IED ARBORIZADORA ALTA Esta guía será trabajada en el segundo periodo
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IED ARBORIZADORA ALTA GUIA DE TRABAJO No. 1 SEGUNDO PERIODO QUIMICA 7 AURA REYES G. Esta guía será trabajada en el segundo periodo. Se deben resolver los ejercicios de la última página teniendo en cuenta lo explicado en las primeras hojas estar pegada en el cuaderno o legajada en una carpeta OBJETIVOS: 1. Diferenciar los conceptos de partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. 2. Demostrar que encierran los conceptos de número cuántico, nivel de energía, subnivel de energía y orbital. 3. Escribir las configuraciones electrónicas de los átomos de algunos elementos. 4. Conocer la importancia del manejo adecuado de la tabla periódica. 5. Determinar los criterios de ordenación de los elementos en la tabla periódica. Vocabulario: Protones: partículas con carga positiva y se encuentran en el núcleo del átomo Neutrones: partículas que no poseen carga eléctrica y se encuentran en el núcleo. Núcleo: parte central del átomo donde se encuentran los protones y los neutrones Electrones: partículas con carga negativa y se encuentran en la corteza del átomo Corteza: es la parte exterior del átomo. Número atómico (z): nos indica el número de protones que hay en el átomo. Número másico (A): nos indica la suma del número protones y el número de neutrones del átomo Nucleones: Conjunto de partículas situadas en el núcleo: protones y neutrones. Isótopos: son las formas atómicas de un mismo elemento que se diferencian en su número másico, es decir en su número de neutrones. Tienen igual número atómico (Z) pero diferente número másico (A) Para representar un isótopo, hay que indicar el número másico (A) propio del isótopo y el número atómico colocados como índice y subíndice, respectivamente, a la izquierda del símbolo del elemento. (Z), CORTEZA ATÓMICA: LA ESTRUCTURA ATÓMICA Los electrones que conforman un átomo se distribuyen en niveles de energía. Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones. A cada nivel se le asigno un número llamado número cuántico principal y que se representa con la letra “ n “ que toman los valores 1, 2, 3, 4, 5,6, y 7 . Algunos suelen usar letras: K, L, M, N, O, P, Q. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f. Este es el número cuántico azimutal secundario que se representa con la letra “l” y puede tomar los valores desde l= 0 a l= n-1 Un tercer valor denominado número cuántico magnético que se representa con la letra “m” nos indica la orientación del electrón en el espacio en presencia de un campo magnético y puede tomar los valores desde –l a +l pasando por 0. El número cuántico de espín: describe la orientación del giro del electrón y puede tomar los valores de -1/2 y +1/2 o se puede representar por medio de flechas que representan el giro del electrón, en dirección de las manecillas del reloj y en dirección contraria. La distribución de orbitales y número de electrones posibles en los 4 primeros niveles se resume en la siguiente tabla: (n) Número cuántico principal (l) Número cuántico secundario Orbital (m) Número cuántico magnético 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4 0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 0 0 +1, 0, -1 0 +1, 0, -1 +2, +1, 0, -1, -2 0 +1, 0, -1 +2, +1, 0, -1, -2 +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 (s) Número cuántico espín +1/2, +1/2, +1/2, +1/2, +1/2, +1/2, +1/2, +1/2, +1/2, +1/2, -1/2 -1/2 -1/2 -1/2 -1/2 -1/2 -1/2 -1/2 -1/2 -1/2 Número de combinaciones 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 8 18 32 La configuración electrónica en la corteza de un átomo es la distribución de sus electrones en los distintos niveles y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta completarlos. Es importante saber cuántos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para formar compuestos. TIPOS DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Existen cuatro tipos de configuración electrónica, ellos son : Configuración estándar Se representa la configuración electrónica considerando la configuración estándar (la que se obtiene del rayado electrónico) . Recuerda que los orbitales se van llenando en el orden en que aparecen. Configuración condensada Los niveles que aparecen llenos en la configuración estándar , se pueden representar con un gas noble (elemento del grupo VIII A ) , donde el número atómico del gas , coincida con el número de electrones que llenaron el último nivel. Los gases nobles son (He , Ne, Ar , Kr , Xe y Rn ). Configuración desarrollada Consiste en representar todos los electrones de un átomo , empleando flechas para simbolizar el spin de cada unos. El llenado se realiza respetando el principio de exclusión de Pauli y la Regla de máxima multiplicidad de Hund Configuración semidesarrollada Esta representación es una combinación entre la configuración condensada y la configuración desarrollada. Aquí solo se representan los electrones del último nivel de energía. La representación de las 4 configuraciones para el 24 Cr , son : Cómo determinar la configuración electrónica de un átomo o de un ión: La “configuración electrónica”, es decir, la distribución de los electrones en los orbitales de los distintos niveles, se basa en tres principios: 1.Principio de Mínima Energía: las configuraciones electrónicas de los elementos se obtienen por ocupación sucesiva de los niveles desde el primer nivel de menor energía (1s). A medida que los niveles se llenan, se van ocupando los niveles superiores. 