CONCEPTOS A ESTUDIAR PARA LA Tabla periódica
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1 CONCEPTOS A ESTUDIAR PARA LA PRUEBA DE LAPSO N 2 / 2008 Tabla periódica Metales alcalinos: pertenecen al grupo I de la tabla periódica. Son Litio, sodio,potasio, rubidio, cesio y francio. Poseen alto carácter metálico, sólidos de baja densidad, blandos, de puntos de fusión relativamente bajos y altamente reactivos con respecto al resto al resto de los metales. Reaccionan fuertemente con el agua para formar bases o hidróxidos. Metales alcalino-térreos: pertenecen al grupo II de la tabla periódica. Son sólidos, Menos metálicos y menos reactivos que los metales alcalinos, aunque son más densos, más duros y mayor punto de fusión. El berilio es el menos activo de ellos. Metales de transición: desde el grupo 3 al 12 de la tabla periódica. Incluyen Au, Ag, Fe, Ni, Zn y Cu, siendo algunos de ellos metales preciosos. Tienen alta densidad y alto punto de fusión (excepto el Hg), muchos se encuentran en estado elemental y otros forman parte de compuestos diversos. Halógenos: comprende los no metales, flúor, cloro, bromo y yodo, además del ástato que es un metal. Los halógenos son muy reactivos, especialmente con los alcalinos y los alcalino-térreos con los que forman sales, aunque pueden reaccionar entre sí. Gases inertes: Son poco y se debe a su gran estabilidad electrónica. REACTIVIDAD QUÍMICA DE LOS METALES 1) 2) 3) 4) 5) Son muy reactivos con los no metales, especialmente con los halógenos. Forman óxidos básicos , sales e hidróxidos (bases). Cuando los metales reaccionan con el oxígeno forman óxidos básicos o metálicos. Cuando un metal reacciona con un no metal forma sales Un metal puede desplazar al hidrógeno de un ácido o también puede desplazar al metal de una sal dependiendo de su reactividad química. El orden de reactividad es el siguiente: K > Na > Li > Ca> Mg> Al > Zn > fe > Sn > Pb > Cu > Ag > Pt REACTIVIDAD DE LOS NO METALES 1) Los no metales reaccionan para formar óxidos ácidos, ácidos, sales y otros compuestos. 2) Forman óxidos ácidos o también denominados óxidos no metálicos o anhídridos. 3) Cuando los óxidos no metálicos reaccionan con el agua se forman los ácidos oxácidos , debido a que contienen oxigeno. 2 4) Otra forma de formar ácidos es poner a reaccionar el azufre o un halógeno con el hidrógeno, formando los denominados ácidos hidrácidos . 5) Cuando los no metales reaccionan con los halógenos forman las llamadas sales haloideas ACIDOS: hidrácidos y oxácidos. Propiedades. Los ácidos son corrosivos, producen quemaduras y son buenos conductores de la electricidad. La ACIDEZ de un compuesto se puede reconocer con algunos indicadores ácido-base. La forma más sencilla y segura de determinar si una sustancia es un ácido o una base, consiste en disolver en agua esa sustancia y luego, poner la solución en contacto con un INDICADOR que puede ser papel tornasol o un indicador ácido-base. INDICADORES: son compuestos orgánicos de estructura compleja que cambian de color en solución a medida que cambia el pH, es decir si una sustancia es ácida cambia a un color determinado diferente a si la sustancia es básica. El papel tornasol: es un indicador ácido-base que proviene de una mezcla de compuestos extraídos de ciertas plantas que se encuentran principalmente en Holanda. En esta mezcla de compuestos hay un colorante que se denomina eritrolitmina, que se torna rojo frente a los ácidos y azul frente a las bases (medio alcalino). Los indicadores ácido-base, tales como el anaranjado de metilo y la fenoltaleína son sustancias que modifican su estructura química en presencia de ácidos y bases. Este cambio de estructura produce un cambio en el color de la sustancia. Las flores, como muchos productos naturales, contienen indicadores ácido-base. Indicadores> 1) Papel tornasol 2) El anaranjado de metilo 3) La fenolftaleína 4) Indicadores preparados con infusión de flores y pueden ser de otro color, lo importante es que cambie de un color para ácido y otro para base. Los indicadores en general pueden identificar si una sustancia es ácido o es base y cambiaran de color diferente ante un ácido o ante una base. 3 Ejemplo. Si colocamos una solución de agua con limón, que obviamente es ácida y le agregamos un indicador como el anaranjado de metilo, esta solución de agua con limón cambiará a color rojo. Si seguidamente también tenemos una solución básica como un desinfectante con agua, o una solución de hidróxido de calcio (que es una base) y le agregamos este mismo indicador cambiará a color amarillo. Las bases o hidróxidos Formación. Al reaccionar un óxido básico con agua se forma una base. Propiedades 1) Se caracterizan por tener sabor amargo, ser jabonosa al tacto, son muy corrosivas y buenos conductores de la electricidad en soluciones acuosas. 