidad de la masa que tiene un átomo dado. No tiene unidades. volver
- 8. 7 La estructura atómica Isótopos: son los átomos del mismo elemento que presentan diferente contenido en neutrones y, por ello, distinto número másico. Masa isotópica o masa atómica de un elemento: es la masa atómica de un elemento establecida teniendo en cuenta la proporción de sus isótopos en la naturaleza. Se calcula realizando la media ponderada de las masas de los isótopos teniendo en cuenta para cada elemento su correspondiente abundancia: volver
- 9. 8 La radiación electromagnética La radiación electromagnética: está formada por ondas que se mueven a la velocidad de la luz (c). Esta se relaciona con la longitud de su onda (λ) y su frecuencia (ν) mediante la ecuación: c = λ ν volver
- 10. 9 La radiación electromagnética Espectro electromagnético: es el conjunto de las radiaciones electromagnéticas. No solo está formado por las ondas que percibimos sensorialmente (luminosas), sino por otras ondas llamadas microondas, de radio, infrarrojas, ultravioletas, rayos X y rayos gamma (γ). volver
- 11. 10 Los espectros atómicos Modelo de Bohr. Según este modelo, la energía emitida o absorbida por un electrón al cambiar de órbita en un átomo es la siguiente: Efotón = Ellegada – Epartida = h ν volver
- 12. 11 Distribuciones electrónicas de los átomos Configuración electrónica: es la distribución de electrones en los niveles de energía del átomo. En ella se escriben los electrones que existen en cada uno de los subniveles energéticos del átomo considerado. La configuración electrónica indica la colocación de los electrones en los niveles (n) y subniveles ( ). Cada nivel contiene un máximo de 2n2 electrones. Estado fundamental: todos los electrones de un átomo ocupan los niveles energéticos más bajos. Estado excitado: uno o varios de los electrones de un átomo se encuentran en niveles energéticamente superiores. volver
- 13. 12 La tabla periódica Tabla periódica: es una ordenación de los elementos químicos según su número atómico, sus propiedades o su configuración electrónica. Está formada por 18 grupos (columnas) y 7 periodos (filas). volver
- 14. 13 Algunas propiedades periódicas Energía de ionización: es la energía mínima que hay que suministrar a un átomo gaseoso en su estado fundamental para arrancarle (o para extraerle completamente) un electrón, transformándolo en un catión con número de oxidación +1. Afinidad electrónica: es la energía que absorbe o desprende un átomo gaseoso en estado fundamental cuando capta un electrón libre, transformándose en un anión con número de oxidación –1. Radio atómico: es la distancia que existe entre el núcleo del átomo y su electrón más externo. volver
- 15. 14 El enlace químico Enlace químico: se debe a la existencia de fuerzas atractivas que mantienen unidos los átomos en un compuesto. Es el responsable de la unión estable entre dos o más átomos y se forma con la transferencia total o parcial de electrones entre ellos. Energía de disociación: es la energía necesaria para romper un enlace formado. Si comunicamos a los átomos enlazados una energía igual o mayor que la Eenlace conseguiremos separarlos totalmente hasta una distancia tal que no ejerzan interacciones. Entonces diremos que se ha roto el enlace químico. Regla del octeto: la estructura electrónica externa más estable del átomo es de ocho electrones en la última capa. volver
- 16. 15 El enlace iónico Enlace iónico: se produce al unirse un elemento de carácter metálico, por tanto, situado a la izquierda en el sistema periódico, con uno no metálico, es decir, uno situado a la derecha en dicha ordenación. Propiedades de los compuestos iónicos •Son sólidos y duros a temperatura ambiente. Se encuentran en la naturaleza formando redes cristalinas. •Sus temperaturas de fusión y ebullición son elevadas. •Su solubilidad es buena en disolventes que, como el agua, sean capaces de romper las estructuras cristalinas. •Su conductividad eléctrica es nula. volver
- 17. 16 El enlace covalente Enlace covalente: se produce cuando se unen entre sí dos elementos de carácter no metálico, es decir, situados a la derecha en el sistema periódico. También son covalentes las uniones en las que el hidrógeno es el elemento unidos al de tipo no metálico. Propiedades de los compuestos covalentes •Compuestos covalentes en forma molecular. Se pueden hallar en estado gaseoso, líquido o sólido. Sus temperaturas de fusión y ebullición no son muy elevadas. Su solubilidad (excepto el agua y similares) es muy elevada en disolventes de tipo orgánico. Su capacidad conductora es prácticamente nula. •Compuestos covalentes en forma de redes. Son cristales constituidos por un número muy elevado de átomos iguales o distintos unidos entre sí. Tienen altos puntos de fusión y ebullición, son duros, malos conductores de la electricidad y, en general, insolubles. volver
- 18. 17 El enlace metálico Enlace metálico: es el responsable de la unión de los átomos de los metales entre sí. Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos con otros, lo que produce estructuras muy compactas. Propiedades de los compuestos metales •Son sólidos a temperatura ambiente (excepto el mercurio) aunque sus puntos de fusión y ebullición varían notablemente. •Son dúctiles y maleables. •Sus superficies son pulidas y casi no absorben la luz, sino que la reflejan. •Tienen alta conductividad térmica y eléctrica. volver
- 19. 18 Las fuerzas intermoleculares Fuerzas intermoleculares: son las fuerzas electrostáticas de tipo atractivo que ejercen entre sí las moléculas con enlace covalente. Pueden ser de dos tipos: •Puente de hidrógeno: se produce entre moléculas que contienen hidrógeno y un átomo muy electronegativo y pequeño (tipo F, O, N). •Fuerzas de Van der Waals: son fuerzas de tipo electrostático que unen con enlaces polares a aquellas moléculas que no están unidas por puentes de hidrógeno. volver