2.Principio de Exclusión de Pauli: determina que ningún par de electrones puede tener los cuatro números cuánticos iguales. 3.Principio de Máxima Multiplicidad de Hund: cuando hay disponibles orbitales de energía idéntica, los electrones tienden a ocuparlos de uno en uno, no por pares. Normas para realizar la configuración electrónica: 1.Conocer su número atómico (sacado de la tabla periódica). 2.La carga (del átomo o del ión) está dada por número de protones menos (–) número de electrones. 3.El número de protones es igual al número atómico del elemento (átomo o ión). 4.En cada átomo hay (en estado eléctrico neutro) igual número de protones que de electrones. 5.Se inicia la distribución de los electrones desde el primer nivel, siguiendo el orden de llenado según el diagrama de las diagonales si se va a realizar la configuración estándar o la condensada o se emplea el diagrama de bolas o de cuadro si se va a realizar la configuración desarrollada o semidesarrollada. TABLA PERIÓDICA. A lo largo del siglo XIX se avanzó notablemente en el descubrimiento de elementos químicos y en la determinación de sus propiedades. Se observaron comportamientos químicos similares de varios elementos y se planteó la búsqueda de una clasificación de los mismos para dar cuenta de las semejanzas de comportamiento observadas. Döbereiner: tríadas. (litio, sodio, potasio); (cloro, bromo, iodo) por sus propiedades Newlands: Octavas (litio, berilio, boro, carbono, nitrógeno, oxigeno, flúor) por sus masas atómicas. Mendeleiev: Tabla periódica porque variaban las propiedades de los elementos de manara regular, este autor se baso en la idea de Newlands, pero además tuvo en cuenta la valencia de los electrones. Moseley: concluyo que ordenar los elementos por sus masas atómicas no era lo más adecuado, sino ordenarlos por su número atómico en forma creciente. La ley periódica de los elementos se enuncia: “Las propiedades de los elementos son funciones periódicas de su número atómico”. La tabla periódica moderna presenta un ordenamiento de los 118 elementos que se conocen actualmente, clasificandolos según su número atómico (Z). Los elementos se disponen en filas horizontales llamadas PERÍODOS y en columnas denominadas GRUPOS O FAMILIAS. PERIODOS: Son las filas horizontales, nos indican el último nivel de energía del elemento. Existen 7 periodos o niveles. Periodo 1, 2 y 3, formados por 2, 8 y 8 elementos respectivamente, son denominados Periodos cortos. Periodos 4, 5 y 6 son los Periodos largos, el 7º periodo se halla incompleto. Los elementos cuyos números atómicos se hallan comprendidos entre el La (Z= 57) y el Lu (Z= 71) se llaman Lantánidos. Los elementos con número atómico superior al Ac (Z= 89) se denominan Actínidos. Ellos se encuentran separados en 2 filas de la tabla periódica, con el objeto de no extender demasiado la figura. Los elementos después del Uranio (Z= 92) se han obtenido en forma artificial del uranio, denominándose a éstos Trans uránicos. GRUPOS O FAMILIAS: Son agrupaciones verticales, que nos indican que poseen propiedades químicas semejantes, debido a que poseen los mismos electrones de valencia. En la tabla periódica están ordenados en grupos A y B. a) GRUPO A: Están situados en los extremos de la tabla periódica. Representativos Nos indican el número de electrones de la última capa y se representan en números romanos. a) GRUPO B: Están situados en la zona central de la tabla periódica. Transición El número de electrones de la última capa, no nos indica el grupo; debido a que la valencia es variable. La configuración electrónica termina en el subnivel “d”. Los elementos de transición interna, llamados tierras raras: su configuración electrónica termina en “f”. Tienen 8 subgrupos. El grupo VIII B tiene 3 casilleros. Terminan en el subnivel “s” y “p” ACTIVIDADES PARA DESARROLLAR 1. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas: 1s22s22p63s1 1s22s22p4 Indicar: a. Grupo y período al que pertenecen los elementos b. Número de protones 2. Complete la siguiente tabla con la información requerida de los cuatro elementos dados . Nombre Yodo Calcio Símbolo Cm S Grupo Periodo Clase Familia Bloque 3. Completar el siguiente cuadro: Símbolo C Fe S K+ O-2 Mn Ag Rb+ Zn Z 6 A p 56 32 26 e- 10 25 55 108 85 N 6 16 20 8 Configuración Electrónica 1s22s22p63s23p6 [Kr] 5s2 4d9 37 30 35 4. Ordene los siguientes elementos según el número atómico y escriba su nombre: Sc, Si, Mn, Rb, B, Zr, Co, C, Sr, Nb 5. Encuentre las siguientes palabras Entonces entenderás justicia, juicio y equidad, y todo buen camino. Cuando la sabiduría entrare en tu corazón, y la ciencia fuere grata a tu alma”