2) La basicidad de un compuesto se puede reconocer utilizando un indicador ácido-base, como el papel tornasol, el anaranjado de metilo, la fenolftaleína. El papel tornasol rosado cambia a azul, el anaranjado de metilo cambia de anaranjado a amarillo y la fenolftaleína cambia de incolora a rosado fucsia. 3) Reaccionan con los ácidos para formar sales y agua, lo que se denomina reacción de neutralización. Las sales: haloideas y oxisales Sal haloidea: es una sal que no contiene oxígeno. Ejemplo: NaCl … cloruro de sodio Sal que contiene oxígeno. Ejemplo: Na2SO4 …sulfato de sodio. Ecuación química. La reacción química se representa mediante una ecuación química. A + B ----> C donde A y B son los reaccionantes y C es el producto. Reaccionantes: son sustancias que en la ecuación química van antes de la flecha Productos: son sustancias que se producen. En la ecuación química se representan después de la flecha. 4 Reacción química Durante una reacción química los átomos, las moléculas o los iones interaccionan y se reordenan entre sí para formar los productos. Durante este proceso se rompen enlaces químicos y se forman nuevos enlaces. Los reactivos pueden estar en estado sólido, líquido o gaseoso, o pueden estar en solución. Se clasifican en tipos: Combinación o síntesis: Se combinan dos sustancias simples o compuestas para formar un solo producto. A + B -------> Ejemplo: AB MgO + H2O -------> Mg(O)2 formación del hidróxido de magnesio. Descomposición: Una sola sustancia se descompone para dar dos o más sustancias diferentes. Ejemplo de este tipo de reacción son las siguientes descomposiciones utilizadas en el laboratorio para obtener el oxígeno necesario para poder oxidar a metales o no metales. 5 2 HgO 2Hg ------> Óxido mercúrico 2KClO3 + O2 mercurio y oxigeno -------> Clorato de potasio 2 KCl + 3O2 cloruro de potasio y oxígeno Desplazamiento: Un elemento reacciona con un compuesto para ocupar el lugar de uno de los elementos de ese compuesto. Se forman un elemento diferente y un compuesto diferente. A + BC ------> B + AC o bien Metal A + BC ------> BA halógeno Si A es un metal reemplaza a B para formar AC, siempre que A sea más reactivo que B. Si A es un halógeno, reemplaza a C para formar BA, siempre que a sea un halógeno más reactivo que C. Metal + acido ------> sal + hidrógeno Zn + HCl -------> ZnCl2 + H2 Doble desplazamiento o doble descomposición: Dos compuestos intercambian parejas entre sí para formar dos compuestos diferentes. AB + CD ------> AD + CB Neutralización de un ácido con una base para dar sal y agua: Acido + base -------> HCl + NaOH -------> sal + agua NaCl + H2O 6 REACCIONANTES Y VELOCIDAD DE REACCIÓN El estudio de la rapidez de una reacción y de los factores que la afectan depende pertenecen a una área de la química llamada cinética química. La rapidez de reacción tiene que ver con la cantidad de sustancias reaccionantes que se consumen o de productos que se forman en un tiempo determinado. La rapidez de la reacción se puede entender con la teoría de las colisiones que trata de explicar cómo reaccionan las sustancias para formar los productos. Esta teoría considera que las partículas de las sustancias tienen que cocar de manera efectiva para poder reaccionar. FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIÓN 1) 2) 3) 4) 5) Naturaleza de los reaccionantes Concentración de los reaccionantes Temperatura de la reacción Presencia de los catalizadores Grado de subdivisión de los reaccionantes Respuestas a algunas preguntas de las actividades de la pagina 110 de Conozcamos lo esencial. Al aumentar la frecuencia de choque entre las partículas de los reaccionantes (aumenta/disminuye) la velocidad de reacción La presencia de un catalizador (acelera/disminuye) la velocidad de reacción. Al bajar la energía de activación (disminuye/Aumenta) la velocidad de reacción El zinc en granallas reacciona más ( rápido/lento) con el ácido clorhídrico que el zinc en polvo Al aumentar la concentración de un reaccionante (aumenta/disminuye) la velocidad de reacción. EVIDENCIAS DE QUE HA SUCEDIDO UN CAMBIO QUÍMICO Las reacciones químicas generan nuevas sustancias con propiedades físicas diferentes. Algunas evidencias sobre la ocurrencia de un cambio químico son: 1) 2) 3) 4) 5) Formación de precipitado como cuando se forma el cloruro de plata (AgCl) Formación de un gas como al reaccionar un alka-seltzer con agua. Cambio de color como al oxidarse el hierro Cambio de olor, como al podrirse la carne Cambio de temperatura como al raspar un fosforo con una superficie áspera. 7